20091117无水氟化铝对电解铝生产的有利因素分析

环保铝电解工艺应用总结：效果与瓶颈效果与瓶颈铝电解冶炼是铝的主要生产工艺，然而，传统的铝电解工艺存在着严重的环境问题。

这些问题包括臭氧层破坏、土壤污染、酸雨、大气污染等，呈现出极大的生态环境风险。

为了解决这些问题，环保铝电解工艺应用逐渐成为了一个热门研究领域。

本文将从环保铝电解工艺的定义、原理和应用效果入手，分析其存在的瓶颈和待解决的问题。

一、环保铝电解工艺的定义环保铝电解工艺是指一系列利用可再生能源，如太阳能、风能和水力能源，作为电能来源，降低对自然环境的影响，减少二氧化碳排放的铝电解方法。

这一技术体系同时集成了先进的物理、化学和数学方法，以获得更高的铝纯度和产品质量。

二、环保铝电解工艺的原理1.电解池设计的优化：加强电解质循环，并通过空气分配系统提高氧气的通量。

2.电池操作的优化：通过电流和电压控制实现电解稳定运行，同时适当提高电流密度，以获得更高的生产效率和能源利用效率。

3.提高电流效率：降低阳极消耗和阴极泄漏，以及使用高效的电解液。

4.可再生能源的利用：通过太阳能光伏、风能发电和水力发电等可再生能源实现电能的供给，大大减少二氧化碳排放。

三、环保铝电解工艺的应用效果1.减少了对环境的负担：环保铝电解工艺的应用大大减少了对环境的负荷，降低了碳排放率和能耗。

2.生产效率显著提高：环保铝电解技术对导电性、导热性和机械性能的调节能力更好，铝纯度更高，产品质量更加稳定。

3.节约了资源：可再生能源的利用可以降低对传统能源的依赖，节约了非再生资源的消耗，也最大程度地提高了铝电过程的能源效率。

四、环保铝电解工艺的瓶颈然而，目前环保铝电解技术存在着很多的瓶颈和待克服的问题。

这些问题包括：1.设备和工艺成本的高昂: 环保铝电解设备和技术的研发投入非常高，导致生产成本相对传统电解工艺而言更高。

2.技术难度较大：环保铝电解工艺需要对电解及有关技术的许多因素进行控制，这涉及到电解液溶质、电流密度、阳极和阴极、电流分布等方面。

水分对氟化铝生产的影响探析摘要：目前世界上约95%的氟化铝是用于电解铝行业，作为电解质的调整剂，用于补充电解时冰晶石融熔液中消耗的氟化铝成分；部分氟化铝用作陶瓷的外层釉彩和搪瓷釉的助熔剂，非铁金属冶炼的熔剂，金属焊接中的焊接液以及催化剂行业。

本文通过氢氧化铝水分的变化，以及在无水氟化铝生产过程中的反应特性进行分析对比，结合氢氧化铝水分平衡计算，根据无水氟化铝生产过程中造成的控制影响分析，提出了氢氧化铝的指标及管理要求，以确保生产的连续稳定。

关键词：水分；氟化铝生产；影响探析1、氟化铝产品的分类和生产工艺目前，国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为3种：湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝.①湿法氟化铝：以浓度30%的氢氟酸为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品；②干法氟化铝：以88％～90%氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品；③无水氟化铝：以99.9%以上无水氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品.湿法氟化铝生产工艺是20世纪50年代从前苏联引进的第一代技术；干法氟化铝生产工艺是20世纪80年代湖南湘铝从瑞士布斯引进的第二代技术；无水氟化铝生产工艺是多氟多公司自主创新开发的第三代新技术.无水氟化铝生产过程中使用的氟化氢是经过冷凝精馏的高纯产品，利用该项技术生产的无水氟化铝产品主含量高、容重大、水分及杂质含量极低.1.1生产工艺比较下面从化学反应角度比较3种不同氟化铝生产工艺，阐述3种氟化铝的优缺点.1.1.1 3种氟化铝的生产工艺流程3种氟化铝的生产工艺流程见图1.图11.1.2 不同氟化铝工艺化学反应对比（1）不同氟化铝生产氢氟酸工艺对比氢氟酸生产以硫酸、发烟硫酸和萤石为原料.萤石常含有的杂质有SiO2、CaCO3、Al2O3、FeO3、Ca3(PO4)2，伴生的微量元素有Cu、Ag、Au、Ni、Mn、Pb、Zn、Ba、Ga、V，这些杂质和微量元素会参与反应.3种工艺氢氟酸生产区别在于对产生的氟化氢气体的处理方法.湿法氟化铝使用的30%的氢氟酸，产生的粗氟化氢气体用水加以吸收.干法氟化铝是用产生的粗氟化氢气体直接用于合成氟化铝.无水氟化铝是将产生的氟化氢气体经精馏精制得到99.9%的液体氢氟酸，再用于制氟化铝。

电解生产主要工艺参数利弊分析通过以上分析，铝电解生产的核心首先是氧化铝浓度，其次是过热度。

其中氧化铝浓度的益处可以计+6分，弊端计-1分。

低氧化铝浓度生产的附带条件有三：一是需要保持低浓度的稳定性，通过改善操作和管理可以实现；需要补充适量AlF3来调节过剩的F-浓度，也很容易实现；三是需要提高电解质内部氧化铝浓度的均匀性，该条件需要从工艺上提高电解质的流动性，与组织低过热度生产有冲突，但有利于氧化铝溶解，需要牺牲部分电流效率弥补。

低氧化铝浓度的优越性非常明显，最最主要的是解决了低温、低过热度对氧化铝溶解的制约，是电解技术进步的核心环节。

电解质过热度在提高电流效率生产安全方面的优越性是非常突出的，但其不利于氧化铝浓度的均匀，不利于电解质导电，更主要的是不利于氧化铝溶解，甚至造成打壳下料不畅通。

过热度的选择必须以保持电解质的流动性和打壳下料的可靠性作为依据。

在保证流动性和下料可靠性的条件下，降低电解质过热度的优越性也是非常突出的。

分子比高低的利弊是相互的，降低分子比在提高电流效率的同时提高了电解质压降，并降低了电解质对氧化铝的溶解性。

因此，分子比的选择只是电解质对氧化铝溶解能力的调节因素。

更具体的分析是对电解质温度、电解质过热度、F-浓度和Al2OF84-浓度的调节手段，从而控制电解质对氧化铝和铝的溶解能力，追求合理的经济技术指标。

分子比的调节非常灵活，但原则是F-浓度与AlF4-浓度的摩尔比必须小于2。

主要措施是：1.当电解质初晶温度较高时，电解质对氧化铝和铝的溶解能力过剩，应降低分子比以提高电流效率。

2.当电解质初晶温度较低时，电解质对氧化铝和铝的溶解能力不足，应提高分子比以追求较低的槽电压和能耗。

3.为了保持电解质的流动性或者操作空间，当过热度适当偏高的时候，应降电解质低分子比，以为氧化铝和铝保持适宜的溶解性，追求电解生产综合效益。

4.在电解质的流动性过剩的条件下，应努力降低过热度，增厚电解槽炉帮，并提高分子比调节氧化铝和铝的溶解能力，在维持氧化铝和铝的溶解能力不变的环境下，也因为炉帮增厚，电解质内部离子扩散强度降低而有利于提高电流效率。

无水氟化铝对电解铝生产的有利因素分析多氟多化工股份有限公司侯红军氟化铝不但是电解质的重要组成部分影响电解质的化学物理性质，而且在正常电解生产过程中是调整电解质分子比、控制电解过程热平衡的重要手段。

用不同方法生产的氟化铝化学物理性质差别甚大，直接影响电解生产的操作、指标、产品质量和环境。

随着电解生产操作水平和自动化控制精细度的提高，对氟化铝质量的要求也越来越高。

使用高质量的无水氟化铝是电解生产的必由之路。

本文将通过无水、干法和湿法氟化铝的生产工艺和产品质量进行比较分析，分析其在电解铝使用过程中对能源消耗、污染排放、产品质量方面的影响。

1 氟化铝产品的分类和生产工艺1.1、分类目前，国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为三种：湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝。

湿法氟化铝-----以浓度30%的氢氟酸为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

干法氟化铝-----以88～90%氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

无水氟化铝-----以99.9%以上无水氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

湿法氟化铝生产工艺是上世纪五十年代从前苏联引进的第一代技术。

干法氟化铝生产工艺是上世纪八十年代湖南湘铝从瑞士布斯引进的第二代技术。

无水氟化铝生产工艺是多氟多公司自主创新开发的第三代新技术。

无水氟化铝生产过程中使用的氟化氢是经过冷凝精馏的高纯产品，利用该项技术生产的无水氟化铝产品主含量高、容重大、水分及杂质含量极低。

1.2、生产工艺比较本文从化学反应角度比较三种不同氟化铝生产工艺，阐述三种氟化铝的优缺点。

1.2.1三种氟化铝的生产工艺流程图如下：1.2.2不同氟化铝工艺化学反应对比1.2.2.1氢氟酸工艺对比氢氟酸生产以硫酸、发烟硫酸和萤石为原料。

萤石常含有的杂质有SiO2、CaCO3、Al2O3、FeO3、Ca3(PO4)2伴生的微量元素有Cu、 Ag 、Au 、Ni、 Mn 、Pb 、Zn、 Ba、 Ga、 V，这些杂质和微量元素会参与反应。

电解铝过程中氟污染的危害及防治对策摘要：在电解铝行业快速发展时期，氟化物作为一种空气污染物，不仅对环境、植物及家畜造成污染，还对人类的遗传、牙齿、呼吸、神经等系统产生影响，本文对氟污染的产生、危害及防治措施进行分析和介绍，旨在为有关工作提供参考。

关键词：电解铝氟化物氟污染一、电解铝行业中氟化物的产生电解铝主要生产工艺为：以氧化铝为原料，以冰晶石和其它氟盐为熔剂，组成电解质溶液。

在电解槽内经碳素电极导入直流电，发生电化学反应，在碳阴极上析出金属铝，在碳素阳极产生一氧化碳和二氧化碳[1]。

在电解中氟盐也会发生化学反应产生氟化氢等氟盐废气，从而对环境产生污染。

二、氟化物对植物的危害各种植物的叶片、根系都能吸收氟。

一般地说，氟化物在植物体内的积累分布规律是：叶>茎>根。

由于叶中的氟化物极少向外输送，因而其积累量与叶龄呈正相关；从不同叶位看，氟化物的分布特点是：基部>顶部>中上部。

不同植物对氟的吸收累积有明显差异。

如茶树，叶片中氟的生物积累效率非常高，为土壤可溶性氟的1000倍，为土壤总氟的2-7倍；97%的氟积累在叶片中，而在其它部位只有3%[2]。

根据目前的研究结果，氟化物对植物的伤害途径，可归纳为以下几个方面：1.抑制叶绿素的合成。

如，大豆叶片经1.31×10-2mmol/L，NaF处理后，其叶绿素的合成明显受到抑制。

2.抑制植物蛋白质、核酸的合成，并加速其分解。

如经HF处理后，桑叶的蛋白质含量随熏气时间的增加而降低，在叶片未出现可见伤害症状的情况下，10 d下降了2.5%；第10d时，RNA含量比对照下降了9.6%。

3.影响酶活性。

如在氟污染条件下，梅树离体叶片的纤维素酶活性明显增高。

据此推断，梅树落叶是由于氟化物激活了纤维素酶。

4.影响碳、氮代谢。

氟化物对桑叶的碳、氮代谢的影响，已有较详细的研究报告。

5.破坏叶片表皮的微结构。

比如，经过HF处理后，葡萄叶片表皮细胞明显皱缩、干瘪，气孔变形；桑叶表皮产生腐蚀孔、腐蚀斑，斑孔在靠近叶脉处特别多，而且还有裂缝出现。

无水氟化铝对电解铝生产的有利因素分析多氟多化工股份有限公司侯红军氟化铝不但是电解质的重要组成部分影响电解质的化学物理性质，而且在正常电解生产过程中是调整电解质分子比、控制电解过程热平衡的重要手段。

用不同方法生产的氟化铝化学物理性质差别甚大，直接影响电解生产的操作、指标、产品质量和环境。

随着电解生产操作水平和自动化控制精细度的提高，对氟化铝质量的要求也越来越高。

使用高质量的无水氟化铝是电解生产的必由之路。

本文将通过无水、干法和湿法氟化铝的生产工艺和产品质量进行比较分析，分析其在电解铝使用过程中对能源消耗、污染排放、产品质量方面的影响。

1 氟化铝产品的分类和生产工艺1.1、分类目前，国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为三种：湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝。

湿法氟化铝-----以浓度30%的氢氟酸为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

干法氟化铝-----以88～90%氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

无水氟化铝-----以99.9%以上无水氟化氢气体为原料，与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。

湿法氟化铝生产工艺是上世纪五十年代从前苏联引进的第一代技术。

干法氟化铝生产工艺是上世纪八十年代湖南湘铝从瑞士布斯引进的第二代技术。

无水氟化铝生产工艺是多氟多公司自主创新开发的第三代新技术。

无水氟化铝生产过程中使用的氟化氢是经过冷凝精馏的高纯产品，利用该项技术生产的无水氟化铝产品主含量高、容重大、水分及杂质含量极低。

1.2、生产工艺比较本文从化学反应角度比较三种不同氟化铝生产工艺，阐述三种氟化铝的优缺点。

1.2.1三种氟化铝的生产工艺流程图如下：1.2.2不同氟化铝工艺化学反应对比1.2.2.1氢氟酸工艺对比氢氟酸生产以硫酸、发烟硫酸和萤石为原料。

萤石常含有的杂质有SiO2、CaCO3、Al2O3、FeO3、Ca3(PO4)2伴生的微量元素有Cu、 Ag 、Au 、Ni、 Mn 、Pb 、Zn、 Ba、 Ga、V，这些杂质和微量元素会参与反应。

38 轻 金 属2011年第2期作者简介:张兴彤(1971-),男,工程师。

收稿日期:2010-07-28铝电解生产过程中氟化铝添加控制策略探析张兴彤,刘升,黄胜(四川启明星铝业有限公司,四川眉山620041)摘 要:综述了近年来铝电解生产过程中氟化铝添加控制新方法的应用和进展,有效解决氟化铝按需下料,改善了氟化铝加料方式,提高了分子比控制精度。

关键词:氟化铝;添加;分子比控制;智能寻优中图分类号:TF821 文献标识码:B 文章编号:1002-1752(2011)02-38-3Additi on of fl uori nated al u m i ni u m control strategy analysisi n alu m i niu m electro l ysis productionZ HANG X ing-tong ,LI U Sheng and HUANG Sheng(Sichuan Aostaral A l u m inium C o .,L t d .,M eis han 620041,China)Abstract :Th e p aper rev i e w ed t he appli cati on and d evelopm ent of al um i n i um fluoride add ition technol ogy i n al um i n i um electrol ysis produ cti on i n recen tyears ,w h i ch effecti vel y solves t he additi on of a l u m i n i um fl uori de as per n eed,i m proves t h em od e of al um i n i um fl uori de additi on and i ncreases t h e con trol accuracy of the molec u lar ratio .K ey words :A l F 3;add iti on ;m ol ar rati o con tro;l i n telli gen t op ti m iz ati on近年来铝电解企业纷纷采用低分子比、低温为主要特征的技术路线,为了达到平稳高效的槽况,在控制系统硬件配置上普遍采用分布式控制系统、网络化控制系统,相应的对铝电解控制系统的氟化铝控制精度提出了更高的要求。

干法氟化铝和无水氟化铝制备工艺和应用效果对比刘海霞【摘要】氟化铝既可以弥补铝电解时氧化铝的损失,又可以降低电解质的分子比,降低电解质的初晶温度,控制铝电解过程中的热平衡,是电解铝行业必不可少的原材料.目前铝电解用的氟化铝有两种形态,即干法氟化铝和湿法氟化铝,这两种形态的氟化铝在制备工艺、产品质量以及电解铝应用等诸多方面有着较大的不同.为使氟化工行业以及电解铝行业能够持续稳定地发展,将干法氟化铝和无水氟化铝从制备工艺、产品质量以及电解铝应用等诸多方面进行对比,来说明氟化铝今后的发展方向,以此来促进氟化铝的技术进步.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2018(050)009【总页数】4页(P10-13)【关键词】氟化铝;制备工艺;电解铝;节能减排【作者】刘海霞【作者单位】多氟多化工股份有限公司,河南焦作454006【正文语种】中文【中图分类】TQ133.1工业氟化铝是白色粉末，在常压下加热时不熔化，在高温下升华（不经过液态直接汽化），在1 200℃时蒸气压达到81.86 kPa。

目前95%以上的工业氟化铝用于铝工业，其作用是作为冰晶石——氧化铝溶液的一种添加剂，它既可以弥补电解质中氧化铝的损失，又可以降低电解质的分子比，降低电解质的初晶温度，控制铝电解过程中的热平衡，是电解铝行业必不可少的原材料［1］。

2016年，全球电解铝总产量为 5 889万 t，其中中国产能为 3 616.7万 t，按吨铝消耗17 kg氟化铝计，全球氟化铝的销量约为100万t，其中中国销量约为61.5万t。

未来，随着工业技术的发展以及电解铝应用领域的不断拓宽，电解铝的需求将呈几何式增长，其原材料氟化铝的需求也会不断增加，如电解铝应用于新能源汽车轻量化技术的突破。

氟化铝的需求虽然在不断增加，其产品也先后经历了湿法氟化铝（淘汰产品，在此不叙述）、干法氟化铝和无水氟化铝3代产品，但其制备工艺的不同对产品质量、性能以及应用效果也不相同。

第49卷第11期2017年11月无机盐工业INORGANIC CHEMICALS INDUSTRYVol.49 No.11Nov.,2017工业技术影响无水氟化铝质量的因素剖析吴海峰(多氟多化工股份有限公司，河南焦作454006)摘要:氟化铝是降低电解铝生产电耗的主要添加剂，实验以多氟多化工股份有限公司的无水氟化铝生产工艺 为例，阐述了影响无水氟化铝质量的各种因素并提出改进意见。

力求在分享生产经验的同时，推广髙品质无水氟化 铝的应用，最大限度推进电解铝行业的节能降耗。

通过详细分析原料水分、粒度以及生产过程中的配比、操作温度、风量、压差等因素与产品质量的关系，提出了相应的解决办法，提髙了产品的质量。

对上述分析做了总结，提出要想 提升无水氟化铝产品质量就必须从3个方面去着手。

关键词院无水氟化铝；电解铝;节能降耗中图分类号:T Q133.1文献标识码:A文章编号= 1006-4990(2017)11-0045-03A n a l y s i s o n a f f e c t i n g f a c t o r s o f q u a l i t y o f a n h y d r o u s a l u m i n i u m f l u o r i d eW u H a ife n g(Do-Fluoride Chemical C o.，Ltd.，Jiaozuo 454006，China)Abstract 院A lu m in u m fluoride is a m ain ad ditive that ca n red u ce pow er con su m p tion in the electrolytic alu m in iu m production.T a k in g an hydrous a lu m in iu m fluoride production p ro cess o f D o-F lu o r id e C h em ica l C o., Ltd. as an e x a m p le, various factors af­fectin g the qu ality o f an hydrous alu m in iu m flu orid e a n d som e su g gestio n s for im provem en t w ere pu t forw ard.It w as aim in g forsharing the exp erien ce in production an d prom oting the ap p lication o f h ig h-q u a lity an hydrous a lu m in iu m fluoride as w e l l,so as to prom ote the en ergy saving an d con su m p tion red uction in the electrolytic a lu m in u m industry as far as p o ssib le.T h rou g hd e ta iled an aly sis the relationsh ip betw een the p rodu ct qu ality an d various fa c to rs, such as the m o istu re, particle s iz e, m ix ratioo f the raw m a te ria ls,op erating tem p era tu re,air v o lu m e,an d differential p re ssu re,corresp on d in g solutions w ere p r o p o se d,and the product qu ality w as im proved to a h igh er le v e l.W ith the sum m ary o f abo ve a n a ly sis,it su g gested that the prom otion o f the product qu ality o f a lu m in u m fluoride m ust p ro ceed from three asp ects at the sam e tim e.Key words 院an hydrous a lu m in iu m fluoride 曰electrolytic a lu m in iu m曰en ergy saving an d con su m p tion reduction随着国家对节能降耗目标的不断强化，许多高耗能企业都面临着不小的压力。