开槽阳极

开槽阳极对铝电解槽中气泡运动影响的数值
模拟
开槽阳极是铝电解槽中的一种重要组件，直接影响着气泡在电解
槽中的运动。

为了研究开槽阳极对铝电解槽中气泡运动的影响，我们
进行了数值模拟实验。

通过这一实验，我们得到了一些有关气泡运动
的重要结果，对于进一步优化电解槽操作具有重要的指导意义。

首先，我们模拟了没有开槽阳极的情况下的气泡运动情况。

在这
种情况下，气泡的运动是较为混乱的，容易聚集在电解槽中的某些区域，从而影响到电解槽的效率。

这种情况下，电解槽中的气泡分布不
均匀，导致铝的电解过程不稳定。

接下来，我们模拟了有开槽阳极的情况。

开槽阳极将电流从整个
阳极均匀引导出来，使得电解槽中的气泡运动变得有序。

由于开槽阳
极的存在，气泡被有效地推动，从而避免了气泡在电解槽中的聚集现象，提高了铝的电解效率。

同时，通过对开槽阳极的设计和位置优化，我们还可以进一步调节气泡运动的速度和方向，进一步提高电解槽的
效果。

通过数值模拟实验，我们还发现开槽阳极的尺寸和形状对气泡运
动的影响也十分重要。

较大尺寸的开槽阳极能够提供更多的通气孔，
使得气泡的释放更加顺畅，减小气泡在电解槽中的滞留时间。

同时，
我们还发现特定形状的开槽阳极能够改变气泡运动方向，进一步优化
电解槽的效果。

综上所述，开槽阳极对铝电解槽中气泡运动的影响是显著的。

合理设计和布置开槽阳极可以有效地调节气泡运动的速度和方向，避免气泡在电解槽中的聚集现象，提高铝的电解效率。

因此，在铝电解槽的设计和操作过程中，必须充分考虑开槽阳极的影响，以达到最佳的电解效果。

谈预焙开槽阳极在电解槽使用中的问题作者：李鸿斌程生兰来源：《中国科技博览》2013年第24期【摘要】：铝电解预焙阳极炭块是铝电解生产中的一种重要原材料，它在铝电解的生产中起着“心脏”的作用。

阳极炭块内在质量和各项技术参数的设计直接影响着电解生产工艺、经济指标以及生产成本。

本文通过对包铝在200KA预焙槽近几年的使用，探讨了使用过程中出现并注意解决的问题。

【关键词】：电解槽、电压、效应系数、开槽阳极、阳极开裂、阳极掉角。

中图分类号：TQ151.1+51、包铝是在2008年底至2009年初开始使用开槽阳极。

在200KA预焙槽上使用的，目前已使用了三年，目前使用的情况较好，200KA电解系列的生产工艺、经济指标见下表1.。

2、包铝使用的开槽方式为是在生阳极成型过程中成槽。

这种方式的主要优点是：（1）开槽无需额外设备。

（2）不象在机械加工时对生成的碳粉进行收集、运送和循环。

该方式的缺点是：（1）槽的方向受阳极块取出方向的控制。

（2）成槽后的生阳极在搬运过程中易受到损坏，增加了废品率。

这时棍道运输就不如积放式运输好。

（3）在焙烧过程中填充料常填满成型的槽并与表面粘连。

清理槽沟很麻烦，且需要专用的设备。

（4）将清理不彻底的阳极块用于电解生产中，则会增加碳尘量，从而增加了电解质电阻和降低电流效率。

3.1、要加大对开槽阳极的抽检频次及数量，对电解影响较大的抗压强度、真密度、CO2反应性等参数的监控。

包铝在使用使用开槽阳极后，将抽检的取样量由120吨取一个样本，增加到了取两个样本。

这样可以有针对进行使用炭块情况和参数的对比，做到对使用情况的有效监控。

3.2、要加强对开槽炭块的外观检查。

由于开槽阳极开槽方式决定，炭块的强度受到一定影响，再加上运输、吊装等因素造成阳极开裂、阳极掉角、开槽中夹杂的焙烧料较多，将检查不到位的阳极块用于电解生产中，则会增加碳渣量，从而增加了电解质电阻和降低电流效率。

3.2.1、阳极开裂、阳极掉角进入电解生产，则会使开槽阳极通过改善电解质的流动场，来改善电解槽的温度场。

第三章阳极有人把阳极称为铝电解槽的“心脏”，这说明了在电解铝生产中阳极所起的作用有多大。

所以，对现在所使用的活性阳极改进和新阳极的研发成为了每个厂家面临的问题。

目前，好多厂家在阳极生产技术方面取得了很大的成果，先后研发出开槽阳极、高位阳极。

另外，在惰性阳极的开发上也取得了实验性的进步，一旦惰性阳极投入使用，将大大降低铝电解的生产成本。

1开槽阳极在电解生产中，电解槽内部产生许多气体，如CO2、CO、Al-O-F 混合气体以及CF气体。

这些气体大部分是在阳极下部产生的。

从理论上定性分析，气泡的行为大致可以分为三个阶段：（1）气泡在阳极扺掌生成长大与脱附；（2）阳极扺掌下，在压力梯度和流主导作用体引力起下的气泡运动；（3）阳极侧部，浮升力起主导作用下的气泡运动。

气泡的运动将是电解质产生伴有濡动的对流运动，影响电流和磁场分布，使电解质—铝液界面产生波动，严重时电流完全切断而发生阳极效应。

另外，气泡在阳极底部形成一定厚度的气泡层，同时在电解质中也有一定的气泡存在，这些无疑增加了槽电压，从而增加了电能消耗。

从提高电流效率和降低阳极过电压的角度出发，我们希望气体尽快从阳极底掌排除，这样即有利于降低气漠过电压，又可以减弱二次反应，还可以减弱大气泡逸出对极距的干扰。

提高阳极气体排出速度的方式主要有两种，其一是加快电解质的运动速度，但这样以提高铝液流速和铝液在电解质中的扩散速率降低电流效率为代价；其二是缩短阳极气体的运动距离，这就是阳极排气沟技术的应用，它只需增加排气沟的制作费用。

推广阳极排气沟技术可以实现阳极气体快速平缓逸出，降低气泡噪声，达到提高效率和降低电耗的节能目标。

1.1阳极开槽工艺阳极开槽机有两种方式，一是在生阳极成形过程中成槽；另一种是生快焙烧后加工成槽。

两种开槽方式都有各自特点，但对阳极生产成本和阳极在电解槽中的性能有很大的负面影响。

目前炭块底部开槽工艺，是在预焙阳极生块焙烧成为熟块后，再使用跣刀或圆盘锯等机械设备，在阳极底部进行开槽。

低电压节能铝电解槽生产技术及指标优化控制探究黄卫平【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P52-54)【作者】黄卫平【作者单位】中国铝业股份有限公司青海分公司【正文语种】中文本文结合某公司低电压生产技术实践，分析低电压生产技术条件下电解槽稳定性变化的原因，结合电解槽日常生产管理的关键技术要点，探究低电压生产电解槽技术经济指标的优化控制措施。

当前，低电压节能主流技术有：一是在线能量优化技术。

在现运行电解槽上通过提高阳极电流密度、降低电压、研究利用富裕极距，节能挖潜。

二是新型结构阴极技术。

改变阴极结构形状、减缓铝液流速和改善阴极电流分布，降低临界极距，大幅降低电压。

三是双阴极钢棒技术。

改进阴极钢棒设计、减少阴极水平电流分量，改善铝液界面波动情况，降低临界极距，降低槽电压。

某公司近年来推行低电压生产技术路线，在新型结构阴极技术应用方面取得了良好成果，分别推广应用了新型凸台阴极结构电解槽和双阴极钢棒结构电解槽。

新型凸台阴极结构电解槽节能技术特点是，通过阴极凸台使铝液流速减缓、铝液层稳定，一方面减小铝液循环流动过程中的机械损失、提高电流效率，另一方面铝液波动变小、有效极距增加，为降低电压创造了条件。

双阴极钢棒电解槽节能技术特点是，通过阴极钢棒切层开缝，调整阴极炭块组的电阻，进而降低铝液中的水平电流，提高电解槽的磁流体稳定性，减小铝液波动，达到提高效率、释放极距降低电压的目的。

1 低电压生产电解槽稳定性变化机理低电压生产电解槽，由于电压降低、电解槽热收入变化，使得电解槽稳定性发生较大变化，电解槽对外界干扰变得越来越敏感，电解槽稳定性问题显得尤为突出。

所以，对低电压节能工艺条件下的电解槽来说，任何作业方式改变和操作质量变化，都会使低电压电解槽槽况稳定性发生“不可逆”变化。

影响槽况稳定性的最直接因素是极距，它既是电解过程中的电化学反应区域，又是维持电解温度的热源中心。

电解出装槽操作规程一、阳极准备1、、将阳极铲掉飞边毛刺，物表不合格的阳极挑出，上架后按规定距离挂好耳部找齐。

2、敲打两耳，使耳部与架上面成面接触，板面垂直，斜度不超过5mm。

3、阳极上槽前进行泡洗至列黑皮为止，泡洗后冲洗干净阳极表面的铜粉。

4、阳极吊到槽上后，进行第二次加工，确保阴阳极对称，距离均匀，且不得靠槽帮。

二、出阴极铜1、擦亮槽间导电棒。

2、单槽横电后立即出铜，吊车吊起后空液至不滴为止，阴极铜出槽连续烫洗二次，烫洗后的电铜记上列别再打包。

3、掉入烫洗槽中的阴极铜必须及时捞出，分列别分段吊走，一齐入库，否则按漏产处理。

4、用刷子刷好接触点后方能下阴极，下阴极片每次搬运整齐，不能用膝盖顶，不能用肩扛，不得碰弯角，每槽弯角不大于2块，不许同时下两片，阴极毛面对阳极光面，并与相临两块阳极的距离要均匀误差小于5mm，耳子要对齐，不得靠槽帮，防止一边薄，一边厚的电铜产出。

5、阴极片入槽后马上找正，交电解岗位验收。

6、一次烫洗槽每天换水一次，二次烫洗水，每周一、四换水。

三、出残极1、要擦好槽间导电棒，横电板接触良好，槽电解期间不得出现导电板过热或烧红现象。

2、同时横电槽数不得超过2槽。

3、两极出槽时必须空净液，没出电铜的槽不能放液。

4、放液时必须与地坑泵工联系好后方能进行，每次放液不得超过2槽，小堵液未流净不得拔大堵，刷槽时将铜疙铜渣取出，擦亮槽间导电板。

5、装阳极时，用手电照，阳极板两侧距槽帮的距离相等，极距要找准，耳朵要找齐，耳底部不得有脏物，保持与槽间导电板的接触良好，保持每块极板电流分布均匀，阳极板面垂直，垂直度误差＞5mm不超过2块。

6、放掉电解液后才能吊残极，严禁带液拔残极，残极必须冲洗干净，5mm以上厚残极挑出备用，同时将厚5~10mm，11~20mm，21mm以上的残极分别摆放，一次刷一个槽。

7、下完阴极片后再次进行仔细检查，不得有阴阳极接触的现象，注满液后操作人员及时冲水，通电生产，通电30分钟后，检查每槽短路不大于1块。

电解铝电解槽结构电解铝是一种常见的铝生产方法，其核心设备是电解槽。

电解槽是一个用于电解铝的设备，它采用特定的结构设计，以实现高效的铝电解过程。

电解槽通常由斜坡式底槽、阳极和阴极等组成。

斜坡式底槽是电解槽的主体部分，它由耐火材料制成，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。

底槽的斜坡设计有助于铝液从底部流出，便于收集和提取。

阳极位于底槽的顶部，它是电解过程中的正极，通常由碳材料制成。

阳极的作用是提供氧化反应所需的正电荷。

阴极位于底槽的底部，它是电解过程中的负极，通常由碳材料涂覆钢制而成。

阴极的作用是吸收氧化反应产生的电子。

在电解铝的过程中，电解槽中的电解质是非常重要的。

电解质一般采用氟化铝和氯化铝的混合物，它们可以提供所需的离子导电性。

电解质的浓度和温度对电解过程的效果有着重要的影响。

此外，电解槽还需要配备炉渣槽和温度控制系统等设备，以确保电解过程的稳定性和效率。

除了上述基本结构外，电解槽还可以根据具体的工艺要求进行一些改进。

例如，可以在底槽中设置导流板或导流槽，以改善液体流动的均匀性和稳定性。

此外，还可以在阳极上设置保护罩，以减少阳极的损耗和杂质的进入。

电解槽还可以根据需要进行分段设计，以提高铝液的纯度和收集效率。

在实际应用中，电解槽的结构设计需要兼顾多个因素。

首先，要考虑到生产效率和能耗的平衡，以实现高效的铝生产。

其次，要考虑到设备的耐用性和稳定性，以确保长期稳定运行。

此外，还要考虑到维护和清洁的便利性，以减少生产线停机时间和生产成本。

电解铝电解槽是实现铝电解的关键设备，其结构设计直接影响到生产效率和产品质量。

通过合理的设计和改进，可以提高电解过程的效率和稳定性，实现高效、低能耗的铝生产。

铝电解用预焙阳极上部结构优化及开槽的节能和降耗探索摘要：本文根据生产实践具体情况，分析及改进预焙阳极上部结构尺寸优化的目的是有利于铝电解过程中保温覆盖料能较好地堆积,对预焙阳极起到覆盖保护的作用,同时减少预焙阳极无效重量,降低预焙阳极的制造和使用成本。

还针对影响炭碗开槽预焙阳极质量的主要因素提出了稳定煅烧工艺，改善焙烧升温制度，提高生阳极体积密度等具体有效的措施。

关键词：预焙阳极；结构尺寸优化；炭碗间开槽；节能减排；降低阳极毛耗预焙阳极是铝电解生产中的重要组成部分，它在铝电解生产中起着核心作用，阳极炭块内在质量的好坏和各项技术参数的设计是否合理，都直接影响着电解铝生产工艺、各项经济指标以及生产成本。

但节能减排是企业生存和发展的永恒主题,也是一个有责任的企业实现和谐社会和实现可持发展的必然要求。

在国家“十四五”明确要求单位 GDP能耗降低13.5%，二氧化碳排放降低18%的目标指引下,企业再一次选择对阳极上部外形进行挖潜。

1 阳极炭块上部结构仅起到与钢爪连接的作用,因此还可以在上部继续进行结构尺寸优化, 尽量减少生产阳极炭块的糊料用量。

阳极炭块在电解槽使用时顶部需要堆积保温覆盖料, 怎样才能使料更有效地堆积也是考虑的方向。

1.1预焙阳极上部结构尺寸的优化应围绕降低预焙阳极在以下三个方面来进行。

一是减少炭块的“无效”部分从而减少生产预焙阳极炭块的糊料用量，降低阳极的制造成本；二是铝电解过程中保温覆盖料能较好地堆积，对预焙阳极炭块起到覆盖保护的作用；三是通过对预焙阳极炭块改进，在一定程度上降低预焙阳极炭块单耗。

一般地，在所有几何体中，球体的表面积是最大的，因而结合以上三点，将预焙阳极炭块上部顶面改为圆弧面比较好。

1.2预焙阳极炭块上部结构尺寸优化有以下几个效果（1）将上部凸台与阳极炭块主体结合部改为圆弧状，大大减小了阳极炭块成型过程中该部位由于应力集中产生裂纹的可能性；同时，也降低了阳极炭块在焙烧过程中裂纹扩展和新裂纹产生的几率，有利于改善预焙阳极炭块的理化性能，提高阳极炭块的使用效果。

电解槽阳极类型主要有以下几种：
1. 碳素阳极：由石油焦、沥青焦等碳素材料制成，具有高导电性、耐腐蚀性和较低的电化学活性。

2. 钛基金属氧化物阳极：由钛、铱、钽等金属氧化物涂层在钛基材上制成，具有良好的电化学稳定性和较长的使用寿命。

3. 石墨阳极：由人造石墨或天然石墨制成，具有较好的导电性和耐腐蚀性，但电化学活性较高。

4. 铅合金阳极：由铅、锡、银等合金制成，具有良好的导电性和耐腐蚀性，但含有有毒物质。

5. 不锈钢阳极：由不锈钢材料制成，具有较好的耐腐蚀性和较长的使用寿命，但导电性较差。

6. 钛基涂层阳极：在钛基材上涂覆一层具有良好电化学性能的涂层，如铂、铑等贵金属涂层，以提高阳极的电化学稳定性和使用寿命。