Факторы, влияющие на выход по току
Основной критерий выхода по току от 100% , является образование промежуточных реакций субфторидов AI: AIF – одновалентный, и образования металлического натрия на катоде.
Вторая потеря – растворения алюминия в электролите и его окисление анодными газам. Этот процесс зависит от состава электролита, чем меньше криолитовое отношение, тем меньше растворение и потери, чем меньше температура процесса, тем меньше скорость циркуляции металла и электролита, а значит меньше масса переноса растворенного алюминия под анод. МПР также влияет на увеличение растворения алюминия, объём электролита под анодом уменьшается, скорость циркуляции увеличивается.
Процесс потерь AI складывается из следующих стадий:
1. Растворение AI на границе электролит – металл.
2. Перенос продуктов растворения через прикатодный диффузионный слой.
3. Перенос продуктов растворения через слой электролита путём его циркуляции.
4. Взаимодействие катодных продуктов с анодными газами.
Однако потери алюминия и выход по току главным образом зависят от условий массо- и теплообмена в электролизёре, а также электромагнитных сил.
Во главу угла повышения выхода по току ставится температура процесса. Существует барьер: с понижением температуры растворимость глинозёма понижается, кроме того, увеличивается вязкость электролита, увеличивается электрическое сопротивление, поэтому с понижением температуры процесса необходимо внимательно следить за дозировкой глинозёма.
|
|
|
Чем больше размер анода, тем МПР должно быть больше, поскольку возникает вероятность волнения металла.
Плотность тока на аноде с повышением плотности тока на аноде выход по току увеличивается на С 190 плотность тока 0,67 А/см2, на других 0,7 А/см2. При увеличении анодной плотности тока растёт скорость циркуляции электролита под анодом, а значит и увеличивает потери металла, но не прямолинейно, а слабее.
Состав электролита
Избыток фтористого алюминия на катоде понижает КО, снижает температуру плавления электролита, снижает вероятность разрядов ионов натрия на катоде, понижается плотность электролита, снижаются потери алюминия за счет его растворения. При КО=2.5 максимальный выход по току.
Повышение содержания глинозема в электролите приводит к уменьшению растворения алюминия следовательно увеличивается выход по току, однако увеличение концентрации глинозема больше 7-8% нежелательно, так как в концентрированных расплавах скорость растворения глинозема уменьшается и ведет к образованию осадков.
Влияние холодных добавок на выход по току
Холодные добавки также имеют противоречивые действия:
|
|
|
MgF2 и CaF2 – главная цель понизить температуру плавления.
Положительные свойства от холодных добавок – невысокая цена.
В литиевых электролитах растворение глинозёма в 4 раза меньше чем в натриевых, поэтому добавки LiF приводят к резкому снижению растворения глинозёма.
Влияние примесей на процесс электролиза и на выход по току
Все примеси отрицательно влияют на выход по току, они понижают сортность металла. Na, как более отрицательный, чем AI накапливается в электролите, увеличивая криолитовое отношение и температуру процесса, следовательно выход по току уменьшается.
Влага в виде гидрата попадает в электролизёр, реагирует с AIF3, снижая расход фторсолей и выход по току. Часть воды подвергается электролитическому разложению с выделением водорода на катоде, который растворяется в AI и ухудшает качество алюминиевого сырца.
Оксиды тяжёлых металлов более электроположительные, чем алюминий.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1040; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!