De kern van de aluminium-elektrolyse-industrie (met behulp van het Hall—Heroult-proces, d.w.z. het cryoliet-alumina gesmolten zout elektrolyseproces) is "gesmolten elektrolytsysteem + aluminium grondstoffen + hulpstoffen". De benodigde chemicaliën zijn gerelateerd aan de elektrolytische reactie, elektrolytregulatie, apparatuurbescherming en onzuiverheidsverwijdering. Gecombineerd met praktische industriële toepassingen, worden ze gesorteerd op functie als volgt (geschikt voor buitenlandse handel en productiearchivering, verduidelijking van de rol, specificatie en kerndoel van elke chemische stof):
I. Kern Grondstoffen (Noodzakelijk voor Elektrolytische Reactie, Bepalend voor Aluminium Productie)
Dergelijke chemicaliën vormen de basis van de productie van aluminium-elektrolyse, nemen direct deel aan de reductiereactie van aluminium en zijn de meest geconsumeerde categorie in het productieproces. De kern zijn aluminiumhoudende grondstoffen, die de productie van metallisch aluminium ondersteunen.
1. Aluminiumoxide (Al₂O₃)
Als de kernaluminiumbron voor aluminium-elektrolyse is het de enige grondstof voor de productie van metallisch aluminium, goed voor meer dan 90% van het totale verbruik van chemicaliën in aluminium-elektrolyse. Specificatievereisten: Industrieel aluminiumoxide, zuiverheid ≥ 98,5%, gloeiverlies ≤ 1,0%, uniforme deeltjesgrootte (20-80 mesh), goede vloeibaarheid, gemakkelijk voor gemechaniseerde toevoer en oplossing in gesmolten zout. Functie: Na oplossing in de gesmolten elektrolyt wordt het gereduceerd tot metallisch aluminium door middel van elektrolytische reactie (kernreactie: 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂↑). De zuiverheid ervan bepaalt direct de kwaliteit van aluminiumstaven; overmatige onzuiverheden verminderen de kwaliteit van aluminiumstaven. Ongeveer 1,92-1,95 ton aluminiumoxide wordt wereldwijd per ton primair aluminium verbruikt, waardoor het de meest kernachtige grondstof is in de aluminium-elektrolyse-industrie.
II. Kern Chemicaliën voor Elektrolytsysteem (Reguleren van Elektrolytische Omstandigheden, Garanderen van Vlotte Reactie)
De elektrolytische reactie van aluminium-elektrolyse moet plaatsvinden in een gesmolten elektrolyt. Dergelijke chemicaliën worden voornamelijk gebruikt om een stabiel elektrolytsysteem op te bouwen, de elektrolyttemperatuur te verlagen, de geleidbaarheid te verbeteren en zijn onmisbare sleutelreagentia voor het elektrolyseproces, met fluorproducten als kern.
1. Cryoliet (Na₃AlF₆)
De kernoplosser van het elektrolytsysteem, onvervangbaar, goed voor het grootste deel van het verbruik van elektrolytische chemicaliën. Specificatievereisten: Industrieel cryoliet, zuiverheid ≥ 98%, fluorgehalte ≥ 53%, natriumgehalte ≤ 32%, vocht ≤ 0,5%; verdeeld in korrelig (goede vloeibaarheid, geen stof, geschikt voor gemechaniseerde celstart en normale productie) en poedervormig (200-325 mesh, geschikt voor conventionele elektrolytische hulp aanvulling) volgens deeltjesgrootte. Functie: Aluminiumoxide oplossen om een cryoliet-alumina gesmolten elektrolyt te vormen, waardoor de smelttemperatuur van aluminiumoxide van 2050°C tot 940–980°C wordt verlaagd, waardoor het energieverbruik van de elektrolyse aanzienlijk wordt verminderd; tegelijkertijd verbetert het de elektrolytische geleidbaarheid, stabiliseert het het elektrolyseproces, beschermt het de koolstofbekleding van de elektrolytische cel en verbetert het de stroomrendement, waardoor het de kernoplosser van het Hall—Heroult-proces wordt. Het wereldwijde jaarlijkse verbruik van cryoliet is ongeveer 700.000 ton, waarvan meer dan 90% wordt gebruikt in de aluminium-elektrolyse-industrie. Ongeveer 20-30 kg cryoliet wordt verbruikt per ton primair aluminium (aangepast aan het type elektrolytische cel).
2. Aluminiumfluoride (AlF₃)
Een belangrijke regulator van het elektrolytsysteem, die synergetisch werkt met cryoliet, en een onmisbare additief in de productie van aluminium-elektrolyse. Specificatievereisten: Industrieel/metallurgisch aluminiumfluoride, zuiverheid ≥ 98%, fluorgehalte ≥ 61%, vocht ≤ 0,5%; hoogzuivere kwaliteit (zuiverheid ≥ 99,5%) kan worden gebruikt voor hoogwaardige aluminium-elektrolyseproductie. Functie: Het moleculaire verhouding van het cryoliet-alumina gesmolten zoutsysteem (molaire verhouding van NaF tot AlF₃) reguleren, en deze binnen een redelijk bereik van 2,2−2,8 houden, waardoor de vloeitemperatuur van de elektrolyt wordt verlaagd, de geleidbaarheid wordt verbeterd, de frequentie van anode-effect wordt verminderd, de levensduur van de elektrolytische cel wordt verlengd en de zuiverheid van de aluminiumvloeistof en het elektrolytische rendement wordt verbeterd. Het wereldwijde gemiddelde verbruik van aluminiumfluoride per ton primair aluminium is ongeveer 18–22 kg. In China is het gemiddelde eenheidsverbruik, vanwege het gebruik van natte-procesproducten en oude elektrolytische cellen door sommige ondernemingen, iets hoger, ongeveer 23–25 kg/ton.
3. Hulp Elektrolyt Regulatoren (Optioneel, Optimaliseren van Elektrolytische Prestaties)
Afhankelijk van de arbeidsomstandigheden van de elektrolytische cel en de productvereisten, kan een kleine hoeveelheid hulpregulatoren worden toegevoegd om de elektrolytische prestaties verder te optimaliseren, het energieverbruik te verminderen en de efficiëntie te verbeteren:
- Natriumfluoride (NaF): Reguleert de moleculaire verhouding van de elektrolyt en vult natrium aan, toegevoegd wanneer de moleculaire verhouding te laag is. Specificatie: Zuiverheid ≥ 98%, fluorgehalte ≥ 45%.
- Magnesiumfluoride (MgF₂): Verlaagt de vloeitemperatuur van de elektrolyt, verbetert de vloeibaarheid van de elektrolyt en vermindert de verdamping van de elektrolyt. Specificatie: Zuiverheid ≥ 98%, fluorgehalte ≥ 50%, dosering per ton primair aluminium is ongeveer 2-5 kg.
- Calciumfluoride (CaF₂): Verbetert de stabiliteit van de elektrolyt, verlengt de levensduur van de elektrolytische cel en remt het anode-effect. Specificatie: Zuiverheid ≥ 97%, fluorgehalte ≥ 48%, dosering aangepast aan de schaal van de elektrolytische cel.
III. Elektrode-Gerelateerde Chemicaliën (Garanderen van Elektrodeprestaties, Ondersteunen van Elektrolytische Reactie)
Aluminium-elektrolyse is afhankelijk van elektroden om de stroomgeleiding te voltooien. Dergelijke chemicaliën worden gebruikt om elektroden te bereiden of elektroden te beschermen om de stabiele voortgang van de elektrolytische reactie te garanderen.
1. Grondstoffen voor Voorgebakken Anodes (Koolstofanodes)
Voorgebakken anodes zijn de kern elektroden (anodes) van aluminium-elektrolyse. De benodigde chemicaliën worden gebruikt om anodes te bereiden om hun geleidbaarheid en weerstand tegen hoge temperaturen te garanderen:
- Petroleumcokes: Kern grondstof, zuiverheid ≥ 98%, zwavelgehalte ≤ 0,5%, gebruikt om de koolstofmatrix van de anode te bereiden en geleidbaarheid te bieden.
- Pitchcokes: Hulp grondstof, gebruikt om petroleumcokes deeltjes te binden en de anode sterkte te verbeteren. Specificatie: Verzachtingspunt 80-120°C.
- Steenkoolteerpek: Bindmiddel, gebruikt om petroleumcokes en pitchcokes deeltjes in vorm te binden. Specificatie: Graad 1 steenkoolteerpek, asgehalte ≤ 0,3%.
2. Grondstoffen voor Kathodepasta (Koolstofkathodes)
Kathodepasta wordt gebruikt om de kathode van de elektrolytische cel te bouwen om de geleidbaarheid en corrosiebestendigheid van de kathode te garanderen. Benodigde chemicaliën:
- Grafietpoeder: Verbetert de kathode geleidbaarheid. Specificatie: Zuiverheid ≥ 95%, deeltjesgrootte 100-200 mesh.
- Antraciet: Kern grondstof, vaste koolstof ≥ 85%, zwavelgehalte ≤ 0,3%, gebruikt om de kathodepasta matrix te bereiden.
- Steenkoolteerpek: Bindmiddel, gemengd met grafietpoeder en antraciet om vorm te geven, dezelfde vereisten als steenkoolteerpek voor voorgebakken anodes.
IV. Hulp Chemicaliën (Apparatuurbescherming, Onzuiverheidsverwijdering, Veiligheidsbescherming)
Dergelijke chemicaliën nemen niet direct deel aan de elektrolytische reactie, maar worden gebruikt om de productie veiligheid, apparatuurstabiliteit en productkwaliteit te garanderen, en zijn de hulp ondersteuning voor aluminium-elektrolyseproductie.
1. Apparatuurbescherming en Anti-corrosie Chemicaliën
- Vuurvaste Hulpstoffen: Gebruikt voor het onderhoud van de bekleding van de elektrolytische cel, zoals natriumsilicaat (Na₂SiO₃), dat de brandwerendheid en afdichting van de bekleding verbetert en lekkage van elektrolyt voorkomt.
- Grondstoffen voor Anti-corrosie Coatings: Gebruikt voor anti-corrosie van apparatuur rond de elektrolytische cel, zoals epoxyhars en polyvinylfluoridehars, die bestand zijn tegen corrosie door zwavelzuur en fluoriden.
2. Onzuiverheidsverwijdering en Rookgasbehandeling Chemicaliën
- Calciumhydroxide (Ca(OH)₂): Gebruikt voor rookgasontzwaveling en defluorering, waarbij waterstoffluoride (HF) en zwaveldioxide (SO₂) die tijdens de elektrolyse worden gegenereerd, worden verwijderd. Specificatie: Zuiverheid ≥ 90%, deeltjesgrootte boven 200 mesh.
- Actieve Kool: Gebruikt om schadelijke onzuiverheden in rookgas te adsorberen en afvalgas te zuiveren. Specificatie: Poedervormig, adsorptiewaarde ≥ 800 mg/g.
3. Veiligheid en Hulp Reagentia
- Zwavelzuur (H₂SO₄): Gebruikt voor apparatuur reiniging en anodisatie behandeling. Specificatie: Industrieel 98% geconcentreerd zwavelzuur.
- Natriumhydroxide (NaOH): Gebruikt voor neutralisatie van afvalwater en apparatuur reiniging. Specificatie: Industriële vlokken caustic soda, zuiverheid ≥ 96%.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
