專利名稱：一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁電解行業(yè)，具體地說是涉及一種具有高導電和高溶解性能的鋁電解質體系。
背景技術：
電解質是鋁電解時溶解氧化鋁并把它經電解還原為金屬鋁的反應介質，電解質即是一種溶劑又是電的傳媒導體。因此工業(yè)上對電解質有以下性能要求一是能良好的溶解氧化鋁并具有較高的溶解度；二是電解質具有良好的導電性，使電解質的電阻率較低，有利于降低槽電壓和節(jié)能。電解質是一種復雜的熔融體系，其成分包括NaF、AlF3 (其中NaF與 AlF3的比值叫分子比)、氧化鋁和其它添加劑(LiF、CaF2, MgF2等)，這些成分在電解質中所占含量的大小決定著電解質的導電率、溶解度等物化性質。以下為電解質導電率的計算公式K=exp(2. 0156-0. 0207(Al203%)-0. 005(CaF2%)-0. 0166(MgF2%)+0. 0178(LiF%)+0. 043 4 (BR) -2068. 4/T)
其中BR=NaF/AlF3的重量比；T=溫度(K)
由此可見，較高的分子比，較高的LiF含量，較低的氧化鋁濃度、CaF2含量和MgF2含量， 都可以使電解質具有較高的電導率，能達到降低電解質壓降的目的。研究已經證明，LiF、CaF2、MgF2等添加劑的含量增加，電解質的溶解性能將降低，提高分子比，電解質的溶解性能將升高?，F有技術電解質體系為分子比(2.4-2. 5)、LiF (2. 8-3. 2%)、CaF2 (5. 0-7. 0%)、 MgF2 (1. 0-2. 0%)，此電解質體系與高導電和高溶解性能的體系要求還有較大的距離，對此， 我們嘗試對現有電解質體系中的成分進行優(yōu)化調整，以開發(fā)出一種具有高導電和高溶解性能的電解質體系。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有的電解質體系與高導電和高溶解性能的體系要求還有較大差距的現狀，著力優(yōu)化調整電解質體系中的成分含量，提供一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系，以達到降低電解質電壓降，加快氧化鋁的溶解速度，確保電解槽高效低耗生產的目的。本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系通過下述技術方案予以實現本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系，其特征是所述的方法包括如下步驟
第一步、是指向電解槽的電解質中添加冰晶石，降低電解質中的LiF、CaFjn MgF2含量， 冰晶石作為溶質，添加后起到了稀釋其它成分的作用；
第二步、是指向電解質中添加適量的曹達(工業(yè)碳酸鈉)，提高電解槽分子比。所述的具有高導電和高溶解性能的電解質體系為較高的分子比(2. 60-2. 65)、 適中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、較低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)較低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 較低的氧化鋁濃度(1. 0-3. 0%)。
本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系與現有技術相比較有如下有益效果本發(fā)明方法通過添加冰晶石、曹達后，電解槽的電解質壓降從1650mv降低至1440mv， 槽電壓從4105mv降低至3895mv，降幅達210mv，電解質中氧化鋁濃度從3. 5%降低為2. 3%， 達到了設計目的；本發(fā)明的優(yōu)點是1.高導電和高溶解性能的電解質體系，使電解質的導電率提高10%左右，電解質電壓降降低150-250mv，達到了節(jié)能降耗的目的；2.氧化鋁在電解質中溶解速度大大加快，氧化鋁濃度能夠保持在1. 0-3. 0%的低窄區(qū)域內。本發(fā)明適用于鋁電解生產中具有高導電和高溶解性能的電解質體系。本發(fā)明僅以180KA鋁電解槽為例進行開發(fā)，對于其它槽型，可依此同樣進行。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系技術方案作進一步描述。本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系，其特征是所述的方法包括如下步驟
第一步、是指向電解槽的電解質中添加冰晶石，降低電解質中的LiF、CaFjn MgF2含量， 冰晶石作為溶質，添加后起到了稀釋其它成分的作用；
第二步、是指向電解質中添加適量的曹達(工業(yè)碳酸鈉)，提高電解槽分子比。所述的具有高導電和高溶解性能的電解質體系為較高的分子比(2. 60-2. 65)、 適中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、較低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)較低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 較低的氧化鋁濃度(1. 0-3. 0%)。實施例1
本發(fā)明一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系，其特征是所述的方法包括如下步
驟
第一步、是指向電解槽的電解質中添加冰晶石，降低電解質中的LiF、CaFjn MgF2含量， 冰晶石作為溶質，添加后起到了稀釋其它成分的作用；
第二步、是指向電解質中添加適量的曹達(工業(yè)碳酸鈉)，提高電解槽分子比。所述的具有高導電和高溶解性能的電解質體系為較高的分子比(2. 60-2. 65)、 適中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、較低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)較低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 較低的氧化鋁濃度(1. 0-3. 0%)。
權利要求
1. 一種高導電和高溶解性能的鋁電解質體系，其特征是所述的方法包括如下步驟 第一步、是指向電解槽的電解質中添加冰晶石，降低電解質中的LiF、CaF2*MgF2含量， 冰晶石作為溶質，添加后起到了稀釋其它成分的作用；第二步、是指向電解質中添加適量的曹達(工業(yè)碳酸鈉)，提高電解槽分子比； 所述的具有高導電和高溶解性能的電解質體系為較高的分子比(2. 60-2. 65)、適中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、較低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)較低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、較低的氧化鋁濃度(1.0-3. 0%)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁電解行業(yè)，具體地說是涉及一種具有高導電和高溶解性能的鋁電解質體系。本發(fā)明一種具有高導電和高溶解性能的鋁電解質體系包括如下步驟第一步、添加冰晶石；第二步、添加適量的曹達；具有高導電和高溶解性能的電解質體系為較高的分子比(2.60-2.65)、適中的LiF含量(2.5-2.8%)、較低的CaF2含量(4.0-5.0%)較低的MgF2含量(0.7-1.5%)、較低的氧化鋁濃度(1.0-3.0%)。本發(fā)明的優(yōu)點是1.電解質的導電率提高10%左右，電壓降降低150-250mv，達到了節(jié)能降耗的目的；2.提高了氧化鋁的溶解度，氧化鋁濃度保持在1.0-3.0%的低窄區(qū)域內；本發(fā)明適用于鋁電解生產中具有高導電和高溶解性能的電解質體系。
文檔編號C25C3/18GK102251259SQ20111019135
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月9日 優(yōu)先權日2011年7月9日
發(fā)明者劉鋒, 周虹, 楊得生, 毛永慶, 王平, 王廣穩(wěn), 蔡有萍, 雷向軍, 黃利菊 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司