电解铝节能降耗措施探究

电解铝节能降耗措施探究
摘要：这些年以来,铝生产行业发展的速度也进一步加快,就目前的铝生产
来看，主要利用的是熔盐电解的方法，但是能耗巨大，而且污染排放比较的严重，所以需要对电解铝这种方法进行革新，从而实现节能减排。

文章就电解铝生产的
节能减排技术做分析与讨论，旨在总结经验，改革技术，实现电解铝生产的绿色化。

关键词：铝电解；节能降耗；措施
一、电解铝节能降耗的现实意义
在降低原铝生产成本中降低原材料费用和吨铝直流电耗费用起着关键性作用，而
提高电解铝各方面的经济技术指标，例如电流效率，直流电耗，平均电压，阳极
毛耗，资源投入等是当前的目标，并且结合现实性因素，想要提高电解铝带来的
经济效益，就必须做到以上几点要求。

企业想要提高经济效益，可以通过开展多
种形式的活动，例如有关节能宣传的活动，这些活动需要以科学发展观为主要指导，同时需秉承着使能源利用率提升和改善的基本准则，根据"减少资源的使用、能源的循环使用"以最终目的，从而实现资源消耗减少和最小的环境污染，并从
中尽可能获取最大的经济效益和社会效益，将我国社会建设成为资源节约型和环
境友好型社会，坚持使用技术上的创新与改造选择，同时我国需重视技术上的投资，加大技术上的投入，巩固加强技术为主的节约能源的措施，企业需组织计划
小组，制定相关准则，加大企业的管理力度，使广大人员充分了解到节能的重要性，增强节能的意识，共同创建节能型企业。

创新技术改造节能与技术管理节能
并重的原则，加大技术创新、技术改造节能的投入力度，强化技术管理节能为主
的节能战略[1]。

二、电解铝时电流效率降低的因素
（一）铝的二次反应
所谓“铝的二次反应”，是指槽内阴极上已经析出的铝水，一
部分又溶解到电解质中，经扩散转移到阳极附近，被阳极气体氧化造成的铝损失，
称为铝的溶解与损失，即“铝的二次反应”，这就是电流效率降低的本质和主要
原因。

其反应式：2AL（溶解的）+3CO2（气）=AL2O3（溶解的）+3CO（气）。

（二）一些离子在阴极上放电耗电
在铝电解过程中，一些离子，例如钠离子等会在阴极上放电，
从而使耗电量增大，使电流效率大大较低，一般情况下，这一现象发生在分子比
较高的时候。

（三）电流空耗
电流空耗指的是三价铝离子放电不彻底，以及电解质时的五价
钒离子、五价磷离子、四价钛离子等高价离子不彻底放电后就会产生一些相应的
低价离子，这些低价离子会再次被电解质转移到阳级空间，氧化成高价离子，这
一过程无疑降低了电流效率。

（四）其它损失
包括槽内生成AL3C4、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过
程中的铝损失等。

二、电解铝节能降耗的主要技术
（一）阻流块技术
阻流块技术，实质上就是一类相对传统的电解铝节能降耗技术，其实质上就是要
将独特材质的凸台块放到先前传统槽底的表面，从而进一步的优化铝液的流态。

在运用阻流块技术的过程之中，必须要考虑到该项技术的运用范围和使用期限，
主要可以从以下两点来着手：首先，槽底情况的技术因素。

建立在计算机控制技
术的大型铝电解槽之中，对于氧化铝方面的浓度与生产技术有着相对严格的标准，在电解槽之中的部分工作区域模式依旧存在诸多问题，例如炉底与炉膛不够规范
等等，从而使得阻流块欠缺基础条件，最终导致槽内的功能无法达到统一化。

在
这种形势之下，只有电解槽自身情况相对优良，随即才可以在运用的初期所展现
的效果相对优良。

其次，阻流块材质的因素。

在具体运用阻流块技术的时候，因
为电解质对于清洁度有着相应的标准，且无法找到清洁度标准的材料，从而使得
阻流块很容易引发飘逸、过轨、断裂以及溶解的情况，无法达到阻流块技术的运
用标准[3]。

（二）异型阴极节能技术
在具体针对电解铝实施节能降耗的过程之中，异型阴极节能技术的功能主要集中
在改善铝电解槽底之中的平底特征，从而来进一步的提升附带凸台和凸台阴极的
阻流功能，进而达到针对铝业所出现表面的改善、优化极距，优化槽内铝液流态
等等目标。

就目前的形势来进行分析，异型阴极节能技术已经逐步的被诸多铝业
公司所运用，最终的运用效果相对较高，然而在运用期限慢慢加大的背景之下，
碳素材料的凸台就会出现严重的磨损情况，使得节能效果在逐步削弱，这对于电
解铝的节能降耗技术而言无疑是一个巨大的挑战。

另外，异型阴极节能的效益与
槽龄标准不符。

在科学技术不断发展的形势之下，该类技术已经慢慢的被运用到350kA系列的工业生产之中，最终这对于电解铝的节能降耗技术的发展与进步有
着很大的推动性。

（三）异型阴极钢棒技术
在具体进行电解铝节能降耗工作之中，异型阴极钢棒技术的功能集中体现在要将
铝电解槽之中的钢棒予以分析，并针对其实施必要的“双钢棒”处理，从而来在
最大限度之上来针对槽周边的磁场平衡与槽内的铝液流态予以优化，进而来减小
槽工作的电压，降低电解铝阶段所出现的直流电耗。

与此同时，异型阴极钢棒技
术的运用相对便利，然而槽底的表面则是平面底，在维护规整槽膛方面有着积极
的作用，在该项技术逐步运用到电解铝节能降耗之中，这对于电解铝产业的发展
有着直接性的推动作用[4]。

三、铝电解节能降耗措施
（一）使用原材料方面
想要使铝电解节约能源同时降低资源消耗量首先就要从原料的投入方面着手，应该减少原料和材料的机械损失，以及从废铝中回收铝，采用干法生产的氟化铝
和粒状冰晶石可以节省氟化盐，从废气和废旧阴极内衬中回收氟盐，在氧化铝的
运输和加料过程中采用“超浓相输送”，减少机械损失，必须使电解铝生产中所
使用的相关原料和材料的杂质含量降低，控制硫化物的生成，减少这些杂质对电
解铝生产中的不利的影响。

通过科学合理的控制，使炭阳极的质量提升并且改善
铝电解生产所涉及的技术等措施有效地使电解铝的整体质量提升。

（二）降低线路的电压
电能供应效率也会被线路电能的消耗量产生影响，如果电路所需要的电压超
出一定的范围，很有可能导致电能消耗增加。

因此，在电解铝工作过程中，我们
务必要使电路的电压尽可能地降低，这样会有效地减少直流耗电量。

与此同时，
企业应加强电室的管理工作，配电室的三相负载电流之间差异尽可能地保持在十
分之一以内，如果超过了百分之十，就需要对三项负载电流进行科学合理的调整，达到节约电能的目的。

（三）采用动力设备节电
我国应秉承着供电稳定的理念，并且稳定供电的实现可以达到资源节约，节
约能源的目标，同时需要对配电室、动力电缆等重要组成部分的相关设备进行定
时的审查，及时对动力电缆和配电室等进行质量检测，尤其是定时检测电缆、刀
闸等重要部件，如果发现有疏漏之处，相关工作人员应对出现的问题及时进行处理，与此同时，还应定时检查母线是否绝缘以及对地坪间隙及相关位置进行检测，同时对其中的不相关的物品进行清理，以此来使电能的消耗减少。

（四）对烟气进行回收利用
在电解铝的进行过程中，一般情况下会产生一些烟气，如果过多的烟气排放
就会对环境造成威胁，给环境带来污染。

目前我国在电解铝过程中已经运用到烟
气净化技术，这种技术叫干法净化，干法净化采用新鲜氧化铝吸收烟气中的HF
和粉尘，然后把载氟的氧化铝送入电解厂房作为电解原料，这种技术对电解铝过
程中产生的烟气污染有科学合理的处理方式，对电解铝过程中产生的烟气进行回
收利用，这样做不仅可以使电解铝的成本使用量降低，还可以在能源利用率提高
的同时使经济效益达到最大值，这对于贯彻落实电解铝节能降耗的理念来说具有
重大的意义。

（五）研究出新型的电解槽
电解槽是铝电解过程所需要的主体设备，电解槽为铝电解提供了条件，所以，电解槽的工作效率的改变很大程度上也会影响到铝电解过程中的的能源损耗量。

经过不断的技术改进之后，目前流行的大型预焙阳极电解槽的电流效率高，有的
达到92%——94%，这与阳极气体容易排出有关系。

因此，如果想要使电解铝过程
中做到节约能源降低消耗量，就要重视对电解槽的改善，合理利用各种高新技术，对电解槽进行优化，研究出符合节能降耗理念的新型电解槽，会更好地帮助我们
实现节能降耗的目标。

四、总结语
随着新时代的到来，我国越来越重视于节能环保，尤其是对于
一些高耗能产业来说，更要着重考虑节能环保这一因素，从现实因素来看，这直
接影响到企业的经济效益，从社会因素来看，这也决定了我国的社会的性质自己
我国社会的各方面尤其是经济方面的发展，从自然因素来看，节能环保可以可以
保证人与自然环境之间的和谐发展，同时可以保证生态环境的平衡，毫不夸张地讲，节能和人们的生活息息相关，我们需善于利用现有的科学技术，充分挖掘企
业的潜力，使企业发挥其最大作用，为节能的目标献计献策，同时，相关人才也
行积极参与其中，通过科学技术的应用和相关设备的改造。

一定可以实现节能的
目标，实现节能型社会。

参考文献：
[1]郑多，韩玉忠.电解铝节能降耗措施探究[J].世界有色金属，2018（15）：29-30.
[2]陈伟，张宁.电解铝节能降耗措施探讨[J].中国资源综合利用，2017，35（11）：84-86.
[3]尚红军，侯晓峰，李波.电解铝供电部门节能降耗的措施[J].有色冶金节能，2010，26（01）：47-48.。