镁电解槽热槽现象处理探讨

前言

在海绵钛生产中，镁电解是个不可或缺的工序，其作用就是接收还蒸车间产生的氯化镁，以氯化镁为原料，通直流电电解，产生粗镁和氯气。氯气经氯气导管进入氯压机室，经过氯压机压缩后送到氯化车间做为原料；粗镁经过精炼后得到精镁，精镁送到还蒸车间做为还原剂。电解车间就是通过氯化镁的回收加工，实现了镁和氯气的循环利用，大大降低了向外购买氯气和镁锭的成本，增加了工厂运作的经济效益。

电解车间的核心就是电解工序，而电解工序的功能就是电解氯化镁以得到粗镁和阳极氯气，并实现粗镁和阳极氯气的分离，镁电解槽就是实现这一目的的主要设备。所以镁电解槽是整个电解车间的重中之重，对于整个车间乃至整个厂的影响都是巨大的。了解好镁电解槽的功能以及特性，掌握好镁电解槽的所有操作，并做好异常情况的处理措施，保证好镁电解槽生产的正常进行。对整个车间以及整个工厂的正常生产都有着重要意义。

镁电解槽的操作有很多，如加氯化镁、加澄清电解质、泵出淤泥和电解质混合物、加固体氯化盐和氟化钙、移走槽底堆积的泥浆和结块的泥渣、对喷口和尾气排气口接头进行清洁、温度调整情况、测量通过接头的电压差、电接头检修、槽底空气流量调整、尾气排气量调整、对工作电解质和淤泥还有氯化镁取样等。异常现象也有很多，如槽温异常、槽压过高、氯气泄露等。本文主要探讨的是槽温过高时的处理，即对热槽现象产生的原因进行分析并做出相应的解决措施，对各种措施也进行了必要的解释和分解，以便在实际生产中做出正确的选择。

镁电解槽热槽现象处理的探讨

镁电解槽是电解车间的重要设备，是氯化镁电解反应的主体反应器，在电解车间生产中具有不可替代的作用。

1.热槽现象的危害

当电解槽的槽温过高时，会造成很多危害，简单列举如下：

（1）升华物的量增加，容易堵塞气体导道，处理升华物的操作也增加，加大了劳动强度；

（2）粗镁燃烧损失加重.镁的温度越高，与氧气的反应就会越剧烈，该反应是放热反应，会促进槽温进一步升高，反应还会生成氧化镁，导致氧化镁含量增加；

（3）电解槽中的电解质、液态镁以及氯气泡的正常运动规律会遭到破坏,氯气和金属镁接触的机会增加，导致电流效率降低；

（4）氧化镁等杂质含量增加，导致槽渣增多，槽电压升高，导致电耗增加，槽温会继续升高，形成恶性循环；

（5）还会影响到粗镁的产量和质量。

因此要严格控制电解槽中熔体的温度。镁电解槽中熔体的温度一般控制在680~720℃。当镁电解槽中的温度高于720℃时，就要采取相应的调节程序。2.热槽现象产生的原因

（1）电解槽启动前内衬烘烤不充分,启动初期易引起槽温过高，如果电解槽内衬烘烤不充分,就会残留部分水汽,水与MgCl2 、Mg 发生反应而引起电解槽槽温过高。

（2）杂质C、Fe 、Mn、B、SO42 - 等含量超标。

杂质含量超标易引起电解槽槽温升高，这些杂质的存在会使电解质的导电性受到影响，改变电解质的黏度等，使得电解槽的工作无法正常进行。（3）杂质MgO 含量超标。

MgO对电解过程的影响很大,是恶化电解指标的重要杂质。它会使阴极钝

化，导致电极电压升高，从而引起槽温升高。

（4）电解质中的MgCl2 浓度过高。

电解质组成对MgO的生成具有重要影响，MgCl2具有很强的吸水性，吸水后会与水反应生成MgO。电解质中MgO 生成速度随MgCl2 含量的增高而增大,所以MgCl2 浓度过高也会间接的促进槽温的升高。

（5）整流变供给电解槽的电流过高.

整流变供给电解槽的电流是电解槽维持槽温的最关键因素，是电解槽产生热量的根本来源，过低了会导致槽温低，过高了则会使槽温过高。设计值为200±10℃，超过了这一范围则需要做出相应调整。

（6）电解槽的密闭性不好。

如果电解槽的密闭性不好，就会有空气大量进入电解槽，导致粗镁大量燃烧，燃烧的热量会促进槽温进一步升高，反应还会生成氧化镁，导致氧化镁含量增加；进一步恶化了生产环境.

（7）电极和母线接触不良。

电极和母线接触不良会导致接触电压升高，在接触处就会产生大量热量，通过电极传递给电解质，使电解质的温度也升高。电极和母线接触不良还会导致电极的损坏，电耗增加等，使生产条件进一步恶化。

（8）粗镁和氯气过多接触，二次反应严重。

氯气与粗镁接触就会反应生成氯化镁，放出大量热量。这一过程是无法完全避免的，在一定范围内可以接受，但如果接触过多，则会造成电解槽的温度升高，电流效率降低。氯气与粗镁过多接触的原因可能是多方面的，如电解质的黏度异常，电极变形或损坏等。

3. 热槽现象的处理的措施

降低电解槽槽温的方法有大致可分为五种，下面将对这五种方法进行简要分析。

3. 1 开大尾气

将集镁室尾气阀门开大,增大尾气排放量。尾气能带走一部分热量；同时，开大了尾气，槽内的真空度会有所增加，槽内的氧气含量就会有所降低，减少了镁的燃烧损失，所以这也会有助于降低槽温。

增大尾气排放量这一措施操作起来简单，但对降低槽温的作用不是很明显，且增加了能耗，也增加了尾气处理的负荷，因此并不是最可行有效的方法。在槽温略高于设定温度时可考虑这一措施，在执行这一措施前要先与尾气处理联系，让其做好接收过量尾气的准备。

当开大尾气几分钟后。如果槽温有下降趋势，则继续此操作，直到槽温降到正常范围内，关小尾气，回到正常生产。如果槽温没有下降趋势甚至继续升高，则要采取更为有效的降温措施。

3. 2 除渣

如果在开大尾气后，镁电解槽温度没有变化或继续上升,就要判断电解槽中的渣是否已经过多，到了该除渣的时候了。先检查槽电压是否已经高于设计电压，如果高于设计电压，就有可能是槽渣过多引起的。用渣尺去检测槽渣的厚度，如果到了该除的厚度，就启动除渣程序，在除渣前也要先开大尾气，按照除渣操作规程对电解槽除渣。

如果槽渣没有到达该除的厚度，则直接采取加固体氯化镁或氯盐的措施来降低槽温。

3. 3 加固体氯化镁或氯盐