降低阳极效应系数浅谈
浅谈铝电解阳极效应危害
浅谈铝电解阳极效应危害作者：杜治平来源：《中国科技博览》2014年第21期[摘要]阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。
生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。
它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。
[关键词]电解阳极效应危害中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0096-011.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭，但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。
当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。
2.阳极效应危害在铝电解生产中阳极效应的危害性，不仅表现在对生产的危害上，而且对生态环境的危害极其严重。
笔者将从几个方面进行阐述。
2.1 阳极效应危害性对生产的危害生产中当阳极效应发生时，电解质的温度急剧升高，由正常值的940℃～955℃急速升高到980℃～990℃，炉帮熔化变薄，增加了侧部炭块被侵蚀的可能性。
电压的急剧升高，使系列电流波动，影响电解槽的产量。
电耗增加。
生产中阳极效应的熄灭方法是：将效应棒即（大约2～3米直径2～4cm的树枝）插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜，清洁阳极底部，实际是在燃烧铝液，整个过程大约持续3～5分钟，而此时电解的电化学过程是停止的，这也就是电解职工常说的"效应时间不产铝，而且还要跑电耗的"原因所在。
降低阳极效应系数实现节能减排目标
降低阳极效应系数实现节能减排目标
任海岩;周亮;张世福;李广晋
【期刊名称】《有色冶金节能》
【年(卷),期】2008(024)002
【摘要】铝电解阳极效应的发生使氟化物气体排放量增加.本文从240 kA预焙铝电解槽智能模糊系统的控制,电解工艺参数的搭配,供料方式的改变等方面着手,阐述了降低效应系数的途径,最后达到节能减排的目的.
【总页数】4页(P17-20)
【作者】任海岩;周亮;张世福;李广晋
【作者单位】青海桥头铝电有限公司电解铝分公司,青海,西宁,810100;青海桥头铝电有限公司电解铝分公司,青海,西宁,810100;青海桥头铝电有限公司电解铝分公司,青海,西宁,810100;青海桥头铝电有限公司电解铝分公司,青海,西宁,810100
【正文语种】中文
【中图分类】TF821
【相关文献】
1.降低直流电耗及阳极效应系数探讨 [J], 周一卓
2.180kA铝电解槽降低阳极效应系数的策略及经验 [J], 田浩
3.降低铝电解槽阳极效应系数的途径 [J], 孙玉顺;梁桂莲
4.降低阳极效应系数节能减排研究 [J], 刘海林
5.降低阳极效应系数 [J], 电解二厂五车间QC小组
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阳极效应系数
阳极效应系数
阳极效应系数是指在电化学反应中，阳极上的氧化反应速率与阴极上
的还原反应速率之比。
它是表征电极反应速率的重要参数，通常用于
研究金属腐蚀、电镀、电解等方面。
一般来说，阳极效应系数越大，说明氧化反应速率越快，阴极上的还
原反应速率相对较慢。
这种情况下，电子从阳极流向阴极的速度较慢，因此电池的电动势也会减小。
相反地，如果阳极效应系数较小，则还
原反应速率快，氧化反应速率慢，这时电子从阳极流向阴极的速度较快，电池的电动势也会增大。
在实际生产和研究中，为了控制和优化某些金属加工过程（如镀铬、
镀锌等），需要了解不同条件下阳极效应系数的大小。
此外，在研究
某些金属材料腐蚀机理时也需要考虑阳极效应系数。
目前已经有多种方法可以测量阳极效应系数。
其中最常用的方法是极
化曲线法，即通过在阳极和阴极上施加不同的电位，测量它们之间的
电流-电位关系曲线，从而计算出阳极效应系数。
总的来说，阳极效应系数是一个重要的电化学参数，在金属加工、腐
蚀研究等方面都有着广泛的应用。
通过测量和控制阳极效应系数，可以有效地优化金属加工过程，并提高材料的使用寿命和性能。
铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析
铝电解中阳极效应的环境危害及措施分析摘要：阳极效应是融盐电解过程中的一种特殊现象，尤以铝电解生产表现最为明显，降低阳极效应对减少铝电解过程的温室气体排放有着重要意义。
针对铝电解生产过程中的阳极效应发生机理和对环境的危害性分析，提出了铝电解生产过程中应采取的措施加以探讨。
关键词：阳极效应环境工程铝电生产一、阳极效应的发生机理及对环境的危害工业铝电解槽里氧化铝含量低于1%时，氟离子和氧离子共同在碳阳极上放电，形成氧氟化合物（COF），随后和其他吸附化合物一起积聚在阳极表面上。
此时，电解质对碳阳极的湿润性变坏，电解质会在更大程度上为阳极所排斥，于是阳极的有效电流密度逐渐增加，达到临界电流密度时，便发生阳极效应。
阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现尤为明显。
阳极效应的产生是多种因素耦合产生的结果，主要表现出电解槽在物料和能量转换过程中不相匹配的因素，因此导致阳极效应发生的主要有设备、原料供应、电解槽情况、操作控制等方面的因素。
阳极效应的最大危害在于阳极效应发生过程中产生的全氟化碳（简称PFCs，主要是CF4和C2F6）对环境的影响。
CF4和C2F6是高温室潜势气体，其C-F 键非常稳定、不易分解，并且具有很强的红外光线吸收能力，能吸收大量的地表及低空热辐射能，对全球温室效应影响很大。
铝电解生产中，阳极效应还伴随着对大气臭氧层有破坏性的PFCs气体的产生。
当今西方发达国家对铝电解的环保要求极为严格，已从传统的对氟化盐挥发控制，转向效应发生的PFCs=CF4+C2F6的控制，而控制PFCs（CF4·C2F6）气体是极为困难的。
因此西方国家将电解铝技术输出到第三世界国家也是由于这方面的原因。
随着我国可持续发展战略的倡导和节能减排政策的实施，减少温室效应，严格控制有害气体排放成为当前环境工程面临的重要任务。
近些年来我国原铝工业的快速发展，产能、产量均居世界首位，减少PFCs （CF4·C2F6）排放是铝行业面对节能减排的现实问题。
降低效应系数的生产实践
降低效应系数的生产实践江苏大屯铝业公司李俊王永春摘要：本文全面论述了阳极效应优缺点，指出零效应管理是铝电解生产发展的方向。
通过某铝厂零效应生产的管理工作，指出采取相应措施措施可以转变传统观念对阳极效应的依赖。
在230KA预焙铝电解槽生产中保证电解生产平稳和实行人机结合，零效应管理是可以实现的。
关键词：阳极效应预焙铝电解槽零效应管理传统观念氧化铝浓度阳极效应是金属熔盐电解生产特有的现象，生产中当阳极效应发生时，电解质停止沸腾，电解槽电压急剧升高，达到20～40V，有时甚至更高，电解正常生产停止，生产过程受到严重干扰。
到目前为止关于阳极效应发生的机理有很多，以故的邱竹贤院士关于阳极效应发生机理是临界电流密度发生变化较好地解释了这一过程。
临界电流密度是指在一定条件下电解槽上发生阳极效应的阳极电流密度，临界电流密度主要与电解质性质、温度、阳极性能和电解质成分有关，在生产中，一般情况下明显变化的主要是氧化铝浓度，当临界电流密度数值越低时，阳极效应越易发生。
临界电流密度随着氧化铝浓度的降低而降低，随着氧化铝浓度的降低，临界电流密度随之降低，阳极上产生了气泡，致使电解质表面张力增加，阳极被钝化，使阳极的过电压升高，导致阳极效应发生。
（1）生产中发生阳极效应的发生对整个电解系列产生很大影响。
阳极效应发生时，导致电解系列电流波动，破坏平稳供电；电解质的温度急剧升高，由正常值的940℃～955℃急速升高到960℃～970℃，炉帮熔化变薄，增加了侧部炭块被侵蚀的可能性；电压升高，导致电耗增加；电解过程停止，产量降低；阳极效应还伴随着对大气臭氧层有破坏性的CF4和C2F6气体的产生，破坏环境。
阳极效应控制水平不仅对电解铝的工艺控制和经济指标有贡献，而且对电解铝行业环保水平有着重大影响，当前越来越受到铝行业界的重视。
在国家发改委2007年发布的铝行业准入条件中已经明确要求效应系数必须控制在0.08以内。
某铝厂230KA预焙电解槽系列是国内比较现代化的大型预焙槽生产系列，在生产中工程技术人员不断探索求知降低阳极效应系数的工作，截止目前为止230KA预焙槽阳极效应系数由原来的0.3以上降到了0.03左右。
铝电解阳极效应控制技术浅探
作者简介:詹磊(1974-),男,1996年毕业于东北大学有色金属冶金系,高级工程师,青铜峡铝业股份公司总经理助理,从事铝冶炼生产工作。
收稿日期:2010-06-29铝冶炼铝电解阳极效应控制技术浅探詹磊(青铜峡铝业股份公司,宁夏青铜峡751603)摘 要:降低阳极效应对减少铝电解过程的温室气体排放有着重要意义。
本文对铝电解过程中诱发阳极效应的原因进行剖析。
并据此结合生产实践经验提出了控制阳极效应的具体措施。
关键词:铝电解;阳极效应;技术措施中图分类号:TF821 文献标识码:B 文章编号:1002 1752(2011)01 25 5D iscussi ng the m ethods for decreasi ng anode effects i n al u m ini u m electrol ysisZ HAN Lei(Q ing tongx ia Alum iniu m L i m ite d Corporation,Qingtongx i a 751603,China )A bs tract :Decreas i ng anode eff ect s i n a l um i n i um el ectro l ysis i s i m port an t t o lessen e m issions of greenhou se gas .By d iscussi ng t h em echan i s m,reason andeffecti ng f actors on anod e eff ects ,t h is paper i ntroduces t h em et hods to con trol anode effects .K ey words :al um i n i um el ectrol ysis ;anod e eff ect ;techn i calm easures阳极效应对铝电解生产本身的影响,业内逐渐趋向一致,认为阳极效应对电解生产的危害是主要的,同时也是电解生产过程不稳定的体现。
180kA铝电解槽降低阳极效应系数的策略及经验
180kA铝电解槽降低阳极效应系数的策略及经验摘要本文结合生产实际,分析了在180KA槽上降低效应系数的可行性,总结了降低效应系数的策略和经验,得出利用降低效应系数可以较大幅度降低直流电单耗的结论。
关键词180KA;铝电解槽;降低;阳极效应系数0引言电解铝行业属于高能耗产业,能源利用率低于48%。
在能源严重缺乏的今天,节能降耗已成为铝工业发展的新方向。
效应均摊电压对电耗的影响为30mv~150mv,在其它降耗潜力都已挖掘的情况下,通过降低效应系数来降低直流电耗仍然有较大的节能空间。
1降低阳极效应系数的可行性分析1.1阳极效应发生的机理阳极效应是熔盐电解所固有的一种特征现象。
阳极效应可以看作是一种“阻塞效应”,在很大程度上阻碍阳极与熔体间的电流传递。
对阳极效应发生的机理及其反应过程,可谓众说纷纭,有湿润性改变学说,阳极过程改变学说,氟离子放电理论,静电理论等。
但每种理论都说明铝电解槽阳极效应发生的本质是阳极表面供给不足。
造成阳极表面供给不足的主要原因有3方面:一是氧化铝供给不足(下料量偏低);二是电解质溶解溶解氧化铝能力偏差;三是电解质传质能力不足(电解质发粘)。
因此,从理论上来讲,只要我们保持阳极表面有充分的,就可以控制阳极效应的发生。
实际生产中,许多效应的发生,有明确的原因就是氧化铝供给不足或电解质溶解氧化铝能力偏差引起的。
1.2阳极效应对生产的益处及降低效应系数后对生产的负面影响1.2.1阳极效应的发生对生产有以下好处1)清理阳极底掌,活化阳极表面,保证阳极正常工作;2)促使炭渣分离,保持电解质清凉,保证氧化铝正常溶解;3)通过效应等待期间减量下料或停止下料的方式,消化过多的氧化铝原料,定期检验纠正氧化铝浓度,对槽况分析进行一次“清零”,便于槽控机利用浓度电阻控制原理,尽可能把Al2O3浓度保持在理想范围;4)加速电解槽沉淀的溶解,防止炉底结壳,保证电解槽正常运行。
1.2.2降低效应系数后可能对生产造成的负面影1)由于阳极质量不太好,减少效应发生的机率后,减弱了对阳极底掌定期清洁清理的作用,出现阳极底掌消耗不均,甚至阳极长包现象。
铝电解生产中阳极效应原因分析、危害性以及解决措施
铝电解生产中阳极效应原因分析、危害性以及解决措施阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。
生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。
它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。
在处理的方法上，不外乎有两种：用效应棒（木棒）熄灭，或降低阳极，增加氧化铝的下料量。
达到熄灭阳极效应的目的。
到目前还未发现有更好的处理方法。
当今社会，特别是西方国家，对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。
目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4＋C2F6在阳极效应的发生量（USEPA）。
[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路，值得我们思考，Haupin认为，根据铝工业发展的现状，"零效应"管理最为理想。
为此笔者认为：在环保日益重要的今天，铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应，只要电解槽槽况正常，就不必来效应。
"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。
1.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭，但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说"这种观点认为[1]：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。
当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。
阳极效应的机理是[4]：Zc=RT/Fin{ic/ic－I}式中Nc-产生阳极效应的浓度过电压；R-气体常数；T-温度，0K；F-法拉第常数；Ic--临界电流密度；i--任一阳极上的最大电流密度；Nc--0.00004308Tin{ ic/ic－I } 临界电流密度是溶解氧化铝浓度的函数；然而也受电解质流动，电解质温度，阳极尺寸（包括消耗后阳极的界面变化）和槽膛体积的影响。
浅谈铝电解阳极效应危害
Ｉ ■
浅 谈 铝 电解 阳极 效 应 危 害
杜治 平
（ 甘 肃东 兴铝 业公 司嘉 峪 关分公 司 ７ ３ １ ５ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 阳极 效应 是熔 盐 电解特 有的 现象 ， 而 以电解铝 生产 表 现优为 明 显。 生产 中 当阳极 效应 发生 时 ， 电解 槽 电压急 剧升 高 ， 达到２ Ｏ ～５ ０ Ｖ， 有 时甚 至更 高 。 它的 发生 对整 个 电解系列 产生 很大 影响 ， 使 电流 效率 降低 ， 影 响 电解 各个 技术 指标 ， 且 使铝 的产 量和质 量 降低 ， 破坏 了整 个 电解 系列 的平 稳供 电。 ［ 关键 词］ 电解 阳极 效 应 危 害 中图分 类号 ： Ｐ ６ １ ８ ． ４ ５ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ２ １ — ０ ０ ９ ６ 一 ｏ １
职工 常说 的” 效应 时 间不产铝 ， 而且还要 跑 电耗的 ” 原 因所 在 。 因此 造成铝 液 的 严重 损失 。
以本企 业５ ０ ０ ＫＡ中间下料 预焙 槽为 例 ： 效 应系数 ０ ． ０ ８ 次／ 槽 日， 效应 时 间
５ ａｉ ｒ ｎ， 电流效率 ９ ２ ％， 一个 阳极 效应 少产原 铝 ： ８ ０ × ０ ． ３ ３ ５ ５ ×５ ÷６ ０ ＝ ２ ． ２ ３ ｋ ｇ， 吨 铝 电耗增 加 １ ５ ８ ｋ ｗｈ，
１ ． 阳极 效应 发生 的机 理
中间下料预焙槽 采用低 氧化铝浓度 生产 ， 使用ห้องสมุดไป่ตู้ 能模 糊计算 机控制系 统对氧化
到 目前 关于阳极效 应发生 的机 理众说纷 纭 ， 但 是较好地 解释 阳极效 应的 发
降低阳极效应系数的分析
降低阳极效应系数的分析论坛JForum降低阳极效应系数的分析固姬凤武边华伟随着阳极质量和计算机控制技术的不断提高,电解生产中阳极效应管理正在向低效应系数发展.通过对阳极效应发生的机理进行分析, 结合生产实践经验,总结出了降低阳极效应系数的要求.阳极效应是熔盐电解特有的现象,而以电解铝生产表现尤为明显.生产中当阳极效应发生时,电解槽电压急剧升高,达到20V～50V,有时甚至更高.传统的观点认为:利用阳极效应可以分离炭渣,清洁电解质,补充电解槽热量的不足,化沉淀.但是随着阳极质量的提高以及计算机系统控制技术的不断提升,阳极效应优点愈来愈变得渺小.尤其是现代铝工业面临对环境保护的压力越来越大,阳极效应的传统观点越来越不能适应现代铝工业的生产要求.目前电解生产效应管理正在向低效应系数发展.国内一般效应系数在0.3左右,个别厂效应系数降至0.1以下,随着"零效应"理念的不断深入,在不久的将来,效应系数将会越来越低.,阳极效应发生的机理目前,关于阳极效应发生的机理众说纷纭,但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说",这种观点认为,阳极效应的发生是随着电解过程的进行,电解质中含氧离子逐渐减少,当达到一定程度后,则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物,炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒,这些炭粒附在阳极表面上,阻止了电解质与阳极的接触,使电解质不能很好地湿润阳极,就像水不能湿润涂油的表面一样,使电解质一阳极间形成一层导电不良的气膜,阳极过电压增大,引起阳极效应.当加入新的氧化铝后,在阳极上又析出氧,氧与炭粉反应,逐渐使阳极表面清静,电阻减小,电解过程又趋于正常.阳极效应对电解生产的危害阳极效应的发生对整个电解系列产生很大影响,使电流效率降低,影响电解各个技术指标,且使铝的产量降低,破坏了整个电解系列的平稳供电.在铝电解生产中,阳极效应的危害性不仅表现在对生产的危害上,而且对生态环境的危害极其严重.生产中当阳极效应发生时,电解质的温度急剧升高,由正常值的940~C～955℃急速升高到980℃～990℃,炉帮熔化变薄,增加了侧部炭块被侵蚀的可能性.电判断氧化铝浓度是否在受控范围有两种办法,一是直接取液体电解质,化验电解质中的氧化铝含量算出浓度;二是根据效应等待的时间进行大致判断.压的急剧升高,使系列电流波动,影响电解槽的产量,增加电耗.以公司300kA中间下料预焙槽为例,效应系数0.3次/槽日,效应时间5min,电流效率93%,一个阳极效应少产原铝300×0.3355x5÷60=8.4(千克),吨铝电耗增加158千瓦时, 这种能量在生产中大多转化为热能,使电解槽极距间温度急剧升高,进而向阳极四周传导,使得电解槽温度升高,引起电解质中氟化铝的大量挥发.以公司300kA电解槽为例,一个5分钟效应,会使分子比上升0.1,氟化铝大约损失10千克～2O千克. 降低阳极效应的前提1.稳定的技术条件及槽况.低效应的前提必须保证电解各项技术条件的稳定,技术条件的稳定保证了槽况的稳定.槽况的稳定保证了电解槽的热量平衡和物料平衡.电解槽趋冷容易出现突发效应,热平衡被打破也不可能保证电解槽长期在低效应系数下平稳运行.2.阳极炭块质量良好.阳极被比喻成电解生产的心脏,其重要性不言而喻.只有良好的炭块质量才能保证电解槽长期稳定运行.质量差的炭块一般存在以下问题:首先,阳极用到后期容易出现开裂现象,严重时甚至出现换阳极时阳极炭块完全脱落现象.其次是炭块68中国有色金属201o年第8期掉渣现象严重,由于大量炭渣产生造成炭渣与电解质分离不好,此时只有增加效应才能使炭渣与电解质分离良好.第三是炭块电阻较大.3.良好的电解槽设备.低效应系数必须保证每台槽的打壳下料装置正常工作,防止出现漏料,下料不足或下料过多现象发生,保证打壳头打击有力,火眼畅通.火眼不畅通会造成氧化铝粉无法进入电解槽中,导致突发效应发生.下料器下料漏料会造成下料口处产生沉淀,下料不足引起突发效应.只有保证设备的正常:I:作,才有可能实现低效应系数管理.4.良好的控制系统.目前大型预焙槽下料控制基本由计算机根据槽电阻变化实现自动控制.对于正常运行的电解槽,计算机能较好地将氧化铝浓度控制在1.5%～3.5%之间.判断氧化铝浓度是否在受控范围有两种办法,一是直接取液体电解质,化验电解质中的氧化铝含量算出浓度;二是根据效应等待的时间进行大致判断.第一种办法能准确地反映氧化铝浓度,但化验速度较慢,…般j}jr抽测;第种办法能快速对电解槽浓度进行大致判断,适合用于日常生产管理. 判断的依据按正常槽效应时氧化铝浓度为1.2%计算,根据效应等待时间来计算效应期间少加入的氧化铝量.5.适当的槽温.目前槽温控制普遍向低温生产靠近,有利于提高电流效率.一般将槽温控制在940~C～950~C左右,国内个别公司槽温控制甚至在925℃～935℃之间,对于低效应控制而言,笔者认为,槽温控制适当偏高, 根据生产经验可以以950℃为中心,控制相对较高的槽温目的主要是低效应管理, 由于效应较少对炉底沉淀的消化能力相对较弱,炉底产生的沉淀主要是氧化铝粉和电解质.如长期槽温偏低容易使沉淀逐步变硬形成结壳,长期下去就会导致炉底状况恶化,有适当的槽温基本能保持炉底沉淀的动态平衡,使炉底状况不产生恶化现象.6.合理的下料间隔.目前下料控制普便是由计算机自动控制进行,对于下料间隔的设置必须保证基本合理,判断是否合理的依据,可通过计算正常周期下料间隔对应的下料量是否与电解槽显示的下料量相配匹.另外可检查过量周期与欠量周期时间是否大致相当, 如基本相当说明下料间隔设置基本合理. 在生产过程中存在两种情况,一种是过量周期过多现象,这种情况说明下料间隔设置偏长,下料量不足造成计算机被迫通过大量的过量周期弥补下料不足部分,在该情况下氧化铝浓度运行往往偏低,换极或出铝时容易出现突发效应.另一种是欠量周期过多现象,这种情况说明下料间隔设置偏短造成下料量过于集中,计算机被迫通过大量的欠量周期来减少下料量以缓解下料过于集中现象,该情况下容易出现氧化铝运行浓度偏高,造成效应等待时间过长甚至失败情况发生,长期下去电解槽炉底容易产生结壳现象.结论极质量的提高和计算机系统控制技术的不断提升,用极效应来清洁电解质,分离炭渣,补充热量的做法,越来越显得没有必要.在实际生产过程中,通过控稳电解槽,确保各种设备和控制系统运行正常, 职工做好"i勤"工作,阳极效应系数是完全可以控制在0.1以下的范围内.臼(作者单位:云南铝业股份有限公司)2o1o年第8期中国有色金属69。
浅议铝电解槽扩容后降低阳极效应系数的方法
生产中当电解温度较高时一般不发生阳极效应。 电解温度过低 ，则 电解槽 的热平衡遭到破坏 ，电
解 质 的温 度 不 足 以加 热 氧 化铝 物 料 ，氧 化铝 未 能很好 溶解 而造 成 Ａ：， 浮 ，此 时 电解 质 的密 度 和 黏 度 增 １ 悬 ０ 大 ，电解 质 溶解 氧 化铝 的能力 明显 降低 ，槽 底 产生 大 量沉 淀 。应 强调 的是 ，当电解 槽 温度 过低 时 ，电解质 的 黏度 和 密度 增 大 ，电解 质 对炭 阳极 的湿 润 性 变差 ，
解质 中氧化铝浓度 降低 到一定程度 ，就发生 阳极效
应 。发 生 阳极效 应 的氧化 铝 浓度 大小 与 阳极 电流 密度 有关 ：阳极 电流密 度 大 时 ，阳极 效应 在 氧化 铝浓 度 较
６ ｏ§Ｔ ４
能大大地保证电解质 中 Ａ：， １ 的有效浓度 ，避免电解 ０
维普资讯
化合物气体 ｃ ４ ｃＦ，增加了工作量 ，同时恶化了 Ｆ和 ２ ４
环境 。 （）熄 灭 阳极 效 应 大多 数厂 家 采用 插木 棒 的 办 ７
法 ，这加大 了木材 的用量 ，消耗 了森林资源 。因此 ，
降低 阳极 效应 系数在 铝 电解 生 产 中有着 重 要 的现 实 意
义。
２ 影 响 阳极 效 应 的 因素
高 时到来 ；阳极 电流密 度 小 时 ，阳极 效应 在 氧 化铝 浓 度较 低时 到来 。
（ ２ ）炭阳极附近氟离子浓度升高而氧离子浓度 降
低。
生 前 的一 段 时 间 内 ，电 压 处 在 较 剧 烈 的波 动 状 态 之
（）炭 阳极 的 电位 超 过 了含 氧 离 子放 电所 需 的 电 ３ Nhomakorabea维普资讯
160KA阳极效应降低方法
160KA预焙阳极铝电解槽扩容到180KA后降低阳极效应系的探讨与实践中铝青海分公司：艾胜朋160KA预焙阳极铝电解槽扩容到180KA后降低阳极效应系的探讨与实践艾胜朋摘要：本文就阳极效应对铝电解生产的利弊进行了分析。
结合青海企业160KA预焙阳极铝电解槽扩容到180KA的生产实际，总结降低阳极效应系数的经验，为进一步降低阳极效应系数提供了值得参考的有效方法。
关键词：电解槽阳极效应降低前言：阳极效应是铝电解等熔盐电解过程中所发生在阳极上的一种特殊现象。
当发生阳极效应时，在阳极与电解质接触的周边上出现许多细小的电弧光，槽电压上升到数十伏，火眼冒出的火苗颜色由兰变紫，进而变黄；阳极周边的电解质停止沸腾，并以小滴状在阳极周边上飞溅；大型电解槽上部结构出现轻微颤动，并伴有响声；同时与电解槽并联的效应信号灯变亮，效应警铃也响了起来。
阳极效应是一种“阻塞效应”，它在很大程度上阻碍了阳极与熔体之间的电流传递。
实践和研究证明，阳极效应的发生与下列各种因素有关：1.电解质本体中的氧化铝浓度降低。
在其他条件不变时，电解质中氧化铝浓度降低到一定程度，就发生阳极效应。
发生阳极效应的氧化铝浓度高低与阳极电流密度有关；阳极电流密度大时，阳极效应在氧化铝浓度较高时到来，阳极电流密度小时，在氧化铝浓度较低时到来。
2.炭阳极附近氟离子浓度升高而氧离子浓度降低。
3.炭阳极的电位超过了含氧离子放电所需的电位。
4.炭阳极上氟离子放电，生成炭氟化合物气体CF4和C2F4 。
气体组成发生很大改变，CO气体明显增多，CO2气体明显减少，炭阳极表面上覆盖了一层不湿润的气体膜。
这些现象通常是通过分析临界电流密度、阳极过电压和阳极气体等参数来理解。
现场操作人员长期的生产实践经验表明，导致阳极效应发生的原因大致有以下两类：一是电解质中氧化铝（AL2O3）浓度；二是铝电槽温度。
俗称阳极效应有两类即：浓度效应和温度效应。
1. 阳极效应对铝电解生产的影响阳极效应虽然有分离电解质中炭渣，清洁电解质降低电解质压降及清理炉底的优点，但是它对电解生产过程的稳定性破坏很大：1）阳极效应发生前的一段时间内，电压处在较剧烈的波动状态之中，使电解质、铝液的流动变得紊乱，铝的二次反应增加，从而大大降低电流效率；2）发生阳极效应时，槽电压较高，耗费大量的电能，其中一部分转化为热能，加热了电解质和铝液，且熔化炉帮，一定程度地破坏了电解槽的正生产状态；3）电解槽发生阳极效应时，电解温度升高而使电解质中的氟化铝蒸发速度加快，这会增加氟盐等原材料的消耗；4）当发生阳极效应后，电解质液高度上升，如果调整不及时很容易造成泡化钢爪影响原铝质量；5）引起系列电流波动，给供电设备加大负荷影响其它槽子的正常生产过程；6）增加工作量，由于发生阳极效应时阳极气体成分发生急剧变化，CO2大幅度减少CO急剧增加，炭阳极上氟离子大量放电，生成炭氟化合物气体CF4和C2F4 ，同时恶化环境；7）由于熄灭阳极效应大多数厂家均采用插木棒的办法，这加大了对木材的用量，破坏了森林资源，加速了生态环境的进一步恶化。
阳极效应的治理[宝典]
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阳极效应的管理阳极效应（AE），是电解槽熔盐电解过程发生在阳极上的一种特殊现象。
在传统的电解槽管理模式中，总是突出阳极效应的优点，逐渐养成了以效应管理为中心的电解槽管理理念。
随着现代国际上对环境保护问题的重视，阳极效应过程中产生温室气体问题日益成为全世界关注的问题。
再加上近代大型预焙电解技术的发展，以“阳极效应管理为中心”的技术控制思路逐渐被以“控制过热度为中心”的控制思想所取代，阳极效应的控制问题也就日益成为铝电解行业发展的瓶颈。
零效应系数的控制思想逐渐得到全球铝行业的广泛认同。
今天，我想就以目前我所熟知的一些方面浅谈一些有关阳极效应的控制方法，希望能对大家有所裨益。
一、阳极效应发生的原因有关阳极效应的机理，业界存在多种理论和说法，但不论是那种理论和说法，有关阳极效应发生的本质都是电解质中缺乏氧化铝。
二、业界对阳极效应利弊的一些看法和观点目前，有关阳极效应，普遍认为的优点是可以利用效应来检测电解槽中的氧化铝浓度；利用效应清理电解质中的碳渣。
普遍认为的缺点是增加电能消耗和原料损失；影响系列电流的稳定；增加劳动量；增加温室气体的排放量，加剧环境污染。
实际上，大家可以从以上认为的有关阳极效应的优点方面还是渗透着一些希望通过阳极效应以改善技术条件的思想成分。
至于阳极效应的缺点方面讲的比较透彻。
按照目前盛行的零效应控制思想：想要处理炉膛，可以借助改善技术条件的途径解决，那么，阳极效应除在焙烧启动期间有清理阳极底掌碳渣的优点外，几乎无任何优点可谈。
因此，在实际生产中一定要树立的思想是：尽量控制阳极效应系数保持在很低的范围，最好是少来甚至是不要发生阳极效应。
三、AE的控制1、效应等待时间（AEW）的作用之所以设置AEW，其目的是为了保证每台电解槽按计划发生效应，定期检测电解质中氧化铝含量。
从另一个方面来讲，也是目前电解槽的控制水平和现场工人的操作水平尚未达到实现零效应管理目标的能力。
另外，在实际生产过程中，为了获取较高的电流效率，就必须保持较低的分子比，而降低分子比阶段对炉膛的控制就成为一个难点问题。
降低铝电解槽阳极效应系数的途径
的 同步采样 值所计 算 出 的槽 电阻序 列进 行滤 波 、平 滑
由于引 起槽 电阻变 化 的因素 很 多 ，所 以单 纯依 据
耗 的好途 径 ，主要 有 ：提高 电流 效率 ，低 温 生产 ，低 电压生产 以及 对电解槽 余热 的利用 。
型结构 电解技 术 。
参考文献 ： 【］ 竹 贤 预 焙 槽炼 铝［ ］ 京 ：冶金 工 业 出版 社 ，２ ０ ． １邱 Ｍ． 北 ０５ ［］ 异 ，杨 冠 群 ． 电解 技 术 问 答 【 ． 京 ：冶 金 工 业 出 版 社 ， ２杨 铝 Ｍ］ 北
砂 状 氧化铝 具有 较低 的吸水 性 ，能够 较快 地熔 解
预报准 确率 的 。此外 ，槽 电 阻滤波 以及 斜 率计 算 方法
的优 劣对 预报 成 功率 也有很 大 影 响 。本 文 在分 析 大型
在融熔 的冰 晶石 里 ，同时也 具有 较好 的活性 和足够 的
比表 面积 ，以及粒 度均 匀 ，能够 有效 地吸 收 Ｈ Ｆ气体 。
２ １ 年第 １ ０ １ 期
青 海 斟技
降低铝电麓槽 阳极 效应 系数 的途径
孙玉 顺 ，梁桂莲 （ 国铝业 青 海分公 司 ，青 海 中
摘
大通
８００ ） １ １ ８
要 ：阳极 效 应 系 数 是铝 电解 生 产 中一 项 重 要 的 经 济技 术 指 标 ，同 时 又是 一 项 关 键 的技 术 条 件 。本 文 在 分 析 阳 极
应 的合适 范 围 内 。在 效应 等待 时 间未 到 的设 定 时间段 内 ，根 据 电阻斜 率 和累 积斜率 的变 化趋 势 ，调用 效应 自动熄 灭程序 ，首先 对 电解槽 进 行快 速加 料 ，然 后等 待 氧化 铝溶解 ，改善 电解 质对 炭 素 阳极 的湿 润性 ，接
阳极效应的管理
阳极效应管理阳极效应（AE），是电解槽熔盐电解过程发生在阳极上的一种特殊现象。
在传统的电解槽管理模式中，总是突出阳极效应的优点，逐渐养成了以效应管理为中心的电解槽管理理念。
随着现代国际上对环境保护问题的重视，阳极效应过程中产生温室气体问题日益成为全世界关注的问题。
再加上近代大型预焙电解技术的发展，以“阳极效应管理为中心”的技术控制思路逐渐被以“控制过热度为中心”的控制思想所取代，阳极效应的控制问题也就日益成为铝电解行业发展的瓶颈。
零效应系数的控制思想逐渐得到全球铝行业的广泛认同。
今天，我想就以目前我所熟知的一些方面浅谈一些有关阳极效应的控制方法，希望能对大家有所裨益。
一、阳极效应发生的原因有关阳极效应的机理，业界存在多种理论和说法，但不论是那种理论和说法，有关阳极效应发生的本质都是电解质中缺乏氧化铝。
二、业界对阳极效应利弊的一些看法和观点目前，有关阳极效应，普遍认为的优点是可以利用效应来检测电解槽中的氧化铝浓度；利用效应清理电解质中的碳渣。
普遍认为的缺点是增加电能消耗和原料损失；影响系列电流的稳定；增加劳动量；增加温室气体的排放量，加剧环境污染。
实际上，大家可以从以上认为的有关阳极效应的优点方面还是渗透着一些希望通过阳极效应以改善技术条件的思想成分。
至于阳极效应的缺点方面讲的比较透彻。
按照目前盛行的零效应控制思想：想要处理炉膛，可以借助改善技术条件的途径解决，那么，阳极效应除在焙烧启动期间有清理阳极底掌碳渣的优点外，几乎无任何优点可谈。
因此，在实际生产中一定要树立的思想是：尽量控制阳极效应系数保持在很低的范围，最好是少来甚至是不要发生阳极效应。
三、AE的控制1、效应等待时间（AEW）的作用之所以设置AEW，其目的是为了保证每台电解槽按计划发生效应，定期检测电解质中氧化铝含量。
从另一个方面来讲，也是目前电解槽的控制水平和现场工人的操作水平尚未达到实现零效应管理目标的能力。
另外，在实际生产过程中，为了获取较高的电流效率，就必须保持较低的分子比，而降低分子比阶段对炉膛的控制就成为一个难点问题。
降低预焙铝电解槽阳极效应分析
降低预焙铝电解槽阳极效应分析摘要本文总结笔者多年电解槽工作实践，经过对阳极效应原理和实践进行分析，总结生产工艺技术，取得降低效应系数的有效途径。
关键词电解槽阳极效应；工艺技术；效应系数电解铝行业是一个准入门槛较低的产业，中国处于城市化发展时期，对于铝消费有较强的潜在需求。
目前各铝冶炼企业成本压力大，加上近几年环境恶化，环保要求越来越高，提高了铝冶炼企业的生产成本，所以不断采用新技术手段，改进目前传统生产技术工序，降低铝冶炼生产吨率能耗，提高劳动生产率，降低废气、粉尘排放，是各企业努力的方向。
在铝电解化学反应和生产实践中，阳极区域会产生阳极效应特殊现象，即在电解生产过程中，阳极电流高于临界电流时，会发生阳极效应现象。
其主要危害表现在：一是对生产的危害；二是对环境的危害；三是提高了生产成本。
在电解铝生产企业中，阳极效应系数是生产考核的重要指标之一。
1阳极效应的原理阳极效应主要发生在阳极电流超过临界电流的密度的情况下。
其发生的主要原因是阳极的导电面积突然降低，并且同时氧化铝浓度降低，电解质和炭块阳极间的润滑性和湿润性变异，阳极和电解质之间气体增加，阳极气泡的密度增多，在表面形成了气膜，阻碍了电流通过，造成阳极表面电流密度增大，超过临界电流密度，使得阳极效应发生。
阳极电流密度升高，电位也相应提升，电位达到氟离子放电的值，使气体能够停留在界面上。
2 阳极效应的主要危害阳极效应危害比较大，主要表现在，一是造成电解质温度急剧升高，危害设备安全生产，增加炭块的侵蚀。
二是解析出大量的有害气体，如大量CO2和CO，还伴随着PFC（CF4.C2F6）等气体，对大气和环节造成严重影响。
目前，各铝电解企业都加强了对有害气体的排放控制，严格控制阳极效应，采取各种途径降低有害气体排放。
3 有效降低阳极效应途径途径一：采用合适的工艺技术条件保持电解槽平稳运行通过大量的实践，摸索采用合适的工艺，稳定运行的技术条件，提高电流效率，保持电解槽稳定运行，改善阳极效应，同时可以保持较低效应系数。
降低预焙槽阳极效应系数的措施
阳极效应的不利面是阳极效应发生后， 系列 电 压、 电流波动 ， 影响其它运行槽 ， 且究院＜ 电解低电压 节能技术初 铝
步试验情况汇报＞
从 ９０℃左右上升到近 ｌ ０ ４ ０℃， ０ 槽帮熔化变薄 ， 要 经过 １ 甚至更长时间才能恢复到正常值。过于频 ｈ
降低 预 焙槽 阳 极效 应 系数 的措 施
张 玉 平
（ 中国铝业青海分公 司， 青海 大通 ８ ００ ） １ １８
摘
要： 本文介绍了阳极 效应现象 、 害及对电解生 产的影 响， 危 结合生产 实际分析 了阳极效 应系数 高的相关 因素 ，
从而提 出了多项 降低预焙槽 阳极效应系数 的措施。
表 １ 国 内外先进 企业的工艺技术指标对 比
技术指标
槽工作电压（ ） ｖ
质中氧化铝浓度降低 。
２ ２ 阳极 效应对 电解 生产有 利方面 ．
传统认识 中阳极效应对电解的有利面是清理阳 极底掌、 活化阳极表面、 清洁 电解质 、 提高氧化铝溶 解度 、 熔化炉底沉淀， 通过效应， 对电解槽运行状况
’
０７ Ｏ７ ．０一 ．３ ０ １ ．０ ９ ～４ ３ ９
０７ 一 ．６ ．２ Ｏ７ ０ ３ ．０ ９ ～４ ３ ９
０ ０ ．３ ９ ～６ ４ ９
直流电单耗 （ Ｗｈｔ ３００～ ３ ０ ３３０～ ３ ０ ３３０～ ３ ０ ｋ ／）１ ０ １ ２ ０ １ ０ １ ６ ０ １ ０ １ ５０ 电流效率 （ ％）
关键词 ：阳极效应 ； 机理 ； 降低 ； 效应 系数 ； 措施 中图分类号 ：Ｆ ２ Ｔ ８１ 文献标识码 ： Ｂ
Ｍ ｅ ｓ ｒ ｓｏ ｄ ｃｎ ｈ ｅ ｃｅ ｔｏ ｏ ｅ Ｅｆｅ ｔ ａ ｕ ｅ ｆＲｅ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｃｏ ｆ ｉｎ ｆＡｎ ｄ ｆ ｃ ｉ ｔ ｅ ｂ ｋ ｄ Ｃｅｌ ｏ Ｐｒ ． ａ ｅ ｌ
关于降低预焙铝电解槽阳极效应的探讨
氧化铝 的容重 、 溶解 性会让控 制系统无法 有效的控 制氧 化铝下 料。由于氧化铝多 是一些 细小的 颗粒 ， 下料 时飞扬 厉 害， 而溶解性 较差的物料 则极易 引发突 发效应 。
２ ． ３ 电解槽槽况 电解 槽槽 况 主要表 现为 保 持 电解质 的稳 定性 与 电解 工 艺条件 方面 。阳极 效应 的产生和较 差 的电解槽稳 定型 、 分 布
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｓ ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｃ ｏ ｓ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ， ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｅ ｄ
冶 金冶 炼 ／ Ｉ
ｌ ｕ ｒ￣ ｅ ｔａ ｌ ｌ ｉ Ｅ ｄＩ ． ５ｍ
Ⅲ ｎｇ
关于降低预焙铝电解槽阳极效应的探讨
陈 伟 ，张 宁
（ 国家 电投宁夏能源铝业青铜峡铝业分公司 ３ ５ ０ ｋ Ａ电解车间， 宁夏 银川 ７ ５ ０ ０ ０ ０）
摘 要 ： 现阶段 ， 各 铝 冶 炼企 业均 承 受 着较 大 的成 本 压 力 ， 加 之 环境 的 持 续 恶化提 高 了对环 保 的要 求 ， 所 以也促 使 铝 冶 炼企 业 生 产成 本 的 大 幅提 高 ， 企 业 应利 用新技 术 手 段 ，降低 铝 冶炼 生 产吨 率 能耗 以及废 气 、 粉 尘排 放 ， 促 进 劳动 生 产 率
ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｔ ｈｅ ｅ ｎｖ ｉ ｒ ｏｎｍ ｅ ｎｔ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅ ｅ ｎ ｖｉ ｒ ｏｎ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ， Ｓ Ｏ ａ ｌ ｓ ｏ ｐｒ ｏｍ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｏｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｃ ｏｓ ｔ ｏ ｆ ａ ｌ ｕｍ ｉ ｎｕｍ ｓ ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅ ｄ， ｅ ｎｔ ｅ ｒ ｐｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｓ ｈｏｕ ｌ ｄ ｕｓ ｅ ｎｅ ｗ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏｇ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ， ｒ ｅ ｄ ｕｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ， ｅ ｎｅ ｒ ｙ ｇ ｃ ｏ ｎｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｅ ｘ ｈａ ｕ ｓ ｔ ｇ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｄｕ ｓ ｔ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕｍ ｓ ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｌ ｌ ｐ ｒ ｏｍ ｏ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｏｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｌ ａ ｂ ｏｒ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ．
铝电解中阳极效应的原因分析及控制措施探讨
铝电解中阳极效应的原因分析及控制措施探讨郑冬【摘要】本文首先介绍了铝电解过程中阳极效应的危害及发生阳极效应的相关机理.然后对于发生效应的类型进行归类分析对比,通过对阳极效应类型的分析总结,从根本上来降低阳极效应发生的机会,实现零效应生产,最大限度做到节能减排.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P25-26)【关键词】铝电解;阳极效应;电流密度;换极;出铝;增量期;减量期【作者】郑冬【作者单位】中国铝业连城分公司,甘肃兰州 730335【正文语种】中文【中图分类】TF8211 阳极效应的危害（1）在工业电解槽上，阳极效应发生时电压上升（一般为30～50V），在高电压和高电流密度下，电解质和阳极都处于过热状态。
大大增加了能源的浪费，W=UIT=30＊500＊0.05=750kwh/次。
（按照目前普遍500KA电解槽每个效应持续3分钟且平均电压为30v计算）（0.3355＊500＊24＊0.92=3704kg，吨铝单耗增加202 kwh电，成本增加81元）同时，破坏了正常电解槽的能量平衡和稳定的炉膛。
（2）阳极效应对相关指标的影响表1 内容效应个数电压（V）吨铝直流电单（kwh/t-Al）一车间合计 7653 3.977 13316二车间合计 3491 3.929 13270以上数据为某系列5月份效应总数及工作电压、吨铝直流电单耗的对应关系。
2 阳极效应相关理论基础2.1 阳极效应机理在电解冰晶石-氧化铝熔体的条件下，采用炭阳极时，只有当电解质中氧化铝的浓度降低到某个限度（例如Al2O3 0.5%）时，才会产生阳极效应，此时阳极的电流密度超过该条件下的临界电流密度。
为什么阳极电流密度会增大，主要是阳极的导电面积减小了，导电面积减小的原因归结于电极和电解质的界面性质发生了变化。
当氧化铝浓度降低时，电解质同炭阳极之间的湿润性变差，析出的气体容易进入阳极和电解质的界面上，随着阳极气泡的逐渐增多，由小气泡聚合成较大气泡，形成连续的气体膜，由于气体的绝缘性，阻碍了电流的通过。
浅谈如何降低420KA大型预焙槽阳极闪烁效应系数
浅谈如何降低420KA大型预焙槽阳极闪烁效应系数作者寸跃祖耿家荣关键词:大型预焙槽，阳极闪烁效应，电解质水平，分子比，节能降耗摘要:随着电解铝工业的迅猛发展，国家宏观经济政策的不断调控，电解铝市场竞争日趋激烈，如何采取有效措施节能降耗从而降低成本，成为企业生存发展的必经之路。
本文就目前公司420KA系列大型预焙槽阳极闪烁效应较多，电耗居高不下，原材料价格增长过快的不利因素，以降低阳极闪烁效应系数为中心，分别从加强管理、调整工艺控制来达到降低阳极闪烁效应系数的目的，粗略浅谈了降低420KA 大型预焙槽阳极闪烁效应系数的几种方法。
1.前言阳极闪烁效应是融盐电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象，是由于氧化铝在电解槽内分布不均匀，局部氧化铝浓度过低而导致的局部阳极效应（闪烁效应）。
发生阳极闪烁效应，电压升高不但增加了能源的消耗，降低了电流效率，而且其产生的CF4气体对大气臭氧层有极大的破坏性。
减少阳极闪烁效应，不但是提高铝电解经济技术指标的需要，而且是整个系列生产稳定和安全的需要，更是环保的需要。
在实际生产中，每台槽每天发生阳极闪烁效应的次数，我们称之为阳极闪烁效应系数。
近年来，全球能源危机导致电价上涨，国内电力紧缺现象短时间内得不到有效的解决。
全国铝产能严重过剩，行业竞争日益激烈。
随着能源价格的飞涨和环保要求的日趋严格，如何节能降耗已成为当今铝电解行业研究的重点。
随公司生产规模的进一步扩大，如何进一步降低电耗，成为摆在我们面前的一大课题。
国内同行业420KA系列电解槽闪烁效应基本上控制在0.20次/槽·日。
2014年我车间平均闪烁效应系数为0.40次/槽·日。
由此可见，降低阳极闪烁效应系数的潜力巨大。
因此，研究探讨降低阳极闪烁效应系数工作就显得特别重要。
2．降低420KA大型预焙槽阳极闪烁效应系数的方法420KA大型预焙槽在生产过程中导致阳极闪烁效应发生的原因众多，归结起来有：操作不当、人员巡视不到位、电流不平稳、抬母线操作引发、换极引发、碳渣偏多、氧化铝粒度过细、氧化铝含水分过多、供料系统不正常、锤头消耗过短、风压不够、电磁阀卡、机械故障、下料间隔设置不合理、氧化铝分布不均匀、电压偏低、分子比偏低、保温料不够等。
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降低预焙槽阳极效应系数摘要:阳极效应系数是铝电解生产中一项重要的经济技术指标，同时又是一项关键的技术条件。
随着电解铝工业的迅猛发展，国家宏观经济政策的不断调控，电解铝市场竞争日趋激烈，如何采取有效措施节能降耗从而降低成本，成为企业生存发展的必经之路。
本文就目前公司420KA系列大型预焙槽阳极闪烁效应较多，电耗居高不下，原材料价格增长过快的不利因素，以降低阳极闪烁效应系数为中心，分别从加强管理、调整工艺控制来达到降低阳极闪烁效应系数的目的，粗略浅谈了降低420KA大型预焙槽阳极闪烁效应系数的几种方法。
关键词:大型预焙槽；阳极闪烁效应；电解质水平；分子比；节能降耗；电流效率一引言电解铝工业的发展给能源和环保带来了压力，电耗已成为影响中国铝业可持续发展的关键因素，在今后很长一段时间内，实现铝电解低效应生产是大幅度降低能耗的主旋律。
当今社会，特别是西方国家，对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。
目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4＋C2F6在阳极效应的发生量（USEPA）。
[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路，值得我们思考，Haupin认为，根据铝工业发展的现状，"零效应"管理最为理想。
为此笔者认为：在环保日益重要的今天，铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应，只要电解槽槽况正常，就不必来效应。
"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。
二阳极效应发生的机理阳极闪烁效应是融盐电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象，是由于氧化铝在电解槽内分布不均匀，局部氧化铝浓度过低而导致的局部阳极效应（闪烁效应）。
发生阳极闪烁效应，电压升高不但增加了能源的消耗，降低了电流效率，而且其产生的CF4、C2F6气体其温室效应分别是CO2的6500倍和9200倍，对大气臭氧层有极大的破坏性，对环境造成严重污染。
减少阳极闪烁效应，不但是提高铝电解经济技术指标的需要，而且是整个系列生产稳定和安全的需要，更是环保的需要。
在实际生产中，每台槽每天发生阳极闪烁效应的次数，我们称之为阳极闪烁效应系数。
近年来，全球能源危机导致电价上涨，国内电力紧缺现象短时间内得不到有效的解决。
全国铝产能严重过剩，行业竞争日益激烈。
随着能源价格的飞涨和环保要求的日趋严格，如何节能降耗已成为当今铝电解行业研究的重点。
随公司生产规模的进一步扩大，如何进一步降低电耗，成为摆在我们面前的一大课题。
国内同行业420KA系列电解槽闪烁效应基本上控制在0.20次/槽·日。
2016年我车间平均闪烁效应系数为0.40次/槽·日。
由此可见，降低阳极闪烁效应系数的潜力巨大。
因此，研究探讨降低阳极闪烁效应系数工作就显得特别重要。
三阳极效应危害在铝电解生产中阳极效应的危害性，不仅表现在对生产的危害上，而且对生态环境的危害极其严重。
以下从几个方面进行阐述。
3.1阳极效应对生产的危害生产中当阳极效应发生时，电解质的温度急剧升高，由正常值的940℃～955℃急速升高到980℃～990℃，炉帮熔化变薄，增加了侧部炭块被侵蚀的可能性。
电压的急剧升高，使系列电流波动，影响电解槽的产量。
电耗增加。
生产中阳极效应的熄灭方法是：将效应棒即（大约2～3米直径2～4cm的树枝）插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜，清洁阳极底部，实际是在燃烧铝液，整个过程大约持续3～5分钟，而此时电解的电化学过程是停止的，这也就是电解我们常说的"效应时间不产铝，而且还要跑电耗的"原因所在。
因此造成铝液的严重损失。
420KA中间下料预焙槽：效应系数0.3次/槽日，效应时间5min,电流效率93%，一个阳极效应少产原铝：420×0.3355×5÷60=11.75kg,吨铝电耗增加258kwh,这种能量在生产中大多转化为热能，使电解槽极距间温度急剧升高，进而向阳极四周传导，使的电解槽温度升高，引起电解质中氟化铝的大量挥发。
以我公司电解槽为例：一个效应时间5min,分子比平均上升0.1。
氟化铝大约损失10～20kg。
传统的观点认为：利用阳极效应可以分离炭渣，清洁电解质，补充电解槽热量的不足，化沉淀。
但是随着阳极质量的提高以及智能模糊控制计算机系统和点式下料技术的应用，阳极效应优点愈来愈变得渺小，因此传统的这种观点已不能适应当今现代电解槽生产。
3.2阳极效应对环境的危害铝电解生产中，阳极效应还伴随着对大气臭氧层有破坏性的PFCs(CF4·C2F6)气体的产生。
当今西方发达国家对铝电解的环保要求极为严格，已从传统的对氟化盐挥发控制，转向效应发生的PFCs=CF4+C2F6在阳极效应时的发生量（USEPA）。
国际著名铝专家Haupin[4]认为PFCs的发生量与每天AE分钟数和电压高低成直线关系，但分析表明PFCsd 散发量在高电压效应时并未显示出效应时间长散发量多的特定。
而个别试验显示减少效应次数比减少效应时间更有效能减少PFCs的发生量。
因为无论是CF4还是C2F6都是在阳极效应刚发生时产生，电解槽发展到中间下料预焙槽后，不仅阳极效应次数成倍降低，而且效应时间也大大缩短。
目前国外阳极效应系数有的已低于0.02次/槽日。
产生PFCs=CF4+C2F6的根源是阳极效应（AE），但是我们国家在很长的时期内只注意控制技术。
还停留在传统的对氟化盐的控制上。
了解当今世界铝工业的发展，特别是著名铝专家Haupind的"瞄准零效应"[4]对提高我国铝电解的整体水平是大有好处的。
我们国家是国际《京都协议书》的签署国家，减少温室效应，保护大气环境是义不容辞的责任。
因此在控制有害气体排放上，今后一定会加强的。
铝电解生产中，严格控制阳极效应是时代的要求。
3.3阳极效应对森林的危害3.3.1电解生产中阳极效应的熄灭方法有三种：（1）、用漏铲熄灭阳极效应。
（2）、用大耙熄灭阳极效应。
（3）、用效应棒（木棒）熄灭阳极效应。
以上三种方法是铝电解生产特别是自焙槽常用的方法。
目前自焙槽国内已几乎都改造成为中间下料预焙槽。
而预焙槽采用多组阳极生产，大耙、漏铲熄灭阳极效应的方法失去了作用。
效应棒即大约2～3米直径2～4cm的树枝。
成为熄灭效应的唯一方法。
当前国内铝电解生产飞速发展，2007年已突破1170万吨，已成为世界第一产铝国，效应棒的使用急剧增加。
如不得到控制，必然会给森林带来严重破坏。
以本企业为例，阳极效应系数控制为0.05次/槽日每月8640槽日，共8640×0.05=432个效应而日常熄灭一个效应大约需要2～3根效应棒，以3根计算每月需要432×3=1296根效应棒，以每捆30根计算一年大约需要1296÷30×12=518捆再加上抬大母线、压负荷等因素，一年需要大约700—900捆。
目前各家铝厂效应棒基本是由市场来供应的，一些人为了谋取个人利益，乱砍甚至偷砍树木做成铝电解要求的效应棒卖给电解铝厂，因此铝电解阳极效应棒使用的急剧增加，必然助长一些人谋取个人利益，乱砍乱伐树木的行为，这将给国家森林带来一场灾难。
我国是森林覆盖面积极其少的国家。
50～90年代由于过度的乱砍乱伐，使脆弱的森林植被受到严重破坏，土地沙漠化、扬尘暴天气的发生就是大自然对人类乱砍乱伐的最大报复。
随着我国退耕还林，种树种草政策的实施，国家制定了一系列的相关政策来严厉制止乱砍乱伐现象，国家投入巨资恢复森林植被，对破坏严重的地区进行封山育林，种树种草。
铝电解生产中效应棒的来源必然会受到严格控制。
像我国西部地区的铝电解厂家，应该在铝电解生产中严格控制阳极效应，最大限度地减少效应棒的使用、在处理阳极效应时，如何减少效应棒的使用，能否找到效应棒的替代物是铝电解科技工作者思考的重大问题。
3.3.2控制阳极效应的条件分析当前自焙电解槽已基本消失，中间下料预焙槽已成为铝电解生产的主力。
中间下料预焙槽采用低氧化铝浓度生产，使用智能模糊计算机控制系统对氧化铝浓度控制，采用中间点式下料技术定时打壳下料，为降低阳极效应系数创造了有利条件。
Haupin认为控制阳极效应[4]，实现零效应主要取决于：1)氧化铝的质量：主要是氧化铝厂的电收尘料小于20微米（μm）溶解速度慢。
2)现有的下料器是容积式的，而不是重量式的，所以下料不准，开发重量式的下料器是"零效应"的关键。
3)由于电解质的过热度很小（8℃～10℃）,系列电流和电压的变化时就会引起阳极效应。
4)电解槽内衬不佳，例如阴极炭块质量不好，阴极棒与炭块接触不良，导致阴极电流分布不均，也是造成阳极效应发生的一个重要原因。
5)阳极质量差，跟换阳极不还规范和不准确。
个别阳极消耗过快，截面急剧减少，都会引起AE发生。
结合国内铝电解的实际情况，在铝电解生产基础条件相对稳定的情况下，阳极效应系数的控制主要取决于阳极炭块的质量和氧化铝的特性。
3.3.2.1阳极质量优质的阳极炭块有以下特点[5]：良好的导电性。
以保证提高阳极电流密度，提高铝电解槽的产能降低电耗。
有良好的热冲击性和抗氧化性。
阳极质量均匀、稳定，以保证电解生产稳定，高效低耗。
具有一定的抗张强度，抗弯强度和较大的热膨胀率。
同时还要求阳极灰分少，比电阻低，气孔率低，有害元素少，组织致密。
国外先进的预焙槽，由于阳极质量优良，电解质中的炭渣较少，对生产够不成影响，生产中几乎不捞炭渣，没有捞炭渣这项工序。
阳极效应控制较低，一般在为0.02～0.05次/槽日。
目前正趋向"零效应"控制。
国内预焙阳极质量由于原料、技术以及标准与国外有一定的差距，阳极抗氧化性差，脱落掉渣严重。
捞炭渣作为做为生产中一项重要工序。
传统的管理技术认为，利用阳极效应可促使电解质中炭渣分离，还可以补充热量，控制槽中的沉淀。
因此提高国内阳极质量是降低阳极效应的一个关键因素。
3.3.2.2氧化铝的质量铝电解生产要求氧化铝具有较小的吸水性，能够较快地溶解在熔融冰晶石里，同时要求具有较好的活性和足够的比表面积，以及粒度均匀，从而能够有效地吸收HF气体，能满足这些条件的是砂状氧化铝。
砂状氧化铝[2]具有熔解性能强，流动性好，粒度均匀，磨损系数小，吸附氟化氢能力强的特点。
而国内由于生产氧化铝的铝土矿为一水硬铝石型，氧化铝生产的熔出温度高达240℃以上，种分分解的种子活性较差，生产砂状氧化铝难度较大，中铝公司虽然已试验成功，但个别技术指标与国外还有一定差距，特别是在摩损指数上与国外较大，国外摩损指数一般低于15%，而中铝山西分公司试验的氧化铝摩损指数在25%左右，况且还需要一定的时间实现工业化生产，因此国内铝电解生产能使用砂状氧化铝还需要一定的时间。