铝电解中常用的计算公式

铝电解中常用的计算公式

一、电解质分子比K

1、K ＝

NaF(摩尔数)AlF 3(摩尔数)＝2×NaF(质量)

AlF 3(质量)

2、分子比与游离的AlF 3%(质量)之间的关系： 设f 为游离的AlF 3%(质量)，则，

K ＝3－

7.5f 100＋7.5f 或 f ＝100－500K 3K ＋6＝6－2K

6＋3K

×100

如果电解质里除了NaF 和AlF 3之外还有Al 2O 3 和CaF 2等，他们的质量％总和是∑α，则

K ＝3－

7.5f

100－∑α＋1.5f

二、阳极消耗速度h c （cm/d ）

h c ＝8.05d 阳ηw c d c

×10-3

(cm/d ) d 阳……阳极电流密度，A/cm 2 η……电解槽电流效率，％ w c ……阳极消耗量，kg/t-Al

d c ……阳极假密度，g/cm 2 (一般取1.6 g/cm 2 )

三、调解电解质分子比时，AlF 3与NaF 添加量的计算

q(AlF 3)＝

2P(K 1－K 2)

K 2(K 1＋2) kg

q(NaF )＝

P(K 2－K 1)

K 1＋2

kg

式中，q 为调整时添加物的数量（kg ）；P 为电解质中的冰晶石质量（kg ）；K 1为调

整前的分子比；K 2为调整后的分子比。

四、母线转接周期（d ）

D ＝L(母线行程,cm)

V(阳极消耗速度,cm/d)

d

五、电流效率（η）

η＝M 实

M 理

×100％

M 实……实际铝产量，kg 或t

M 理……理论铝产量，kg 或t ，M 理＝0.3356It

I 为电流强度 t 为通电时间

六、电流效率与阴极电流密度之间的关系

η＝1－C

q ·d

q 为铝的电化学当量，0.3356g/(A ·h)

d 为阴极电流密度，A/cm 2

C 为每平方厘米阴极表面上单位时间内铝损失量，g/( cm 2

·h)

七、电流效率与槽寿命之间的关系

η＝－0.051A ＋90.8 A 为槽寿命

八、加铜稀释法测定槽内在产铝量（kg ）

M ＝Q 1(1－C 2)

(C z －C 2)

,

Q 1为加入铜的量（kg ）；C 2为槽内铝液的本底铜浓度（％）；C Z 为加铜后的总铜浓度（％）；

九、吨铝直流电耗（kWh/t-Al ）

吨铝直流电耗＝1电能效率＝2980V η

V 为电解槽平均电压，V

十、电解槽平均电压（V ）

V ＝E

极化

＋△V a ＋△V c ＋△V e ＋△V b ＋△V ae ＋△V p

E 极化为电解槽的极化电压；△V a 为阳极电压降；△V c 为阴极电压降；

△

V e 为电解质电压降；△V b 为导电母线电压降；△V ae 为阳极效应分摊电压；

△V p 槽间联接母线电压降分摊值。

十一、初晶温度经验计算公式（式中涉及的浓度均为质量百分比浓度）

1、罗斯特经验式：

t ＝1011＋0.14[AlF 3]－0.072[AlF 3]2.5＋0.0051[AlF 3]3－10[LiF]＋0.736[LiF]1.3 ＋0.063([AlF 3]×[LiF])1.1－3.19[CaF 2]＋0.03[CaF 2]2 ＋0.27([AlF 3]×[CaF 2])0.7－12.2[Al 2O 3]＋4.75[Al 2O 3]1.2 2、Bullard 和Przybycien 经验式：

t ＝1010.6－0.177[AlF 3]2－0.0005[AlF 3]4－6.646[Al 2O 3]＋0.168[Al 2O 3]2 －2.853[CaF 2]－4.6[MgF 2]－9.2[LiF] 3、A.Solheim 经验式：

t ＝1011＋0.50[AlF 3]－0.13[AlF 3]2.2－3.45[CaF 2]/(1＋0.0173[CaF 2]) ＋0.124[CaF 2][AlF 3]－0.00542([CaF 2][AlF 3])1.5

－7.93[Al 2O 3]/(1＋0.0936[Al 2O 3]－0.0017[Al 2O 3]2－0.0023[AlF 3][Al 2O 3]) －8.90[LiF]/(1＋0.0047[LiF]＋0.0010[AlF 3]2)－3.95([MgF 2]＋[KF])