电解铝生产节能减排技术研究及应用

，

Chenmical Intermediate

当代化工研究

技术应用与研究

2019 • 01

电解错生产节减相t技术研究及应用

*冯海波

(大唐国际内蒙古分公司再生资源有限公司内蒙古010200)

摘要：保护环境，节约资源是我国的基本国策之一，随着科学技术水平的发展电解铝生产工业发生了翻天覆地的变化，为了降低生产成

本，获得生存与竞争优势，不得不围绕节能环保来提高经济效益，所以研究生产节能减排技术是非常具有必要性的。关键词：电解铝生产；节能；减排 中图分类号：T

文献标识码：A

Research and Application of Energy Saving and Emission Reduction Technology in

Electrolytic Aluminum Production

Feng Haibo

and technology, the electrolytic aluminum production industry has undergone great changes. In order to reduce production costs and gain survival and

competitive advantages, it is necessary to improve economic benefits around energy conservation and environmental protection, so it is very necessary to study and produce energy conservation and emission reduction technologies.

Key words： electrolytic aluminum production% energy conservation-, emission reduction

引言

不以能牺牲环境为代价进行现代化经济发展，不走发达 国家的老路，因此必须严格遵守保护环境、节约资源的基本 国策，坚定不移地走可持续发展道路。另一方面，科学技术 飞速发展，日新月异，在促进全国工业迅猛发展的同时，也 向各行各业提出了新的要求。在电解铝这个传统行业之中， 利用新兴科学技术进行生产节能减排技术的研究探讨显得十 分有必要，只有重视节能技术的应用，尽最大努力做好生产 减排工作，电解铝企业才能脱掉落后帽子，最大程度降低生 产成本，提升经济效益。

1.电解铝节能技术的的原理

顾名思义，电解铝企业就是从事于利用电解技术得到铝 原料的公式企业，科学技术的发展使得该行业许多技术发生 了变化，现代的电解铝生产技术一般均选择冰晶石-氧化铝 融盐电解法。电解法阳极材料是常见的碳素体，阴极材料选用 的铝液，所谓电解就是在利用强电流在一定温度条件下电解槽 两个电极上发生的一种化学反应，通过这种反应得到铝原料。

电解反应消耗的能量可以由固定公式计算得到具体公式 为：Q=2.980V/n公式中：Q代表消耗掉的电能（kwh/t-AL) ; V为电压值

4.20

12771

12903

13038

13175

13315

13458

13604

Abstract: Protecting the environment and saving resources is one of the basic national policies in our country. With the development of science

(Renewable Resources CO., LTD. of Datang International Inner Mongolia Branch, Inner Mongolia, 010200)

表1电能耗对照表（kwh/t-AL)

分析可知，电解铝节能技术主要可以从两方面来入手，

即降低电压值，提升电流效率这两点，本文选择低电压节能 技术作为重点讨论对象，总结出几条低电压节能技术的要点 与重要措施。

2.电解培低电压节能技术探讨

为了深入探讨低电压节能技术的关键措施与技术要点， 必须先深入了解电解槽在进行电解反应时的基本运行状态，对 电解槽运行过程中的各项重要指标参数实时记录并进行统计分 析，得出哪些指标参数对电解槽运行状态最为重要，从而找到 低压节能技术的切入点，进而才能合理的提出关键技术措施。

⑴槽控制系统齋要升级前面所说在一定条件下降低平均电压值大小可以起到降 低电耗，节约能源的效果，这个条件体现在很多方面。比如 在进行电解反应时，电解槽工作过程中其结构稳定性与槽电 压的电压值有着密切联系，当槽电压逐渐降低时，电解槽自 身的稳定性也会随之明显变差，因此为了充分发挥低电压节 能技术的效果，就必须使用稳定性更强的电解槽控制系统， 这是低电压节能技术能够发挥效果的重要条件，作为基石的 电解槽控制系统越稳定，才能使电解槽在低电压条件下运行 的更加平稳，因此必须对电解槽控制系统进行升级改造。

⑵细致优化工艺技术条件

大小（V) ; n为通过电槽的电流效率（％)。抛开固定参数 不看，由公式可以知道一定条件下，如果电压值越小，电流 效率越高，那么消耗的能量就越少，也就越有节能效果。从 电能耗对照表也可以得到这个规律。

电压3. 803. 904. 004. 10

电流效率/%

9811555118591216312467

9711674119811228912596

9611796121061241712727

9511920122341254712861

9412047123641268112998

9312176124971281713138

9212309126331295713280

当电压降低时，电解槽的运行状态会受到比较大的影 响，比如电解槽的环境温度会显著降低，并且随着平均电压 值的逐渐变小，温度下降的趋势会愈发明显，温度的降低会 导致一系列不利于电解反应的后果，比如电解质性质发生变 化，粘度越来越强，这导致冰晶石溶解氧化铝的效果越来越 差，使得电解反应难以继续。所以在进行低电压节能技术

2019 • 01

技术应用与研究

Chenmical Intermediate

当代化工研究 ns

丄丄 J

裡高子电地隔膜材料性质:研究及展望

*李翌浩然

(南阳市第二中学河南473000)

摘要：锂离子电池隔膜是锂离子电池结构中四大主要材料之一，主要是提供电解液中锂离子迁移通道，并隔绝正负极反应避免短路发 生，是影响锂离子电池性能和安全性等的重要材料•本文通过对锂离子电池隔膜性能要求的分析，对聚烯烃隔膜、无纺布类隔膜、陶瓷复 合类隔膜进行简要总结与分析，并对高性能隔膜材料的设计与构筑进行了展望.关键词：锂离子电池；隔膜；性能；聚稀烃 中图分类吾：T

文献标识码：A

Research and Prospect of the Properties of Lithium Ion Battery Separator Material

Li Yihaoran

lithium ion migration channels in electrolyte and isolate positive and negative reactions to avoid short circuit. It is an important material that affects the performance and safety of lithium ion battery. Based on the analysis of the performance requirements of lithium ion battery separators, this paper briefly summarizes and analyzes polyolefin separators, non-woven fabrics separators and ceramic composite separators, and looks forward to the design and construction of high performance separators.

Key wordsz lithium ion battery-, diaphragm-, performance% polyolefin

1.引言

由于环境污染及能源短缺等国际性问题的日益严重，

新能源的开发与利用已成为了各国积极研究与开发的重点领域。在能源存储与转化的应用中，锂离子电池由于具有高功

下转第116页

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时，必须合理的改变各反应物的含量比与分子比，最大限度 的改善电解质的电导率，使得电解反应不会因为温度的影响 而难以正常进行，除了电解质电导率之外，流动性、氧化铝 的溶解性都必须纳入考虑范围之内，优化这些工艺条件会给 电解铝生产带来无法想象的经济效益，并有助于减小极距缩 小幅度，保证电解槽低电压下系统的稳定状态得以维持。

⑶着重加强电解槽的保温效果

Abstract: Lithium ion battery separator is one of the four main materials in the structure of lithium ion battery. Its main function is to provide

(Nanyang No.2 Middle School, He5nan, 473000)

目的是降低接触压降和钢棒压降；另外，需要完成低阴极压

降的内衬保温结构设计，与低的阴极压降相匹配。新型抗渗 透高导电钢棒糊技术，对刚棒糊组分进行全新设计：优选抗 钠和电解质渗透好、高导电的材料组分。糊料抗电解质和铝 液渗透性显著提高，避免电解质和碳化铝钢棒表面不被A1合 金化。阴极钢棒结构的高导电高强接触设计，在钢棒材质不 变的情况，综合调配阴极炭块、糊料和钢棒的膨胀特性，通 过优化钢棒结构，合理设计Fe-C接触压力。另外通过钢棒结 构优化，还能均化钢棒电流分布，大幅度降低钢棒压降，从 而实现良好的节能效果。

结束语

本文首先提出了研究电解铝生产节能减排技术的重要意 义与必要性，其次从电解招工作原理出发，结合电耗对照数 据，发现影响电解铝耗能的重要因素主要有两个，其一是平 均电压大小，其二是电流效率，紧接着从低电压技术入手， 列举了几项重要的低电压节能技术措施，最后还探讨了电解 铝节能技术的应用实例。

【参考文献】

[1] 张宁，陈伟.电解铝生产节能减排技术探究[J].中国金属通 报，2017 (11): 101+100.

[2] 佘海波，张廷安.科技进步推进电解铝工业的循环经济和节 能减排[J].轻金属,2010 (02): 3-6.

采用低电压节能技术会导致电解槽在运行过程中热量来

源变少，为了维持稳定的温度环境，这就对电解槽的保温技 术提出了一定要求，需要想办法增强电解槽的保温效果。可 以采取的措施有很多，效果比较好的有加大阳极反应段材料 厚度、调节烟气流速，针对性的布置散热孔，并且必须确保 炉膛结构的不变。如果采取以上措施之后，温度依然有下降 趋势，不能维持稳定，那么就需要通过加大电流强度来提供 能量，维持能量守恒，使得温度能够维持在一定的范围内。 炉膛内型结构也是低电压节能技术要点之一，炉膛结构会影 响热量的分布情况，对电解槽反应产生一定的影响，因此必 须对炉膛内型结构做合理的优化设计。

3.节能技术应用举例

近几年来，有研究团队基于阴极压降现状，成功研发出 超低阴极压降技术，可实现阴极压降在200-220mv之间，且 不随槽龄而增大，主要技术创新点包括：新型抗渗透高导电 钢棒糊，提高钢棒糊的抗渗透性和导电性，避免A14C3的生成 和电解质渗透凝固；阴极钢棒结构的髙导电高强接触设计，

【作者简介】

冯海波（1979-),男，大唐国际内蒙古分公司再生资源有限 公司；研究方向：电解铝。