摘要：随着当前社会经济的进步，我国电解铝行业发展极为迅速，生产条件的完善和环境保护理念的提出，使得铝电解对氧化铝原料质量要求也逐步提高，其必须满足易流动，溶解快。我国可经济应用的铝土矿资源大部分是高铝、高硅、低铁、难溶（铝硅比较低）的中低品位一水硬铝石，通过烧结法或混联法生产出的氧化铝为粉状，并且杂质含量比较高。基于此，本文将对氧化铝质量的改善及其对铝电解的影响，进行一定分析探讨，并对其做相应整理和总结。
关键词：氧化铝；质量改善；铝电解影响
铝电解质是电解铝过程中的重要组成部分，主要成分包括冰晶石、氧化铝及氟化钙、氟化镁等氟化物添加剂。其中，氧化铝是电解过程的主要原料，生产车间通过分析化验铝电解质中氧化铝的浓度来控制车间氧化铝的加料量，因此准确地得出铝电解质中氧化铝的浓度对铝电解生产尤为重要。
一、氧化铝生产技术
1、拜耳法强化溶出技术，包括管道化溶出、单管预热—高压釜溶出、管道一停留罐溶出、混联法中的拜耳法不平衡溶出、新型高压隔膜泵；
2、一水硬铝石选矿一拜耳法生产氧化铝技术，该技术将选矿技术和拜耳法有机结合，有效地利用了我国大量的中低品位铝土矿，降低了氧化铝的生产成本；
3、矿石均化和多碎少磨技术，包括矿山块矿石及进厂碎矿石均化，多碎少磨提高了磨矿效率，降低了磨矿成本；
4、烧结法熟料烧成强化技术，包括高品位铝土矿强化烧结技术、铝土矿浮选精矿强化烧结技术、生料浆配料、非饱和配方、石灰配料和高浓度碳酸化分解，生料加煤排硫、窑体改造及操作改进、单枪喂料；
5、烧结法熟料溶出技术，包括低苛性分子比溶出、高碳酸钠浓度二段磨溶出、低碳酸钠浓度一段磨溶出；
6、氧化铝闪速焙烧技术，包括美国闪速焙烧炉、丹麦气体悬浮燃烧炉；
7、粗液脱硅技术，包括高压釜间接加热连续脱硅、管道化间接加热连续脱硅、深度脱硅；
8、蒸发技术，包括降膜蒸发器，高效闪蒸器等。
二、氧化铝质量对铝电解影响
1、物理性质影响
氧化铝质量对铝电解影响主要体现在物理性质和化学性质改变上，当前我国铝电解厂对氧化铝物理性能有一定实质性要求，本身物理性能较好的氧化铝，能够加速电解质速度，减少对应槽底可能产生的沉淀；同时其本身流动性好会使得整个电解槽添加输送过程流畅性和安全性得到全面提升，避免加里及输送期间的飞扬损失，避免区域环境受损同时，使氧化铝资源得以高效转化。其本身保温性好对使得电解质可以形成一定的结膜，继而隔绝电解质熔体降低热量流失，确保此过程不会出现阳极氧化现象。目前常用表征氧化铝物理性质指标主要是以其粒度、磨损指数、比表面等来体现；其粒度、磨损指数、比表面积等对整个个氧化铝自身流动性、灰尘量、保温性能等都有着直接影响。
（1）在进行铝电解期间其对氧化铝质量要求，从粒度指标出发，必须要求氧化铝粒度的均匀。通常情况下氧化铝粒度分布主要是按照粒级参数即超过150μm粗颗粒，以及低于45μm细颗粒所占百分比。同时超过150μm粗颗粒其一旦含量超标便会造成氧化铝在电介质中溶解速度过慢，影响整个电解质生产效益；而对地域45μm细颗粒，一旦此细颗粒低于20μm含量增多，电解质作业期间便会出现扬尘现象，造成氧化铝资源损失同时，使其整体下料精准性无法得以保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）氧化铝中的磨损指数是体现氧化铝强度和控制氧化铝粒度的关键指标，其在物理性质稳定状态下磨损越小，则整个氧化铝强度就会越大，同时在运输及电解槽烟气净化期间，其受到碰撞摩擦会使其整体粒级含量减少。
（3）氧化铝比表面积，正常情况下其在60-80m2/g之间，如果比表面积小则表示对应煅烧氧化铝程度高，对一个吸附氟化氧能力下降，使得整个电解质中溶解速度变慢，对应槽底会产生沉淀，对整个下料电解槽损耗较为明显。
2、化学性质影响
（1）氧化铝对铝电解影响体现在化学性质上时，主要是以氧化钠以及其他氧化物杂质来体现。其中氧化钠作为氧化铝产品中的主要杂质，一旦氧化钠含量过高会直接影响整个电解槽的实际运行效率；总体来看氧化钠对电解质化学变化以及电解槽运料，工艺控制方面都有着直接影响；
（2）氧化铝对铝电解影响，体现在其他化学物质上比如Fe2O3、SiO2、TiO2等，在整个电解过程中一旦对此类杂质未能及时进行监测控制，则会导致整个原铝质量下降，对整个电流效率造成损害。
三、氧化铝质量的控制
1、化学性质的控制Na2O是氧化铝样品中含量最高的杂质，氧化铝在碱法生产的氢氧化铝中存在两种形式的氧化钠：a.氢氧化铝在洗涤过程中，并未将残留在其中母液完全清除，降低碱含量可以通过表面活性剂使过滤滤饼脱水或大量、多次的清洗来实现。b.氢氧化铝晶格中与氢氧化铝分解产生的碱相互融合，当前还未发现有效的去除方法。所以，为了能够降低氧化钠在氧化铝中的含量，并且在降低消耗的同时提高溶液的产量，应当不断对分解步骤进行改良优化。生产砂状氧化铝的厂家，因为洗涤次数多、粒度粗、粘度低、温度高，而氧化铝样品中的Na2O低于0.40%，氢氧化铝滤饼碱附着量低于0.06%。粉状氧化铝厂商，因为温度低、粒度细，Na2O含量约占样品的0.50%左右，因其进行清洗，以使Na2O含量降低，提高了厂家投入成本。
2、物理性质的控制氧化铝物理性质的差异，大多是因为不同的氢氧化铝锻烧与铝酸钠溶液分解过程的技术工艺所导致。
（1）合理控制分解工艺。氧化铝中间产品氢氧化铝的强度与粒度在一定程度上决定了氧化铝的强度与粒度。砂状氧化铝在生产过程中，应确保所制的氢氧化铝强度较大、粒度较粗。氢氧化铝的粒度和强度取决于分解过程的控制，根据对产品粒度的要求，控制生产条件，生产出粉状的氧化铝和砂状氧化铝。中间状与生产粉状的氧化铝生产厂家，砂状氧化铝也能够经过焙烧与分解技术的改良生产出来。提高分解温度能使氢氧化铝颗粒相对增大，但不利于分解率和产能的提高；铝酸钠料浆溶液稀些有利于分解率和粒度增大，但会影响到设备产能的提高；搅拌的目以保证晶种与溶液有良好的接触，但搅拌过慢起不到搅拌的作用，甚至还有可能造成氢氧化铝沉淀，过快会把生产的氢氧化铝晶体打碎，造成氢氧化铝变得更细。因此，应该综合考虑上述各种因素对设备产能、分解率和氢氧化铝质量的影响，優化种分作业条件，确定比较合理的操作条件，最终确保氢氧化铝的质量。
（2）掌握合理的焙烧工艺条件。氧化铝的焙烧质量与焙烧工艺的控制有着最为直接的关联。焙烧过程不仅是氧化铝脱水的过程，而且存在氧化铝复杂的相变过程，不同程度的相变会导致氧化铝γ-A12O3、a-A12O3的比例不同，它影响着产品流动性、安息角、比表面积、吸附能力等物理性质。氢氧化铝进行烘焙时，首先必须合理控制焙烧温度，因为氧化铝的焙烧量较高、比表面积高、a-A12O3含量较低，通过焙烧温度的提高，降低焙烧控制，也易引起能耗提升。大部分研究显示，采取低温快速焙烧工艺，氧化铝粒度中细粒少、比表面积大，挥发及含水均较多。
结语：通过对氧化铝质量改善及其对铝电解的影响分析，可以看出对氧化铝物理性质及化学性质的有效改进，对我国铝电解生产技术的全面提升效果明显；其不仅对我国相应生产工艺优化有一定完善作用，也是我国相应行业能够全面、高效、稳定发展下去的必要条件。
参考文献：
[1]蒋大用.铝电解氧化铝输送控制系统研究[J].轻金属，2017 （08）
[2]张晓敏，浅谈氧化铝质量对铝电解生产的影响[J].中国有色冶金，2017.
论文作者:胡晓斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
标签：氧化铝论文; 氢氧化铝论文; 粒度论文; 铝电解论文; 物理性质论文; 质量论文; 分解论文; 《基层建设》2019年第23期论文;