鋁電解陽極氣泡行為的實驗研究.pdf

1、近些年鋁電解槽技術(shù)改造主要有新型陽極和新型陰極。其中新型陽極主要有溝槽陽極及開孔陽極;新型陰極主要有溝槽陰極及凸臺陰極結(jié)構(gòu)。采用新技術(shù)后，可進一步降低極距，進而減小槽電阻，使電流效率得以顯著提高。國內(nèi)外學者對產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進行了理論研究，但由于鋁電解槽內(nèi)熔體的流動極為復雜，且此過程是在一個高溫、密閉的環(huán)境中進行的，因此研究成果較少。為了能夠?qū)︿X電解槽進行進一步的技術(shù)改造，繼續(xù)挖掘其節(jié)能潛能，有必要對引起這種現(xiàn)象的原因進行深入研究。<

2、br>　　在鋁電解過程中，陽極氣體以氣泡的形式在陽極底掌長大、合并和脫離。由于氣泡有很大的電阻，所以當氣泡附著于陽極底部時會使槽電阻增加;當氣泡從陽極底掌脫離時，會對熔體（熔融的電解質(zhì)和鋁液）產(chǎn)生擾動。鋁液的波動一方面會使鋁液與陽極產(chǎn)生的氣體發(fā)生二次反應而降低原鋁質(zhì)量;再有，當鋁液的波動極為劇烈時，會在短極距下接觸陽極發(fā)生短路，而鋁液中由于通入強大的直流電后會產(chǎn)生極大的熱量而發(fā)生“飛濺”現(xiàn)象，從而降低電流效率。另一方面，電解質(zhì)的擾動有利

3、于電解槽中氧化鋁的溶解和擴散，減小電解槽內(nèi)氧化鋁的濃度梯度;有利于電解質(zhì)和爐幫間的對流換熱。
　　綜上所述，為了能夠?qū)﹄娊獠圻M行進一步的技術(shù)改造，了解把握陽極氣泡行為是極為重要的。為此，本文設計了鋁電解的模型實驗，并欲通過陽極電流的變化情況來判斷陽極氣泡行為。通過實驗研究得出:1）電解槽內(nèi)氣泡的行為受到濃度、極距、傾斜角度和陽極是否開槽的影響，氣泡的最大橫向尺寸約為20mm，在陽極傾斜和陽極開槽后氣泡的尺寸都在5mm以下。2）氣泡