鋁電解陽極氣泡行為的實(shí)驗(yàn)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(tái)陰極結(jié)構(gòu)。采用新技術(shù)后，可進(jìn)一步降低極距，進(jìn)而減小槽電阻，使電流效率得以顯著提高。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進(jìn)行了理論研究，但由于鋁電解槽內(nèi)熔體的流動(dòng)極為復(fù)雜，且此過程是在一個(gè)高溫、密閉的環(huán)境中進(jìn)行的，因此研究成果較少。為了能夠?qū)︿X電解槽進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)改造，繼續(xù)挖掘其節(jié)能潛能，有必要對(duì)引起這種現(xiàn)象的原因進(jìn)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(zhǎng)大、合并和脫離。由于氣泡有很大的電阻，所以當(dāng)氣泡附著于陽極底部時(shí)會(huì)使槽電阻增加;當(dāng)氣泡從陽極底掌脫離時(shí)，會(huì)對(duì)熔體（熔融的電解質(zhì)和鋁液）產(chǎn)生擾動(dòng)。鋁液的波動(dòng)一方面會(huì)使鋁液與陽極產(chǎn)生的氣體發(fā)生二次反應(yīng)而降低原鋁質(zhì)量;再有，當(dāng)鋁液的波動(dòng)極為劇烈時(shí)，會(huì)在短極距下接觸陽極發(fā)生短路，而鋁液中由于通入強(qiáng)大的直流電后會(huì)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(dòng)有利

3、于電解槽中氧化鋁的溶解和擴(kuò)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(duì)流換熱。
　　綜上所述，為了能夠?qū)﹄娊獠圻M(jìn)行進(jìn)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(shè)計(jì)了鋁電解的模型實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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