炼铝技术发展的新动向.ppt

新法炼铝发展的新动向CellParameter全世界曾经关注的最低电耗的日本坂出铝厂LowestDCPowerPotsinSakaideSmelter(Japan)intheWorld日本坂出铝厂Li盐槽的不强化时的最低直流电耗12200kwh/t.Al，槽工作电压只有3.74V（1982年）国际知名铝专家J.Thonstad:惰性阳极和阴极在低温电解条件下已经基本过关引人关注的新方法Veronica金属惰性阳极
Moltech公司主要是致力于开发金属惰性阳极。它成功的开发并建成称为Veronica金属惰性阳极的试验槽和试验工厂。金属阳极是用传统的铸造技术制成的，因此，可以制成形状复杂的阳极，并可以用传统的方法与导电杆连接。
Moltech公司确信Veronica金属惰性阳极结合铝-湿润阴极Tinor2000涂层将为铝工业提供最为经济而效率高的铝电解槽。，Moltech为了修复活性表面，必须回收并再生新的Veronica金属阳极，即在阳极使用寿命终止时，回收和再利用Veronica金属阳极中的金属组分，并使之生成具有活性表面的新阳极。生产Veronica金属阳极要比生产炭阳极所需费用要少得多，因此更减少了风险。Veronica金属惰性阳极可以消除温室气体，从而，为铝生产者减少了50美圆/吨的环保税金。
由炭阳极转换使用惰性阳极，要增加约1V的电动势或电压，然而，它可以被节省的其他许多电动势所补偿。另外，生产率将进一步提高以及通过进一步改进阳极气体的释放速度加快，从而有希望降低反电动势0.3V。所以，最终比炭阳极省去的电压为：
阳极气泡过电压：-0.60V
气泡诱导电压:-0.10V
阳极电压降:-0.20V
反电动势:-0.30V
合计:-1.20V

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lVeronica金属惰性阳极的特性
阳极在电解质中具有教低的溶解度，生产过程产生的是氧气，
而且阳极对氧气还有抗腐蚀性能，
具有良好的热稳定性和抗热裂
低的氧气释放过电压，
铝的质量达到工业要求，
制造大型复杂形状阳极所需费用较低，阳极易于与导电杆连接，
可回收阳极并予以再生，
使电解槽生产稳定，
设计为电解质循环提供了有效的措施，从而，为加速氧化铝溶解
创造了条件，并能使在电化学活性表面上的氧化铝浓度十分均匀
使用了先进的铝电解槽设计，
降低了各种费用，包括环保费用和制造阳极的费用
（与炭阳极比较），
环境方面的收益。Tinor2000Moltech金属阳极和阴极Tinor涂层已经成功的用于试验电解槽以及从小到大的工业试验槽上，确认了Veronica阳极在综合效益方面比炭阳极具有较强劲的竞争力。Tinor2000铝-湿润阴极涂层的特性。Tinor铝-湿润阴极电解槽
或许因为铝业界有过使用不同形式TiB2,认为湿润阴极是非常昂贵的，这种误解是因为没有正确去了解它的综合优点。
Tinor2000用于阴极不仅保护的阴极表面，也使铝液湿润了阴极，Na向涂有Tinor炭块的渗透速度大大减慢。因为Na仅仅生成于铝液之上的电解质中，而且又不在铝液层与阴极表面之间的界面处，所以，实际上Na向炭基体的渗透是依靠扩散而进入的，因此，它对阴极表面的侵蚀速度也就大大降低，这样阴极长期保持是平整的。
在无烟煤阴极炭块上涂有Tinor（coatedwithTinor）的电解槽，经试验表明，使用多年后，阴极表面仍然是平整的，只有少量被侵蚀和磨损。
当然，因Tinor2000中含有TiB2，而TiB2在冰晶石中又有一定的溶解度，所以，随着Tinor2000使用时间的延长，TiB2必然慢慢有所溶解。但从解剖阴极中发现，由于部分Tinor2000已经渗透到炭块的细孔之中，从而保持了阴极表面的湿润性并能保护阴极免受侵蚀。
具有Tinor涂层阴极的电解槽还有其他的一些优点。例如在阴极上电流分布均匀，由此，提高了电流效率、延长了槽寿命和因降低ACD（阳极-阴极之间的距离cm）而降低了槽电压。众所周知，电解槽上阴阳极之间的正常电压降约为1.5V，相当于每厘米(cm)0.3V，那么一个有铝-湿润阴极的电解槽，如果使用导流式结构，则ACD可以从5cm降低到3cm，相当于减少了0.6V的槽电压，即节省了约15%的电解铝总能耗。
Moltech惰性金属阳极电解槽
开发用于铝电解生产的金属惰性阳极，它经历了相当困难而又复杂的历程。从传统的霍尔-埃鲁特（Hall-Heroult）炭阳极电解法到Moltech的Veronica金属惰性阳极，差不多用了100年以上的时间，而且花费了几亿美圆的资金，才有今天的这点成果。
VERONICA惰性金属阳极是以NI-Fe合金为基础的，其中还特别加入一定量的Cu、Al、Ti、Y、Mn和Si。为了提高其抗氧化能力，还要进行氧化物涂层和使阳极表面活化。VERONICA金属阳