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一種鋁電解的高導電率電解質(zhì)

文檔序號:42169798發(fā)布日期:2025-06-13 16:26閱讀:19來源:國知局

本發(fā)明涉及一種鋁電解的高導電率電解質(zhì),屬于鋁電解。


背景技術:

1、電解質(zhì)在鋁電解過程中至關重要,它是溶解氧化鋁并實現(xiàn)電解還原為金屬鋁的反應介質(zhì),同時兼具溶劑和電的傳媒導體雙重角色。工業(yè)上對電解質(zhì)的要求,一方面要能良好溶解氧化鋁并具有較高溶解度,另一方面要有良好導電性使電阻率較低,這樣可以降低槽電壓、實現(xiàn)節(jié)能。提高電解質(zhì)的導電性是鋁電解行業(yè)節(jié)省電能消耗量、降低生產(chǎn)成本的有效途徑,因為提高電解質(zhì)的導電性可以降低工作電壓,在電流穩(wěn)定的情況下,使用高導電電解質(zhì)的電解槽的工作電壓就會降低,工作電壓降低,電解過程中產(chǎn)生的熱量就會減少,從而減少了因散熱等原因造成的熱損失,提高了能量利用率;高導電電解質(zhì)還可以提高生產(chǎn)效率,提高電解質(zhì)的導電性可以加快離子遷移速度,從而加快電解反應的速度,減少電流的損耗和浪費,提高電流效率;提高電解質(zhì)的導電率還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量,導電性的提高有助于優(yōu)化電解槽內(nèi)的電場分布和熔體流動狀態(tài),使鋁液在電解槽內(nèi)的分布更加均勻,減少鋁液中的渦流和波動,從而改善鋁液的質(zhì)量。

2、提高電解質(zhì)電導率有多種方法,對于傳統(tǒng)電解鋁廠使用的naf-alf3酸性電解質(zhì),提高氟化鋰含量與分子比可以達到提高電解質(zhì)的導電性的目的。然而,提高電解質(zhì)中l(wèi)if含量會導致電解質(zhì)熔鹽中氧化鋁的溶解速度慢,導致產(chǎn)生較多的槽底沉淀,引起槽電壓升高、電解槽壽命降低等問題。在鋁電解質(zhì)中加入鋰鹽可以有效提高電解質(zhì)的電導率,但是在電解鋁廠正常使用的電解質(zhì)(分子比為2.2-2.6)中直接加入鋰鹽,會導致初晶溫度較低(低于900℃),氧化鋁溶解速度較慢,產(chǎn)生較多的槽底沉淀。


技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有電解質(zhì)高導電率下氧化鋁溶解度降低的問題,本發(fā)明提出一種鋁電解的naf-lif-alf3高導電率電解質(zhì),電解質(zhì)分子比cr為2.60~3.0,電解質(zhì)中l(wèi)if含量為4~8wt%,lif含量和電解質(zhì)分子比cr呈正相關關系。該電解質(zhì)在高導電的同時保證較快的氧化鋁溶解速度,避免槽底沉淀的產(chǎn)生,實現(xiàn)鋁電解過程節(jié)能降耗。

2、一種鋁電解的高導電率電解質(zhì),電解質(zhì)為naf-lif-alf3電解質(zhì),電解質(zhì)的成分包括na3alf6、lif、alf3、al2o3、caf2、kf、mgf2;

3、所述電解質(zhì)分子比cr為2.60~3.0,電解質(zhì)中l(wèi)if含量為4~8wt%。

4、優(yōu)選的,電解質(zhì)中al2o3含量為1.5~2.5wt%、caf2含量為3~5wt%、kf含量為1~2wt%、mgf2含量為1~2wt%、過剩alf3含量為0~5.12wt%、na3alf6含量為82.46~86wt%。

5、所述電解質(zhì)中l(wèi)if含量和電解質(zhì)分子比cr呈正相關關系,具體地:

6、lif含量為8-7wt%時,電解質(zhì)分子比cr為3.0-2.9;

7、lif含量為7-6wt%時,電解質(zhì)分子比cr為2.9-2.8;

8、lif含量為6-5wt%時,電解質(zhì)分子比cr為2.8-2.7;

9、lif含量為5-4wt%時,電解質(zhì)分子比cr為2.7-2.6。

10、所述電解質(zhì)的初晶溫度為920~956℃,電解溫度為935~971℃,電導率為2.51-2.79s/cm。

11、所述電解質(zhì)分子比cr的計算公式為:

12、(1)

13、式中、分別為電解質(zhì)中naf、alf3的摩爾分數(shù)。

14、本發(fā)明的有益效果是:

15、(1)本發(fā)明電解質(zhì)有效提高電解質(zhì)的電導率,通過不同的成分配比,控制較高的電解質(zhì)中l(wèi)if含量及較高的電解質(zhì)分子比,使初晶溫度提高(920℃-956℃),同時保持較高的氧化鋁溶解度及較快的氧化鋁溶解速度,不容易產(chǎn)生槽底沉淀;

16、(2)與傳統(tǒng)電解質(zhì)相比,本發(fā)明電解質(zhì)在高導電的同時可保證較快的氧化鋁的溶解速度,由于電解質(zhì)的導電性大幅度提高,可降低電解槽電壓,降低能耗。



技術特征:

1.一種鋁電解的高導電率電解質(zhì),其特征在于:電解質(zhì)為naf-lif-alf3電解質(zhì),電解質(zhì)的成分包括na3alf6、lif、alf3、al2o3、caf2、kf、mgf2;

2.根據(jù)權利要求1所述鋁電解的高導電率電解質(zhì),其特征在于:lif含量和電解質(zhì)分子比cr呈正相關關系,具體地:

3.根據(jù)權利要求1所述鋁電解的高導電率電解質(zhì),其特征在于:電解質(zhì)的初晶溫度為920~956℃,電解溫度為935~971℃,電導率為2.51-2.79s/cm。


技術總結
本發(fā)明涉及一種鋁電解的高導電率電解質(zhì),屬于鋁電解技術領域。本發(fā)明電解質(zhì)為NaF?LiF?AlF3電解質(zhì),電解質(zhì)的成分包括Na3AlF6、LiF、AlF3、Al2O3、CaF2、KF、MgF2;所述電解質(zhì)分子比CR為2.60~3.0,電解質(zhì)中LiF含量為4~8wt%,LiF含量和電解質(zhì)分子比CR呈正相關關系。電解質(zhì)的初晶溫度為920~956℃,電解溫度為935~971℃,電導率為2.51?2.79s/cm。與傳統(tǒng)電解質(zhì)相比,該電解質(zhì)在高導電的同時可保證較快的氧化鋁的溶解速度,由于電解質(zhì)的導電性大幅度提高,可降低電解槽電壓,降低能耗。

技術研發(fā)人員:顏恒維,秦家奎,劉戰(zhàn)偉,馬文會,楊萬章,姬鳳武,胡明義,鄭佳豪,李治楨
受保護的技術使用者:昆明理工大學
技術研發(fā)日:
技術公布日:2025/6/12
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