利用Na2CO3处理铝电解槽炭渣的研究

梁 诚，赵润民，彭建平，狄跃忠，王耀武

东北大学冶金学院，沈阳 110819

Na3AlF6-Al2O3熔盐电解铝法，也称Hall-Héroult法，作为现代制备金属铝的唯一工业方法，一直被沿用至今. 该法以固体氧化铝为原料，将其溶解在以钠冰晶石为主的氟化物熔盐中，形成具有良好导电性的均匀熔体，在930～960 ℃下通入直流电进行电解[1]. 铝电解生产中，由于炭阳极的选择性氧化以及侧面掉渣、阴极剥落和电解质中发生的二次反应，不可避免地产生炭渣，其中阳极炭渣是电解槽内炭渣产生的主要来源.

现代电解铝厂大部分采用预焙阳极电解槽，其预焙阳极是由石油焦和黏结剂沥青组成[2]. 炭阳极表面的沥青黏结剂具有较大的化学活性，被优先电化学氧化. 石油焦由于消耗速度较慢，逐渐凸出于阳极，在电解质冲蚀下脱落；另一方面，在电解过程中，电解质和铝液的侵蚀会引起炭阴极的剥落；电解质中溶解Al将阳极产生的部分CO2还原成游离的固定炭[3]，也会产生少量炭渣. 电解质中的大量炭渣会极大地影响铝电解的生产[4-12]，具体表现为：增加电能消耗，产生热槽；造成阳极长包和侧部漏电，对电解槽生产极为不利；电解槽长期处于过热状态下运行，会加快阳极氧化和阴极破损速度，甚至缩短电解槽的寿命. 所以，技术人员需要定期打捞电解槽中的炭渣，以减少其对电解铝生产的危害.

据统计，每生产1 t原铝约产生10 kg的炭渣.我国2019年原铝产量高达3504万吨，因此其炭渣产生量约为35万吨. 参考《国家危险废……