浅析400KA电解槽阳极效应发生的原因及控制

摘要：本文对400KA电解槽生产过程中的阳极效应发生的机理及阳极效应有利的方面和不利的影响进行了分析，在日常生产中应采取有效的措施进行预防和控制。

关键词：电解槽；阳极效应；技术条件

1、引言

电解槽阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象。当阳极效应发生时，电解槽阳极上出现许多细小的电弧，发出轻微的响声，发生阳极效应的电解槽电压可从正常值3.90V左右升高到二十伏以上，为保证电解槽的正产生产，电解生产工艺技术条件控制中效应的控制尤为重要。

2、阳极效应的机理

在冰晶石-氧化铝熔体的条件下，采用炭阳极时，会产生阳极效应。湿润性改变学说认为，阳极上析出的气体被电解质排挤以小气泡形态逸出。当氧化铝含量降低至一定程度后，电解质在炭阳极上的界面张力增加，此时电解质的湿润能力不足以排挤气泡离开阳极表面，而使气泡在阳极表面停留下来，逐渐连成一片并构成气体薄膜，由于气体的绝缘性，阻碍了电流的通过，当阳极的导电面积有相当部分被气膜覆盖，其有效面积减少，使其电流密度增大，于是阳极效应发生。

3、阳极效应给生产过程带来的影响

随着铝400KA电解槽技术条件控制技术的不断进步，电解槽氧化铝浓度的控制越来越精细，槽底的沉淀在控制范围内，不需要用效应来辅助处理，随着预焙阳极质量的不断提高，电解生产中电解质中炭渣的含量比较低，随着电解槽新技术的不断应用，阳极效应的优点在生产中逐渐弱化。同时节能降耗及碳排放及环保要求越来越严，电解槽阳极效应的危害性越来越大。

4、电解生产中阳极效应发生的原因及控制

4.1氧化铝浓度偏低诱发的阳极效应

随着400KA电解槽控制技术的不断进步，电解槽采用计算机对氧化铝浓度进行控制，正常情况下，氧化铝浓度能被较为精确的控制在1.5～2.5%以内。但是一些设备、设置因素导致控制不能达到预期目的，电解质中氧化铝不能及时补充而导致阳极效应发生。这些因素主要有：

1.打料系统故障，导致电解槽上部料箱缺料

2.电解槽下料口堵塞或下料器故障

3.氧化铝下料间隔设置不合理

4.浓度过/欠变化率设置不合理

为保证氧化铝供料系统的正常，电解铝厂应对设备加强巡检及保养，同时在电解槽的自动控制中根据氧化铝浓度和电解槽电阻的关系曲线进行判定阳极效应，提高槽控系统智能化程度，实现阳极效应预报程序，通过系统智能判定及时补充氧化铝，做到阳极效应的预报并控制阳极效应的发生。

4.2电解槽温度偏低诱发的阳极效应

在电解生产过程中，为提高电流效率，增加产量，遵循低温低分子比生产的控制理念，在此理念控制下电解槽温度状态偏低，会造成氧化铝溶解性降低，电解质在炭阳极上的界面张力增加，此时电解质的湿润能力不足以排挤气泡离开阳极表面，而使气泡在阳极表面停留下来，逐渐连成一片并构成气体薄膜导致阳极效应，由于电解槽温度偏低也会导致阳极效应发生的机率增加。

为保证电解槽正常生产控制阳极效应的发生，车间技术人员、管理人员应及时查看监控曲线，在槽况允许的前提下，及时准确的控制电解槽技术参数，减少因参数设定不合理引发阳极效应。

现场操作过程中，提高换极质量，减少物料落入电解槽，加强炭渣和壳面块打捞，做好电解槽保温。同时加强电解槽巡检力度，避免因设备等问题造成电解槽氧化铝浓度偏低，进而突发阳极效应。

400KA电解槽铝电解生产中的阳极效应有有利的方面和不利的影响，为了最大化利用其优点并最小化其危害，需要严格控制电解槽阳极效应的发生频率和持续时间，并采取有效的措施进行预防和控制。

参考文献：

[1]邱竹贤.预焙槽炼铝

[2]梁学民、张松江.现代铝电解生产技术与管理