专利名称：一种铝电解用钾盐体系电解质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝电解用钾盐体系电解质。 技术背景钠冰晶石-氧化铝熔盐法电解是现在大型预焙铝电解槽生产金属铝的首选方法。但是多年来的实践证明，该法电解温度高(940~960°C)、氧化铝溶解度低、 导电率低(约2S/cm2)、能耗高和污染大的缺点。电解质是电解槽的血液，电解质体系的组成与稳定决定着铝电解生产质量 和稳定。而电解质体系的优良与否由电解质的各种物性来体现，同时电解质体 系的组成决定着电解质体系的物性。对于添加剂的研究是铝电解行业一直以来 的课题。近来有些研究倾向于向原有电解质中添加大量的KF (2%~10o/。，专利 申请号200610051113.X)或K3AlFe (50%~80%，专利申请号200510011143.3)， 以大幅度降低电解温度，但是研究表明，这些组成的电解质均需要配备特殊设 计的电解槽，如果用在现有的工业铝电解槽上，由于其钾盐含量高，会严重腐 蚀内衬及阴极，而且挥发损失会明显增大，这最终将会导致槽寿命縮短、对环 境的危害增大。发明内容本发明的目的在于针对上述己有技术存在的不足，提供一种可以在较低初 晶温度下，在不增加电解质挥发损失及其对电解槽内衬和阴极腐蚀的情况下， 提升氧化铝在电解质中的溶解速度和溶解度，且具有较高的电导率铝电解用钾 盐体系电解质。本发明的目的是通过以技术方案实现的。一种铝电解用钾盐体系电解质，其特征在于它由LiF、 CaF2、 MgF2、 K3A1F6、 A1203、 Na3AlF6和A1F3配制而成；按质量比计算，各组分所占比例为LiF 0.5%~3.0%， CaF23.0%~6.0%， MgF2 1.0%~2.5%， K3A1F6 0~5.0%，其余为Na3AlF6 和A1F3，其配比控制电解质分子比(NaF与A1F3的摩尔比)在2.0~2.4。本发明的一种铝电解用钾盐体系电解质，电解质的初晶温度为880~910°C， 当过热度20'C时，氧化铝在其中的饱和溶解度为12.0%~15.0%，且氧化铝的溶 解速度明显提高，电导率在2.4~2.5S/cm。本发明与现有铝电解技术相比，作业温度有所降低，氧化铝的溶解速度和 溶解度明显提高，而且LiF添加量很少(申请号为200610051113.X的专利中LiF 含量2%~40%)，有时原料带入的LiF量就能够满足要求，所以该发明的应用不 仅能降低槽电压、有效地减少吨铝氟化物挥发损失， 一定程度上改善电解车间 生产环境、延长槽寿命，而且由于LiF添加量少甚至为零，它还具有较低的生 产运行成本；此外，由于本电解质体系对电解槽内衬和阴极的腐蚀较小，所以 它可以直接应用于现代铝电解工业生产。
具体实施方式
一种铝电解用钾盐体系电解质，其特征在于它由LiF、 CaF2、 MgF2、 K3A1F6、 A1203、 Na3AlF6和A1F3配制而成；按质量比计算，各组分所占比例为LiF 0.5% 3.0%， CaF2 3.0o/。~6.0%， MgF2 1.0%~2.5%， K3A1F6 0~5.0% (折合KF 0~].6%)，其余为Na3AlF6和A1F3，该配比控制电解质分子比(NaF与A1F3的摩 尔比)在2.0 2.4，按常规方法配制成电解槽所用电解质。取LiF 1.5%， CaF26.0%， MgF22.0%， K3A1F60， Al2O3 2.00/o，其余为Na3AlF6 和AlFp该配比控制电解质分子比(NaF与A1F3的摩尔比)为2.0，按质量百分 比称量好，均匀混合后放入铝电解槽中供生产用。在此组分下，电解质初晶温 度88(TC，过热度20'C时，氧化铝的饱和溶解度为12.0%。实施例2取LiF1.00/。， CaF25.0%， MgF21.5%， K3A1F6 2.5% (折合KF 0.8%)， A1203 2.0%，其余为Na3AlF6和A1F3，该配比控制电解质分子比(NaF与A1F3的摩尔 比)为2.2，按质量百分比称量好，均匀混合后放入铝电解槽中供生产用。在此 组分下，电解质初晶温度882。C，过热度2(TC时，氧化铝的饱和溶解度为13.3%。实施例3取LiF1.00/0， CaF25.0%， MgF21.5%， K3A1F6 5.0% (折合KF1.60/。)， A1203 2.5%，其余为Na3AlF6和A1F3，该配比控制电解质分子比(NaF与A1F3的摩尔 比)为2.4，按质量百分比称量好，均匀混合后放入铝电解槽中供生产用。在此 组分下，电解质初晶温度91(TC，过热度2(TC时，氧化铝的饱和溶解度为15.0%。
权利要求
1.一种铝电解用钾盐体系电解质，其特征在于它由LiF、CaF2、MgF2、K3AlF6、Al2O3、Na3AlF6和AlF3配制而成；按质量比计算，各组分所占比例为LiF0.5％～3.0％，CaF2 3.0％～6.0％，MgF2 1.0％～2.5％，K3AlF6 0～5.0％，其余为Na3AlF6和AlF3，其配比控制电解质分子比在2.0～2.4。
全文摘要
本发明涉及一种铝电解用钾盐体系电解质，其特征在于它由LiF、CaF<sub>2</sub>、MgF<sub>2</sub>、K<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>和AlF<sub>3</sub>配制而成；按质量比计算，各组分所占比例为LiF 0.5％～3.0％，CaF<sub>2</sub> 3.0％～6.0％，MgF<sub>2</sub> 1.0％～2.5％，K<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub> 0～5.0％，其余为Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>和AlF<sub>3</sub>，其配比控制电解质分子比(NaF与AlF<sub>3</sub>的摩尔比)在2.0～2.4。本发明在加入少量K<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>的基础上对现有工业电解质成分进行了改良，经过改良后的电解质不仅初晶温度明显降低，且在不增加其挥发损失和对电解槽阴极及内衬材料腐蚀的前提下，很大程度地增加了氧化铝在其中的溶解速度、提升了氧化铝在其中的溶解度，具有较高的电导率。
文档编号C25C3/18GK101255574SQ200710179620
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者张延利, 徐建华, 邱仕麟 申请人:中国铝业股份有限公司