(中國壓鑄網(wǎng)/文)自18世紀(jì)開始鎂的工業(yè)生產(chǎn)以來,世界上各國鎂生產(chǎn)的大廠均采用電解法煉鎂。鎂電解槽在19世紀(jì)末期應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。初期的鎂電解槽是一種簡單的無隔板電解槽。它的結(jié)構(gòu)簡單,極距易于調(diào)整,但不能密封,氯氣不能回收。電流效率和電能效率很低。30年代以后,這種電解槽被有隔板槽取代,電解過程的各項(xiàng)指標(biāo)得到明顯改善。60年代以后,工業(yè)上又出現(xiàn)了新型無隔板鎂電解槽,將鎂工業(yè)推向了一個(gè)新水平。目前世界各國在煉鎂工業(yè)上所采用的電解槽,依其供電方式及整個(gè)配置的不同,可分為上插陽極電解槽,側(cè)插陽極電解槽,道屋型電解槽和無隔板電解槽。電流強(qiáng)度由13萬A,增至30萬A。
因?yàn)殡娊夥ㄖ须娊赓|(zhì)的制備十分復(fù)雜。電解槽系列中設(shè)備多,要求電解工須掌握熟練的技術(shù),而且只有采用大型電解槽時(shí)經(jīng)濟(jì)上才合算,再加上電解副產(chǎn)品(槽渣、含氯氣體等),凈化處理的費(fèi)用較高。這些課題的解決只有在大型企業(yè)才能做到經(jīng)濟(jì)合理。
1.世界各公司電解鎂工藝的特點(diǎn)
電解法制鎂發(fā)展的主導(dǎo)方向是采用無隔板電解槽、改變電解質(zhì)組成(主要是提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率)及電解槽容量。西德IG Far—benirdustrie公司設(shè)計(jì)的有隔板電解槽的容量已增大到150kA。這種類型的電解槽曾被諾斯克・希得羅公司所采用。現(xiàn)在大多數(shù)鎂公司都使用Alcan公司設(shè)計(jì)的無隔板電解槽,而道屋化學(xué)公司則使用自己設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化無隔板電解槽。某些國家電解槽的主要技術(shù)指標(biāo)見表
某些國家電解槽的主要技術(shù)指標(biāo)美國道屋化學(xué)公司一鎂廠。由于使用新型槽蓋,電阻較小的陽極,新型母線及電解槽供料新工藝,從1974年起降低電解電耗15%。到了1985年再降低電耗約16%。同時(shí)提高槽生產(chǎn)能力,改善勞動(dòng)條件并降低氯的損失量。該公司現(xiàn)已開始采用電流為150~180kA的電解槽。目前美國各鎂公司正在努力研究采用含LiC1電解質(zhì)的可能性。道屋化學(xué)公司已設(shè)計(jì)了采用成分為(%):MgC12 8~20;CaF2 0.25~0.45;其余為LiC1的電解質(zhì)的生產(chǎn)流程。使用這種成分的電解質(zhì)可使電耗從17~19kWh/kg—Mg,降低到10~11kwh/kg—Mg。之所以能做到這一點(diǎn)是因?yàn)榇蠓鹊靥岣吡斯ぷ麟娊赓|(zhì)的電導(dǎo)率(從2.2512-1・cIll-1提高至6.012-1・cm-1)。美國國家鉛公司,有隔板電解槽使用成分為(%):LiC1 50;NaC1 5;KC110;CaC12 20;MgC12 15的電解質(zhì)進(jìn)行電解。挪威諾斯克・希得羅公司在赫洛亞市的一家鎂廠使用IGFarbenindustrie公司的有隔板電解槽制取鎂。其電解質(zhì)成分為(%):MgC12 8~24;NaC1 20;CaC|2 40;KC1 25;槽溫720~740℃,電流62~90kA,槽電壓6.45V,電路電壓450~500V,電流效率85~90%,電耗不超過16~18kWh/kg—Mg。氯化器內(nèi)熔融的MgC1,每晝夜向電解槽輸送三次。www.zqhang.com www.yzsifu.com
美國道屋化學(xué)公司一鎂廠。由于使用新型槽蓋,電阻較小的陽極,新型母線及電解槽供料新工藝,從1974年起降低電解電耗15%。到了1985年再降低電耗約16%。同時(shí)提高槽生產(chǎn)能力,改善勞動(dòng)條件并降低氯的損失量。該公司現(xiàn)已開始采用電流為150~180kA的電解槽。目前美國各鎂公司正在努力研究采用含LiC1電解質(zhì)的可能性。道屋化學(xué)公司已設(shè)計(jì)了采用成分為(%):MgC12 8~20;CaF2 0.25~0.45;其余為LiC1的電解質(zhì)的生產(chǎn)流程。使用這種成分的電解質(zhì)可使電耗從17~19kWh/kg—Mg,降低到10~11kwh/kg—Mg。之所以能做到這一點(diǎn)是因?yàn)榇蠓鹊靥岣吡斯ぷ麟娊赓|(zhì)的電導(dǎo)率(從2.2512-1・cIll-1提高至6.012-1・cm-1)。美國國家鉛公司,有隔板電解槽使用成分為(%):LiC1 50;NaC1 5;KC110;CaC12 20;MgC12 15的電解質(zhì)進(jìn)行電解。挪威諾斯克・希得羅公司在赫洛亞市的一家鎂廠使用IGFarbenindustrie公司的有隔板電解槽制取鎂。其電解質(zhì)成分為(%):MgC12 8~24;NaC1 20;CaC|2 40;KC1 25;槽溫720~740℃,電流62~90kA,槽電壓6.45V,電路電壓450~500V,電流效率85~90%,電耗不超過16~18kWh/kg—Mg。氯化器內(nèi)熔融的MgC1,每晝夜向電解槽輸送三次。電解槽排出
2 國內(nèi)外各種槽型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
目前世界各國采用的鎂電解槽主要有上插陽極電解槽,側(cè)插陽極電解槽,道屋型電解槽和無隔板電解槽。電解法煉鎂在我國已有四十多年的歷史,幾經(jīng)改擴(kuò)建。撫順鋁廠引進(jìn)了原蘇聯(lián)105kA大型無隔板槽電解技術(shù)后,電解車間的環(huán)保和噸鎂直流電耗指標(biāo)有明顯改善,但這種槽型采用豎式電爐生產(chǎn)的熔體氯化鎂還需有個(gè)適應(yīng)過程。因此,近年來電解法煉鎂指標(biāo)不理想,與國外類似的廠家經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)還有較大差距(見表2)。