黄 翼

（焦作万方铝业股份有限公司，河南 焦作 454000）

1 电解生产概述

现代电解铝生产普遍采用冰晶石－氧化铝熔盐电解法，氧化铝在直流电作用下，与碳阳极发生氧化－还原反应，生产出铝液。氧化铝杂质在进入电解质体系后发生化学反应，不仅浪费电能，而且其微量元素会进一步对铝液质量和电解质性质产生影响。

1.1 氧化铝杂质种类

氧化铝杂质，主要包括Fe2O3、SiO2、Na2O、Li2O、K2O、CaO2、MgO、水分等。目前，国家有色金属行业标准在对冶金级氧化铝进行质量分级中，对Fe2O3、SiO2、Na2O、水分等杂质含量有明确规定，但是对其他元素并没有具体的范围指导，具体如表1。

表1 氧化铝国家有色金属行业标准（YS/T274-1998）

1.2 杂质元素在电解生产中的分布规律

杂质随着氧化铝进入到电解质内，伴随着电解反应，电位负于铝的元素，如Na2O、K2O、MgO、CaO2、Li2O等，会分解冰晶石，自身则转化为氟化物的形态，在电解质中富集；而电位正于铝的元素，如Fe2O3、SiO2等，被铝还原为单质，从而进入到铝液之中，降低铝液质量品位。

通过对某铝厂近二十年大型预焙槽实际生产数据的统计分析，大部分杂质元素的分布规律均符合上述机理，即Fe、Si等元素绝大部分随铝液带出，而钾、钙、钠、锂、镁等微量元素则大部分富集在电解槽内，仅有一部分随铝液带出。

2 杂质元素对电解生产的影响

根据氧化铝质量行业标准，将杂质分为两个部分，一是有明确规定的受控杂质，如硅、铁、钠等，另一部分为没有明确规定的不受控杂质，往往受氧化铝生产工艺影响较小，受铝土矿产地的影响很大，如钾、钙、锂、镁等，在使用我国北方铝土矿生产的氧化铝中往往杂质锂含量较高，而进口铝土矿生产的氧化铝中杂质锂含量几乎为没有。……