As características do alumínio líquido eletrolítico incluem alta temperatura, maior quantidade de inclusões de oxidação, alto teor de hidrogênio e teores de metal e de sódio.
Características do alumínio eletrolítico líquido
(1) A temperatura é elevada. O processo de eletrólise é geralmente realizado a uma temperatura de 950-970 ℃, determinada pelas propriedades da mistura fundida de criolita e alumina que compõe o eletrólito e a alumina; portanto, a temperatura do alumínio fundido na célula eletrolítica é de pelo menos 940 ℃. Essa temperatura elevada, aliada à grande quantidade de alumínio líquido retirada da célula eletrolítica, proporciona tempo suficiente para manter o alumínio no estado líquido, e o tanque de armazenamento de alumínio pode ser transportado após repetidas operações de extração de alumínio em várias células eletrolíticas. Até que o alumínio fundido na oficina de fundição seja transferido para o forno de retenção, a alta temperatura acima de 850 ℃ é mantida.
(2) Há muitas inclusões de oxidação. Embora haja uma certa diferença de densidade entre o eletrólito de sal fundido de criolita-alúmina e o alumínio líquido à mesma temperatura (a densidade do primeiro é de cerca de 21 g/cm³, enquanto a do segundo é de cerca de 23 g/cm³), isso é suficiente para garantir que o alumínio líquido e o eletrólito fiquem em camadas. Mas, como a diferença é muito pequena, uma pequena quantidade de eletrólito será inevitavelmente absorvida quando o alumínio for aspirado a vácuo. Além da intensa agitação e circulação durante o processo de eletrólise, o movimento brusco do alumínio líquido faz com que o alumínio se oxide novamente no espaço do ânodo, resultando em um maior número de inclusões oxidadas na massa fundida de alumínio, incluindo o óxido de alumínio depositado no fundo da célula eletrolítica e o carboneto de alumínio produzido pela difusão de carbono, o que eleva relativamente o teor das diversas inclusões no alumínio líquido. AdTech Unidade de filtragem CFF é utilizado para remover inclusões de oxidação.
(3) O teor de Fe e Si é elevado. No processo de eletrólise, as impurezas em forma de óxido de elementos com potenciais positivos, como SiO₂, Fe₂O₃, etc., são facilmente reduzidas, enquanto os elementos impuros reduzidos, como Fe e Si, entram diretamente no alumínio líquido, o que reduz a qualidade do alumínio. Essas impurezas provêm principalmente da alumina bruta, dos ânodos de carbono e das ferramentas operacionais. Especialmente quando se utiliza alumina nacional como matéria-prima, o teor de Si na alumina é geralmente mais elevado do que no caso da alumina importada, devido ao tipo de minério e à tecnologia de dessilicatação utilizada na China. Normalmente, o alumínio líquido contém (Si) 0,8%-10% e (Fe) 0,9%~1,1%.
4) Alto teor de hidrogênio. Devido às particularidades do processo de eletrólise com paládio, é inevitável que o alumínio fundido contenha gás. O principal componente do gás é o hidrogênio, representando cerca de 70% a 90%, além de uma pequena quantidade de CO, CO₂, N₂ e CH₄. O radônio produzido pela decomposição térmica dos hidrocarbonetos do ânodo é dissolvido eletroquimicamente no ânodo. Depois que o H gerado migra para o cátodo, ele é descarregado no cátodo, gerando hidrogênio. Além disso, o hidrogênio presente no ambiente circundante é reduzido pelo vapor de água proveniente do alumínio, dissolvendo-se no alumínio. No estado líquido, o teor de hidrogênio saturado no alumínio líquido aumenta com o aumento da temperatura. Por exemplo, é de 0,67 mL/100 gAl a 660 ℃, 1,23 mL/100 gAl a 750 ℃ e 2,15 mL/100 gAl a 850 ℃. É de 2,9 mL/100 gAl a 950 ℃ e de 3,9 mL/100 gAl a 1.000 ℃. A AdTech oferece unidade de desgaseificação online para a remoção de hidrogênio.
(5) Alto teor de Na. Durante o processo de eletrólise, por um lado, o alumínio substitui o Na da criolita (NaAF₆), do fluoreto de sódio (NaF) e de outros meios. Por outro lado, como a atividade do sódio na massa fundida é maior do que a do alumínio, há sódio no cátodo. A precipitação passa para o alumínio líquido, de modo que o teor de sódio no alumínio líquido atinge valores entre 0,011% e 0,05%.