LiF與KF對(duì)冰晶石熔鹽體系初晶溫度和Al2O3溶解度的影響的研究.pdf

1、由于國(guó)產(chǎn)氧化鋁中雜質(zhì)較多，特別是富含氧化鉀和氧化鋰。在鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中，使用此類型氧化鋁作為原料的電解槽不斷出現(xiàn)鉀鹽和鋰鹽的大量富集，使電解質(zhì)中含有較高濃度的KF和LiF。KF和LiF對(duì)電解質(zhì)的初晶溫度和Al2O3的溶解度有較大影響。因此探索Na3AlF6-Al2O3-AlF3-KF-LiF-CaF2-MgF2熔鹽體系電解質(zhì)的初晶溫度和Al2O3溶解度的變化情況，可為工業(yè)鋁電解生產(chǎn)過(guò)程準(zhǔn)確控制氧化鋁濃度和過(guò)熱度，穩(wěn)定生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，這

2、有利于實(shí)現(xiàn)更加高效和節(jié)能的鋁電解生產(chǎn)過(guò)程。
　　本課題根據(jù)單一變量的原則，分別研究電解質(zhì)分子比，LiF、KF、CaF2、 MgF2的添加量對(duì)電解質(zhì)體系初晶溫度的影響并應(yīng)用最小二乘回歸分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到回歸方程;同時(shí)研究保溫時(shí)間、LiF、KF的添加量以及溫度對(duì)Al2O3溶解度的影響并應(yīng)用最小二乘回歸分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)系統(tǒng)的研究表明:
　　(1)分子比對(duì)初晶溫度的變化有著明顯的影響，隨著分子比的增大，電解質(zhì)的

3、初晶溫度升高。同時(shí)分子比一定時(shí)，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著氟化鋰、氟化鉀、氟化鈣和氟化鎂含量的增加，均能降低冰晶石熔鹽體系的初晶溫度，并且氟化鋰和氟化鎂對(duì)初晶溫度的降低作用強(qiáng)于氟化鉀和氟化鈣。
　　(2)基于我國(guó)鋁電解工業(yè)的現(xiàn)狀，通過(guò)回歸方程對(duì)分子比為2.2-3.0，氧化鋁含量3％，CaF2含量0-5wt％，MgF2含量0-5wt％，LiF含量為0-7wt％，KF含量為0-7wt％范圍內(nèi)的Na3AlF6-Al2O3-AlF3-CaF2-M

4、gF2-LiF-KF熔鹽體系的初晶溫度進(jìn)行了模擬，得到如下擬合公式:t/℃=1000.67-1.488[ExAlF3]-10.114[LiF]-3.119[KF]-0.717[CaF2]-7.92[MgF2]+0.1451[ExAlF3][LiF]+0.1251[ExAlF3][KF]-0.0796[ExAlF3][CaF2]+0.0968[ExAlF3][MgF2]-0.1729[ExAlF3][ExAlF3]+0.0293[LiF]

5、[LiF]+0.0416[KF][KF]-0.1325[CaF2][CaF2]+0.005[MgF2][MgF2]
　　其中，t為初晶溫度，℃;各方括號(hào)內(nèi)為各添加劑的質(zhì)量百分含量，[ExAlF3]代表AlF3的質(zhì)量百分含量，本擬合公式的相關(guān)系數(shù)為0.9876。
　　(3)溫度對(duì)氧化鋁溶解度的變化有著明顯的影響，隨著溫度的升高，熔鹽體系的氧化鋁溶解度逐漸增大。當(dāng)溫度一定時(shí)，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，氟化鉀能夠增大熔鹽體系的氧化鋁溶解度，而

6、氟化鋰則會(huì)降低熔鹽體系的氧化鋁溶解度。
　　(4)為了更好地研究LiF、KF的共同作用，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的73組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并使用最小二乘回歸分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到氧化鋁溶解度的擬合公式:S=151.46-3.224[LiF]+5.333[KF]-0.351 T-0.0114[LiF][KF]+2.995*10-3*[LiF]* T-5.416*10-3*[KF]*T+9.56*10-3*[LiF][LiF]+0.0363[KF