阳极效应意义和产生原因

阳极效应意义是电压上升，电解槽并联的低压灯泡发亮。在高电压和高电流密度下，电解质和阳极都处于过热状态。在恒电压供电情况下，阳极效应发生时电解槽系列电流急剧降低。融化槽底沉淀；有利于碳渣分离；有利于粘附在阳极底部的碳渣清理；规整槽膛。电解铝生产技术条件包括电流、电压、极距、铝液水平、电解质水平、电解温度、电解质成分等。技术条件是根据电解槽的容量、槽型和操作人员的素质、技术水平等具体情况而定的。

阳极效应是熔盐电解特有的现象,而以电解铝生产表现优为明显.生产中当阳极效应发生时,电解槽电压急剧升高,达到20～50V,有时甚至更高.它的发生对整个电解系列产生很大影响,使电流效率降低,影响电解各个技术指标,且使铝的产量和质量降低,破坏了整个电解系列的平稳供电.在处理的方法上,不外乎有两种：用效应棒（木棒）熄灭,或降低阳极,增加氧化铝的下料量.达到熄灭阳极效应的目的.到目前还未发现有更好的处理方法.当今社会,特别是西方国家,对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格.目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4＋C2F6在阳极效应的发生量（USEPA）.[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路,值得我们思考,Haupin认为,根据铝工业发展的现状,"零效应"管理最为理想.为此笔者认为：在环保日益重要的今天,铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应,只要电解槽槽况正常,就不必来效应."零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向.

1.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭,但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为[1]：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行,电解质中含氧离子逐渐减少,当达到一定程度后,则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物,炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒,这些炭粒附在阳极表面上,阻止了电解质与阳极的接触,使电解质不能很好地湿润阳极,就像水不能湿润涂油的表面一样,使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜,阳极过电压增大,引起阳极效应.当加入新的氧化铝后,在阳极上又析出氧,氧与炭粉反应,逐渐使阳极表面清静,电阻减小,电解过程又趋于正常.阳极效应的机理是[4]：Zc=RT/Fin{ic/ic－I}式中Nc-产生阳极效应的浓度过电压；R-气体常数；T-温度,0K；F-法拉第常数；Ic--临界电流密度；i--任一阳极上的最大电流密度；Nc--0.00004308Tin{ ic/ic－I }临界电流密度是溶解氧化铝浓度的函数；然而也受电解质流动,电解质温度,阳极尺寸（包括消耗后阳极的界面变化）和槽膛体积的影响.临界电流密度随着氧化铝浓度的降低而降低（由于Nc随着ic趋近于1）随着氧化铝浓度的降低,阳极上产生了气泡,致使电解质表面张力增加,使阳极效应的过电压升高.导致AE发生.这种观点较好地解释了阳极效应发生的原因.为电解科技工作者所接受.

2.阳极效应危害在铝电解生产中阳极效应的危害性,不仅表现在对生产的危害上,而且对生态环境的危害极其严重.笔者将从几个方面进行阐述.2.1阳极效应危害性对生产的危害生产中当阳极效应发生时,电解质的温度急剧升高,由正常值的940℃～955℃急速升高到980℃～990℃,炉帮熔化变薄,增加了侧部炭块被侵蚀的可能性.电压的急剧升高,使系列电流波动,影响电解槽的产量.电耗增加.生产中阳极效应的熄灭方法是：将效应棒即（大约2～3米直径2～4cm的树枝）插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜,清洁阳极底部,实际是在燃烧铝液,整个过程大约持续3～5分钟,而此时电解的电化学过程是停止的,这也就是电解职工常说的"效应时间不产铝,而且还要跑电耗的"原因所在.因此造成铝液的严重损失.以300KA中间下料预焙槽为例：效应系数0.3次/槽日,效应时间5min,电流效率93%,一个阳极效应少产原铝：300×0.3355×5÷60=8.4kg,吨铝电耗增加158kwh,这种能量在生产中大多转化为热能,使电解槽极距间温度急剧升高,进而向阳极四周传导,使的电解槽温度升高,引起电解质中氟化铝的大量挥发.以我公司电解槽为例：一个效应时间5mi。