河南是我國鋁土礦資源的主要產地之一，探明鋁土礦儲量居全國第二位，預測資源總儲量超過10億噸，主要為一水硬鋁石型鋁土礦。與國內其他地區鋁土礦相比，河南地域鋁土礦生產的氧化鋁Li2O含量較高。電解鋁廠長期使用該種氧化鋁，電解質體系中Li+含量會持續富集，LiF濃度不斷升高，由此會帶來電解質初晶點溫度下降，氧化鋁溶解難度增大。在國內，受制于電力成本影響，低電壓工藝是電解鋁廠的大勢所趨。在采用低電壓工藝技術保溫型電解槽上長期使用該種氧化鋁，當電解質中LiF富集含量超過9%以后，若電解槽內外部的影響因素管控不到位，極易產生沉淀與結殼，電解后續生產會極不穩定，被迫抬高電壓穩定槽況，熱收入過剩，電解槽爐幫瓦解，低電壓運行中止，噸鋁能耗、碳耗、氟鹽等消耗指標隨之攀升。在河南，富鋰電解質體系成為了低電壓電解生產長期穩定運行的主要障礙之一。
自2011年以來，河南的氧化鋁產量每年在1000萬噸以上，位居全國第二位。在國內鋁土礦資源日益緊張和電解鋁價低迷、成本高企的當下，河南電解鋁廠如何充分利用當地資源，使用本地區氧化鋁，發揚高Li+電解質體系的優點，規避高鋰氧化鋁缺點，降低該地區電解鋁綜合生產成本，拉動當地經濟顯得尤為重要。
1 富含Li等雜質氧化鋁原料及使用探討
由于地質結構的特點，我國60%以上鋁土礦中都含有Li成分，采用該種類型鋁土礦石所生產的氧化鋁都含有Li2O，根據不同區域的礦石所生產出的氧化鋁Li2O含量略有不同，表1為全國部分氧化鋁企業生產氧化鋁Li2O、K2O等雜質的含量情況，從抽取的12家企業樣本分析的結果看，有8家企業的氧化鋁中鋰含量較高(氧化鋰含量大于0.03%，一般電解質中累積LiF含量3%)。隨著電解槽生產連續大比例(超過70%)使用含Li2O等雜質較高的氧化鋁，電解質內LiF、KF含量會持續增加，有的鋁廠LiF+KF之和含量會超過10%以上。與采用國外或國內不含Li2O、K2O的氧化鋁電解電解質成分相比要復雜的多，全國接近一半的電解鋁廠遇到此類問題。解決好富鋰氧化鋁的鋁電解節能工藝技術已成為制約我國鋁工業節能減排的重大關鍵技術課題。
20世紀80年代，國際鋁工業曾經開展過電解質中添加鋰鹽的大量研究和工業推廣應用。當時添加鋰鹽的目的主要是降低電解溫度來提高電流效率和降低能耗。由于鋰鹽價格很高，為將降低添加
聲明：
“富鋰電解質鋁電解低電壓生產的研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：鄭州發祥鋁業有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
