铝电解质液相线温度测定及应用研究

论文摘要

电解温度、电解质液相线温度和电解质分子比是铝电解过程中的重要工艺参数。低液相线温度允许低电解温度,而降低电解温度可大大提高电流效率。电解质成分的复杂性和电解质的高温强腐蚀性给获取体系各参数带来了很大困难,如何及时、快速、准确地测定电解质温度参数及分子比,是铝电解生产中的重要课题。 本文研究了直接法测定铝电解温度及电解质液相线温度。对测温所用的热电偶和取样器进行了研究和筛选,得到了能够满足直接法需要的构型和材质。同时结合铝电解生产的实际特点,研制出了一台CQ-Ⅱ智能液相线温度槽前分析仪,并讨论影响分析仪工作性能的影响因素。现场实验证明CQ-Ⅱ分析仪能够及时、准确、方便的获得铝电解温度、铝电解质液相线温度、过热度。 采用均匀设计法进行试验设计,考察了分子比、添加剂与铝电解质液相线温度的数学关系,建立了液相线温度数学模型,并将该模型应用到分子比在线预报研究中。实际样品测定实验证明由数学模型获得的液相线温度计算值与实测值之间的偏差在±5℃以内,分子比预报值与实测值的之间的偏差在±0.09以内,结果令人满意。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 铝电解质理化性质及其影响因素
• 1.1.1 铝电解质液相线温度
• 1.1.2 铝电解质组成及其对铝电解质理化性质的影响
• 1.1.3 分子比
• 1.2 铝电解质液相线温度的测定
• 1.2.1 槽分析推算法
• 1.2.2 实验室热分析法
• 1.2.3 直接测量法
• 1.3 本文研究的内容及意义
• 第二章 直接法测量铝电解质液相线温度的研究
• 2.1 直接法的基本原理
• 2.2 高温传感器的筛选
• 2.2.1 热电偶测温原理
• 2.2.2 热电偶型号的选择
• 2.2.3 热电偶长度的选择
• 2.2.4 测量端型号的选择
• 2.3 热电偶的腐蚀
• 2.4 热电偶的冷端补偿
• 2.4.1 补偿导线的使用
• 2.4.2 补偿导线工作原理
• 2.4.3 补偿导线型号的选择
• 2.4.4 补偿导线使用过程中的注意事项
• 2.5 取样器的设计
• 2.5.1 取样器的传热过程
• 2.5.2 取样器材质的选择
• 2.5.3 取样器的构造
• 2.6 直接法在实验室中的模拟测试
• 2.6.1 仪器和试剂
• 2.6.2 实验方法
• 2.6.3 结果与讨论
• 2.7 小结
• 第三章 CQ-Ⅱ智能槽前液相线温度分析仪的研制
• 3.1 仪器研究思路
• 3.2 仪器的设计原则
• 3.3 仪器的构造
• 3.3.1 取样器及高温传感器
• 3.3.2 温度测算仪的硬件结构
• 3.3.3 温度测算仪工作软件
• 3.3.4 温度测算仪工作软件界面
• 3.4 影响CQ-Ⅱ分析仪工作性能的因素分析
• 3.4.1 实验方法
• 3.4.2 取样器对分析结果的影响
• 3.4.3 冷却速率的影响
• 3.4.4 热电偶的影响
• 3.5 CQ-Ⅱ智能槽前液相线温度分析仪的现场试用
• 3.5.1 实验方法
• 3.5.2 实验结果与讨论
• 3.6 小结
• 第四章 五元系铝电解质液相线温度数学模型及其应用
• 4.1 引言
• 4.2 液相线温度数学模型的研究
• 4.2.1 实验试剂与仪器
• 4.2.2 实验设计
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 实验结果与讨论
• 4.2.5 实际样品测试结果分析
• 4.3 五元系液相线温度的影响因素
• 4.3.1 分子比对液相线温度的影响
• 4.3.2 氟化钙对液相线温度的影响
• 4.3.3 氟化镁对液相线温度的影响
• 4.3.4 氟化锂对液相线温度的影响
• 4.4 数学模型的应用—分子比预报
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录1 CQ-Ⅱ智能槽前液相线温度分析仪实物图
• 附录2 CQ-Ⅱ智能槽前液相线温度分析仪使用说明
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果
• 公开发表的论文
• 研究成果