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摘 要：介绍了电解铝液中的杂质含量成分，以及主要杂质铁的影响与危害，并分析了铁杂质的带入来源。针对铝液中铁杂质一旦带入，就很难清除出去，只能采取稀释解决的办法，提出了通过严格原料供应、进行破碎料除铁、加强工艺过程控制等措施与途径，严格控制铁杂质带入的方法来降低铁含量。
关键词：电解铝液；铁杂质；破碎料；除铁；工艺过程控制
一、电解铝液杂质含量分析
电解铝液是指以冰晶石作为熔剂，氧化铝为熔质，以强大的直流电通往电解槽内，使阴阳极发生电化学反应后的阴极产物。电解铝液经铸造配料、净化除渣、铸造冷却后形成原铝锭，是原铝锭的主要原料，其中含有20多种金属杂质，主要是铁与硅。在多年生产实践中，我公司铝液硅含量较低且保持平稳，而铁含量波动较大。铁杂质的增多会降低铝的塑性，其含量升高到一定程度会导致铝液品位的降低，会影响后序铸造配铝工作，造成成品质量下降，进而影响到产品销售收益。所以，降低铝液铁含量是提升质量的必然选择。
电解铝液杂质成分表：
二、电解铝液铁杂质的带入分析
根据电解铝生产流程与特点，考虑电解铝液铁含量的主要带入来源有氧化铝、阳极、氟盐、破碎料等原料以及电解生产工艺影响。为具体衡量铁杂质的带入，开展铁平衡分析。所谓的铁平衡分析，是指综合考虑各种原料的单耗及铁杂质含量，测算原料带入的铁含量，并与实际铁含量做比较，发现问题，找到影响铁升高的主要因素。
（一）原料带入的铁
原料主要包括氧化铝、阳极、氟盐、再生电解质、破碎料等。其中破碎料是指经破碎后的电解质块，其与氧化铝一起覆盖于阳极上，随着生产的进行而消耗，这部分原料因经过多次循环利用和沾附较多的阳极钢爪氧化铁，其铁含量较高。经过铁平衡分析，发现，由原料带入的铁贡献比为82.8%，其中破碎料贡献率为59.8%；
（二）电解生产工艺影响带入的铁
电解生产工艺影响主要是指生产过程中发生铁器具、化锤头、化钢爪及其它异常等。工艺影响带入铁的贡献率为%17.2%。
1.化铁器具主要包括诸如氧化铝耙子、铁钩子、碳渣勺、钢钎、铁锹、取样勺、吸铝包管等，这类铁器具在操作过程发热或在槽内停留时间过长，不可避免地发生化铁而引起铁含量升高。
2.化打击锤头是指打击锤头因与壳面发生摩擦，并且每次会浸泡电解质中2-3秒，发生的自然消耗。而且如果打击锤头粘电解质，壳头包严重而不能回位就会长时间浸泡在电解质中熔化，造成铁含量的升高。
3.化钢爪也会引起铁含量的升高，一是由于电解质水平保持过高泡涮钢爪，二是由于残极过薄底部透爪或化爪，三是阳极脱极掉块或残极过薄时发生化爪。
4.其它原因。当炉底破损或侧部渗漏时也会导致铁含量升高。
三、电解铝液铁含量降低的措施与途径
（一）完善微量元素标准，严控原料铁含量。严格采购氧化铝、阳极的质量标准，同时结合多年生产实践，制订了煅后焦、阳极微量元素标准。要求氧化铝铁含量要求控制到0.02%以下，煅后焦铁含量控制在400ppm以下，阳极铁含量控制在500ppm以下。
（二）投入破碎料除铁系统，降低破碎料铁含量。一是要求电解每班清捡明铁，将铁器具等杂物捡选出来并称量；二是在电解质块破碎料系统增设永磁除铁设备，利用重力分离铁金属与电解质块；三是专人监督负责除铁设备的运行，确保正常运行，保证除铁效果。
（三）精细化带铁工具进槽的作业，当铁工具温度过高时要冷却或更换再用。使用铁勺取样时，要每2-3台就更换一次样勺，在用铁勺捞碳渣时要使用完好工具，避免铁勺熔化或掉入，出铝时前要先检查保证包管结实完好，进行边部操作时要检查打击头质量，防止打击头掉入槽内。
（四）对打击锤头熔化的现象，实施打壳下料方式改变、延长打壳动作时间，使锤头的动作次数减少，减少锤头的溶化，同时延长了锤头表面温度降低时间，杜绝了锤头包的产生，减少了人为清理锤头包造成的锤头掉落。
（五）对化钢爪引起的铁升高，主要措施有：一是严肃工艺纪律，合理保持电解质水平，将电解质水平保持在18-21cm 间，避免过高的电解质水平，减少浸化爪可能；二是使用阳极保护环，保护磷铁环与钢爪不受浸涮；三是针对阳极脱落或残极过薄的情况，强化炭素阳极生产管理，合理掺配煅后焦，严格残极除铁和配比，将残极配比控制在10-15%间，提高阳极质量。
（六）对炉底破损或侧部渗漏的情况，要强化大小修槽的监制管理，使用合格阴极材料，并在运行过程中严格执行工艺纪律，加强巡视检查，及时发现异常及时处理，避免发生漏炉事故。
四、实施效果
通过以上措施与途径的实施， 10月份铝液铁含量平均值降至0.130%。从铁平衡分析表看，原料铁含量得到控制，尤其是碎料铁含量下降了0.08个百分点，其带入的铁下降0.02个百分点，电解生产工艺带入的铁下降0.01个百分点。
五、结语
电解铝液作为原铝锭最主要的原料，其质量高低直接影响原铝锭质量的高低，对提升企业质量效益，增加产品竞争力具有积极作用。电解铝液铁含量的下降，需从源头把关，严格控制带入，以提供优质的原材物料做前提，但还要以严格的工艺过程控制为保障，严格工艺标准，规范工艺操作，对提高电解铝液质量至关重要。
参考文献：
[1]炭素工艺技术标准.
[2]电解工艺技术标准.
关键词：电解铝液；铁杂质；破碎料；除铁；工艺过程控制
一、电解铝液杂质含量分析
电解铝液是指以冰晶石作为熔剂，氧化铝为熔质，以强大的直流电通往电解槽内，使阴阳极发生电化学反应后的阴极产物。电解铝液经铸造配料、净化除渣、铸造冷却后形成原铝锭，是原铝锭的主要原料，其中含有20多种金属杂质，主要是铁与硅。在多年生产实践中，我公司铝液硅含量较低且保持平稳，而铁含量波动较大。铁杂质的增多会降低铝的塑性，其含量升高到一定程度会导致铝液品位的降低，会影响后序铸造配铝工作，造成成品质量下降，进而影响到产品销售收益。所以，降低铝液铁含量是提升质量的必然选择。
电解铝液杂质成分表：
二、电解铝液铁杂质的带入分析
根据电解铝生产流程与特点，考虑电解铝液铁含量的主要带入来源有氧化铝、阳极、氟盐、破碎料等原料以及电解生产工艺影响。为具体衡量铁杂质的带入，开展铁平衡分析。所谓的铁平衡分析，是指综合考虑各种原料的单耗及铁杂质含量，测算原料带入的铁含量，并与实际铁含量做比较，发现问题，找到影响铁升高的主要因素。
（一）原料带入的铁
原料主要包括氧化铝、阳极、氟盐、再生电解质、破碎料等。其中破碎料是指经破碎后的电解质块，其与氧化铝一起覆盖于阳极上，随着生产的进行而消耗，这部分原料因经过多次循环利用和沾附较多的阳极钢爪氧化铁，其铁含量较高。经过铁平衡分析，发现，由原料带入的铁贡献比为82.8%，其中破碎料贡献率为59.8%；
（二）电解生产工艺影响带入的铁
电解生产工艺影响主要是指生产过程中发生铁器具、化锤头、化钢爪及其它异常等。工艺影响带入铁的贡献率为%17.2%。
1.化铁器具主要包括诸如氧化铝耙子、铁钩子、碳渣勺、钢钎、铁锹、取样勺、吸铝包管等，这类铁器具在操作过程发热或在槽内停留时间过长，不可避免地发生化铁而引起铁含量升高。
2.化打击锤头是指打击锤头因与壳面发生摩擦，并且每次会浸泡电解质中2-3秒，发生的自然消耗。而且如果打击锤头粘电解质，壳头包严重而不能回位就会长时间浸泡在电解质中熔化，造成铁含量的升高。
3.化钢爪也会引起铁含量的升高，一是由于电解质水平保持过高泡涮钢爪，二是由于残极过薄底部透爪或化爪，三是阳极脱极掉块或残极过薄时发生化爪。
4.其它原因。当炉底破损或侧部渗漏时也会导致铁含量升高。
三、电解铝液铁含量降低的措施与途径
（一）完善微量元素标准，严控原料铁含量。严格采购氧化铝、阳极的质量标准，同时结合多年生产实践，制订了煅后焦、阳极微量元素标准。要求氧化铝铁含量要求控制到0.02%以下，煅后焦铁含量控制在400ppm以下，阳极铁含量控制在500ppm以下。
（二）投入破碎料除铁系统，降低破碎料铁含量。一是要求电解每班清捡明铁，将铁器具等杂物捡选出来并称量；二是在电解质块破碎料系统增设永磁除铁设备，利用重力分离铁金属与电解质块；三是专人监督负责除铁设备的运行，确保正常运行，保证除铁效果。
（三）精细化带铁工具进槽的作业，当铁工具温度过高时要冷却或更换再用。使用铁勺取样时，要每2-3台就更换一次样勺，在用铁勺捞碳渣时要使用完好工具，避免铁勺熔化或掉入，出铝时前要先检查保证包管结实完好，进行边部操作时要检查打击头质量，防止打击头掉入槽内。
（四）对打击锤头熔化的现象，实施打壳下料方式改变、延长打壳动作时间，使锤头的动作次数减少，减少锤头的溶化，同时延长了锤头表面温度降低时间，杜绝了锤头包的产生，减少了人为清理锤头包造成的锤头掉落。
（五）对化钢爪引起的铁升高，主要措施有：一是严肃工艺纪律，合理保持电解质水平，将电解质水平保持在18-21cm 间，避免过高的电解质水平，减少浸化爪可能；二是使用阳极保护环，保护磷铁环与钢爪不受浸涮；三是针对阳极脱落或残极过薄的情况，强化炭素阳极生产管理，合理掺配煅后焦，严格残极除铁和配比，将残极配比控制在10-15%间，提高阳极质量。
（六）对炉底破损或侧部渗漏的情况，要强化大小修槽的监制管理，使用合格阴极材料，并在运行过程中严格执行工艺纪律，加强巡视检查，及时发现异常及时处理，避免发生漏炉事故。
四、实施效果
通过以上措施与途径的实施， 10月份铝液铁含量平均值降至0.130%。从铁平衡分析表看，原料铁含量得到控制，尤其是碎料铁含量下降了0.08个百分点，其带入的铁下降0.02个百分点，电解生产工艺带入的铁下降0.01个百分点。
五、结语
电解铝液作为原铝锭最主要的原料，其质量高低直接影响原铝锭质量的高低，对提升企业质量效益，增加产品竞争力具有积极作用。电解铝液铁含量的下降，需从源头把关，严格控制带入，以提供优质的原材物料做前提，但还要以严格的工艺过程控制为保障，严格工艺标准，规范工艺操作，对提高电解铝液质量至关重要。
参考文献：
[1]炭素工艺技术标准.
[2]电解工艺技术标准.