高温熔盐初晶温度和分子比槽前分析仪的研制.pdf

高温熔盐初晶温度和分子比槽前分析仪的研制 李向群，任凤莲，练文柳，李海斌， （中南大学化学化工学院， 湖南长沙 “ ） 摘要 对电解铝厂实际电解质初晶温度的直接测定进行了研究， 模拟出初晶温度与电解质组分以及初 晶温度与分子比之间的关系模型， 并利用计算机进行处理。通过测定电解质初晶温度及时给出各组分 含量、 分子比， 研制出一种便携式初晶温度、 分子比槽前分析仪。该仪器可用于电解铝厂电解质温度及 分子比的现场分析。 关键词 高温熔盐； 初晶温度； 分子比； 分析仪 中图分类号 4 5 - 2 3 4，/ 0 ; 4 - 3 2 - 2 4 5 （ A ; 5 ; A B C ; D 2 E F G H3 4 I C ; D 2 J 3 9 4 5 2 4 ; ; G 2 4 5， ; 4 F G 3 K A 7 F CL 4 2 M ; G E 2 F H， C 3 4 5 E C 3， “ ， C 2 4 3） “/ 2 6 7 2 I 7 E F ; D N ; G 3 F 7 G ; A B 3 J F 7 3 E 3 D N ; E A B 3 7 D 2 4 7 D; ; J F G A H F ;O 3 E I 2 G ; J F HD ; 3 E 7 G ; I P Q 3 F C ; D 3 F 2 J D A I ; E 3 A 7 F F C ; G ; 3 F 2 A 4 E C 2 N E ; F O ; ; 4 2 6 7 2 I 7 E F ; D N ; G 3 F 7 G ; 3 4 I F C ; 2 G J A D N A 4 ; 4 F E 3 4 IJ G H A 2 F ; G 3 F 2 AO ; G ; E 2 D 7 - 3 F ; I3 4 I F G ; 3 F ; I HJ A D N 7 F ; G P G H A 2 F ; G 3 F 2 AO 3 EA F 3 2 4 ; I HF C ;I ; F ; G D 2 4 3 F 2 A 4A B 2 6 7 2 I 7 E F ; D N ; G 3 F 7 G ;3 4 I3 N A G F 3 ; 2 4 E F G 7 D ; 4 F，O C 2 J CJ 3 4 ;7 E ; I F AI ; F ; G D 2 4 ; F C ; F ; D N ; G 3 F 7 G ; 3 4 IJ G H A 2 F ; G 3 F 2 A，O 3 ED 3 I ; P 4 E 3 F E；/ 2 6 7 2 I 7 E F ; D N ; G 3 F 7 G ;； G H A 2 F ; G 3 F 2 A；0 4 E F G 7 D ; 4 F 作者简介李向群 （“ R , “ S） ， 女， 湖南邵阳人， 硕士研究生 高温熔盐的各项物理化学性质对熔盐电解生产 的电流效率有着很大的影响。铝电解质初晶温度和 分子比是铝电解生产过程控制的*个重要参数， 直 接影响着铝电解的电流效率和经济效益。及时掌握 初晶温度能更好地指导工业生产； 知道了分子比则 能更好地调整电解质组成从而降低电解温度。目前 铝电解厂初晶温度和分子比的测定多采用手工操 作， 此法测定时间长， 成本高， 且分析结果不能及时 反馈到生产线上。针对铝厂这一亟待解决的问题， 我们研制了该初晶温度、 分子比分析仪。 “ 实验部分 本文对铝电解质初晶温度、 分子比分析仪的数 学模型、 技术指标、 功能特点、 软件模块、 外观及零部 件进行了设计和制作。我们以实际电解质为研究对 象， 首先测定大量样品的初晶温度、 分子比及其各组 成含量， 再利用多元线性回归法拟合出铝电解质初 晶温度和分子比的数学模型。 A B A 初晶温度数学模型 针对函数 “ 6 4 / . 2 （） 此方程的相关系数 7 5 6 3 4 - 3， 7 0 6 3。 对此方程进行统计检验， 选取 75 6 5 “， 查统计 表 ［］ 得 （ 6 “ “）70 6 “， （， “ “） ， 因此， 此回归方程 在 7 5 6 5 “上高度显著。 仪器部分 6 5 仪器基本概述 该测定仪以热分析法为基本原理， 测量铝电解 质初晶温度及分子比。研制了结构新颖的电炉加热 系统、 升温控温系统及精度较高的工业控制计算机 测量系统。以工业控制计算机为核心， 配以用于实 现键盘控制、 信号处理， 数据存储， 以上， 然后任其冷却， 由热电偶和 工控机测温系统记录冷却曲线和初晶温度， 再利用 实测的初晶温度和数学模型计算分子比及各组分的 含量并一同在 上显示。 6 5 7 仪器硬件工作框图 图硬件工作框图 8 / 9 5 2 9 2 3 ; 2 . 2 6 5 仪器软件工作框图 / 有色金属 （冶炼部分） 5 5 年-期 万方数据 图软件工作框图 “ ’ ’ * , - . ’ / 0 测试结果对比 利用本仪器对几个样品的初晶温度进行测试， 并与差热分析结果进行对比， 结果如下 差热分析法 测定的个样品的初晶温度分别为 （“） ， ’， 和 * * ， 本仪器的测试结果分别为 （“） * ,， * ， , 和 * ,。可见， 二者结 果相近。 结论 在线直接测定电解质初晶温度， 并由其得到分 子比值， 可达到控制铝电解质处于最佳电解状态， 为 铝电解生产取得良好的技术经济指标， 减少不必要 的人力、 物力损失的目的， 从而实现优质高产、 节省 能耗， 加大生产的控制管理自动化过程。 铝电解质初晶温度、 分子比槽前分析仪为铝电 解工业的初晶温度和分子比提供了一种便携式快捷 的检测手段。该仪器体积小、 重量轻、 易于操作， 而 且显示直观， 精确度和灵敏度高。由于该种仪器是 首次初步研制成功， 还有待进一步的完善。 参考文献 ［’］梁逸曾， 俞汝勤-化学计量学 ［.］-湖南长沙 中南工业大学出 版社， ［］陆璇-应用统计 ［.］-北京 清华大学出版社， ’ 有色金属 （冶炼部分） 年*期 万方数据