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2 carbon anode. The main advantages of inert anode aluminum electrolysis are completely eliminating the harm of coal tar pitch and improving the environment of electrolysis workshop.It may also have advantages and competitiveness in yield and comprehensive cost. Keywords: Inert anode, Carbonless aluminum electrolysis 节能环保一直是铝工业追求的目标,预焙炭 阳铝电解是当今铝行业主流的原铝冶炼技术,电 解过程的电能和炭素阳极消耗是碳排放的主要途 径.此外,铝用炭素原料及制品的制备过程也有 电能消耗和有害气体排放,如二氧化硫、煤焦油 和沥青烟等.为了能够最大限度地降低碳和有害 气体的排放,无碳铝电解技术(也称惰性阳极技 术)是当今国际铝冶炼界最为关注和研究最活跃 的课题之一 [1-7] . 本文重点评述了世界范围内惰性阳极无碳铝 电解技术的研究进展,并对其进行推测、对比和 展望.

1 惰性阳极电解技术 1.1 具有代表性的惰性阳极技术 惰性阳极是惰性阳极电解技术中的核心材料. 根据惰性阳极基体材料的不同,可以分为金属合金 阳极、金属氧化物陶瓷阳极、金属陶瓷阳极、气体 燃料阳极,而目前以金属合金和金属陶瓷为基体的 惰性阳极,其研究和应用相对广泛 [1-3,6,7] . 从公开报道的文献来看,惰性阳极电解技术 仍在试验阶段而从向工业化迈进的速度来看,目 前以美铝和力拓共同成立的 Elysis 公司的无碳电 解技术处于领先地位.图1为美铝和力拓共同成 立Elysis 公司推出的无碳电解槽截面示意图 [8] . 图1Elysis 公司推出的无碳电解槽截面示意图 [8] 《中国铝用辅料》

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3 Elysis 公司并未没透露其无碳电解技术的细 节,也不知道其惰性阳极和阴极的材料类型,但 从其结构示意图上可以看出:该电解槽采用垂直 (竖式)单极性电极、析氧惰性阳极和可润湿性 阴极,并且阳极在上、阴极在下. 严格说来,无碳电解技术应称为无碳析氧电 解技术.加析氧两个字是为了跟气体阳极区别开 来.当采用惰性多孔基体时,气体阳极也是无碳 的.由于气体阳极还处于实验室研究阶段,影响 还很有限,所以一般讲到无碳电解技术,指的就 是惰性阳极电解技术. 瑞典 Moltech 公司的 Ni-Fe 合金阳极也曾备受 关注,该公司还对该类合金阳极进行了 4kA 和25kA 的铝电解试验,在阳极形状设计方面充分考 虑了阳极电流分布、氧气气泡溢出、电解质流动 等因素.其25kA 电解槽和电极原型如图

2 所示 [6-7] . 图2Moltech 公司 25kA 试验电解槽和它的 de Nora 合金惰性阳极原型[6-7] 据报道该 25kA 试验槽电压为 6.2V, 电流效率 大于 90%,计算阳极寿命大于

1 年[6] .2010 年Moltech 公司的专利技术转让给了力拓加铝,但力 拓加铝没能够重现 de Nora 合金惰性阳极和相应 电解试验的效果,并且转变了惰性阳极的研发路 线. 图3俄铝(UC Rusal)的惰性阳极工业试验槽结构示意图 《中国铝用辅料》

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4 在Moltech 公司解散后, 一部分技术人员转入 俄铝(UC Rusal) ,当然俄铝也有自己的惰性阳极 研发基础[5].俄铝(UC Rusal)在2015 年开始做 惰性阳极铝电解槽的工业试验(100kA) ,采用合 金惰性阳极(与Moltech 公司的合金阳极相似) , 表面有氧化物膜,水平布置.其电解槽结构如图