阳极覆盖是铝电解过程中保持铝电解槽能量平衡的重要措施之一。通常，阳极覆盖料又称之为极上保温料，在铝电解槽中，以一定的粒度搭配和厚度覆盖于阳极炭块的上方。

       本文基于铝电解槽的散热特点重点介绍阳极覆盖料的组成、厚度及粒度对铝电解槽运行工况的影响，供企业参考借鉴。

阳极覆盖料功效

      阳极覆盖料一般具备以下三个方面的功效：

      1.降低通过阳极的热损失，维持电解槽的热平衡；

      2.减小高温下碳阳极与空气的接触面积，防止阳极过度氧化，减少由于碳氧化所造成的电解质中炭渣的生成量，不但有利于降低电解质电阻，而且有利于降低碳阳极消耗，最终有利于延长换极周期；

      3.通过阳极覆盖料的结壳，可有效减少电解质中氟盐的挥发，有利于保持相对稳定的分子比和电解质温度。

      正是由于阳极覆盖料具备以上功效，才使得合适的阳极覆盖料粒度、组成和覆盖层厚度在保持铝电解槽运行工况的稳定性中发挥着重要的作用。

铝电解槽的散热特点

       有研究表明，我国大中型预焙铝电解槽散热损失有两个显著特点：

       1.我国大中型预焙铝电解槽热损失相当于2.0V左右；

      2.现阶段我国大中型铝电解槽上部（覆盖料）和下部（侧部和底部）的热损失分别占55%和45%。

      电解槽散热基本可分为两部分，即上部散热和下部散热。所谓上部散热，就是铝电解槽通过预焙阳极覆盖料、槽盖板和铝导杆散失的热量；而下部散热则是通过侧部炉帮和底部炉衬以及阴极钢棒外露部分所散失的热量。

阳极覆盖料对电解槽运行工况的影响

       在新建电解铝厂中，阳极覆盖料通常为一定粒度的氧化铝。

       电解系列运行一段时间后，当出现电解质水平偏高、甚至出现阳极钢爪熔化现象时，必须从正在运行的电解槽中舀出一定量的液体电解质，使电解质水平保持在一定高度。

       然而，随着时间的延长，舀出的电解质越来越多，甚至形成物料的大量积压。

       因此，通过将固体电解质进行破碎并以一定的粒度和比例与氧化铝颗粒搭配作为阳极覆盖料就成为消化积压电解质的途径。

      目前，国内外铝冶炼厂大多采用该方式制备阳极覆盖料。

阳极覆盖料组成对电解槽运行工况的影响

       对于正常运行的铝电解厂，阳极覆盖料是由电解质与氧化铝按照一定比例混合而成。因此，阳极覆盖料的组成，即电解质与氧化铝的比例对于阳极覆盖料的导热性非常重要。

       有研究表明，覆盖料中氧化铝含量在35～40%之间比较合适，可保持良好的电解质水平。现实生产中，选取三个不同厂家进行对比研究，详细数据见下表1。

表1 不同厂家阳极覆盖料成分表（%）

      由表1可知，氧化铝含量在33～45%之间与理论研究的结果较为接近。企业在实际生产中可参考该比例进行混配。

      阳极覆盖料中的氧化铝与电解质配比是调节阳极覆盖料保温效果的重要手段，通常情况，对于高压运行的铝电解槽，在阳极覆盖料中可适当降低电解质比例；而对于低压运行的铝电解槽来说，适当提高电解质比例则有利于弥补低工作电压带来的电解槽能量收入不足的问题。

阳极覆盖料粒度对电解槽运行工况的影响

      粒度是阳极覆盖料的重要参数之一。不同粒度的阳极覆盖料具有不同的导热系数。

        有研究表明，阳极覆盖料混合物较高比例的粗粒度电解质可以提高有效导热性，而较高比例的细粒度物料（氧化铝或电解质粉料）会降低有效导热性。

因此，控制覆盖料的粒度，尤其是粉料含量是非常关键的，因为粉料含量大有助于降低覆盖料的整体导热性。

       关于阳极覆盖料的粒度分布，存在多种说法，较常见的是以下两种：

粒度分布：0~0.125mm在33%左右，0.125~0.25mm在28%左右，0.25~2mm在14%左右，2~12.5mm在25%左右；

       粒度分布（针对200kA左右的电解槽）：＜0.045mm10%左右，0.045~0.15mm在35~55%，0.15~0.5mm在10~20%，0.5~1.0mm在5%左右，1~2.5mm在10~12%，2.5~4mm在5%左右，4~6mm在5%左右，＞6mm在5~20%。

      通过实验对比分析，发现以上两种粒度分布较为接近，且能获得良好的保温效果，企业可参考以上粒度分布。

阳极覆盖料厚度对电解槽运行工况的影响

       通常情况下，当粒度一定时，阳极覆盖料的厚度越大，电解槽的保温性能越好,换言之，电解槽上部的热损失越小。

       有研究数据显示，采用合理的覆盖料时，覆盖料厚度标准为12cm，常用6~12cm。我国预焙阳极铝电解槽的阳极覆盖料最大厚度通常为16cm,但是对于某一特定的槽型和槽龄，阳极覆盖料厚度各不相同。

       新建铝电解槽的保温性能比较好，阳极覆盖料厚度可以相对小一些；而对于槽龄较长的铝电解槽，其炉衬可能出现一定的破损，保湿性能下降，要维持正常的电解槽运行，其阳极覆盖料厚度可能要相对大一些。阳极保温料厚度主要取决于铝电解过程中电解槽的能量平衡。

       在普遍采用低槽电压运行的今天，为了以较低的槽电压实现较高的电流效率，铝电解槽的保温已经成为维持电解槽正常运行的重要措施。

       为了保持电解槽的热平衡，还需根据季节变化及时调整阳极保温料厚度，通常夏季的阳极覆盖料厚度比冬季小20mm左右。

       另外，由于电解槽的四个角部热量收入少，故电解槽四个角部的阳极覆盖料厚度要相对大一些。

       此外，阳极覆盖料厚度的均匀性对阳极消耗也有一定影响，从电解槽上更换下来的残极外观形状可以看出，覆盖料添加均匀时，阳极消耗均匀；覆盖料添加不均匀时，阳极消耗也不均匀。

       这是因为不同的阳极覆盖料厚度对于阳极的保护程度不同，从而导致阳极与空气的反应程度不同，最终所产生的阳极损耗也不同。