铝电解质初晶温度的检测装置和方法与流程

本申请涉及铝电解工业，尤其涉及铝电解质。

背景技术：

1、铝电解质的初晶温度无论是对于铝电解生产，还是对于铝电解质体系的物化性能研究，都是一个非常重要的参数。常规铝电解质初晶温度测量，通常采用步冷曲线法或差热分析法，测温装置通常采用热电偶，利用温度-时间曲线上“拐点”确定初晶温度。然而，随着惰性阳极低温铝电解技术的发展，低温铝电解质体系的应用越来越广泛，对低温铝电解质初晶温度准确测量的需求也会越来越迫切。

2、低温铝电解质体系相比常规的以钠冰晶石为主的naf-alf3铝电解质体系，通常含有kf、lif等物质，特别是kf的含量通常较高，以提高低温铝电解质对氧化铝的溶解性能。kf-naf-alf3铝电解质体系是当前低温铝电解质体系中研究较多的一种铝电解质体系。低温铝电解质体系中因为kf的存在，使其在冷却过程中除了钠冰晶石类物质(na3alf6、na5al3f14)外，还有k2naalf6、k2naal3f12、kalf4等物相形式出现，其熔点各不相同于钠冰晶石类物质，所以在降温过程相变放热的温度点也不一样，从而导致低温铝电解质温度-时间曲线上的温度“平台”或“拐点”不再清晰明显，甚至没有。这严重影响了测量精度。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种铝电解质初晶温度的检测装置和方法，以解决低温铝电解质温度-时间曲线上的温度拐点不清晰的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种铝电解质初晶温度的检测装置，所述铝电解质初晶温度的检测装置包括：

3、具有内容空间的加热炉，所述加热炉上设置有开口使所述内容空间与外界连通；

4、坩埚，所述坩埚设置在所述内容空间内，所述坩埚的锅口正对所述开口设置；

5、红外温度监测装置，设置在所述加热炉的外部并正对所述坩埚的锅口设置；

6、数据处理系统，所述接触式温度监测装置和所述红外温度检测装置与所述数据处理系统均通讯连接，所述数据处理系统用于处理所述接触式温度监测装置和所述红外温度检测装置测得的温度数据。

7、在本申请的一些实施例中，所述铝电解质初晶温度的检测装置还包括接触式温度监测装置，所述接触式温度监测装置设置在所述坩埚内部。

8、在本申请的一些实施例中，所述内容空间的壁面的材料为抗挥发铝电解质腐蚀的陶瓷材料；和/或，

9、所述铝电解质初晶温度的检测装置还包括照射所述坩埚内部的灯具；和/或，

10、所述铝电解质初晶温度的检测装置还包括管道，所述管道穿过所述开口和所述坩埚的锅口，所述管道的一端正对所述坩埚的底部设置，所述红外温度监测装置设置在所述管道的另一端。

11、在本申请的一些实施例中，所述管道的侧部还设置有保护气进口。

12、第二方面，本申请实施例提供一种铝电解质初晶温度的检测方法，所述铝电解质初晶温度的检测方法包括如下步骤：

13、将铝电解质加热至澄清透明；

14、通过红外温度监测装置监测所述铝电解质的温度，并使所述铝电解质降温；

15、通过所述铝电解质的温度的监测数据分析红外温度监测装置所测得的温度的变化拐点，

16、其中，所述铝电解质为铝电解用铝电解质。

17、在本申请的一些实施例中，所述使所述铝电解质降温，所述铝电解质降温的速率为10℃/min以下。

18、在本申请的一些实施例中，所述通过红外温度监测装置监测所述铝电解质的温度的同时，还通过接触式温度监测装置监测所述铝电解质的温度，所述通过所述铝电解质的温度的监测数据分析红外温度监测装置所测得的温度的变化拐点，包括如下步骤：

19、以所述红外温度监测装置监测的温度数据绘制第一温度-时间曲线，以所述接触式温度监测装置监测的温度数据绘制第二温度-时间曲线；

20、对比所述第一温度-时间曲线和第二温度-时间曲线，分析红外温度监测装置所测得的温度的变化拐点。

21、在本申请的一些实施例中，所述以所述红外温度监测装置监测的温度数据绘制第一温度-时间曲线，在绘制所述第一温度-时间曲线时将所述红外温度监测装置监测的温度数据与辐射系数相乘，所述辐射系数的获取方法如下：

22、在所述铝电解质为清澈透明状态的阶段，在0.95～1的数值范围内选取辐射系数，使得所述接触式温度监测装置监测的温度和所述红外温度监测装置监测的温度相差不超过1℃。

23、在本申请的一些实施例中，所述铝电解质为低温铝电解质。

24、在本申请的一些实施例中，所述铝电解质初晶温度的检测方法通过第一方面任一实施例所述的铝电解质初晶温度的检测装置实施。

25、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

26、本申请实施例提供的铝电解质初晶温度的检测装置，通过接触式温度监测装置和红外温度监测装置同时监测铝电解质的温度，可以比对接触式温度监测装置和红外温度监测装置得到的数据，从而更准确地分析温度-时间曲线的拐点。

技术特征：

1.一种铝电解质初晶温度的检测装置，其特征在于，所述铝电解质初晶温度的检测装置包括：

2.根据权利要求1所述的铝电解质初晶温度的检测装置，其特征在于，所述铝电解质初晶温度的检测装置还包括接触式温度监测装置，所述接触式温度监测装置设置在所述坩埚内部。

3.根据权利要求1所述的铝电解质初晶温度的检测装置，其特征在于，所述内容空间的壁面的材料为抗挥发铝电解质腐蚀的陶瓷材料；和/或，

4.根据权利要求3所述的铝电解质初晶温度的检测装置，其特征在于，所述管道的侧部还设置有保护气进口。

5.一种铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述铝电解质初晶温度的检测方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述使所述铝电解质降温，所述铝电解质降温的速率为10℃/min以下。

7.根据权利要求5所述的铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述通过红外温度监测装置监测所述铝电解质的温度的同时，还通过接触式温度监测装置监测所述铝电解质的温度，所述通过所述铝电解质的温度的监测数据分析红外温度监测装置所测得的温度的变化拐点，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述以所述红外温度监测装置监测的温度数据绘制第一温度-时间曲线，在绘制所述第一温度-时间曲线时将所述红外温度监测装置监测的温度数据与辐射系数相乘，所述辐射系数的获取方法如下：

9.根据权利要求5所述的铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述铝电解质为低温铝电解质。

10.根据权利要求5～9中任意一项所述的铝电解质初晶温度的检测方法，其特征在于，所述铝电解质初晶温度的检测方法通过权利要求1～4中任意一项所述的铝电解质初晶温度的检测装置实施。

技术总结本申请涉及一种铝电解质初晶温度的检测装置，包括：具有内容空间的加热炉，所述加热炉上设置有开口使所述内容空间与外界连通；坩埚，所述坩埚设置在所述内容空间内，所述坩埚的锅口正对所述开口设置；红外温度监测装置，设置在所述加热炉的外部并正对所述坩埚的锅口设置；数据处理系统，所述接触式温度监测装置和所述红外温度检测装置与所述数据处理系统均通讯连接，所述数据处理系统用于处理所述接触式温度监测装置和所述红外温度检测装置测得的温度数据。本申请通过接触式温度监测装置和红外温度监测装置同时监测铝电解质的温度，可以比对接触式温度监测装置和红外温度监测装置得到的数据，从而更准确地分析温度‑时间曲线的拐点。技术研发人员：陈开斌,包生重,王怀江,张芳芳,罗丽芬,李静,石序,滕媛,石梦寒,唐新平受保护的技术使用者：中铝郑州有色金属研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9