CN103603014A - 一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的方法 - Google Patents

一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的生产方法，包括以下几个步骤：步骤A：将电解槽用Na3AlF6-Al2O3体系开槽启动后，连续运行，以Na3AlF6-AlF3作为电解质补充体系直至炉膛规整；步骤B:将钾冰晶石作为铝电解过程中的电解质补充体系成份之一，并同步添加AlF3和Na3AlF6或者采用用AlF3，Na3AlF6和钾冰晶石混合后作为电解质补充体系进行添加;步骤C：使用钾冰晶石作为铝电解补充体系电解质的过程中,控制电解槽内的电解质中钾重量百分比的含量为3%-5%。本发明的有益效果是：本发明提供的采用钾冰晶石作为电解质补充体系用于铝电解工业，无需改变现行的电解工艺即可明显降低铝电解过程中的电解温度，从而降低电能消耗，提高生产过程电流效率，每吨铝生产可节电500-700℃。

Description

一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的方法
技术领域
本发明涉及一种电解铝的生产方法，尤其涉及一种以低分子比钾冰晶石作为补充体系的电解铝的生产方法。
背景技术
目前铝电解工业仍采用传统的Hall-Heroult法，电解质一直以冰晶石-氧化铝为基本体系，其中冰晶石往往采用的是六氟铝酸钠。在铝生产上，电解温度是一项非常重要的技术参数，电解温度是指电解质温度而言，这是一个温度范围，一般取950-970℃，大约高出电解质初晶点20-30℃。铝的熔点是660℃，如果为了制取液态铝，电解温度只需要高出铝熔点100-150℃，换言之，理想的电解温度应为750-800℃之间。但是，目前所用的冰晶石—氧化铝电解质，它的初晶点是很高的，所以电解温度也相应很高。其结果使得：槽内铝的溶解损失量增多，电流效率降低，同时电能和物料消耗量增加，这对生产不利。因此现代铝工业上力图采用低熔点的电解质，以求降低电解温度。例如添加氟化镁或氟化锂或六氟铝酸锂，以及降低冰晶石中的NaF/AlF3的比率，这可以达到降低电解温度的目的。
自从1886年Hall-Heroult法问世以来，工业铝电解一直以冰晶石—氧化铝融盐为电解质基础体系。其间虽然试验了氯化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐、铝酸盐来代替冰晶石，实际上均无成效，因此不得不采取改善途径，往冰晶石—氧化铝熔液中添加某些盐类，以改善它的物理化学性质并提高铝电解生产的技术经济指标，此种盐类称为添加剂。
盐类添加剂应基本满足下列各项要求：它们在电解过程中不分解，可以保证产品铝的质量；能够改善冰晶石—氧化铝熔液的物理化学性质（例如，降低熔点，提高导电率，减少铝的溶解度、或降低蒸汽压等）；不会明显影响氧化铝在冰晶石熔液中的溶解度；来源广泛而且价格低廉。
迄今为止，已经过试验的或已经过实际应用的添加剂有下列成份：氟化钙、氟化镁、氟化锂或六氟磷酸锂，这些成份的加入均能降低铝电解的温度，在10%的添加范围内，冰晶石熔盐体系的初晶点降低平均值（℃/1%添加量)的顺序如下：
Figure BDA00003238921100021
以上均以纯冰晶石为准，其熔点为1010℃。但是现在铝工业上通用的几种添加剂，都会减小氧化铝在冰晶石熔液中的溶解度和溶解速度。
例如当添加物的浓度为5%（重量）时，氧化铝在冰晶石中的溶解度由原来的13.5%降至11.6%（添加LiF),11%(添加CaF2)及10.2%（添加MgF2),添加物对于氧化铝溶解速度的影响亦与此相似。然而发明人惊喜的发现若启用低分子比的钾冰晶石作为添加物取代上述物质，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度和溶解速度大幅提升（当电解质中钾含量5%时，氧化铝在冰晶石中的溶解度由原来的13.5%升至17%，溶解速度的递增亦与此相似）。
低分子比钾冰晶石在铝电解工业中的应用，另一个需要关注的问题是它对阴极炭素材料的渗透能力或表述为通用的概念—腐蚀性能；传统的概念认为元素钾的腐蚀性能要大于元素钠，但是钾元素对炭素材料的腐蚀力度并不是只取决于元素本身，它与共存的阴离子的状态和性质及温度有非常密切的关系，例如高分子比的氟铝酸钠（NaF/AlF3=3.0），其腐蚀力要大于低分子比的氟铝酸钠（NaF/AlF3=2.0-2.5），添加物的腐蚀性太大，会减少电解槽的寿命，增加铝电解的综合生产成本。然而发明人惊喜的发现若启用低分子比的钾冰晶石作为添加物，其对炭素的腐蚀能力弱于钠冰晶石，实验结果发现在同等条件下下列各成分对炭素的腐蚀能力排序如下：
KF>K3AlF6(3.0KF·AlF3)>Na3AlF6(3.0NaF·AlF3)>mKF·AlF(m=1.0-1.5)>nNaF·AlF(n=1.0-1.5)
工业上制备钾冰晶石的方法一般为合成法：将无水氢氟酸与氢氧化铝反应，生成氟铝酸，然后在高温下与氢氧化钾反应，再经过滤、烘干、熔融、破碎，制得钾冰晶石；用此法合成的钾冰晶石的分子比m=2.0-3.0之间，熔点较高。现有的工业合成法制得的冰晶石（无论是钠冰晶石还是钾冰晶石）其分子比均为m=2.0-3.0之间，难以获得分子比m=1.0-1.5之间较为纯净的低分子比冰晶石。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，发明人在电解质补充体系的选择以及制备方法方面进行了大量的探索，预料不到地发现，以包括低分子比冰晶石的电解质补充体系代替现有的电解质补充体系用于铝电解，无需改变现行的电解工艺即可明显降低铝电解过程中的电解温度，从而降低电能消耗，提高电流效率，降低综合生产成本。
一种电解铝的生产方法，包括以下几个步骤：
步骤A：将电解槽用Na3AlF6-Al2O3体系开槽启动后，连续运行，以Na3AlF6-AlF3作为电解质补充体系直至炉膛规整；
步骤B:将钾冰晶石作为铝电解过程中的电解质补充体系成份之一，并同步添加AlF3和Na3AlF6或者采用用AlF3，Na3AlF6和钾冰晶石混合后作为电解质补充体系进行添加;
步骤C：使用钾冰晶石作为铝电解补充体系电解质的过程中,控制电解槽内的电解质中钾重量百分比的含量为3%-5%。
上述补充体系亦包括直接将钾冰晶石与钠冰晶石按一定的比例混合后与Al2O3组成一个体系直接投入电解槽中用于启动电解槽的过程。
其中，步骤A中，将电解槽用Na3AlF6-Al2O3体系开槽启动后，连续运行，以Na3AlF6--AlF3作为电解质补充体系直至炉膛规整；但是，将电解槽用Na3AlF6-mKF·AlF3(m=1.0-1.5)-Al2O3体系亦可开槽启动，这种启动模式需注意，Na3AlF6与mKF·AlF3的比例，一般建议在7:3-9:1-10.5:0.5的范围。
其中，补充体系亦包括将电解槽内电解质中钾的含量由3%-5%升至5-15%的范围或更高的范围，钾含量的提升会导致铝电解温度进一步的下降，但不能将电解温度降至750℃以下，否则无法正常生产（因液态铝的熔点为660℃）。
采用上述技术方案，本发明提供的电解质补充体系用于铝电解工业，氧化铝的溶解性能得到改善，从而降低了电解温度，降低了电能消耗，提高了电解效率，降低了综合生产成本。
优选的，所述低分子钾冰晶石石选自mKF·AlF3，所述m为1-3。
这种低分子比的钾冰晶石的元素成份属于下列范畴：K含量28-38%、Al含量13-21%、F含量38-52%。
优选的，所述添加电解质以每批次钾的质量浓度提升0.2%至0.3%为宜。
优选的，整个步骤中控制电解质中钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
相应的，本发明还提供所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟锆酸钾中的一种或多种；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系。生产单质硼时同步产出低分子比钾冰晶石。
涉及的化学反应式包括：
Figure BDA00003238921100051
Figure BDA00003238921100052
KBF4+Al=B+KF·AlF3
Figure BDA00003238921100053
Figure BDA00003238921100054
Figure BDA00003238921100055
Figure BDA00003238921100056
本发明提供的制备方法反应条件温和，容易控制，工艺流程简单，反应完全，产物质量好。
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟锆酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系KF·AlF3。
涉及的化学反应式为：
Figure BDA00003238921100061
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟钛酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系KF·AlF3。
涉及的化学反应式为：
Figure BDA00003238921100062
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟硼酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系KF·AlF3。
涉及的化学反应式为：KBF4+Al＝B+KF·AlF3。
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入摩尔比为2：1的氟硼酸钾和氟锆酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure BDA00003238921100071
所涉及的化学反应式为：
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入摩尔比为y：x的氟硼酸钾和氟锆酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure BDA00003238921100073
其中，所述铝过量加入,并且X和Y不同时为0。
所涉及的化学反应式为：
Figure BDA00003238921100074
其中，所述铝过量加入,并且X和Y不同时为0。
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法，包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入摩尔比为2：1的氟硼酸钾和氟钛酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure BDA00003238921100081
所涉及的化学反应式为：
作为本发明的进一步改进，所述铝电解过程中的电解质补充体系的制备方法包括如下步骤：
步骤A：将过量的铝置于反应器中，升温至700-850℃，往反应器中加入摩尔比为y：x的氟硼酸钾与氟钛酸钾的混合物，搅拌0.5-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到分子式为
Figure BDA00003238921100083
的钾冰晶石；
Figure BDA00003238921100084
其中，所述铝过量加入,并且X和Y不同时为0。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的采用低分子比钾冰晶石作为电解质补充体系用于铝电解工业，无需改变现行的电解工艺即可明显降低铝电解过程中的电解温度，从而降低电能消耗，提高生产过程电流效率，降低综合生产成本。
本发明提供的低分子比钾冰晶石作为电解质补充体系用于铝电解工业，有以下优点：①无需改变现行电解槽结构，电解工艺，各类消耗材料等，但可明显降低铝电解过程中的电解温度（平均10℃）。与传统的铝电解工业比较：电流效率提升约1%，即每产出一吨铝锭可节约电耗500-700度②低分子比钾冰晶石的加入，能明显提高Al2O3在电解质中的溶解度和溶解速度，以往已经发现的或已经使用的各种能降低铝电解温度的成分如：CaF2、MgF2、LiF2、Li3AlF6等，均系明显降低Al2O3在电解质中的溶解度；Al2O3在电解质中溶解度的提高能够明显提升铝电解槽的产能，与传统的状况比较其产能的提升约为5-30%之间。③低分子比钾冰晶石作为铝电解质的补充体系加入电解槽中长期运行，其对炭素阴极材料的腐蚀性弱于钠冰晶石或可表达为对炭素阴极材料的渗透力与传统的钠冰晶石相比不会发生变化。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
称取1吨铝置于反应器中，抽真空后通入氩气保护，升温至780℃，按反应比例往反应器中缓慢加入干燥的氟硼酸钾，快速搅拌5h后，生成硼和钾冰晶石KF·AlF3，打开反应器盖，用虹吸泵抽出上层熔融的液态钾冰晶石KF·AlF3。
电解步骤如下：
步骤A:电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；
步骤B:将铝电解过程中的电解质补充体系以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和钾冰晶石KF·AlF3。每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
步骤C:电解质中添加低分子比钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递增，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
对比例1
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；其中，补充体系为Na3AlF6和AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例1一致。
实施例2
称取1吨铝置于反应器中，抽真空后通入氩气保护，升温至800℃，按反应比例往反应器中缓慢加入干燥的氟钛酸钾，快速搅拌5h后，生成海绵钛和钾冰晶石
Figure BDA00003238921100102
打开反应器盖，用虹吸泵抽出上层熔融的液态钾冰晶石将铝电解过程中的电解质补充体系
Figure BDA00003238921100103
以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和钾冰晶石KF·AlF3。每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
电解质中添加钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递增，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
对比例2
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；其中，补充体系为Na3AlF6、AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例2一致。
实施例3
称取1吨铝置于反应器中，抽真空后通入氩气保护，升温至780℃，按反应比例往反应器中缓慢加入干燥的氟硼酸钾，快速搅拌5h后，生成硼和钾冰晶石KF·AlF3，打开反应器盖，用虹吸泵抽出上层熔融的液态钾冰晶石KF·AlF3。以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和钾冰晶石KF·AlF3。每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
电解质中添加钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递增，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
对比例3
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；其中，补充体系为Na3AlF6、AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例3一致。
实施例4
称取5吨铝置于反应器中，升温至750℃，往反应器中缓慢加入干燥的氟硼酸钾与氟钛酸钾混合物2吨，氟硼酸钾与氟钛酸钾的摩尔比为1：1，快速搅拌4h后，由于铝过量，生成铝钛硼合金和钾冰晶石
Figure BDA00003238921100111
打开反应器盖，用虹吸泵抽出上层熔融的液态钾冰晶石
Figure BDA00003238921100112
将得到的钾冰晶石
Figure BDA00003238921100113
作为铝电解过程中的电解质补充体系，以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和钾冰晶石每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
电解质中添加钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递增，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。加入不断消耗的电解质基本体系中，可使电解温度明显下降，最终降低至850-880℃。由于钾冰晶石
Figure BDA00003238921100121
的腐蚀性比六氟铝酸钠的腐蚀性更强，为延长电解槽的使用寿命，电解槽的阳极及阴极最好经惰性表面处理。
对比例4
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；其中，补充体系为Na3AlF6、AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例4一致。
实施例5
称取1吨铝置于反应器中，抽真空后通入氩气保护，升温至750℃，按反应比例往反应器中缓慢加入干燥的氟硼酸钾与氟钛酸钾混合物，氟硼酸钾与氟钛酸钾的摩尔比为2：1，快速搅拌5h后，生成硼化钛和钾冰晶石打开反应器盖，用虹吸泵抽出上层熔融的液态钾冰晶石
Figure BDA00003238921100123
将得到的钾冰晶石
Figure BDA00003238921100124
作为铝电解过程中的电解质补充体系，以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和钾冰晶石
Figure BDA00003238921100125
每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
步骤C:电解质中添加钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递减，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
加入不断消耗的电解质基本体系中，可使电解温度明显下降，最终降低至870-890℃。由于钾冰晶石
Figure BDA00003238921100126
的腐蚀性比六氟铝酸钠的腐蚀性更强，为延长电解槽的使用寿命，电解槽的阳极及阴极最好经惰性表面处理。
对比例5
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；
其中，补充体系为Na3AlF6、AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例5一致。
实施例6
电解步骤如下：
步骤A:电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；
步骤B:将铝电解过程中的电解质补充体系以每批次加质量分数为0.2%至0.3%钾元素的含量为添加规则，添加氟化铝、Na3AlF6和AlF3，其中，Na3AlF6和AlF3的质量比为129：42，得到钾冰晶石1.5KF·AlF3。每日添加控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
步骤C:电解质中添加低分子比钾冰晶石后，随着钾浓度以加Al2O3在电解质中的溶解度也递增，但钾的质量含量不超过5%，控制钾元素的质量浓度在3%-5%之间。
对比例6
电解槽用Na3AlF6、AlF3和Al2O3体系开槽后运行3个月或以上直至炉膛规整为前提；其中，补充体系为Na3AlF6和AlF3，以每批次加质量分数为3%-5%钾元素的含量为添加规则，每日添加直至钾元素质量含量为5%为极限；其它条件与实施例6一致。
表1实施例1至3与对比例1至3的经济技术指标比较
Figure BDA00003238921100141
表2实施例4-6与对比例4-6的经济技术指标比较
Figure BDA00003238921100142
*表示一吨铝水的所消耗的氟化盐或钾盐，其中，氟化盐为Na3AlF6和AlF3的混合物，钾盐为本发明中所得到的低分子钾冰晶石。
由表1和表2可看出，采用本发明的方法以及补充体系，生产，在消耗相同的阳极材料的基础上，所消耗的氟化盐/钾盐更少，电流效率提高了，这样节约了能源，达到了节能减排的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的生产方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤A：将电解槽用Na3AlF6-Al2O3体系开槽启动后，连续运行，以Na3AlF6-AlF3作为电解质补充体系直至炉膛规整；
步骤B:将钾冰晶石作为铝电解过程中的电解质补充体系成份之一，并同步添加AlF3和Na3AlF6或者采用用AlF3，Na3AlF6和钾冰晶石混合后作为电解质补充体系进行添加;
步骤C：使用钾冰晶石作为铝电解补充体系电解质的过程中,控制电解槽内的电解质中钾元素的重量百分比的含量为3%-5%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石石选自mKF·AlF3，所述m为1.0-3.0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加电解质以每批次钾的质量浓度提升0.2%至0.3%为宜。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟锆酸钾中的一种或多种；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系低分子比钾冰晶石。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟硼酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系KF·AlF3。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟钛酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质
Figure FDA00003238921000021
Figure FDA00003238921000024
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入氟锆酸钾；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入摩尔比为2：1的氟硼酸钾和氟钛酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure FDA00003238921000023
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，抽真空后通入惰性气体，升温至700-850℃，加入摩尔比为2：1的氟硼酸钾和氟锆酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质
Figure FDA00003238921000031
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，升温至700-850℃，加入摩尔比为y：x的氟硼酸钾和氟钛酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure FDA00003238921000032
其中，所述铝过量加入,并且x和y不同时为0。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钾冰晶石的制备包括如下步骤：
步骤A:将铝置于反应器中，升温至700-850℃，加入摩尔比为y：x的氟硼酸钾和氟锆酸钾的混合物；
步骤B:搅拌4-6h后，将上层熔融的液体抽出，得到铝电解过程中的电解质补充体系
Figure FDA00003238921000033
其中，所述铝过量加入,并且x和y不同时为0。
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