電解鋁工藝流程

1、電解鋁工藝電解鋁-簡介電解鋁就是通過得到的?，F代電解鋁工業(yè)生產采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是，氧化鋁作為，以作為陽極，作為陰極，通入強大的直流電后，在950 C -970 C下，在內的兩極上進行電化學反應，既電解。電解鋁-工藝流程電解鋁生產過程鋁電解工藝流程：現代鋁工業(yè)生產采用冰晶石一氧化鋁融鹽電解法。是溶劑，作為溶質，以碳素體 作為陽極，鋁液作為陰極，通入強大的直流電后，在950 C -970 C下，在電解槽內的兩極上進行電化學反應，既電解?；瘜W反應主要通過這個方程進行：2AI2O3=4AI 302。陽極：202 -4e - =O2f陰極：AI33e_ =AI。陽極產物主要是和氣

2、體，其中含有一定量的等有害氣體和固體粉塵。為保護環(huán)境和人類健康 需對陽極氣體進行凈化處理，除去有害氣體和粉塵后排入大氣。陰極產物是鋁液，鋁液通過真空抬包從 槽內抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內經凈化澄清后，澆鑄成鋁錠或直接加工成線坯.型材等。其生產工藝流程如下圖： 氧化鋁氟化鹽碳陽極排出陽極氣體f J J廢氣氣體凈化J J回收氟化物凈化澄清返回電解槽澆注軋制或J J鋁錠線坯或型材電解鋁-產業(yè)特點電解鋁世界上所有的鋁都是用電解法生產岀來的。鋁電解生產采用霍爾-埃魯冰晶石-氧化鋁融鹽電解法，即以冰晶石為主的作為熔劑，氧化鋁為組成多相電解質體系。其中二元系和Na3AIF6-AIF3-AI2O3三元系是

3、工業(yè)的基礎。電解鋁工業(yè)對環(huán)境影響較大，屬于高耗能，高行業(yè)。電解鋁生產中排岀的廢氣主要是C02以及以HF氣體為主的氣-固氟化物等。C02是一種溫室氣體，是造成全球氣候變暖的主要原因。而中的 CF4和C2F6其溫室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且會對造成不同程度的影響。HF則是一種劇毒氣體，通過皮膚或呼吸道進入人體，僅需便可以致死。電解鋁-發(fā)展現狀電解鋁中國鋁電解技術自 70年代末引進160KA中間下料預焙槽技術之后，從消化國外技術開始，揭開了中國 現代鋁電解技術發(fā)展的序幕，以熱電磁力特性及磁流體數學模型研究為核心，在工藝、材料、過程控制 及配套技術等方面展開了廣泛深入的研究工作。

4、九十年代以來，在基礎理論、大型鋁電解槽開發(fā)以及工 程應用取得了一系列成果，開發(fā)成功了280、320KA以上的特大型電解槽技術，使的技術進步令人注目大容量電解槽的開發(fā)，使中國鋁電解技術總體上達到了國際先進水平，電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的 改變。實際運行指標差。由于開發(fā)時間短，對中國大型鋁電解槽在生產領域的深層次開發(fā)明顯不足，致使實際 運行指標的生產指標與國際先進水平還有較大差距。多數在大負荷、小電網環(huán)境下運行，安全隱患多。鋁電聯營是中國電解鋁企業(yè)發(fā)展的趨勢之一，但同時在技術上也存在相應的問題。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個系列產能可達20萬噸以上），巨大的用集中在一個生產系列上（一般達

5、40萬KW以上），電解系列生產的任何波動都會造成電網或自備電廠較大的影響，甚至威脅供電安全。缺乏建立在對破損機理與規(guī)律透徹掌握基礎上的“精細設計”技術和提高槽壽命的綜合技術措施，難以 達到設計壽命，早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認為的陰極質量方面的原因 外，電解槽的、筑爐、筑爐、焙燒啟動、正常生產操作及生產管理等方面均存在一些問題。導致這些問 題的深層次原因是，中國尚缺乏對鋁電解槽破損（常稱為陰極破損）機理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎 上的“精細設計”技術和提高槽壽命的綜合技術措施。隨著電解槽容量的不斷擴大，槽壽命問題就更加 突出。缺乏先進的生產操作技術，作業(yè)成本高。中國3

6、00KA級的特大型預焙鋁電解槽投入工業(yè)應用的時間短。又不能完全照搬以前在大型預焙槽上的相關經驗（這些經驗也有很大局限性）。焙燒啟動過程中電流分 布不均的問題更突岀且焙燒啟動過程中的能耗大；投入運行后電解槽的場（電場、磁場、流場）容易波 動，熱平衡的維持較困難；槽電阻極易受外界的干擾而波動，陽極效應發(fā)生后熄滅困難，且由于電解槽 的慣性大，一旦岀現槽況波動或槽況異常現象，很難快速恢復正常。就中國電解鋁整體生產狀態(tài)而言，能源綜合利用效率要比國際先進水平低15%左右，主要表現在：電流效率相差2-3個百分點；噸鋁電耗相差300-800Kwh ;電解鋁用陽極生產過程能耗相差3Gj/t左右；電解鋁陽極消耗相

7、差 30-60Kg （折合標準煤約 75-150Kg ）;電槽槽壽命相差 1000天左右；陽極效應系數國 際先進為次/天.槽以下，中國最好水平在次/天.槽左右。中國電解鋁行業(yè)從 2002年開始，電解鋁產量開始過剩，受下游行業(yè)需求下降影響，中國2008年電解鋁過剩預計達到50萬噸。電解鋁需求增速放緩，受影響，來自和的需求增速大幅下滑，而來自于電力設 備行業(yè)的需求仍保持快速增長，對電解鋁的需求量保持穩(wěn)定，2008年電解鋁需求增速在 10%左右。中國土礦資源稀缺，產能擴張不可持續(xù)。中國礦稀缺，鋁礦資源只能維持10年，中國的資源不可能再支撐電解鋁行業(yè)年均 20%左右的擴張速度。電解鋁的生產成本價在15

8、000元/噸-17500元/噸，而電解鋁的價格僅為13400元/噸，行業(yè)虧損嚴重。原料進一步下跌，中國電解鋁企業(yè)的平均生產本也在15000元左右，因此鋁價大幅下跌的可能性很小。2009年6月份左右鋁價有可能回到15000元/噸。電解鋁-供應狀況電解鋁用途廣泛全球電解鋁產量平穩(wěn)增長，增產動力依然來自于中國。2005年世界電解鋁產量 3191萬噸，同比增長了 %其中中國產量 767萬噸，同比增長了 % 2006年全球電解鋁產量達到3380萬噸。6月份全球（不包括中國）萬噸，較5月份日均產量增長了700噸，環(huán)比增長。6月份國內電解鋁產量萬噸，日均產量電解鋁產量萬噸，較五月份日平均產量增長了1975噸

9、，環(huán)比增長。中國依然是全球電解鋁增產的主動力，由于中國產量占全球產量的比重高到%中國產量的變化趨勢對全球電解鋁供應起到了決定性的作用。中國電解鋁行業(yè)發(fā)展的狀況決定中國國內電解鋁供應一直較為充裕，2005年電解鋁平均產能 1070萬噸，產能利用率75%從6月份國內數據看，中國的產能已經得到了一定程度的釋放。中國建電解鋁項目11個，建設總能力112萬噸，尚有10個擬建電解鋁項目， 總能力140萬噸。2006年電解鋁生產能力達1160萬噸，2007年達1250萬噸。電解鋁建設工藝簡單技術含量低建設周期短，有充足資金投入，從開工到 建成投產僅需要了 9個月。電解鋁上游行業(yè)產能迅速擴張，產業(yè)鏈向電解鋁行

10、業(yè)延伸，成為電解鋁產能增長的主要動力。電解鋁行 業(yè)所處的成長發(fā)展階段決定了產量增長是主基調，電解鋁企業(yè)競爭，重組購并，不斷擴張，行業(yè)集中度 提高，也將推動產能的增長。電解鋁行業(yè)的購買方即鋁消費商，在中國經濟的快速發(fā)展，中國城市化進 程中基礎設施、公共事業(yè)、住房和汽車等消費品，極大地帶動中國電解鋁消費需求。電解鋁行業(yè)處于高 速發(fā)展成長期階段，行業(yè)優(yōu)勝劣汰，行業(yè)集中度不斷提升。2003年至電解鋁總產量從 554萬噸上升至767萬噸，增產213萬噸，其中僅中國十大實現增產91萬噸。生產廠家從 141家減少至95家，單個廠家平均生產規(guī)模從的萬噸上升至2005年8萬噸。電解鋁節(jié)能生產有了新思路找準節(jié)能方

11、向近年來，我國的行業(yè)飛速發(fā)展，取得了不俗的成績，預計2011年中國產能將達到萬噸，成 為世界最大的產鋁大國。但是我國工業(yè)與國外先進工業(yè)，在過熱度、電流效率、槽壽命等方面仍有著明顯差距。改變這種狀況的直接有效手段，是對現有生產工藝進行改進，這是提高電流效率、實現電解節(jié)能生產的直接方向。國內與國外電解生產工藝的對比如下表所示。通過上面的表格不難看岀，生產工藝的差異是造成我國工業(yè)落后于國際先進水平的重要原因之一。國內各廠都以電解質分子比作為控制溫度的首要因素。以分子比為控制依據，通過調整物料添加間隔,將電解溫度控制在一個穩(wěn)定值附近。但是，在調整溫度穩(wěn)定的過程中，的過熱度是在隨著槽溫升降不 斷變化的。

12、 經實驗研究表明 , 在工業(yè)上 , 當過熱度恒定時 , 電解溫度的高低對電流效率幾乎沒有什么影響電流效率更依賴于過熱度。使用分子比作為控制依據 , 這種工藝體系存在一定弊端。 首先,受到電解質成分復雜的影響 , 分子比的測試數據準確性無法保證 ,誤差甚至達到 5%;其次 ,在控 制過程中 ,將分子比換算后得到初晶溫度 ,容易引入人為誤差 ,造成初晶溫度值不準確 ; 最后,為了保證穩(wěn) 定運行 ,槽溫（電解質溫度 ）依據不準確的分子比數據進行控制, 數據間偏析較大。 基于初晶溫度來控制過熱度的生產工藝研究 ,將對電解生產帶來革命性的意義。 以鋁電解質初晶溫度為主要指標 , 通過初晶溫度 來調整物料

13、平衡、能量平衡，來控制過熱度在 810C ,可以提高電流效率到1個百分點，降低噸鋁電耗，穩(wěn)定槽況 , 具有較高的經濟效益和環(huán)境效益。在當前生產條件下, 需要改進電解工藝和化驗分析體系 , 以電解質初晶溫度作為生產控制過程中的核心參數。新舊工藝體系的對比如圖所示。北京核心動力科技有限公司推出的自動初晶溫度測量設備, 與以往通過測量分子比計算初晶溫度再控制溫度的方法相比 , 通過直接測量電解質的初晶溫度來控制過熱度 , 簡化了測量步驟 , 減少了測量環(huán)節(jié) 降低了測量過程中引入的誤差。與傳統(tǒng)工藝體系結構相比, 以初晶溫度為核心的工藝體系更直觀、更清晰。通過實測初晶溫度數據可以得到真實過熱度 , 以初晶溫度來控制過熱度 , 可以消除傳統(tǒng)工藝體