鋁電解技術(shù)總結(jié)

鋁電解技術(shù)總結(jié)最近發(fā)表了一篇名為《鋁電解技術(shù)總結(jié)》的范文，覺得有用就收藏了，重新編輯了一下發(fā)到。篇一：鋁匯總1、 熔度：有兩種或更多的晶體組成的混合熔體，在冷凝時有一個固定的初晶溫度，即熔度2、 電導(dǎo)率：指長1cm，截面積1cm2的體積的熔體的電導(dǎo)，也稱比電導(dǎo)3、離子遷移數(shù):某種離子輸送電荷的數(shù)量，或輸送電荷的能力4、近程有序規(guī)律：根據(jù)液體與固體結(jié)構(gòu)相似的理論，晶體在略高于起熔點的溫度下，仍然有不同程度地保持著固態(tài)質(zhì)點所固有的有序排列5、熱分解：冰晶石熔化時進程有序排列（A1F63-）破裂程度6、分解電壓：維持長時間穩(wěn)定電解，并獲得電解產(chǎn)物所必需外加在兩極上的最小電壓（實際分解電壓理論分解電壓）理論分解電壓等于兩平衡電極電位之差7、潤濕角：又稱接觸角，是液滴曲面切線與所接觸的固相表面的夾角8、臨界電流密度：指在一定條件下，電解槽發(fā)生效應(yīng)時的最低陽極電流密度9、效應(yīng)系數(shù)：每晝夜發(fā)生陽極效應(yīng)的次數(shù)10、 鋁的電化當(dāng)量：在電解槽通過1A電流并經(jīng)1小時后，理論上陰極應(yīng)析出鋁的克數(shù)（C=0.3356g/A.h）11、 電流效率：當(dāng)電解槽通過一定的電量時，實際產(chǎn)鋁量與理論產(chǎn)鋁量之比。12、極距：極距是指陽極底掌到陰極鋁液鏡面之間的距離13、電能效率：生產(chǎn)一定數(shù)量的金屬鋁，理論上應(yīng)該消耗的能力和實際上消耗的能量之比（電能效率=電壓效率x電流效率）14、理論電耗率：單位產(chǎn)鋁量理論上所需要的能量15、理論電耗：為了使電解過程連續(xù)而穩(wěn)定的進行，理論上所應(yīng)付出的最低電能16、電解槽的能量平衡：指電解槽單位時間內(nèi)外部供給它的能量與它本身在周圍環(huán)境進行物質(zhì)交換與能量交換過程中所消耗的能量之間的平衡。A供=入消17、溫度基礎(chǔ)：能量平衡計算的基準溫度，或參照溫度I、 黑色金屬：Fe、Cr、Mn，有色金屬：包括除黑色金屬之外的所有金屬，分為：重金屬、輕金屬、貴金屬、稀有金屬。2、電解槽是電解煉鋁的核心設(shè)備。3、 在鋁工業(yè)生產(chǎn)初期，電解槽采用小型預(yù)焙陽極，這跟當(dāng)時電極工業(yè)的生產(chǎn)狀況相適應(yīng)。自焙陽極的采用，標志著鋁電解槽結(jié)構(gòu)型式發(fā)展的第二個階段；預(yù)焙陽極電解槽的現(xiàn)代化是鋁電解槽發(fā)展的第三個階段。4、 陽極結(jié)構(gòu)所經(jīng)歷的順序大致是：小型預(yù)焙陽極一側(cè)部導(dǎo)電自焙陽極一上部導(dǎo)電自焙陽極一大型不連續(xù)預(yù)焙陽極及連續(xù)預(yù)焙陽極一中間下料預(yù)焙陽極。5、 冰晶石一氧化鋁熔鹽電解法煉鋁工藝分為兩大組成部分：原料（包括氧化鋁和電解所需的其他原料**化鹽及炭素材料）的生產(chǎn)、金屬鋁的電解生產(chǎn)。預(yù)焙槽的結(jié)構(gòu)主要可分為：陽極裝置、陰極裝置、導(dǎo)電母線系統(tǒng)。7、鋁電解槽系列和電解廠房：在鋁電解生產(chǎn)中，是將許多同一類型的電解槽串聯(lián)起來，組成電解系列的，每臺電解槽的電流均相等。系列中的電解槽既可橫向排列，也可為縱向。即可設(shè)置雙行，也可設(shè)置單行。9、 一般說來，在純鹽熔體中添加其他化合物，都將使其初晶溫度。這是由于純鹽化合物添加了其他化合物混合熔體后，化合物中的質(zhì)點產(chǎn)生相互作用，削弱了原來質(zhì)點間的相互作用之故。10、 在鋁電解生產(chǎn)中，電解質(zhì)一鋁液界面張力增大，有利于鋁液鏡面的收縮，使鋁的溶解損失減少，從而提高電流效率。許多研究表明，往電解質(zhì)中添加CaF2和MgF2可使鋁損失降低。II、 能降低熔體表面張力的物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)，反之則為非表面活性物質(zhì)。12、潤濕角越大，潤濕性越差，界面張力大；潤濕角越小，潤濕性越好，界面張力小。13、 鋁電解質(zhì)的離子遷移是靠Na+來傳遞的。14、 遠程序：A1F+63-與Na之間的交替排列，延伸到較遠距離的質(zhì)點排列的一種規(guī)整性。Na+與F-距離為0.221—0.268nm。15、 理論分解電壓二兩個平衡電極電位之差值，亦即分解電壓在數(shù)值上等于這兩個電極所構(gòu)成的原電池的電動勢。實際分解電壓等于兩個非平衡電極電位的差值（實際分解電壓又稱極化電壓）。16、 陽極過電壓：陽極反應(yīng)的反應(yīng)過電壓、陽極電阻過電壓（氣膜電阻）、濃差過電壓、勢壘過電壓。17、 鋁電解槽上電流效率的降低主要原因：是由于已電解出來的鋁又溶解或機械混入到電解質(zhì)中，并被循環(huán)著的電解質(zhì)帶到陽極空間或電解質(zhì)表面為陽極氣體中的CO2或空氣中的氧所氧化。18、 鋁損失的機理分為：溶解、擴散、氧化三個步驟。19、電解溫度每降低10攝氏度，電流效率提高約1.5%。20、 電能效率=電壓效率乂電流效率。由于在一定條件下，理論電壓是常數(shù)，因此，電能效率只能隨著電流效率與電解槽平均電壓而變。21、 加料的目的：保持電解質(zhì)中氧化鋁濃度穩(wěn)定。加料的要求：勤加工，少下料。加料的好處：（1）氧化鋁熔解快，槽里不會產(chǎn)生沉淀；（2）可均勻保持低氧化鋁濃度，提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率；（3）使電解槽中的溫度波動小，保持電解槽平衡操作；4）減少陽極效應(yīng)的發(fā)生，使效應(yīng)系數(shù)減少到0.3以下。22、 出鋁：按照出鋁進度表出鋁。每次取出的鋁量差不多等于該期內(nèi)產(chǎn)出的鋁量。電解槽在出鋁之后通常保留一定厚度的鋁液層。出鋁周期：每兩次出鋁之間的時間（根據(jù)鋁電解槽容量大小而定）中型槽一般為1-2天，大型槽每天出一次。出鋁設(shè)備：真空抬包23、鋁電解槽的常規(guī)作業(yè)：加料、出鋁、陽極。24、鋁電解槽的全部生產(chǎn)過程包括三個階段：焙燒、啟動、正常生產(chǎn)。25、新電解槽的焙燒方法：電焙燒（焦粒焙燒法）、鋁液焙燒法、燃料焙燒法。26、新電解槽的焙燒目的：新槽在投入生產(chǎn)之前先要焙燒，其目的在于焙燒陽極（對預(yù)焙陽極而言，則為加熱）以及加熱陰極，達到預(yù)定溫度，以利于下一步的啟動操作。27、鋁電解槽啟動的任務(wù):是在槽內(nèi)熔化電解質(zhì)，同時開始電解。28、鋁電解槽啟動方式有：干式啟動、常規(guī)啟動29、 干式啟動：適用于啟動新系列中的頭幾臺槽，當(dāng)時電解廠房內(nèi)尚無現(xiàn)成的熔融電解質(zhì)可供使用，只好在本槽內(nèi)熔化所需的全部電解質(zhì)。30、 常規(guī)啟動：在開始時往槽內(nèi)倒入從其他槽中取出的熔融電解質(zhì)，以加速啟動過程，并縮短啟動時間。32、 陰極副反應(yīng)：鋁的溶解及損失，鈉離子的析出。33、 陽極副反應(yīng)：陽極氣體的二次氧化作用，陽極過電壓，陽極效應(yīng)。34、添加劑：以冰晶石為基本成分，向其中加入的其他成分，叫添加劑。35、密度：為了能使電解質(zhì)與鋁液很好的分離，要求兩者的密度差要大于0.2g/cm3.36、鋁電解用炭素材料主要包括：陽極糊、預(yù)制陽極塊、側(cè)部炭塊、底部炭塊。37、生產(chǎn)碳素陽極的原料：骨料（石油焦、瀝青焦）、粘結(jié)劑。38、由圖8—1知，煉鋁所用原料：直流電、冰晶石、氧化鋁、**化鹽、炭素材料。三、解答題1.鋁電解對電解質(zhì)的要求：①電解質(zhì)的熔度（初晶溫度）要低。即能保持鋁為熔融狀態(tài)（AlT熔=660C。，電T熔=950C。左右）又不要超過其熔點太多，否則，能耗大；②電解質(zhì)對氧化鋁的溶解度要大?？梢允闺娊膺^程的操作簡便，減少病槽；③電解質(zhì)的導(dǎo)電性要好。才能大幅度地降低能耗，提高電流效率，多產(chǎn)鋁；④電解質(zhì)對鋁的溶解度及損失要小。2.霍爾一埃魯特法（H—H法）基本原理：在電解溫度（950?960C。）下，冰晶石焚*化物呈熔化狀態(tài)，加入的氧化鋁AI2O3溶解于其中，形成熔融的電解質(zhì)。熔融電解質(zhì)是裝在電解槽的槽膛內(nèi)，炭素陽極部分沉于電解質(zhì)中，陽極底掌與炭素陰極上的一層熔融的鋁液保持一定的距離（極距），生產(chǎn)時鋁液便成為實際的陰極。直流電流通過陽極經(jīng)過電解質(zhì)層，由陰極導(dǎo)出，進行電解，此時，氧化鋁被分解，在陰極上不斷地產(chǎn)出鋁，陽極上不斷地有陽極氣體（主要為CO2）排出，這樣，AI2O3不斷地消耗，AI不斷地生成。AI2O3+1.5C=2AI+1.5CO2優(yōu)點：（1）冰晶石中不存在析出電位比鋁更正的元素，這樣可避免其他金屬離子在陰極上放電而降低鋁的質(zhì)量；（2）熔融的冰晶石易于溶解氧化鋁；（3）氧化鋁的熔點為2030C，而AI2O3與Na3AIF6形成熔體后，其初晶溫度降為930?980C；（4）熔融的冰晶石或冰晶石一氧化鋁熔體具有較小的密度；（5）有較合適的粘度；（6）具有較好的導(dǎo)電性；（7）氧化鋁一冰晶石熔體不與槽內(nèi)村起電化學(xué)反應(yīng)；（8）在電解溫度具有較小的揮發(fā)性。缺點：（1）AI2O3—Na3AIF6熔體這種電解質(zhì)的初晶溫度較高（能耗高）；（2）導(dǎo)電性還不夠好；（3）腐蝕性較強；（4）勞動條件較差，污染較嚴重（ALF3揮發(fā)，HF揮發(fā)）；（5）單位面積產(chǎn)能較低。3.鋁電解生產(chǎn)對電解質(zhì)性質(zhì)的要求：1、密度：鋁與電解質(zhì)之間的密度要大于0.2g/cm3，例如950C時，鋁液的密度為2.3g/cm3，電解質(zhì)的密度應(yīng)小于2.1g/cm3。2、導(dǎo)電度：大（減少能耗，降低成本）。3、表面性質(zhì)：（1）鋁液與陰極炭塊之間的界面張力要大（界面張力小，會滲入陰極炭塊，導(dǎo)致破裂，形成早期破損），濕潤角大，濕潤性差；（2）鋁液與電解質(zhì)之間的界面張力要大（濕潤角大，濕潤性差）；（3）電解質(zhì)與陽極炭塊之間的界面張力要小，濕潤角小，濕潤性好；（4）鋁液與側(cè)面炭塊之間的界面張力要大；（5）電解質(zhì)與側(cè)面炭塊之間的界面張力要大。4、粘度：適當(dāng)（分子比2.7—2.5時，電解初期3.65—3.50厘泊，電解末期2.95—2.80厘泊）。5、 蒸氣壓：蒸氣壓要小一些（電解質(zhì)的揮發(fā)?。?、 遷移數(shù)：某種離子（如Na+）遷移數(shù)要大，整個電解質(zhì)導(dǎo)電性能好。7、鋁在電解質(zhì)中的溶解度要?。ㄋ嵝院茫?。8、 電解質(zhì)中鈉離子濃度不能太高（防止Na+在陰極上放電）（酸性）。9、 電解質(zhì)的熔度（即初晶溫度）要低，在氧化鋁中加入冰晶石可降低溫度（省電）。10、結(jié)殼要松軟，便于加工（酸性比堿性好）。注意：7、8、9、10是工業(yè)鋁電解槽采用酸性電解質(zhì)的原因，鋁電解分子比是指在電解質(zhì)溶液中，NaF與A1F3的摩爾之比。5.處于正常生產(chǎn)狀態(tài)的電解槽的外觀特征有：（1）火焰從火眼強勁有力地噴出，火焰的顏色為淡紫藍色或稍帶黃線；（2）槽電壓穩(wěn)定，或在一個很窄的范圍內(nèi)波動；（3）陽極四周邊電解質(zhì)“沸騰”均勻；（4）炭渣分離良好，電解質(zhì)清澈透亮；（5）槽面上有完整的結(jié)殼，且疏松好打。6.鋁電解生產(chǎn)中向電解質(zhì)加入添加劑的目的是：為了改善原有電解質(zhì)性質(zhì)，滿足生產(chǎn)過程對電解質(zhì)性質(zhì)的要求。對加入的添加劑的基本要求：（1）在電解過程中不被電解成其他組成元素而影