鋁電解生產(chǎn)工藝流程設(shè)計-文庫吧
2025-01-02 05:12 本頁面
【正文】 澄清后。 其生產(chǎn)工藝流程如下圖： 氧化鋁 氟化鹽 碳陽極 直流電 ↓ ↓ ↓ ↓ 排出 陽極氣體 電解槽 ↑ ↓ ↓ 廢氣 ← 氣體凈化 鋁液 ↓ ↓ 回收氟化物 凈化澄清 ↓ ↓ ↓ 返回電解槽 澆注 軋制或鑄造 ↓ ↓ 鋁錠 線坯或型材 方程： 電解鋁就是通過電解得到的鋁. 重要通過這個方程進(jìn)行：2Al2O3==通電4Al+3O2。 陽極：2O2ˉ4eˉ=O2↑ 陰極:Al3+ +3eˉ=Al 其生產(chǎn)工藝流程如圖21所示。圖21鋁電解工藝流程圖 生產(chǎn)原料 原料煉鋁的原料是氧化鋁。氧化鋁是當(dāng)前冰晶石氧化鋁熔鹽電解法的唯一原料，是一種由礦石中提煉出來的有一定粒度要求的白色粉狀物，熔點2050℃，沸點為3000℃，cm3假密度為1gcm3.。流動性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔體中，是鋁電解生產(chǎn)中的主原料。氧化鋁有七種晶型，最常見的是αAl2O3，又稱剛玉型氧化鋁。它主要是不斷的補(bǔ)充電解質(zhì)中的鋁氧氟配合離子，使其保持一定的范圍濃度，以保證電解的持續(xù)進(jìn)行。為了取得良好的生產(chǎn)指標(biāo)，對氧化鋁的要求是非常嚴(yán)格的。鋁電解對氧化鋁的化學(xué)純度和物理性能有較高要求。（1）化學(xué)純度要求氧化鋁中雜質(zhì)含量和水分要低。工業(yè)氧化鋁中通常含有Al2O3 %以及少量的SiOFe2OTiONa2O、CaO和H2O。表11為按化學(xué)純度分級的國產(chǎn)氧化鋁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表11 國產(chǎn)氧化鋁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（YB81475）產(chǎn)品級別化學(xué)成分/%代號Al2O3含量不少于雜質(zhì)含量不大于SiO2Fe2O3Na2O灼堿一級Al2O31二級Al2O32三級Al2O33四級Al2O34五級Al2O35六級Al2O36（2）物理性能通常要求他具有較小的吸水性，粒度適宜，能夠較多較快的溶解在熔融冰晶石里，加料時的飛揚(yáng)損失要小，并且能夠嚴(yán)密的覆蓋在陽極炭塊上，防止器暴露于空氣中而被氧化。另外，氧化鋁覆蓋在電解質(zhì)結(jié)殼上，還起良好的保溫作用。用于氣體凈化時，要求氧化鋁具有較好的活性和足夠的比表面積。工業(yè)用氧化鋁通常是兩種同素異構(gòu)體的混合物，即αAl2O3和βAl2O3.生產(chǎn)每噸鋁理論上需要氧化鋁1889kg。實際上由于工業(yè)氧化鋁中含Al2O3 %左右，且在運輸和加料過程中還存在塵散損失，所以生產(chǎn)每噸鋁所消耗的工業(yè)氧化鋁量約為19201940kg。 輔料冰晶石是鋁電解中氧化鋁的熔劑，而氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰等氟化鹽則用作調(diào)整和改善電解質(zhì)性質(zhì)的添加劑，是鋁電解生產(chǎn)中的副原料。氟化鋁是主要的添加劑，主要用于降低電解質(zhì)的分子比，從而降低電解溫度。氧化鋁可溶于油冰晶石和其他幾種氟化物組成的熔劑里，構(gòu)成冰晶石氧化鋁熔液。這種熔液在電解溫度下能夠很好的導(dǎo)電。cm3，cm3小，而能夠保證與鋁液分層。這種熔液里基本不含比更正鋁電性的元素，從而能夠保證鋁的純度及電流效率。 第三章 技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)選擇 技術(shù)條件正常生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：電流效率、電解溫度、電解質(zhì)水平、陽極電流密度、鋁水平、極距、電解質(zhì)分子比、陽極效應(yīng)系數(shù)等。這些指標(biāo)互相影響，總的來說，在一定時期內(nèi)盡可能地保持其相對穩(wěn)定。 電流強(qiáng)度原則上說，大廠用大電流的電解槽，小廠用小電流的電解槽。產(chǎn)量大的鋁廠，如年產(chǎn)20萬t以上，以大電流為好，280kA、300kA、皆可；而年產(chǎn)量在520萬t的鋁廠，則以160280kA為主；年產(chǎn)5萬t一下可選擇60160kA。本次設(shè)計選用300kA電解槽。 電流密度電流密度是指單位導(dǎo)電面積上的電流強(qiáng)度D=I/S。對于6075kA的側(cè)插槽，cm2；對于80110kA的上插槽，cm2；cm2。cm2。 解質(zhì)水平與鋁水平電解質(zhì)水平是指電解槽中電解質(zhì)的深度。鋁水平指電解槽中鋁液的深度。保證電解質(zhì)水平和鋁水平在一定的范圍，是穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。通常，電解質(zhì)水平為1622cm，而鋁水平為2030cm。本設(shè)計選擇電解質(zhì)水平2224cm，鋁水平2022cm。極距是指陽極底面與鋁液鏡面間的距離。極距的變化會引起電解質(zhì)壓降的變化，造成槽電壓的波動，影響生產(chǎn)。電解質(zhì)中NaF的摩爾數(shù)與AlF3的摩爾數(shù)之比稱為電解質(zhì)分子比，簡稱分子比。電解質(zhì)分子比與電解溫度相適應(yīng)，一般選擇高分子比的電解質(zhì)，其電解溫度也相應(yīng)提高。目前多選用較低分子比的電解質(zhì)組成。為電解能正常進(jìn)行，電解溫度一般至少高于電解質(zhì)初晶溫度20℃以上，根據(jù)槽型及電解質(zhì)分子比的不同，電解溫度一般在930960℃。本設(shè)計選擇940950℃。陽極效應(yīng)是熔鹽電解過程中發(fā)生在陽極上的特殊現(xiàn)象，某一系列電解槽平均每臺電解槽每天發(fā)生陽極效應(yīng)的次數(shù)稱為效應(yīng)系數(shù)，日即可。本設(shè)計中效應(yīng)系數(shù)（槽日）。鋁電解的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有電流效率、槽電壓、原鋁直流電耗、炭耗、氟化鹽消耗等。電流效率指某臺電解槽的日產(chǎn)原鋁量與理論日產(chǎn)原鋁量之比。電流效率是鋁電解生產(chǎn)過程中的一項非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前電解煉鋁的電流效率一般在88%95%本設(shè)計中的電流效率為94%。槽電壓是電解槽電壓表上所指示的電壓值，也稱工作電壓。一般，100150kA的上插槽，60130kA的側(cè)插槽。鋁電解槽內(nèi)析出每噸鋁所消耗的直流電能稱為原鋁直流電耗，就是電能消耗率。本設(shè)計中的電能消耗率小于
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