鋁電解生產(chǎn)工藝流程設計-全文預覽
【正文】 擇電解質(zhì)水平2224cm，鋁水平2022cm。 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。cm2；本次設計選用300kA電解槽。 第三章 技術(shù)條件及經(jīng)濟技術(shù)指標選擇 技術(shù)條件正常生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括：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、陽極效應系數(shù)等。 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。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。（1）化學純度要求氧化鋁中雜質(zhì)含量和水分要低。氧化鋁有七種晶型，最常見的是αAl2O3，又稱剛玉型氧化鋁。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。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。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，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℃970℃下，在電解槽內(nèi)的兩極上進行電化學反應，既電解。日本鋁工業(yè)的衰落，除資源貧乏之外，最主要的是能源短缺。（3）電解鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標向著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽和低污染的方向加快進步西方國家先進電解鋁技術(shù)的發(fā)展，體現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟指標的先進性上：a、槽型大，電流強度達到300kA以上；b、電流效率高，一般達到94%95%，個別企業(yè)已經(jīng)提高到96%；c、噸鋁直流電耗低，一般為1320013400kWh，個別企業(yè)已經(jīng)降低到13000kWh。如加拿大鋁業(yè)公司投資19億美元正在建設的阿爾瑪 （Alma）鋁廠，年產(chǎn)能40萬噸；2001年6月，由比利頓（Billiton）礦業(yè)公司控股的莫桑比克鋁冶煉公司，；法國普基鋁業(yè)公司計劃在委內(nèi)瑞拉建設一個年產(chǎn)能達46萬噸的電解鋁廠；幾內(nèi)亞擬在未來45年內(nèi)投資25億美元新建一個年產(chǎn)能達30 萬噸的電解鋁廠及相關(guān)項目。為了大幅度提高電解法能量效率和減少二氧化碳排放量, 國外開展力求降低陰陽極之間電壓降的工業(yè)試驗, 采用炭陽極開溝槽、 TiB2可濕潤陰極、 惰性陽極、 導流式或雙極多室式新型結(jié)構(gòu)電解槽等新工藝新技術(shù)新材料新設備。表12 彼斯涅AP30—AP50電解槽發(fā)展過程中的主要設計參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標表開發(fā)應用抗熔體滲透的槽襯耐火材料、 熱電偶套管、 優(yōu)質(zhì)炭素陰陽極、 可濕潤陰極和惰性陽極等新型材料。應用了半連續(xù)傳感器實時在線檢測控制溫度、 過熱度、 分子比、 熔體高度和氧化鋁濃度。h/t(Al), 槽壽命達2000天。表12為彼斯涅AP30—AP50電解槽發(fā)展過程中的主要設計參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標。國外大容量(300 KA以上) A/cm2以上, 主要經(jīng)濟技術(shù)指標: 電流效率93%~95%, 直流電耗13000~13500 kW該系列是在原300 KA電解槽技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的第二代超大型電解槽, 該槽日產(chǎn)量3 t, 電流效率94%, 電耗13800 kW 第一章 概述 鋁電解工業(yè)現(xiàn)狀 目前, 電解鋁工業(yè)仍以改善和提高霍爾埃魯法電解槽技術(shù)水平為主, 著力于節(jié)能減排, 降低能耗、 物耗和原鋁成本, 在從源頭上就減少氣固廢物料污染的同時, 加強廢物料廢鋁的無害化和資源化處理, 實現(xiàn)資源再生和循環(huán)利用, 進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和擴大產(chǎn)品種類。最近, 俄羅斯鋁業(yè)啟動了電流強度為400 KA的RA400槽型電解槽系列兩條。600~740 KA超大容量電解槽也在開發(fā)研究中。h/t(Al)。(2)槽電壓和電解穩(wěn)定性均較高, 電解質(zhì)過熱度都較低, 不超過10℃, 槽膛內(nèi)形中爐幫和伸腿的固相結(jié)殼厚度穩(wěn)定合理, 因此電流效率高, 可達95%~96%, 電耗可低到13000 kW采用的物理場數(shù)學模型精確有效, 電解槽結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量高, 槽電解運行穩(wěn)定性好, 電流效率可達95%~96%。這樣不僅電流效率高、 炭耗低, 而且電解槽壽命長。 kg/t(Al)水平。西方新建或改造電解鋁的起步規(guī)模平均在2550萬噸之間。（2）鋁電解槽日趨大型化或超大型化，其科技含量、智能化程度越來越高冰晶石氧化鋁電解法發(fā)明110多年來，電解槽設計逐漸合理，容量大幅度增加，其科技含量、智能化程度越來越高，發(fā)展大型或超大型高效率、智能化的鋁電解槽已經(jīng)成為當今電解鋁企業(yè)技術(shù)進步的標志和趨勢，世界鋁電解工業(yè)的技術(shù)及裝備水平已經(jīng)有了很大提高，在生產(chǎn)規(guī)模、電解槽容量、計算機應用、機械化和自動化 程度以及煙氣治理等方面都有了較大的進步變化。日本現(xiàn)在主要靠在海外投資來獲取金屬鋁，仍保持人均年耗鋁28kg的高水平。 第二章 鋁電解工藝 鋁電解工藝流程：現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石—氧化鋁融鹽電解法。陽極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳氣體，其中含有一定量的氟化氫等有害氣體和固體粉塵。 陽極：2O2ˉ4eˉ=O2↑ 陰極:Al3+ +3eˉ=Al 其生產(chǎn)工藝流程如圖21所示。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。鋁電解對氧化鋁的化學純度和物理性能有較高要求。表11 國產(chǎn)氧化鋁質(zhì)量標準（YB81475）產(chǎn)品級別化學成分/%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，加料時的飛揚損失要小，并且能夠嚴密的覆蓋在陽極炭塊上，防止器暴露于空氣中而被氧化。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。這種熔液在電解溫度下能夠很好的導電。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。產(chǎn)量大的鋁廠，如年產(chǎn)20萬t以上，以大電流為好，280kA、300k
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