【正文】 中鋁廣西分公司的前身是平果鋁業(yè)公司。在查閱有關(guān)文獻(xiàn)、翻閱了自己所學(xué)的相關(guān)課程下，對(duì)我 國(guó)鋁工業(yè)的發(fā)展、國(guó)際煉鋁的綜合情況進(jìn)行了簡(jiǎn)明的論述；并通過(guò)對(duì)冰晶石熔鹽電解法同其他電解法法比較，確定了冰晶石熔鹽電解的方案，選用并論證了 280KA 電解槽的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 中鋁廣西分公司傳 承原平果鋁業(yè)公司的經(jīng)營(yíng)性資產(chǎn)，是集礦山開(kāi)采和氧化鋁、電解鋁生產(chǎn)于一體的特大型鋁冶煉聯(lián)合企業(yè)。 中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司的主要產(chǎn)品是注冊(cè)商標(biāo)為 “右江 ”的系列產(chǎn)品 “右江 ”牌氧化鋁、氫氧化鋁、重熔用鋁錠。真空鍍鋁膜和多晶硅薄膜結(jié)合，就成為便宜輕巧的太陽(yáng)能電池材料。 鋁的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史 鋁是我們非常熟悉的金屬，早在公元前 5 世紀(jì)就有了應(yīng)用明礬作收斂劑、媒染劑的記載。 我國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展近況 鋁業(yè)背景 中國(guó)鋁工業(yè)經(jīng)過(guò) 50 年的發(fā)展，到 20xx 年已建立了龐大的產(chǎn)業(yè)群，涵蓋了鋁礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工等門類齊全的鋁工業(yè)體系。 國(guó)家已把低品礦脫硅技術(shù)列為 973 重點(diǎn)專項(xiàng)，由中南大學(xué)張 天明教授帶領(lǐng)課題組研發(fā)，一旦工業(yè)化，將使我國(guó)的鋁礦資源多使用 50 年！ 已有不少關(guān)于電解鋁惰性電極的研究，一旦突破，電解鋁成本將大幅下降； 20xx 年，我國(guó)鋁壓鑄業(yè)廠家約 20xx 家，年產(chǎn)量達(dá) 40 萬(wàn)噸，產(chǎn)值約 200 億元； 以河南為中心的板帶箔得到較大發(fā)展，開(kāi)始打破 了以 鋁材為重點(diǎn)的格局； 佛山市南海區(qū)鋁型材行業(yè)協(xié)會(huì)于 20xx 年底組建技術(shù)專家委員會(huì)，為南海鋁型材的發(fā)展提供技術(shù)支持。廣東和河南兩省產(chǎn)量排位繼續(xù)保持前兩名，所占比例仍在上升。 出口 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 20xx 年，中國(guó)鋁材凈出口量增加了 %（見(jiàn)表 2）。 （ 4）工業(yè)型材、高檔節(jié)能型建筑型材產(chǎn)品比例增加。經(jīng)過(guò)近幾年激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和淘汰，鋁加工企業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，出現(xiàn)了一定程度的的集中，例如 20xx 年，全國(guó)鋁擠壓型材廠產(chǎn)量位居前 10 家的產(chǎn)量占全國(guó)的 15％左右。 20xx 年 7 月 1 日起，取消了鋁加工產(chǎn)品的出口退稅，在 20xx 年 8 月 1 日起，取消了原鋁的進(jìn)口關(guān)稅。在未來(lái)短短 3 年之內(nèi)，使我國(guó)鋁加工業(yè)達(dá)標(biāo)，難度是相當(dāng)大的，充滿了挑戰(zhàn)。為適應(yīng)我國(guó)鋁行業(yè)的發(fā)展，隨著鋁表面技術(shù)處理技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)鋁合金表面處理更高的要求，有新的鋁及鋁合金相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。 交通 運(yùn)輸業(yè)大量使用工業(yè)型材是拉動(dòng)工業(yè)鋁型材快速增長(zhǎng)的動(dòng)力， 21 世紀(jì) 交通 運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的首選材料就是鋁合金。 （ 3）人才需求旺盛，高素質(zhì)鋁業(yè)人才的機(jī)遇。烏拉爾鋁業(yè)公司同意被規(guī)模更大的俄羅斯鋁業(yè)公司收購(gòu)，組成俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司，一躍成 為全年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 球最大的鋁生產(chǎn)商。挪威海德魯鋁業(yè)公司負(fù)責(zé)鋁金屬業(yè)務(wù)的副總裁托爾施泰因 對(duì)中國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展前景的認(rèn)識(shí) 一 、中國(guó)鋁消費(fèi)將持續(xù)增長(zhǎng) 經(jīng)驗(yàn)表明在工業(yè)化階段，原鋁消費(fèi)量呈 S 型增長(zhǎng)。鋁是減重、節(jié)能、環(huán)保可循環(huán)使用的綠色材 料，鋁在其生命周期中對(duì)人類與環(huán)境的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其一次性生產(chǎn)中的負(fù)面影響，對(duì)建立資源節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展社會(huì)意義重大。 總之，中國(guó)鋁工業(yè)發(fā)展前景是光明的，而發(fā)展是曲折的，困難與問(wèn)題是暫時(shí)的。 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 中國(guó)對(duì)進(jìn)口氧化鋁需求的增長(zhǎng)拉高了氧化鋁價(jià)格。 國(guó)際鋁市場(chǎng)價(jià)格受中國(guó)因素影響波動(dòng)加大。 中國(guó)鋁加工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步提高。 中國(guó)鋁工業(yè)國(guó)際合作空間不斷擴(kuò)大 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 中國(guó)需要鋁土礦氧化鋁的長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴。 在全球鋁市場(chǎng)鏈條中，中國(guó)因素已經(jīng)是最活躍的因素，充滿確定也有著諸多不確定，應(yīng)該善于在不確定中把握確定的因素。全縣 轄 8 個(gè) 鎮(zhèn) 9 個(gè)鄉(xiāng)，共 180 個(gè)行政村（社區(qū)），縣人民政府駐地是馬頭鎮(zhèn)。 地形地貌 百色地區(qū)東西長(zhǎng) 320 公里，南北寬 230 公里，地形為南北高中間低，地勢(shì)走向由西北向東南傾斜，屬于典型的山區(qū) ，在總面積中，山區(qū)占%，丘陵、平原緊占 %。其地下水由大氣降水補(bǔ)給。巖溶初期查明，當(dāng)?shù)貛r溶發(fā)育的基本特點(diǎn)是受巖性、構(gòu)造、地下水、右江（區(qū)域巖溶水排泄基面）和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素的綜合控制，由于這些因素存在多種多樣的組合形態(tài)，才導(dǎo)致了復(fù)雜多樣的巖溶現(xiàn)象 。 隨著國(guó)家 “西部大開(kāi)發(fā) ”戰(zhàn)略的實(shí)施和 “中國(guó)一東盟自由貿(mào)易區(qū) ”的建立，廣西已將鋁工業(yè)定為自治區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，計(jì)劃把百色建成全國(guó)乃至亞洲重要的鋁工業(yè)基地，力爭(zhēng)到 “十一五 ”中期，百色鋁工業(yè)形成年產(chǎn) 500 萬(wàn)噸氧化鋁、 100 萬(wàn)噸電解鋁、 70 萬(wàn)噸鋁加工的規(guī)模。百色煤的產(chǎn)量 在廣西超過(guò) 60％，廣西最大的煤礦之一右江礦務(wù)局距平果鋁廠僅 60 公里，廣西另一個(gè)主要煤礦合山礦務(wù)局距平果鋁廠也不過(guò) 200 多公里。此外，平果是廣西重要輸電走廊通過(guò)的重鎮(zhèn)，三回天廣 500 千伏輸電線路穿城而過(guò)，縣城有 1 座 500kv變電站、 2 座 220kv變電站 2 座 110kv變電站，可以便利地下載電能，電力充足。由此可見(jiàn)氯化鋁電解法目前無(wú)法得到工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。陽(yáng)極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳，但其中含有一定量的 HF 和 CF4 等有害氣體和固體粉塵。 電流效率 電流效率是鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。綜合有關(guān)條件考慮，我的設(shè)計(jì)選取的電流效率為 94%。目前，全世界電解煉鋁的電流效率一般都在 90%以上。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證 正常生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括有：電流效率、電解溫度、 電流密度、陽(yáng)極 電流密度、極距、鋁水平、電解質(zhì)水平、陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)、電能消耗率、平均電壓、氧化鋁單耗、陽(yáng)極炭塊單耗、冰晶石單耗、氟化鋁單耗、氟化鎂單耗、分子比、單槽日產(chǎn)量等。到目前為止，這種研究工作都是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的。 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 第三章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電解方案的選擇與論證 對(duì)于制鋁的方法很多，目前比較常見(jiàn)的有冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法、氯化鋁熔鹽電解法以及電熱法。百色還有較豐富的水力發(fā)電資源，可開(kāi)發(fā)利用的水電資源約 600 萬(wàn)千瓦，占全自治區(qū)的 1/3，已開(kāi)發(fā)和正在開(kāi)發(fā)的水電資源約 450 萬(wàn) 千瓦，現(xiàn)在還有 20％的水電沒(méi)有開(kāi)發(fā)。例如：對(duì)入園企業(yè)，執(zhí)行《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)若干政策措施的通知》 (國(guó)發(fā)[20xx]33 號(hào) )并享受國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)的各種優(yōu)惠政策和執(zhí)行《廣西壯族自治區(qū)人民政府關(guān)于貫徹實(shí)施國(guó)務(wù)院西部大開(kāi)發(fā)政策措施若干規(guī)定的通知》 (桂政發(fā) [20xx]100 號(hào) )。 政策優(yōu)勢(shì) 《鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》提出，無(wú)論是電解鋁企業(yè)還是氧化鋁企業(yè)都應(yīng)重點(diǎn)向西部發(fā)展。 溶原中的地下水主要是以管道流形式沿巖灘的巖溶通道存在和運(yùn)動(dòng)。區(qū)位優(yōu)勢(shì)十分突出。境內(nèi)有國(guó)家特大型企業(yè) —— 中鋁廣西分公司、西南華南電力系統(tǒng)重要樞紐 —— 500 千伏超高壓變電站等，南昆鐵路、324 國(guó)道、南百二級(jí)公路和右江穿境而過(guò)，兩條省級(jí)公路經(jīng)縣城輻射到周邊各縣；右江河上溯百色，下達(dá)南寧、梧州、廣州出海，形成了公路、鐵路、水路四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)。所以，廠址選擇必須詳細(xì)勘察調(diào)查研究綜合分析多方案比較論證。可以實(shí)施以中國(guó)為基地的全球化戰(zhàn)略。 中國(guó)仍需擴(kuò)大利用國(guó)外低成本鋁土礦 氧化鋁資源。中國(guó)限制鋁出口的政策導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的價(jià)格走勢(shì)背離，上海與倫敦市場(chǎng)比價(jià)開(kāi)始下降。 中國(guó)電解鋁是全球鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量。世界原鋁 產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為 5%，西方世界為 %，北美產(chǎn)量年均下降 %。中國(guó)鋁工業(yè)將依托國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，有著良好的市場(chǎng)空間。從各方面來(lái)看，滿足中國(guó)電解鋁需求主要靠我們自己的生產(chǎn)能力。煉鋁是一個(gè)能源密集型產(chǎn)業(yè)，而能源成本高漲是近年推動(dòng)鋁價(jià)上漲的主要因 素之一。該公司還計(jì)劃在靠近西伯利亞Krasnoyarsk 的 Boguchansk 建設(shè)一家新煉鋁廠，產(chǎn)能可能高達(dá) 60 萬(wàn)噸。幾十年來(lái)，西歐和北美企業(yè)一直處于行業(yè)前列，控制了大部分的生產(chǎn)和交易。船舶制造：中國(guó)造船產(chǎn)量 20xx 年 1451 載重噸，占世界市場(chǎng) 19%。從市場(chǎng)需求來(lái)看，中國(guó)建筑門窗中，鋁窗約占 60 %左右，塑窗（ PVC）約占 30 %左右、鋼窗 5 %左右，木窗在城市幾乎沒(méi)有使用。體現(xiàn)在絕大多數(shù)企業(yè)都是在從事低檔的建筑型材生產(chǎn)，產(chǎn)品研發(fā)不夠，相互抄襲，相互競(jìng)爭(zhēng)，造成整體水平低下。在政策上將繼續(xù)鼓勵(lì)技術(shù)含量和附加值高的鋁產(chǎn)品的出口。鋁加工企業(yè)不規(guī)范的生產(chǎn)方式，造成一定程度的環(huán)境污染。這種差距一方面反映了 我國(guó)建筑業(yè)的篷勃發(fā)展，另一方面也反映出我國(guó)在工業(yè)鋁型材的生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面的不足，同時(shí)也預(yù)示著我國(guó)工業(yè)用鋁型材存在著巨大的市場(chǎng)和發(fā)展空間。 表 1－ 2 中國(guó)鋁材進(jìn)出口情況 （ 1）中國(guó)鋁加工企業(yè)積極上市融資 ， 鋁加工企業(yè)利用國(guó)內(nèi)外資本市場(chǎng)，積極開(kāi)展多種方式進(jìn)行融資，為企業(yè)的發(fā)展壯大獲得必要的資金支持。廣東省是中國(guó)鋁型材加工、制造的大省，同時(shí)又是鋁的消費(fèi)大省。估計(jì)型材為 660 萬(wàn)噸，比 20xx 年增長(zhǎng) ％。 制約瓶頸 盡管我國(guó)已穩(wěn)居全球鋁業(yè)大國(guó)的寶座，但受以下因素制約，中國(guó)遠(yuǎn)非鋁業(yè)強(qiáng)國(guó)！ 我國(guó)是鋁礦資源相對(duì)缺乏的國(guó)家。直到 1886 年兩位青年化學(xué)家分別獨(dú)立地用電解法制鋁獲得成功，使鋁成為普通商品。 鋁有良好的延展性，能夠抽成細(xì)絲，軋制成各種鋁制品，還可制成薄于 的鋁箔，廣泛地用于包裝香煙、糖果等。并繪制 1＃圖紙一張， CAD 三張， 詳細(xì)說(shuō)明車間的布置及電解槽結(jié)構(gòu)。該工程 于 20xx 年 5 月 10 日正式開(kāi)工， 20xx 年 6 月 22 日全線竣工投產(chǎn)，比計(jì)劃提前 6 個(gè)月建成，并實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)月達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。次 電流效率： 94％ 關(guān)鍵詞： 電解 鋁 電解槽 畢業(yè)設(shè)計(jì) 年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 前言 中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司（全稱中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司， 以下簡(jiǎn)稱中鋁廣西分公司 ）是中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司的成員單位之一，屬非法人企業(yè) 。作了廠址的選擇與論證及鋁電解槽的設(shè)計(jì)計(jì)算、物料平衡及能量衡算、鋁電解煙氣凈化及原料輸送、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及成本核算等內(nèi)容。 中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司一期工程設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)鋁土礦 65 萬(wàn)噸、氧化鋁 30 萬(wàn)噸、電解鋁 10 萬(wàn)噸， 1991 年 5 月開(kāi)工建設(shè)， 1995 年底全面建成投產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)是一個(gè)年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間，根據(jù)焦作鋁業(yè)股份有限公司選用的 280KA 大型預(yù)焙電解槽技術(shù)，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。鋁粉能保持銀白色的光澤，常用來(lái)制作涂料，俗稱銀粉。 1825 年，丹麥化學(xué)家和礦物學(xué)家厄斯泰德（ Oersted .， 17771851，丹麥）用鉀汞齊還原無(wú)水鹵化鋁，第一個(gè)制備出不純的金屬鋁。鋁及鋁加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，鋁材的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 中國(guó)鋁型材行業(yè)的概況 中國(guó)鋁型材工業(yè)經(jīng)過(guò) 50 多年的發(fā)展，成為了世界上鋁型材生產(chǎn)大國(guó)。產(chǎn)量增幅較快的省份是山東和湖南，山東排位由 20xx 年的第六上升到第三，產(chǎn)量接近100 萬(wàn)噸，達(dá)到 萬(wàn)噸，比 20xx 年增加 %。其中，平軋產(chǎn)品的貢獻(xiàn)明顯。 （ 5）各種新技術(shù)在鋁加工生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。目前，在技術(shù)、 設(shè)備水平，競(jìng)爭(zhēng)白熱化的市場(chǎng)環(huán)境和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及政策措施等方面正在形成前所未有的壓力下，迫使企業(yè)從產(chǎn)量增長(zhǎng)型向質(zhì)量效益型，進(jìn)而向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，我國(guó)迎來(lái)了加快邁向世界鋁加工強(qiáng)國(guó)的發(fā)展機(jī)遇。鋁作為高能耗材料，同時(shí)也是高儲(chǔ)能材料和綠色材料，是推動(dòng)社會(huì)前進(jìn)的一種不可替代的材料。 （ 4）企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈短，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，受上下游控制，抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)下滑，風(fēng)險(xiǎn)加大。新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基本上與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家接軌，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高和新的要求，也將進(jìn)一步規(guī)范鋁行業(yè)的生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。軌道 交通 、城市 交通 、快速 客車 、輕軌列車使用中強(qiáng)韌耐蝕寬幅鋁合金型材，需求量達(dá)到 10 萬(wàn)噸。依靠技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)行技術(shù) 管理 和經(jīng)營(yíng)是我國(guó)鋁型材加工企業(yè)求得生存和發(fā)展，保持競(jìng)爭(zhēng)力的必要條件。 20xx 年，俄羅斯鋁業(yè)公司和烏拉爾鋁業(yè)公司共生產(chǎn) 380 萬(wàn)噸鋁，總產(chǎn)量略高于美國(guó)鋁業(yè)。達(dá)勒在工業(yè)化中期，鋁、銅、鋼、水泥等基礎(chǔ)材料和能源消耗都進(jìn)入了加速期，增長(zhǎng)率都高于 GDP 的增長(zhǎng)。鋁工業(yè)用電等級(jí)高，用電量大，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰，有利于電網(wǎng)安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)社會(huì)能源效率的提高起到重要