【正文】 電流效率的大小是用實(shí)際鋁產(chǎn)量和理論鋁產(chǎn)量之比來(lái)表示的，即： 電流效率 =實(shí)際產(chǎn)鋁量（ M 實(shí)際 ） /理論上應(yīng)產(chǎn)鋁量 （ M 理論） 或者，在獲得一定量產(chǎn)品時(shí)， 電流效率 =理論上所需的電量（ Q 理論 ） /實(shí)際上供給的電量（ Q 實(shí)際 ） 二 式是等價(jià)的。 硫化鋁電解法最早是由布赫耳于 1892 年提出，他建議，把 Al2S3 廣西煤炭資源相對(duì)比較匱乏，質(zhì)量不太好。全縣以石山丘陵為多，發(fā)展林業(yè)、畜牧業(yè)有廣闊天地。在廣西宏觀經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略布局中，平果處于桂東南開(kāi)放與桂西開(kāi)發(fā)的結(jié)合部，是右江河谷經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶的重要組成部分，是國(guó)家大型骨干企業(yè) 平果鋁 及西南、華南電力系統(tǒng)重要樞紐 50 萬(wàn)伏超高壓變電站所在地。 由此可見(jiàn)，我們應(yīng)充分利用 國(guó)內(nèi) 資源與能源優(yōu)勢(shì)，抓住機(jī)遇，順應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，加快發(fā)展鋁工業(yè)。中國(guó)一部分鋁板帶材在產(chǎn)能迅速擴(kuò)張的形勢(shì)下會(huì)很快呈現(xiàn)凈出口的局面。 20xx 年中國(guó)氧化鋁進(jìn)口量 萬(wàn)噸，占整個(gè)西方向東方出口量的 %，是國(guó)際現(xiàn)貨市場(chǎng)上的最大買(mǎi)家。鋁工業(yè)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)，以及產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)發(fā)展有重要支撐作用。舍斯滕表示：“你可以想象，其他企業(yè)將無(wú)法進(jìn)入任何俄羅斯項(xiàng)目。也是企業(yè)為鋁門(mén)窗幕墻行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、一流服務(wù)的基本保證。此外，歐盟、北美等地對(duì) 六價(jià)鉻、鎳、鉛、鎘、汞等重 金屬 的使用也做出了嚴(yán)格的限制，對(duì)此，國(guó)內(nèi)鋁加工企業(yè)必須積極應(yīng)對(duì)，采取相應(yīng)措施。中國(guó)經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持較高的增長(zhǎng)性，由此一方面對(duì)鋁工業(yè)的發(fā)展提供巨大的需求空間，另一方面也增加了鋁工業(yè)發(fā)展的重要性和緊迫性，社會(huì)發(fā)展需要大力發(fā)展鋁工業(yè)。 二、鋁型材行業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題和機(jī)遇 主要問(wèn)題： 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(shū) 第 1 頁(yè) 雖然我國(guó)已成為鋁型材生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但與世界鋁型材生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)間的差距還很大。湖南省以 萬(wàn)噸的好成績(jī)后來(lái)居上，把產(chǎn)量增幅相對(duì)不大的河北省擠出前十名。 20xx 年，我國(guó)電解鋁產(chǎn)量約 1240 萬(wàn)噸，其中型材 660 萬(wàn)噸，壓鑄材 40 萬(wàn)噸，板帶箔約 540 萬(wàn)噸。 純鋁的導(dǎo)電性很好 ，僅次于銀、銅，在電力工業(yè)上它可以代替部分銅作導(dǎo)線和電纜。20xx 年 6 月中旬開(kāi)始實(shí)施消除瓶頸技術(shù)改造工程， 20xx 年 11 月完成，并通過(guò)性能考核，達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)能，使一期氧化鋁產(chǎn)能從 40 萬(wàn)噸 /年提升至 45 萬(wàn)噸 /年。 通過(guò)論證與計(jì)算，獲得了以下主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 年產(chǎn)量： 16 萬(wàn)噸鋁錠 電流強(qiáng)度： 280 KA 陽(yáng)極電流密度： 效應(yīng)系數(shù)： 次 /槽 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。 由于維勒制取鋁的方法不可能應(yīng)用于大量生產(chǎn)，在這以后的一段很長(zhǎng)時(shí)間里，鋁是珠寶店里的商品、帝王貴族的珍寶。 產(chǎn)量： 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(shū) 第 1 頁(yè) 20xx 年中國(guó)鋁加工材快報(bào)產(chǎn)量 萬(wàn)噸，與 20xx 年快報(bào)數(shù) 萬(wàn)噸相比增加 %。主要受歐美 房地產(chǎn) 業(yè)不景氣和國(guó)家 7 月 1 日取消出口退稅的影響。 20xx 年 15 月我國(guó)電解鋁平均綜合耗電為 14456 千瓦時(shí) /噸，同時(shí)，氧化鋁在生產(chǎn)過(guò)程中能耗也是很高的，每噸耗能 噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 （ 5）技術(shù)水平低，研發(fā)實(shí)力弱。散熱器型材：大截面、薄壁散熱器的需求量將達(dá)到 10 萬(wàn)噸。 俄羅斯鋁業(yè)公司在西伯利亞南部 Khakassia 新建的一家煉鋁廠不久將投產(chǎn)，這是前蘇聯(lián)解體以來(lái)，俄羅斯即將投產(chǎn)的第一家煉鋁廠。社會(huì)財(cái)富的積累和經(jīng)濟(jì)水平 的提高都是以原材料和能源的消耗為基礎(chǔ)的。 中國(guó)電解鋁是全球鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量。 20xx 年下半年以來(lái)，中國(guó)的政策性因素引發(fā)國(guó)際鋁價(jià)劇烈波動(dòng)。中國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)制造業(yè)發(fā)展，為國(guó) 外公司提供了發(fā)展鋁深加工產(chǎn)品的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。平果縣具有優(yōu)越的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，處在國(guó)家 “ 西部大開(kāi)發(fā) ” 形成的 “ 南（寧） — 貴（陽(yáng)）— 昆（明） ” 經(jīng)濟(jì)帶的咽喉地帶，又處于 “ 中國(guó) — 東盟自由貿(mào)易區(qū) ” ，是大西南出海的重要通道，是右江河谷經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶的重要組成部分。但在雨季，峰叢區(qū)的巖溶水可以大量地在邊緣部沿著準(zhǔn)平原期巖溶通道以年產(chǎn) 16 萬(wàn)噸鋁錠的鋁電解車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 暗河 出口或上升泉形式涌出地面，再沿溶原中的 “ 干溝 ” 流動(dòng)一段或長(zhǎng)或短距離后又與溶原區(qū)本身接受的降水 — 道沿落水洞或溶蝕裂隙下滲，再次轉(zhuǎn)化為地下徑流，再沿巖灘期暗河通道泄入右江，形成地面 —— 地下 —— 地面 —— 地下多次轉(zhuǎn)化的徑流景觀。 為了鼓勵(lì)工業(yè)特別是鋁工業(yè)的發(fā)展，百色市政府已經(jīng)在百色市建立了 “百色工業(yè)園區(qū) ”，平果縣政府也建立了 “平果工業(yè)園區(qū) ”，對(duì)工業(yè)園區(qū)的企業(yè)實(shí)行優(yōu)惠政策。 平果縣在它帶動(dòng)下一定會(huì)贏得飛速的發(fā)展。 綜上幾種方法的論述，冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法是最成熟、應(yīng)用最廣泛的電解法，此電解法在其能耗、操作等方面比以上的方法具有優(yōu)勢(shì)，一次本設(shè)計(jì)選用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法進(jìn)行鋁的電解是合理的。 電解質(zhì)溫度 所謂電解質(zhì)溫度，即電解槽在正常生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)的溫度。陽(yáng)極產(chǎn)物是鋁液，鋁液通過(guò)真空抬包從槽內(nèi)抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內(nèi)經(jīng)凈化澄清之后，澆鑄成鋁錠，或直接加工成坯和型材等。 綜上所述，本設(shè)計(jì)的廠址選在平果縣，原平果鋁廠的位置上是合理的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，百色市委、市政府出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)鋁工業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策。低山～峰叢區(qū)是補(bǔ)給區(qū)，溶原區(qū)是徑流 ——排泄區(qū)，右江是泄水道。全縣總面積 2473 平方公里，其中耕地面積 萬(wàn)畝 ，總?cè)丝?萬(wàn)人，聚居著壯、漢、瑤、苗等 20 個(gè)民族。他們一定會(huì)在中國(guó)市場(chǎng)獲得長(zhǎng)期利益，而不是短期利益。國(guó)內(nèi)外鋁市場(chǎng)價(jià)格已經(jīng)接軌，密切相關(guān)。 二、 中國(guó)鋁工業(yè)對(duì)國(guó)際鋁市場(chǎng)的影響 中國(guó)鋁工業(yè)與鋁市場(chǎng)在全球中的地位越來(lái)越重要 中國(guó)原鋁工業(yè)不會(huì)成為出口主導(dǎo)型的產(chǎn)業(yè)，中國(guó)鋁加工市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步提高，中國(guó)仍需擴(kuò)大利用國(guó)外低成本氧化鋁資源，中國(guó)鋁工業(yè)國(guó)際合作空間不斷擴(kuò)大。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)。 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)。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。 （ 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。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。其中，平軋產(chǎn)品的貢獻(xiàn)明顯。 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)。 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。 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。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。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)。 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。 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。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。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。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。從市場(chǎng)需求來(lái)看，中國(guó)建筑門(mén)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。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。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。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。 中國(guó)電解鋁是全球鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量。 中國(guó)仍需擴(kuò)大利用國(guó)外低成本鋁土礦 氧化鋁資源。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。區(qū)位優(yōu)勢(shì)十分突出。 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。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)。到目前為止，這種研究工作都是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的。目前，全世界電解煉鋁的電流效率一般都在 90%以上。 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)。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。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。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 。 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 %。 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。 中國(guó)鋁加工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步提高。 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(shū) 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。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。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 （ 3）人才需求旺盛，高素質(zhì)鋁業(yè)人才的機(jī)遇。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。 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。 （ 4）工業(yè)型材、高檔節(jié)能型建筑型材產(chǎn)品比例增加。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。 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(mén)類齊全的鋁工業(yè)體系。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。 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)。 中鋁廣西分公司的前身是平果鋁業(yè)公司。 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(shū) 第 1 頁(yè) 限于本人水 平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)及時(shí)的給予批評(píng)指正。這兩位年輕的化學(xué)家一位是 21 歲的美國(guó)大學(xué)生豪爾，另一位是大洋彼岸的 21 歲法國(guó)大學(xué)生埃羅。 表 1－ 1 中國(guó)近年來(lái)鋁加工材產(chǎn)量 單位：萬(wàn)噸 表中所有數(shù)據(jù)均來(lái)自中國(guó)有色 金屬 工業(yè)協(xié)會(huì)信息統(tǒng)計(jì)部，除了 萬(wàn)噸為快報(bào)數(shù)外，其他數(shù)據(jù)為實(shí)際產(chǎn)量。已經(jīng)上市的鋁加工企業(yè)有中鋁西北鋁，山東南山、浙江棟梁、常熟鋁箔、新疆眾和等。中國(guó)鋁加工業(yè)能耗指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平還存在較大差距，對(duì)業(yè)界既是挑戰(zhàn)，又是發(fā)展的機(jī)遇。 （ 6）專業(yè)人才缺乏。船舶夾板和船體上大量的壁板、支撐件是高強(qiáng)韌耐蝕鋁合金材的潛在市場(chǎng)，據(jù)預(yù)測(cè)，20xx 年，此類型材的需求將有大量增長(zhǎng)。 俄羅斯鋁業(yè)公司還在與俄羅斯原子能機(jī)構(gòu)商談合作，以幫助 在俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)新建一家核電站。 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(shū) 第 1 頁(yè) 中國(guó)原鋁消費(fèi)量增長(zhǎng)的一個(gè)