【正文】 電解質(zhì)熔體中的溶解速度。 過熱度對我國電解鋁廠來說，過熱度是一個新概念，所謂過熱度即電解質(zhì)溫度與電解質(zhì)初晶溫度之差。我們與沈陽東英冶金工程科技有限公司共同用自己開發(fā)和制造的儀器，對撫順鋁廠200kA系列電解槽電解質(zhì)初晶溫度、電解溫度和過熱度進行測量得出，電解質(zhì)熔體的過熱度在9～20℃之間，各電解槽電解質(zhì)初晶溫度和過熱度的差別較大。而實際實現(xiàn)的控制目標(biāo)為5個：初晶溫度下限，初晶溫度上限，電解溫度下限，電解溫度上限和過熱度。在投入正常生產(chǎn)之前，新槽先要預(yù)熱，其目的在于加熱陽極和陽極周圍的固體電解質(zhì)料，以及加熱陰極，使底部炭塊之間的炭糊燒結(jié)，達到預(yù)定溫度900℃，以利于下一步的啟動操作。為控制預(yù)熱速度，在陽極母線與陰極母線之間設(shè)有并聯(lián)電阻，以調(diào)節(jié)通入陽極中的電流。陰極表面溫度在焙燒終了時達到800～900℃。(3)燃料預(yù)熱 燃料預(yù)熱法是在陰極和陽極之間用火焰來加熱，此需要燃燒器，同時陽極上面要加保護罩，使高溫氣體停留在槽內(nèi)，并防止冷空氣串入。在預(yù)熱時電流經(jīng)陽極導(dǎo)入陰極。電解質(zhì)從鄰槽移來。不宜過早地往新啟動槽灌注鋁液，建議至少在24h以后才灌入鋁液。因此需要經(jīng)常調(diào)節(jié)電解質(zhì)的NaF／A1F3物質(zhì)的量比，—。在整系列電解槽啟動時，宜首先把所有電解槽調(diào)整到適當(dāng)?shù)碾妷耗繕?biāo)值，等到陰極電壓降穩(wěn)定之后，再做精確的調(diào)節(jié)，這需要較長的時間。但是此種長陽極會妨害中部下料，所以必須在焙燒結(jié)束之后換上常規(guī)的陽極，以保持原設(shè)計所規(guī)定的中縫寬度。第一種形式的高溫槽較易處理，恢復(fù)正常時間短，采取如下處理程序:①減少出鋁量，讓鋁水平在19～20cm間； ②采用槽外添加氟鹽的方法，降分子比，每天槽外添加不要超過100kg；③ 同時脫離槽況系統(tǒng)控制，采用定時下料120130S或完全停料，%以下，再回到聯(lián)機；(不脫離，直接拉長NB也可)④ 槽電壓可實行小幅先降電壓，待槽溫開始下降時，在965℃左右，～；⑤ 降溫不可太快，注意降到965℃時，開始減少氟鹽添加量，970℃以上時可用10℃/天的速度降溫，965℃以下時開始用3℃/天的速度控制降溫。高硅槽硅含量異常已持續(xù)兩三個月，爐幫已非常薄，只要電解槽起一個強烈的熱行程，若槽管理者又處理不當(dāng)，鋁液極有可能向下或向側(cè)部滲透，引起漏爐的嚴(yán)重事故。因此，對于低物質(zhì)的量比電解質(zhì)的研究充滿了信心。根據(jù)長期的測定結(jié)果，在工業(yè)電解槽的溫度范圍940～960℃內(nèi)，每降低溫度10℃，大約提高電流效率1％。在今后若干年內(nèi)，仍將是鋁電解的原料。天〕α———年工作天數(shù) 定為365天N=15000/365=194（臺）2）備用槽槽數(shù)n=t t———大修一臺槽時間 d 此處取為30天N———系列生產(chǎn)槽數(shù) 臺2000———電解槽內(nèi)襯平均壽命 d n==19430/2000= 取為3臺3）電解槽理論噸鋁直流電耗的計算W=10(KW因為低物質(zhì)的量比電解質(zhì)在低溫下應(yīng)用還有若干困難。這些措施是有效的，但是有一定的限度，因為當(dāng)槽體保溫層過厚時，基建投資要增多，而且保溫效果未必理想。 低溫鋁電解的研究1956年邱竹賢在Jiahhep教授指導(dǎo)下研究鋁電解添加氟化鎂，完成了一篇論文。鋁電解生產(chǎn)要求有良好的穩(wěn)定與平衡，如：熱平衡、磁平衡、物料平衡等，而任一平衡打破以后，它會用爐幫厚度的變化來建立新的平衡，以此來維護電解槽的平穩(wěn)運行。（3）熱槽處理熱槽一般是指槽溫975℃以上的電解槽。只要槽電壓和溫度適宜．經(jīng)3～5天使可陸續(xù)更換。(4)啟動后的前4個班內(nèi)，電壓可以較快地降低到5V。隨后才逐漸降低電壓并減小效應(yīng)系數(shù)，以便趨近于正常的電解溫度。當(dāng)一批電解槽啟動完成之后，可在槽內(nèi)熔化電解質(zhì)并調(diào)整其組成，以供其他新槽啟動所需。(2)常規(guī)啟動 常規(guī)啟動法適用于隨后啟動的許多臺電解槽。(1)干式啟動 干式啟動的電解槽采取特殊的預(yù)熱方法。以預(yù)焙槽而言，總的發(fā)熱量不大，因此鋁液預(yù)熱法適用于本身電阻很大的自焙槽。槽電阻是槽電壓除以槽電流所得之商值。陽極炭塊組并不直接卡在母線大梁上，采用軟母線把二者連接起來，其目的在于使陽極炭塊組的重量完全落在下面的焦炭層之上。其中，預(yù)熱和啟動時間大約為1個月，正常生產(chǎn)大約為80～100個月。也就是說，電解槽熱平衡和物料平衡不是相互獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的。分子比較低時，需要適當(dāng)提高一點過熱度，因為在此時，電解質(zhì)的初晶溫度的變化受電解質(zhì)分子比變化的影響較大。但低溫、低電解質(zhì)分子比的負面作用是，電解質(zhì)成份的穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性大大降低，由于電解質(zhì)成份不穩(wěn)定性增加，容易產(chǎn)生沉淀，而沉淀又不容易溶解，槽幫不結(jié)殼，伸腿過長、過大，造成水平電流大，槽電壓不穩(wěn)，鋁水?dāng)[動大，效應(yīng)系數(shù)多，電解質(zhì)電阻大，反電動勢高等缺點。但最近的湖北華盛鋁廠60kA改成75kA小預(yù)焙陽極電解槽，使用國產(chǎn)陽極，電流密度到達0．81A／cm2。 陽極質(zhì)量對于電解槽陽極質(zhì)量上的差別，沒有數(shù)量上的概念。生產(chǎn)廠家從141家減少至95家。2009年6月份左右鋁價有可能回到15000元/噸。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個系列產(chǎn)能可達20萬噸以上），巨大的用電負荷集中在一個生產(chǎn)系列上（一般達40萬KW以上），電解系列生產(chǎn)的任何波動都會造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響，甚至威脅供電安全?！　≠F州的鋁土礦床主要分布在“黔中隆起”南北兩側(cè)的遵義、息峰、開陽、甕安、正安、道真、修文、清鎮(zhèn)、貴陽、平壩、織金、茍江、黃平等十幾個縣境內(nèi)，面積2400km2，探明鋁土礦儲量居全國第3位。儲量大于2000萬t的大型礦床共有31個，其擁有的儲量占全國總儲量的49%；儲量在2000～500萬t之間的中型礦床共有83個，其擁有的儲量占全國總儲量的37%，大、中型礦床合計占到了86%。機械與設(shè)備: 鋁材也被廣泛地應(yīng)用在: 加工設(shè)備 紡織設(shè)備 煤礦機械 移動式灌溉管與工具鋁及其合金可以用已知的所有方法澆鑄成鑄件或加工成材。吊車、輸送機和重載裝卸系統(tǒng)包含了大量的鋁材。2001年中國原鋁產(chǎn)量為343萬,1998年為242萬,同期的消費分別為365萬和242萬。如何以最簡易的方法、最低成本、最有效的工藝使廢棄Al再生成成份合乎理想合金要求、性能滿足使用，質(zhì)量能達到或按近原生材料水平的再生利用技術(shù)是世界各國本行業(yè)的追求目標(biāo)。5萬噸猛增到1998年的243萬噸。而常用鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電度約為銅的61%，鋁也有很高的導(dǎo)熱度，為銀的一半，純鋁熔點攝氏660度。 可回收性: 鋁具有極高的回收性,再生鋁的特性輿原生鋁幾乎沒有別。鋁合金的熱導(dǎo)量率大約是銅的5060%，這對制造熱交換器、蒸發(fā)器、加熱電器、炊事用具，以及汽車的缸蓋與散熱器皆為有利。s superior performance, and the other with a wide range of metal alloys, in the national economy wider use of the various departments, bee an indispensable metal materials.Modern Aluminum Industrial production has three main ponents: (1) Extract from the bauxitealumina (2) with cryolite molten aluminum electrolysis aluminum production (3) aluminium fabrication. There are also two supplementary links: carbon electrode manufacturing and fluoride salt production.Lianlv aluminium cell is the main equipment, the paper in the analysis of a large number of literature and field research on the basis of aluminium cell structure of the design, electrolytic aluminum production process of the energy balance is calculated to familiar with the aluminum Electrolysis process, and in the calculation on the basis of major equipment selection and workshop graphic design and the total transport scheme for the plans. This paper also introduced the electrolytic process of physical and chemical reactions, electrolyte aluminum nature of the system, the startup cell and conventional electrolysis processes and the basic principles of design workshops.Keywords: Aluminum, Energy Balance, Electric Cell，Design目 錄1 緒論 1 鋁及相關(guān)介紹 1 鋁的簡介 1 鋁的發(fā)現(xiàn) 1 鋁的特性 1 廢鋁的回收再利用 3 鋁的用途 5 我國鋁土礦分布狀況 6 我國鋁土礦資源概況及分布 6 資源狀況 6 資源特點 7 我國鋁土礦儲量分布 8 鋁的工業(yè)制取方法 8 電解鋁的發(fā)展現(xiàn)狀 9 電解鋁的市場供應(yīng)狀況 10 我國電解鋁技術(shù)存在的問題 11 電解槽壽命 11 陽極質(zhì)量 12 電流密度 12 電流效率 13 過熱度 14 鋁電解槽初晶溫度和過熱度的控制技術(shù) 15 工業(yè)鋁電解槽電解質(zhì)初晶溫度和過熱度的測量 15 預(yù)焙槽煉鋁的生產(chǎn)技術(shù) 16 鋁電解槽的預(yù)熱 16 預(yù)焙槽的啟動 18 預(yù)焙槽的啟動后期 19 病槽及病槽治理 20 低溫鋁電解 23 低溫鋁電解的研究 24 低溫鋁電解的展望 25 設(shè)計內(nèi)容與目的 252 電解槽設(shè)計及相關(guān)計算 26 基礎(chǔ)計算 26 鋁電解槽結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 27 鋁電解槽的電壓分配 31 極化電動勢 31 電解質(zhì)電壓降 32 陽極電壓降 33 陰極電壓降V陰 34 鋁母線電壓降、陽極效應(yīng)均攤電壓V效應(yīng)均攤 34 物料平衡 35 物料平衡計算 35 物料平衡列表 36 能量平衡 36 計算方法與基礎(chǔ)條件 37 能量平衡計算 37 能量平衡列表 43 鋁電解槽炭陽極與陽極炭塊 44 陽極炭塊及炭塊組 44 預(yù)焙陽極操作 46 炭陽極生產(chǎn)工藝及設(shè)備流程 46 原料庫和瀝青庫 48 煅燒 49 破碎磨粉工段及配料混捏 49 成型、焙燒 50 主要設(shè)備 50參考文獻 53致 謝 54專題：電解鋁廠污染物及治理 55 第 65 頁1 緒論 鋁及相關(guān)介紹 鋁的簡介 鋁的發(fā)現(xiàn)鋁是地球上含量極豐富的金屬元素，其蘊藏量在金屬中居第2位。至19世紀(jì)末，鋁才嶄露頭角，成為在工程應(yīng)用中具有競爭力的金屬，且風(fēng)行一時。 鋁是非鐵磁性的，這對電氣工業(yè)和電子工業(yè)而言是一重要特性。這點使鋁成為環(huán)保人仕的寵兒。雖然純鋁極軟且富延展性，但仍可靠冷加工及作成合金來使它硬化，常用的合金元素是銅、鎂、錳、鉻、矽、鐵。 鋁的使用范圍十分廣泛。 目前發(fā)達國家已形成完善的廢雜鋁收集、管理、分檢系統(tǒng)，適應(yīng)不斷擴大的市場需求，發(fā)達國家在生產(chǎn)中不斷推出新的技術(shù)創(chuàng)新舉措，如低成本的連續(xù)熔煉和處理工藝，使低品位廢雜鋁升級的工藝等，用廢雜鋁已能大量制造供鑄造、壓鑄、軋制及作母合金用的再生鋁錠，其中重熔二次合金錠（RSI）用于制造易拉罐專用薄板，薄板的質(zhì)量已使每支易拉罐的重量下降到只有14克左右，某些再生鋁還用于制造計算機軟盤驅(qū)動器的框架。國際鋁業(yè)協(xié)全球鋁回收委員會會主席Jurg Gerber稱,中國鋁回收潛力巨大。儲水大罐常用鋁合金建造，以增強抗腐蝕性并形成引人注意的外觀。鋁及其合金的加工產(chǎn)品可以劃分為兩類：一類是通用產(chǎn)品，包括薄板、厚板、箔、棒材、線材、管材以及結(jié)構(gòu)型材，其中板材可細分為圓棒和非圓形棒，其中管材可細分為標(biāo)準(zhǔn)圓管和非標(biāo)準(zhǔn)圓形管。　　我國鋁土礦的質(zhì)量比較差，加工困難、耗能大的一水硬鋁石型礦石占全國總儲量的98%以上。預(yù)測資源總量逾10億t?！　∪狈⒃趯﹃帢O破損機理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施，電解槽難以達到設(shè)計壽命，早期破損率高。 電解鋁的市場供應(yīng)狀況全球電解鋁產(chǎn)量平穩(wěn)增長，增產(chǎn)動力依然來自于中國。 我國電解鋁技術(shù)存在的問題 電解槽壽命我國鋁電解槽壽命比國外電解槽壽命短。由于我們沒有健全的、與國外可供比較的質(zhì)量檢測方法、技術(shù)，也沒有可信、可比的數(shù)據(jù)，很難對這一問題作出準(zhǔn)確、定量的結(jié)論。實踐證明我國電解鋁廠，使用優(yōu)良的國產(chǎn)陽極炭塊，可以承受0．8A/cm2的陽極電流密度。而不容易使低溫、低分子比操作達到理想的提高電流效率的目的。目前國外大型預(yù)焙陽極電解槽的過熱度一般在8～10℃，法國彼斯涅AP50電解槽的電解質(zhì)過熱度為9．7℃，電解質(zhì)的初晶溫度953℃，電解質(zhì)的分子比2．15，電流效率95．9％；AP35(350kA)電解槽，電解質(zhì)分子比2．1～2．2，平均電解質(zhì)初晶溫度953．7℃，過熱度7．8℃，電流效率96．0