淺談鋁電解生產(chǎn)工藝技術(shù)-wenkub.com
2025-06-14 20:11 本頁(yè)面
【正文】 電解鋁生產(chǎn)過程產(chǎn)生的有害煙氣主要是CO2，以及以HF氣體為主的氣一固氟化物（包括陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生時(shí)排出的CF4和C2F6）、PAH（多環(huán)芳香烴）、SO2等。 ＜ 15001800天 陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù) 陽(yáng)極凈耗 （13450177。 1392kg 當(dāng)前中國(guó)成熟、先進(jìn)的大型預(yù)焙鋁電解槽各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下： 中國(guó)鋁電解技術(shù)水平自20世紀(jì)80年代起有了很大的提高，在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，中國(guó)自行開發(fā)和應(yīng)用了160kA, 180kA, 200kA系列電解槽成套技術(shù)和裝備，并且研制開發(fā)了超大容量280kA和320kA工業(yè)試驗(yàn)鋁電解槽技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)正朝著世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。 ≤／（槽舊） 陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù) ； 。 霍爾一埃魯鋁電解工藝自發(fā)明一百多年來(lái)，經(jīng)歷了預(yù)焙一自焙一預(yù)焙槽的發(fā)展歷程，尤其是近50年來(lái)，隨著世界鋁工業(yè)科技的不斷進(jìn)步，鋁電解槽從落后的5060kA側(cè)插自焙陽(yáng)極電解槽逐步發(fā)展到今天擁有各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的超大容量預(yù)焙陽(yáng)極電解槽。自焙陽(yáng)極鋁電解槽又分為上插式自焙槽和旁插式自焙槽。 鋁電解槽陰極結(jié)構(gòu)通常由槽基礎(chǔ)、鋼槽殼、槽內(nèi)襯隔熱保溫及絕緣材料、槽內(nèi)襯碳素材料（側(cè)部炭塊、陰極炭塊組等）、陰極母線等組成。因此，鋁電解槽又有無(wú)底槽和有底槽之分，無(wú)底槽通常是用地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上，而有底槽槽殼通常又分為臂撐式、框架式和搖籃式三種，其目的是要讓陰極槽殼鋼結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度。陽(yáng)極塊在電解過程中逐漸消耗，到一定周期就用新的陽(yáng)極塊換下不能用的殘極。從上面簡(jiǎn)圖圖5可看出，其差別是后者在兩列預(yù)焙陽(yáng)極塊的中間縫上方裝設(shè)有料箱及全套打殼加料（氧化鋁和氟化鹽）裝置。 上插自焙陽(yáng)極電解槽陽(yáng)極結(jié)構(gòu)由炭陽(yáng)極、從上部垂直插在陽(yáng)極里的陽(yáng)極棒、陽(yáng)極框套、集氣罩、燃燒器和陽(yáng)極主副提升機(jī)構(gòu)組成。最近，近代鋁電解槽環(huán)境污染與治理技術(shù)水平的最新觀點(diǎn)指出了這些有害煙氣對(duì)環(huán)境的影響。 槽壽命 （槽 430450kg/t Al100) 單槽日產(chǎn)原鋁量 電流效率 氟化物排放量 槽壽命 400kg/t Al 陽(yáng)極凈耗 （13300177。 單槽日產(chǎn)原鋁量 電解槽容量 ％提高到95％左右； 。高效節(jié)能、自動(dòng)化程度高、環(huán)境保護(hù)效果好的大型點(diǎn)式下料預(yù)焙陽(yáng)極電解槽的采用，極大地促進(jìn)了世界原鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展。 ②陰極結(jié)構(gòu)殘極碳素部分壓脫后破碎，再返回陽(yáng)極工廠配料制做新陽(yáng)極。兩種預(yù)焙槽其余陽(yáng)極結(jié)構(gòu)基本相同。陽(yáng)極主提升機(jī)構(gòu)的螺旋起重器安裝在槽兩端混凝土支柱的橫梁上，陽(yáng)極副提升機(jī)構(gòu)的螺旋起重器固定在水平陽(yáng)極母線上。在生產(chǎn)過程中鋁殼和陽(yáng)極碳素一起消耗，定時(shí)用鋁鉚釘接合新鋁殼予以補(bǔ)充，陽(yáng)極糊就加在鋁殼箱內(nèi)。缺點(diǎn)是有15％20%的殘極需處理，陽(yáng)極要事先預(yù)制好，這就使陽(yáng)極的成本大為提高。 ④第四階段（現(xiàn)代預(yù)焙槽） 圖3是上插槽的示意圖。 ，易產(chǎn)生裂紋和裂縫。 ，抽出氣體量小，有利于凈化處理；當(dāng)時(shí)的旁插槽具有如下特點(diǎn)： ②第二階段（旁插槽）但1933年時(shí)電解槽的電流強(qiáng)度就已經(jīng)達(dá)到55000A，有預(yù)焙陽(yáng)極22塊，電耗降至20000 。第二次世界大戰(zhàn)前，世界各國(guó)鋁廠的系列電解槽的電流強(qiáng)度，在25萬(wàn)安培，戰(zhàn)后到1952年發(fā)展到68萬(wàn)安培。陽(yáng)極塊的質(zhì)量要求如表6。表5 陽(yáng)極糊質(zhì)量級(jí)別（YS/T 2841998）牌號(hào)灰分/%電阻率/（μΩ陽(yáng)極糊的消耗量很大，僅次于氧化鋁。 ＜％ ＜％ ＞45％ H2O F CaCO3 H2O A12O3＋F2O3 ⑤氟化鈣（CaF2）此外，因?yàn)檠b槽用合成冰晶石的分子比太低，為調(diào)整到開動(dòng)要求的分子比，也需要摻配大量的氟化鈉，氟化鈉的質(zhì)量級(jí)別如表4所示。 氟化鋁是白色堅(jiān)硬的粉末，比氧化鋁的顆粒稍大一些，它的流動(dòng)性僅次于氧化鋁，在電解溫度下易揮發(fā)，遇水易水解。 電解槽正常生產(chǎn)時(shí)，在電解液表面上經(jīng)常漂浮一層炭渣，撈出的炭渣中約含60%70%電解質(zhì)，通常采用浮選法從炭渣中選出電解有用的成分，稱為浮選冰晶石。表2 冰晶石質(zhì)量級(jí)別（GB429184）等級(jí)化學(xué)成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42P2O5特級(jí)531331一級(jí)531331二級(jí)531331分選后的冰晶石的組成大致是：A1占13%一14%，F(xiàn)占53%54%，Na占30%32%，此外還有少量的鐵硅等雜質(zhì)。 ，冰晶石中氟化鈉和氟化鋁摩爾比叫做冰晶石的分子比，純冰晶石的分子比等于3，%，%，%。 氧化鋁是三氧化二鋁的簡(jiǎn)稱，也稱作鋁氧。 (3）電解鋁所用的原料及質(zhì)量要求 電解鋁生產(chǎn)的主要設(shè)備—電解槽在安裝完畢后，要經(jīng)過焙燒和開動(dòng)階段后才能轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，一般能持續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)35年，有時(shí)由于槽內(nèi)襯早期發(fā)生破損，嚴(yán)重影響鋁的產(chǎn)量、質(zhì)量或發(fā)生漏槽危險(xiǎn)時(shí)，便將電解槽停槽檢修，檢修好以后經(jīng)過焙燒開爐再恢復(fù)生產(chǎn)?，F(xiàn)行凈化方法有濕法和干法兩種，究竟哪種方法更為適用，應(yīng)根據(jù)電解槽槽型以及具體條件確定，凈化時(shí)收回的再生冰晶石或含氟氧化鋁可返回電解槽使用。 陽(yáng)極效應(yīng)是熔鹽電解時(shí)的特殊現(xiàn)象，冰晶石氧化鋁電解時(shí)，當(dāng)電解區(qū)中氧化鋁含量降低到1％2％時(shí)，則可在陽(yáng)極上發(fā)生陽(yáng)極效應(yīng)。因此，電解槽力求保持低溫操作，對(duì)于提高電流效率是有好處的。 當(dāng)電流通過電解質(zhì)時(shí)，使這些物質(zhì)組成在電極上分離出來(lái)的現(xiàn)象叫做電解，盛電解質(zhì)的裝置就叫做電解槽。此外，冰晶石一氧化鋁熔液基本上不吸水，在電解溫度下它的蒸氣壓不高，具有較
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