淺談鋁電解生產工藝技術-文庫吧資料
2025-06-23 20:11本頁面
【正文】 陽極主副提升機構組成。最下一排陽極棒的頭部卡入一個特制的U形吊環(huán)內，通過用槽鋼焊成的陽極框架及滑輪組吊在陽極提升機的升降裝置上，并通過四個金屬支柱支撐包括陽極在內的整個上部結構的質量。陽極借助自身的電阻熱和電解質熔液傳給的熱量一邊工作，一邊焙燒成型。鋁殼通常用厚度約為1mm的鋁板制成，沿陽極四周圍成高1m左右的無底方箱狀。 ①陽極結構 （2）鋁電解槽的構造簡介目前世界上有四種類型電解槽，除連續(xù)預焙陽極電解槽外（目前只有法國一家電解鋁廠），現分別就其余三種類型四種結構的電解槽作簡要介紹。圖4和圖5分別為邊部加料預焙槽和中間加料預焙槽的示意圖。它的優(yōu)點是，能適應更大的電流強度，電耗更低，上部結構簡單，機械化自動化程度高，環(huán)保條件好。 預焙槽有兩種類型，一是邊部加料式（如圖57所示），一是中間加料式（如圖58所示）。 ，影響生產效率，電耗較大，陽極事故相對較多； 上插槽也有嚴重不足之處： 。 、自動化；與旁插槽相比它的優(yōu)點是： ③第三階段（上插槽） 圖2是旁插槽的示意圖。 ，環(huán)保和勞動條件有所改善。 ，操作簡易，能適應大一些的電流強度；以后旁插槽逐漸發(fā)展，直到取代初期預焙槽。 早在1923年挪威就開始采用8000A的旁插槽。例如，1888年時用于生產的是4000A的電解槽，電解槽有一個方形陽極，槽電壓為10V。 ①第一階段（初期的預焙槽）20世紀80年代初期發(fā)展到1520萬安培，目前則已達到30萬安培以上，并已開始研究開發(fā)更大容量的電解槽。鋁電解槽的電流強度，也是經歷了由小到大逐步增加的過程。h)耐壓強度/（N/m2）體積密度/（g/cm3）真密度/（g/cm3）≤≥TY15545322TY26050302TY316555292—鋁電解槽簡介表6 預焙陽極塊質量級別（YS/T 2851998）牌號灰分/%電阻率/（μΩ由于它們加進電解槽以前已被預先焙燒好，所以叫預焙陽極塊。 ⑧陽極塊陽極塊是做預焙槽中的陽極，其性能除取決于制取用生糊質量外，還取決于成型和焙燒的質量。 除表5列出的共同要求外，在塑性方面旁插槽陽極糊與上插槽陽極糊的要求有所不同，前者希望陽極糊的流動性小一些，而后者則要求具有足夠的流動性。m）耐壓強度/（N/m2）真密度/（g/cm3）體積密度/（g/cm3）CO2反應性/[mg/(cm2陽極糊的質量級別如表5所示。陽極糊被加入旁插或上插槽中后，借助自身電阻產生的焦耳熱和電解液供給的熱量，自行焙燒成為碳素陽極，所以這兩種陽極叫做連續(xù)自焙碳素陽極。 ⑦陽極糊陽極糊是焙燒成旁插或上插槽陽極的原料，在電解過程中氧化鋁分解后產生的氧將陽極的碳素氧化，陽極隨著電解的進程而消耗，由于電解過程連續(xù)進行，所以必須定期地添加陽極糊。 ＞32％ R2O3 SO42 SiO2 ⑥氟化鎂（MgF2） ＜％ ＜％ ＞95％ SiO2 氟化鈣是從天然螢石精選出來的，選后的粒度為通過140目的占90%，其中有75％通過200目。表4 氟化鈉質量級別（GB429384）產品化學成分/%級別≥≤ NaFH2OSiO2酸度（HF）Na2CO3硫酸鹽SO42水中不溶物一級98二級941113三級84 2210電解槽開動初期，因為其碳素內襯選擇吸收氟化鈉，使電解液分子比急劇下降，那時要用較多的氟化鈉調整分子比。 ④氟化鈉（NaF）在電解過程中由于氟化鋁的揮發(fā)和水解而使電解液分子比提高，為保持規(guī)定的分子比，需根據分析結果補充氟化鋁以調整電解液的成分，氟化鋁的質量級別如表3所示。 ③氟化鋁（A1F3）需要指出，浮選冰晶石和再生冰晶石的質量波動都較大，在使用之前要進行質量分析，而且常常是先加入母槽里，經過凈化后再移入正常槽中。 對拆槽下的廢炭塊進行浮選時也能得到浮選冰晶石。 由于受生產方法限制，其雜質含量比氧化鋁高，冰晶石的產品質量級別如表2所示。 隨著鋁工業(yè)的發(fā)展，由于天然冰晶石儲藏量小、分布不普遍、質量差，遠遠滿足不了電解煉鋁的需要，所以入們只能用入工方法大量生產冰晶石，中國鋁工業(yè)從一開始就使用入造冰晶石生產鋁。 在自然界中天然冰晶石礦非常少，從礦山開采出來的天然冰晶石一般含80%左右的純冰晶石，所以必須經過分選才能得到合乎要求的產品。冰晶石分子比大于3的屬堿性，小于3的屬酸性，等于3的是中性。 ②冰晶石（Na3AIF6）我國目前主要采用鋁土礦作為制取氧化鋁的原料，其生產工藝和產品的質量要求詳見氧化鋁生產工藝篇。它是從鋁礦石提取出來的。 ①氧化鋁（A12O3） 煙氣中除二氧化碳和一氧化碳外，還含有少量的氟化氫或其他氣體，氟化氫是有害氣體，影響周圍環(huán)境，應當予以妥善處理。 從圖1可見，電解鋁使用的原料是氧化鋁、陽極糊或預焙陽極塊（陽極塊）、冰晶石、氟化鋁和其他氟化物等，這些原料都是在專門的車間或工廠中制備的。鋁電解生產工藝流程如圖1所示。 (2)鋁電解生產工藝流程簡述鋁電解生產過程，主要是以冰晶石一氧化鋁熔液做電解質，碳素材料為陰極和陽極，直流電從陽極導入，經過電解液和鋁液層后從陰極棒導出，直流電的作用是以熱能形式保持冰晶石、氧化鋁等原料呈熔融狀態(tài)和實現電化學反應，反 應結果在陽極上生成二氧化碳和一氧化碳氣體，在陰極上
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