淺談鋁電解生產(chǎn)工藝技術(shù)-在線瀏覽
2024-07-28 20:11本頁面
【正文】 構(gòu)成一個系列，一個或幾個系列組成一個電解車間?，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，凈化時收回的再生冰晶石或含氟氧化鋁可返回電解槽使用。 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)生漏槽危險時，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)。 (3）電解鋁所用的原料及質(zhì)量要求 氧化鋁是三氧化二鋁的簡稱，也稱作鋁氧。當(dāng)前生產(chǎn)氧化鋁用的砂石有鋁土礦、霞石、藍(lán)晶石、明礬石和高嶺土等。 ，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，%，%，%。生產(chǎn)上使用的冰晶石有四種：天然冰晶石，入造冰晶石，回收所得的浮選冰晶石和再生冰晶石。 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)。 一般通稱合成冰晶石，工業(yè)上只簡稱冰晶石，它是白而稍帶灰色的粉末，質(zhì)感柔軟，略粘手，用手可捏攏成團(tuán)，不溶于水。表2 冰晶石質(zhì)量級別（GB429184）等級化學(xué)成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42P2O5特級531331一級531331二級531331 電解槽正常生產(chǎn)時，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。 電解槽采用濕法進(jìn)行煙氣凈化時回收的冰晶石，稱為再生冰晶石，其中往往含有少量的氧化鋁、其他氟化物以及炭粉等。 氟化鋁是白色堅硬的粉末，比氧化鋁的顆粒稍大一些，它的流動性僅次于氧化鋁，在電解溫度下易揮發(fā)，遇水易水解。表3 氟化鋁質(zhì)量級別（GB429284）等級化學(xué)成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42P2O5≥≤一級613047二級613057 氟化鈉是白色粉末，易溶于水。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)量級別如表4所示。 ⑤氟化鈣（CaF2）氟化鈣是應(yīng)用較早較普遍的一種添加物，其化學(xué)成分占的比例如下： CaF2 A12O3＋F2O3 H2O CaCO3 ＜％ ＜％ 氟化鎂也是一種添加物，但使用得不太普遍，而且使用時間較氟化鈣晚，入們認(rèn)為在改善電解質(zhì)性質(zhì)方面它是一種比較好的添加物，其化學(xué)成分要求如下： F Mg H2O ＞45％ ＜％ ＜％ ＜％ ＜％陽極糊的消耗量很大，僅次于氧化鋁。鋁工業(yè)采用碳素材料做電極，是因它具有良好的導(dǎo)電性和足夠的強(qiáng)度，而且能耐高溫、能抗受氟化物的侵蝕以及貨源廣而且價廉。 陽極糊是在陽極糊車間或碳素工廠中制備的，把在1250℃以上煅燒后粉碎成有一定粒度配比的石油焦或?yàn)r青焦或兩種焦的混合物，同占總量28%32％的熔融瀝青在混捏鍋或連續(xù)混捏機(jī)中混捏，混合均勻后倒進(jìn)鐵制容器或鐵模型中冷卻成型（規(guī)格有大有?。┗蛑瞥尚F(tuán)塊。表5 陽極糊質(zhì)量級別（YS/T 2841998）牌號灰分/%電阻率/（μΩh)≤≥≤TY07029280TY1752895TY28027110TY38027110現(xiàn)代的陽極塊一般采取振動成型法成型，成型后的產(chǎn)品送至環(huán)式焙燒爐或其他窯中燒成。陽極塊的質(zhì)量要求如表6。m）熱膨脹率/%CO2反應(yīng)性/[mg/(cm2 (1)鋁電解槽的演變在鋁電解工業(yè)中，電解槽的大小，一般也稱電解槽的容量，皆以其電流強(qiáng)度的大小表示。第二次世界大戰(zhàn)前，世界各國鋁廠的系列電解槽的電流強(qiáng)度，在25萬安培，戰(zhàn)后到1952年發(fā)展到68萬安培。 在鋁電解法投入工業(yè)生產(chǎn)初期，電解槽很小，電流強(qiáng)度低，使用的陽極是預(yù)焙的石墨或碳素制成的，陽極電流密度高達(dá)67A/cm2，電耗增高至90000 ，生產(chǎn)成本高，鋁價昂貴。但1933年時電解槽的電流強(qiáng)度就已經(jīng)達(dá)到55000A，有預(yù)焙陽極22塊，電耗降至20000 。 ②第二階段（旁插槽）、其電流強(qiáng)度為2500030000A。當(dāng)時的旁插槽具有如下特點(diǎn)： ，省去了成型和焙燒過程，無殘極，陽極成本下降； 上插槽在20世紀(jì)40年代開始試用，60年代初期擴(kuò)展到一些產(chǎn)鋁國家。 ； ，抽出氣體量小，有利于凈化處理； ，陽極提升機(jī)等機(jī)械設(shè)備復(fù)雜； ，易產(chǎn)生裂紋和裂縫。 圖3是上插槽的示意圖。 ④第四階段（現(xiàn)代預(yù)焙槽）初期預(yù)焙槽經(jīng)過很多改進(jìn)，并用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行裝備，出現(xiàn)了現(xiàn)代預(yù)焙槽，目前世界上新建鋁廠幾乎全部采用現(xiàn)代預(yù)焙電解槽。缺點(diǎn)是有15％20%的殘極需處理，陽極要事先預(yù)制好，這就使陽極的成本大為提高。 旁插自焙陽極電解槽的陽極外有用于陽極成型和保護(hù)陽極的鋁。在生產(chǎn)過程中鋁殼和陽極碳素一起消耗，定時用鋁鉚釘接合新鋁殼予以補(bǔ)充，陽極糊就加在鋁殼箱內(nèi)。陽極側(cè)下部釘有鋼制陽極棒，同時起導(dǎo)和承載陽極質(zhì)量的作用，陽極棒隨陽極消耗而下降，因此，需進(jìn)行周期性地拔、釘棒工作。陽極主提升機(jī)構(gòu)的螺旋起
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