电解铝复习资料.docVIP

1、铝的性质：熔点低、熔点660℃、沸点高、密度小、电阻率小、有良好的导电性和反射光的能力、无磁性。具有两性，可与多种金属构成合金，与氧反应。其电化当量C=0.3356g.A-1.h-1 2、电解质主要成分是冰晶石,电解炼铝主要原料是氧化铝。炼铝历史：化学法炼铝（1886年前）、电解法炼铝（1886年后）。 3、电解槽是电解炼铝的核心设备；根据阳极分可以分为预焙阳极和自焙阳极，自焙阳极按导电方式分为旁插棒式和上插棒式，预焙阳极按连续使用与否分为连续式与不连续式；电解槽系列有横向和纵向两种。 4、冰晶石即氟铝酸钠，分子式为：Na3AlF6,或3NaF.AlF3，它有人造冰晶石和天然冰晶石两种。人造冰晶石生产方法主要有酸法，碱法，干法和磷肥副产法。 5、电解铝电解质以冰晶石为主体的原因（H-H法优点）：1）冰晶石中不存在析出电位比铝正的元素，这可避免其他金属离子在阳极放电而降低Al的质量，2）熔融的冰晶石易溶解Al2O3，3)Al2O3的熔点为 2030℃，而Al2O3与Na3AlF6形成熔体后，其初晶温度降为930—980℃,4)熔融的冰晶石-氧化铝熔体具有较小的密度,5)具有较好的导电性和适合的粘度,6)不与槽内衬发生电化学反应,7)在电解温度下不吸水，挥发性不大，8）在电解温度下，具有较小的挥发度。 6、铝电解生产中向电解质加入添加剂的目的：改善原有电解质的性质，满足电解需求。 对添加剂的基本要求：1）在电解过程中不被电解成其他元素而影响Al的质量 ；2）应能对电解质的性质有所改善 3）吸水性和挥发性要小； 4）对Al2O3的溶解度不能有太大影响 5）来源广泛，价格低廉。 7、分子比：MR=NaF分子百分数/ AlF3分子百分数 M3 酸性电解质 MR=2WR WR=NaF质量百分数/AlF3质量百分数。 8、添加剂对铝电解质熔体密度的影响：CaF2，MgF2的添加使电解质的密度增大。就影响程度而言，CaF2甚于MgF2，但是在添加量为5—10%时，对电解质的密度影响很小。添加剂NaCl和LiF对Na3AlF6 -Al2O3系熔体密度的影响与之相反，他们都使熔体的密度明显的降低。 9、工业铝电解质的密度：当工业电解质的摩尔比在2.4—2.7范围内，Al2O3浓度为4—6%，CaF2为2—4%时，其密度为2.095—2.111（g/cm3）。比铝液的密度（2.3）低0.2 g/cm3左右。 10、熔体的导电率是指1cm，截面积1cm2的体积的熔体的电导，也称为比电导。 11、添加剂对铝电解质粘度的影响：随着MgF2和CaF2含量的增加，熔体的粘度也随之增加；NaCl和LiF的添加将使得冰晶石—氧化铝熔体的粘度降低。粘度大，熔体的电导率降低；粘度小，导电率增高，但却加速了铝的溶解与再氧化反应而使电流效率降低。 12、电解质的分类：用分子比分为酸性，中性，碱性。电解槽用酸性电解质。电解槽采用酸性电解质的原因：1）酸性电解质满足铝在电解质中的溶解度小2）电解质中Na+浓度不太高3）电解质的初温温度低4）结壳松软，便于加工。 两极上的放电反应：阳离子向阴极移动：Al3+（配离子）+3e→Al 阴离子向阳极移动：2O2-（配离子）Al+；在阳极，Al+-2e→Al3+这些反应反复进行，造成电流的无功损失3）其他离子放电，主要是钠离子放电，钠离子沸点低，以气体状态蒸发或渗入槽底；钠离子放电的可能性还随着阴极电流密度的提高而增大。还有杂质离子放电，熔体中因原料哦不纯带进许多杂质，如等离子。这些离子的电位都正于铝离子，而优先在阴极上放电，其结果使铝的品位降低，电流效率降低4)其他损失水的电解、碳化铝的生成、熔体中的电子导体、阳、阴间的极短路、漏电、以及出铝时的机械损失等也都是电流效率下降的原因。 提高电流效率的途径（电流效率的影响因素）： 电流效率 η= [1-kzf(Co-C)/δD阴]*100% 1）电解温度：电解温度越大，溶解铝的扩散速度越快，电流效率损失越大，铝的二次反应加剧，铝损失增大，电流效率降低 2）极距：极距增大，搅拌作用减小，扩散层厚度增加，铝损失减小，电流效率增大，当极距超过一定程度，电解温度明显升高，对流循环加快，电流效率提高放缓趋于0 3）电解质成分：氧化铝浓度低，溶解快，熔体中无悬浮的氧化铝颗粒，有利于稳定生产，提高电流效率，能降低铝损失的添加剂有利于提高电流效率。 4）铝液高度：铝是电热良导体，它的存在，能将阳极下部多余的热量从电解槽四周疏导出去，使电解质温度趋于均匀。同时降低水平电流，提高电流效率。但当达到一定高度后，电流效率反而会随高度的增加而降低。 5）电流密度：电流密度随阴极电流密度的增大而增大，在阳极电流密度一定的情况下，缩小阴极面积提高阴极电流密度，可以提高电流效率。 6）电解质高度。 5、铝电解