第三节课 铝电解 2011 下.pptVIP

谢谢！ 铝电解 侯军刚冶金与生态工程学院有色系tel 课件-铝电解 铝电解的生产过程 铝电解槽全部生产过程包括三个阶段： 焙烧期 启动和启动后期 正常生产期 铝电解槽的焙烧期 目的：焙烧自焙阳极（对预焙槽则是加热阳极） 以及加热阴极，达到900-1000℃，以便下一步启 动。 焙烧方法：焦粒焙烧法 铝电解槽的启动期 目的：在电解槽内熔化电解质，开始铝电解。分 干式和常规启动两种。干式适用于启动新系列中 的头几台槽。常规启动适用已有电解槽生产启动 时间1小时。 从启动到正常生产之间有一个过渡期，称为启动后期，大约1个月。 铝电解槽的正常生产期 目的：电解槽经过焙烧和启动之后便进入正常生产期，直 到停槽为止，正常生产期通常延续5-7年。 电解槽正常生产的特征： A、从火眼中冒出有力的火苗，颜色呈蔚蓝色或淡 紫蓝色； B、槽电压和温度稳定地保持在设定的范围内； C、阳极完好、周围电解质沸腾良好。炭渣分离出来； D、槽面上的结壳完整，疏松好打； E、电解质与铝液分层清楚； F、电解槽侧壁上有凝固的电解质，它是由冰晶石和刚玉 构成的，是一种电和热的绝缘体。 电流效率 铝电解的电流效率指阴极上实际产出的铝量对于理论上按照法拉第定律计算的铝量的百分数。用公式表示 式中，I为电流强度， t为电解时间， m为实际铝产量 1法拉第电量，理论上应析出1mol的铝；铝的相对原子量为26.98，铝是三价的，铝的当量值：26.98、3=8.99；而1法拉第电量为96485A.s,即96485、3600=26.8A.h；铝的电化学当量值为8.99/26.8=0.3356g/A.h 电流效率 设电解槽的平均电流（直流）为300kA。它的理论年产铝量应为： P =0.3356 ×300×24×365×10-3 =882t/年 若实际铝产量为794吨 则电流效率为 794/882×100% = 90% 提高电流效率 提高铝电解电流效率的主要措施： （1）在适当低的过热温度下进行电解;过热温度指电解温度 与电解质的初晶点之间的差值。每降低过热温度10℃， 平均提高电流效率1-1.5%。目前一般为5-15℃。 （2）建立和保持理想的槽膛内型； （3）尽可能使槽内铝液保持平静； （4）选用低熔点的电解质组成，使用惰性的可湿润阴极, 如二氧化硼涂层阴极。 铝电解中的电能消耗与电能效率 电能效率：理论电耗与实际电耗之比； 铝工业中节电的意义和潜力：根据理论计算，生产每吨铝只需要直流电能6320kW·h。但是在工业上生产每吨铝需要直流电能13500-14000kW·h。电能效率＝40～60％ 每吨铝实际耗电量用下式计算： 式中 V— 电解槽的总平均电压； ?— 电流效率 节电途径 （1）提高电流效率 （2）降低平均电压 电能量计算例题 例：某系列电解槽共有240台，系列总电压1020V，电流效率是92%， 则生产每吨铝的能耗为 [(1020/240)/0.3356×0.92]×103 = 13765 kW·h 现代工业铝电解槽的技术参数和生产指标（280kA预焙槽） 阳极电流密度/（A·cm-2) 0.70 槽电压/V 4.0-4.1 温度/℃ 945-960 极距/cm 4.0 物质的量比 2.0-2.4 氧化铝的质量分数/% 2-4 添加剂质量分数/% CaF2 6 电解质水平/cm 20-22 铝液水平/ cm 12-15 效应系数/（次·（槽·日）-1） 1.0 电流效率/% 90 铝产量/(kg· （槽·日）-1） 2030 电耗率/（kW·h·t-1) 13000 铝精炼-铝的纯度分类 原铝。指用熔盐电解法在工业电解槽内制取的铝，其纯度一般为99.5%-99.85%。 精铝。一般来自三层液精炼电解槽。其纯度通常在99.99-99.999%。 高纯铝。主