電解鋁工藝流程.doc

《電解鋁工藝流程.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。

1、電解鋁工藝電解鋁-簡介電解鋁就是通過電解得到的鋁。現(xiàn)代電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入強(qiáng)大的直流電后，在950℃-970℃下，在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，既電解。電解鋁-工藝流程電解鋁生產(chǎn)過程鋁電解工藝流程：現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石—氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入強(qiáng)大的直流電后，在950℃-970℃下，在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，既電解?；瘜W(xué)反應(yīng)主要通過這個(gè)方程進(jìn)行：2Al2O3==4Al3O2。陽極：2O2ˉ-4eˉ=O2↑陰極:A

2、l33eˉ=Al。陽極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，其中含有一定量的氟化氫等有害氣體和固體粉塵。為保護(hù)環(huán)境和人類健康需對(duì)陽極氣體進(jìn)行凈化處理，除去有害氣體和粉塵后排入大氣。陰極產(chǎn)物是鋁液，鋁液通過真空抬包從槽內(nèi)抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內(nèi)經(jīng)凈化澄清后，澆鑄成鋁錠或直接加工成線坯.型材等。其生產(chǎn)工藝流程如下圖：氧化鋁氟化鹽碳陽極直流電↓↓↓↓↓排出陽極氣體------電解槽↑↓↓廢氣←氣體凈化鋁液↓↓回收氟化物凈化澄清↓↓↓返回電解槽澆注軋制或鑄造↓↓鋁錠線坯或型材電解鋁-產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)電解鋁世界上所有的鋁都是用電解法生產(chǎn)出來的。鋁電解工業(yè)生產(chǎn)采用霍爾-埃魯冰晶石-氧化鋁融鹽電解法，即

3、以冰晶石為主的氟化鹽作為熔劑，氧化鋁為熔質(zhì)組成多相電解質(zhì)體系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工業(yè)電解質(zhì)的基礎(chǔ)。電解鋁工業(yè)對(duì)環(huán)境影響較大，屬于高耗能，高污染行業(yè)。電解鋁生產(chǎn)中排出的廢氣主要是CO2，以及以HF氣體為主的氣-固氟化物等。CO2是一種溫室氣體，是造成全球氣候變暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6其溫室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且會(huì)對(duì)臭氧層造成不同程度的影響。HF則是一種劇毒氣體，通過皮膚或呼吸道進(jìn)入人體，僅需1.5g便可以致死。電解鋁-發(fā)展現(xiàn)狀電解鋁中國鋁電解技術(shù)自70年代末引進(jìn)160KA中間下料

4、預(yù)焙槽技術(shù)之后，從消化國外技術(shù)開始，揭開了中國現(xiàn)代鋁電解技術(shù)發(fā)展的序幕，以鋁電解槽熱電磁力特性及磁流體數(shù)學(xué)模型研究為核心，在工藝、材料、過程控制及配套技術(shù)等方面展開了廣泛深入的研究工作。九十年代以來，在基礎(chǔ)理論、大型鋁電解槽開發(fā)以及工程應(yīng)用取得了一系列成果，開發(fā)成功了280、320KA以上的特大型電解槽技術(shù)，使鋁工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步令人注目。大容量電解槽的開發(fā)，使中國鋁電解技術(shù)總體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平，電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的改變。實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)差。由于開發(fā)時(shí)間短，對(duì)中國大型鋁電解槽在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開發(fā)明顯不足，致使實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)的生產(chǎn)指標(biāo)與國際先進(jìn)水平還有較大差距。多數(shù)在大負(fù)荷、小電網(wǎng)

5、環(huán)境下運(yùn)行，安全隱患多。鋁電聯(lián)營是中國電解鋁企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一，但同時(shí)在技術(shù)上也存在相應(yīng)的問題。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個(gè)系列產(chǎn)能可達(dá)20萬噸以上），巨大的用電負(fù)荷集中在一個(gè)生產(chǎn)系列上（一般達(dá)40萬KW以上），電解系列生產(chǎn)的任何波動(dòng)都會(huì)造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響，甚至威脅供電安全。缺乏建立在對(duì)陰極破損機(jī)理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施，電解槽難以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認(rèn)為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外，電解槽的設(shè)計(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。導(dǎo)致

6、這些問題的深層次原因是，中國尚缺乏對(duì)鋁電解槽破損（常稱為陰極破損）機(jī)理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。隨著電解槽容量的不斷擴(kuò)大，槽壽命問題就更加突出。缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)操作技術(shù)，作業(yè)成本高。中國300KA級(jí)的特大型預(yù)焙鋁電解槽投入工業(yè)應(yīng)用的時(shí)間短。又不能完全照搬以前在大型預(yù)焙槽上的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)（這些經(jīng)驗(yàn)也有很大局限性）。焙燒啟動(dòng)過程中電流分布不均的問題更突出且焙燒啟動(dòng)過程中的能耗大；投入運(yùn)行后電解槽的物理場(chǎng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、流場(chǎng)）容易波動(dòng)，熱平衡的維持較困難；槽電阻極易受外界的干擾而波動(dòng)，陽極效應(yīng)發(fā)生后熄滅困難，且由于電解槽的慣性大，一旦出現(xiàn)槽況波動(dòng)或槽

7、況異?，F(xiàn)象，很難快速恢復(fù)正常。就中國電解鋁整體生產(chǎn)狀態(tài)而言，能源綜合利用效率要比國際先進(jìn)水平低15%左右，主要表現(xiàn)在：電流效率相差2-3個(gè)百分點(diǎn)；噸鋁電耗相差300-800Kwh；電解鋁用陽極生產(chǎn)過程能耗相差3Gj/t左右；電解鋁陽極消耗相差30-60Kg（折合標(biāo)準(zhǔn)煤約75-150Kg）；電槽槽壽命相差1000天左右；陽極效應(yīng)系數(shù)國際先進(jìn)為0.1次/天.槽以下，中國最好水平在0.3次/天.槽左右。中國電解鋁行業(yè)從2002年開始，電解鋁產(chǎn)量開始過剩，受下游行