电解铝 电解铝工艺流程

电解铝是通过电解获得的铝。冰晶石-氧化铝熔盐电解法用于现代电解铝工业。熔融冰晶石为溶剂，氧化铝为溶质，碳体为阳极，铝液为阴极。引入强直流电后，电解槽两极在950℃-970℃(950℃以上可形成热浴)下进行电化学反应。

电解铝-工艺流程

铝电解工艺:现代铝工业采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法。熔融冰晶石为溶剂，氧化铝为溶质，碳体为阳极，铝液为阴极。引入强直流电后，电解槽两极在950℃-970℃下发生电化学反应。

化学反应主要通过以下等式进行:

2Al2O3==4Al 3O2 .

阳极:2o 2ˇ-4eˇ= O2←

阴极:Al3 ^ 3eˇ= Al。

阳极产品主要是二氧化碳和一氧化碳，其中含有一定量的氟化氢和固体粉尘等有害气体。

为了保护环境和人体健康，阳极气体应经过净化，去除有害气体和粉尘后排入大气。阴极产品是熔融铝，通过真空钢包从槽中泵出，送到铸造厂。在保温炉中净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线材坯和型材等。生产过程如下:

电解铝-工业特性

世界上所有的铝都是通过电解生产的。铝电解工业生产中采用霍尔-艾露冰晶石-氧化铝熔盐电解法，即以冰晶石基氟化物盐为熔剂，氧化铝由熔体组成

多相电解质系统。na2al 6-al2o 3二元体系和na3al 6-alf 3-al2o 3三元体系是工业电解质的基础。电解铝行业对环境影响较大，属于高能耗、高污染行业。电解铝生产排放的废气主要是CO2和以氟化氢气体为主的气固氟化物。CO2是一种温室气体，是全球变暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6的温室效应是二氧化碳的6500-10000倍，会对臭氧层产生不同程度的影响。而HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，只需1.5g即可致死。

电解铝——发展现状

自20世纪70年代末引进160KA预焙槽技术以来，中国铝电解技术通过消化国外技术，拉开了中国现代铝电解技术发展的序幕。围绕铝电解槽热电磁特性和磁流体数学模型的研究，在技术、材料、过程控制和支撑技术等方面开展了广泛而深入的研究工作。20世纪90年代以来，在基础理论、大型铝电解槽开发和工程应用方面取得了一系列成就，280 kA和320KA超大型电解槽技术开发成功，使铝工业技术进步显著。随着大容量电解槽的发展，我国铝电解技术已普遍达到国际先进水平，电解铝行业的面貌发生了根本性的变化。

实际操作指标差。由于开发时间短，我国大型铝电解槽在生产领域的深度开发明显不足，导致实际运行指标与国际先进水平差距较大。大部分都是在大负负荷、小电网的环境下运行，存在很多安全隐患。铝电合资是我国电解铝企业的发展趋势之一，但也存在相应的技术问题。由于一般系列的大容量电解槽规模较大(一个系列的生产能力可达20万吨以上)，巨大的电力负荷集中在一个生产系列(一般在40万千瓦以上)，电解系列生产中的任何波动都会对电网或自备电厂造成很大影响，甚至威胁供电安全。

缺乏基于深入了解阴极损伤机理和规律的“精细设计”技术和提高电解槽寿命的综合技术措施，电解槽难以达到设计寿命，早期损伤率高。影响我国大型电解槽使用寿命的问题除了国内普遍认可的阴极炭材料质量原因外，电解槽的设计、筑炉材料、筑炉质量、焙烧启动、正常生产操作、生产管理等方面都存在一些问题。造成这些问题的深层次原因是我国对铝电解槽破损(常称为阴极破损)的机理和规律还缺乏深入的认识，以及提高电解槽寿命的“精细设计”技术和综合技术措施。随着电解槽容量的不断扩大，电解槽寿命问题变得更加突出。

缺乏先进的生产运营技术，运营成本高。我国300千伏安超大型预焙铝电解槽投入工业应用时间不长。它不能完全复制以前在大型预焙槽中的经验(这些经验也有很大的局限性)。烘焙启动过程中电流分布不均匀问题更加突出，烘焙启动过程能耗大；电解槽投入运行后，其物理场(电场、磁场、流场)容易波动，难以维持热平衡。电解槽的电阻容易因外界干扰而波动，发生阳极效应后很难熄灭。由于电解槽的惯性，一旦电解槽出现波动或异常情况，很难快速恢复正常。

就我国电解铝整体生产状况而言，能源综合利用效率比国际先进水平低15%左右，主要表现在:电流效率相差2-3个百分点；每吨铝的耗电量相差300-800千瓦时；电解铝生产过程阳极能耗差约3Gj/t；电解铝阳极消耗差30-60Kg(折

组合标准煤约75-150kg)；电箱寿命差1000天左右；阳极效应系数在0.1次/天以下，国际先进。国内最好的水平在0.3次/天左右。