第二篇铝电解槽
第二篇铝电解槽
10.2 铝电解槽
10.2.1 铝电解的工作原理
• 电解质：冰晶石—氧化铝融盐， • 电流：直流电（4~22kA）； • 电解温度：950~970℃； • 电极：阴、阳极均为碳质，阴极上析出铝、而阳 极上析出
CO2（70%）和CO（30%）气体； • 电解总反应：2Al2O3(aq)+3C(s)=4Al(l)+3CO2(g)
1自焙槽
2预焙槽
1自焙阳极电解槽 （1）侧插式 （2）上插式
2预焙阳极电解槽 （1）连续式 （2）不连续式
根据下料方式又可分为中间下料和边部下料 两种槽型。
电解槽的总体结构：
电解槽是在一个钢制槽壳，内部衬以耐火砖和保温层， 压型炭块镶于槽底，作为电解槽的阴极。电流通过电 解质由炭质阴极流入炭质阳极，完成电解过程。
自焙阳极旁插棒式电解槽
1.基础：绝缘; 2. 阴极：保温、坚固、密封防氧化、底糊防 侵蚀、挡板防淌料、侧部炭糊筑坡; 3. 阳极: 铝箱、钢 质框架; 4. 上部金属结构：支柱、平台、AO料斗、阳极升 降机构、槽帘和排烟系统 5. 导电母线和绝缘设施
下料，集气排烟装置等。
阳 极 装 置
（2）阴极装置 由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体组成。
阴极装置
（3）母线装置 包括阴极母线，阳极母线，立柱母线和槽间母线。
槽 间 母 线
氧化铝下料装置立体图
氧化铝下料装置剖面图
10.2.3.1 不连续预焙阳极电解槽
依加料方式分：边部打壳电解槽、中部打壳电解槽 阳极炭块组：阳极导杆、钢爪、炭块。 阴极装置：阴极炭块、钢质导电棒 铝母线：阳极母线、阴极母线、立柱母线. 进电方式：一端进电、双端进电
23——密封圈 24——钢壳
电解铝电解槽的工作原理
电解铝电解槽的工作原理1. 电解铝的背景1.1 什么是电解铝？大家都知道，铝这种金属在我们的生活中可谓是无处不在。
铝箔、铝罐、铝合金，简直是随处可见。
但是，电解铝是如何从原料变成我们日常用的铝呢？这里就要提到电解铝的工艺啦！它可不是简单的加热、搅拌，而是一场电的“舞会”。
1.2 电解铝的历史在古老的时代，铝可不是像现在这样常见。
人们为了提取铝，不得不费尽心思。
直到19世纪，科学家们才发现了电解的方法，开启了铝的新时代。
可以说，电解铝的出现，真是为我们生活带来了大大的便利！2. 电解槽的构造2.1 电解槽的基本构造说到电解铝，电解槽可是主角。
电解槽就像一个大大的“锅”，里面装着熔融的铝土矿和电解液。
它的外壳通常用耐高温的材料做成，防止热量流失。
槽里面可不是随便加东西的，它需要精准的温度和成分，才能保证电解反应的顺利进行。
2.2 重要的电极在这个电解槽里，还有两个重要的角色，正极和负极。
正极一般是用碳材料制成的，而负极则是铝的液态金属。
电流从正极流向负极，电解反应就在这个过程中发生。
简而言之，就像是电流在槽内“跑步”，一边跑一边让铝离子变成铝金属。
3. 电解过程3.1 电解反应的原理在电解过程中，铝土矿中的铝离子在电场的作用下，向负极移动，最终被还原成铝。
这个过程可是极其耗电的，几乎需要强大的电力支持。
不过，铝的“魅力”在于它轻、耐腐蚀、导电性好，真是值得这点电力投资！3.2 生产中的挑战不过，电解铝的路并非一帆风顺。
温度、电流、原材料的质量都会影响铝的产量和纯度。
就像做菜，如果火候掌握不好，菜肴可能会“翻车”。
因此，在实际生产中，技术人员需要不断调整参数，保证最终的铝金属达到标准。
4. 结语说到这里，电解铝的工作原理其实并没有想象中那么复杂，只要理解了电解槽、构造和过程，就能轻松掌握它的精髓。
而电解铝这一技术的成功，不仅为我们的日常生活增添了便利，也在工业发展中发挥了不可替代的作用。
就像那句老话：“千里之行，始于足下。
铝电解槽
铝电解生产流程图
铝电解槽的发展和现状
三个发展阶段： 三个发展阶段：
铝电解工业初期的小型预焙电解槽； 铝电解工业初期的小型预焙电解槽； 20世纪 世纪20~40年代，相继采用旁插棒式 年代， 世纪 年代 自焙阳极和上插棒式自焙阳极； 自焙阳极和上插棒式自焙阳极； 50年代后大型预焙阳极。 年代后大型预焙阳极。 年代后大型预焙阳极
铝电解槽的构造及技术参数
自焙槽 优点： 优点： 阳极可连续使用； 阳极可连续使用； 不需专门工厂进行阳极成型， 不需专门工厂进行阳极成型， 焙烧，装爪等。 缺点： 焙烧，装爪等。 缺点： 烟害大； 烟害大； 槽电压比预焙槽约高 0.1~0.2V，电耗比预焙槽高 ， 约1000度； 度 上插棒槽的上部金属结构比 较复杂，机械化程度， 较复杂，机械化程度，投资 大。 预焙槽 优点： 优点： 电耗低，槽电压低； 电耗低，槽电压低； 电解槽造价少； 电解槽造价少； 可大型化， 可大型化，操作的机械化程 度高； 度高； 烟害小。 烟害小。 缺点： 缺点： 非连续式预焙阳极电解槽需 更换阳极； 更换阳极； 需成套的阳极制备工厂， 需成套的阳极制备工厂，投 资多。 资多。
铝电解槽
铝电解的工作原理
铝电解槽工作总结
铝电解槽工作总结
铝电解槽是铝电解工艺的核心设备，是铝的主要生产工艺之一。
在铝电解槽的工作过程中，需要严格控制各项参数，确保生产的稳定性和高效性。
以下是对铝电解槽工作的总结和分析。
首先，铝电解槽的工作需要严格控制电解液的温度、浓度和纯度。
电解液的温度过高或者过低都会影响电解反应的速率，从而影响产量和质量。
同时，电解液中杂质的含量也需要严格控制，以确保铝的纯度。
其次，铝电解槽的阳极和阴极的材质和结构也对工作效率有着重要影响。
合理的阳极和阴极设计可以提高电解效率，降低能耗，减少生产成本。
同时，阳极和阴极的维护和更换也是工作中需要重点关注的问题。
此外，铝电解槽的电流密度和电压也是需要严格控制的参数。
电流密度过高会导致电解槽的热量过大，影响电解液的稳定性，同时也容易导致阳极的腐蚀。
而电压过高则会增加能耗，降低生产效率。
最后，铝电解槽的安全生产也是工作中需要高度重视的问题。
电解槽中涉及高温、高压等危险因素，需要严格遵守相关的操作规程和安全操作规范，确保生产过程中的安全。
总的来说，铝电解槽的工作需要严格控制各项参数，确保生产的稳定性和高效性。
只有在严格遵守操作规程和安全操作规范的前提下，合理控制各项参数，才能保证铝电解槽的正常工作，提高生产效率，降低生产成本。
电解铝电解槽结构
电解铝电解槽结构电解铝是一种重要的金属材料，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
而电解铝的生产过程中，电解槽是关键设备之一。
本文将介绍电解铝电解槽的结构和工作原理。
一、电解槽的概述电解槽是电解铝生产中的核心设备，其主要功能是通过电解过程将铝矾土中的铝氧化成金属铝。
电解槽一般由槽体、电解质、电极和电源等组成。
二、槽体结构电解槽的槽体一般采用钢结构，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
槽体内部由耐火材料涂层，以抵抗高温和化学侵蚀。
槽体的底部设有底部引流口，用于排出电解过程中产生的铝液。
三、电解质电解质是电解槽中的重要组成部分，它起到导电和溶解铝的作用。
电解质一般由氟化铝和氯化铝等盐类组成，能够在高温下保持液态状态。
电解质的浓度和温度对电解过程的效果有重要影响。
四、电极结构电解槽中的电极是电流的传导介质，一般由碳材料制成。
电解槽中有两种类型的电极，分别是阴极和阳极。
阴极是电解铝的产出端，它由导电炭块组成，能够吸附氧化铝并还原成金属铝。
阳极则是电解质的溶解端，它由碳块或碳钢制成，能够氧化成二氧化碳。
五、电源系统电解槽的电源系统是为电解过程提供电能的设备。
电源系统一般由整流器和变压器组成。
整流器将交流电转换为直流电，变压器则将高压电流降低到适合电解槽的电压。
六、电解过程电解过程是电解铝生产的核心环节。
在电解槽中，铝矾土经过磨碎、脱水等处理后，成为称为氧化铝的粉末。
氧化铝与电解质混合后，放置在电解槽中。
通电后，正极吸附氧化铝并还原成金属铝，同时负极产生氧化反应。
金属铝在槽底通过底部引流口排出，而氧化反应则产生二氧化碳。
七、电解槽的优化为了提高电解铝的生产效率和降低能耗，电解槽的结构也在不断优化。
例如，采用新型的槽体材料和涂层，能够提高抗腐蚀性和热稳定性；优化电解质的组成和浓度，可以提高电解效果；改进电极材料和形状，能够增加电流传导效率。
总结起来，电解铝电解槽是电解铝生产过程中的核心设备，其结构包括槽体、电解质、电极和电源等。
铝电解槽阳极母线提升安全操作规程范本（2篇）
铝电解槽阳极母线提升安全操作规程范本1. 引言铝电解槽是铝电解工艺过程中的关键设备之一，阳极母线则是实现电解过程中电流的传输载体。
阳极母线的提升操作是铝电解槽操作中的重要环节，为确保槽体及设备的安全运行，提高工作效率，特制定本规程。
2. 目的本规程的目的在于明确铝电解槽阳极母线提升操作的安全要求，规范操作流程，确保操作人员的人身安全和槽体设备的正常运行。
3. 适用范围本规程适用于铝电解槽阳极母线的提升操作，包括提升设备的准备工作、槽体与设备的检查要求、提升的具体操作流程以及安全注意事项等内容。
4. 安全操作规程4.1 提升设备的准备工作4.1.1 提前查看提升设备的工作状态，确保设备正常运行。
4.1.2 检查提升设备的连接情况，包括电源线、控制线和悬挂装置等，确保连接牢固可靠。
4.1.3 对提升设备的动力机构进行检查，并确认机构的工作稳定可靠。
4.1.4 根据提升设备的规格，选择适当的提升工具，确保能够满足提升需求。
4.2 槽体与设备的检查要求4.2.1 检查槽体是否有漏电现象，必要时进行绝缘处理。
4.2.2 检查槽体内的阳极母线连接情况，确保连接牢固可靠。
4.2.3 检查阳极母线的状态，如有损坏或严重磨损应及时更换。
4.2.4 检查槽体周围的环境是否存在危险物品，必要时进行清理。
4.3 提升操作的具体流程4.3.1 使用合适的人员和提升工具进行横向移动，将提升工具移动至所需位置。
4.3.2 将提升工具固定在槽体上方，并确认其稳定可靠。
4.3.3 预先调整好提升装置的高度，使其与槽体顶部保持适当的距离。
4.3.4 确认槽体内的阳极母线与提升工具相连接，确保连接牢固可靠。
4.3.5 缓慢启动提升设备，提升阳极母线至所需位置。
4.3.6 在阳极母线提升至所需位置后，停止提升设备的工作。
4.3.7 对阳极母线与提升设备进行固定，确保阳极母线不会意外下落。
4.4 安全注意事项4.4.1 操作人员在进行阳极母线提升操作时，必须穿戴好安全防护装备。
铝电解槽标准
铝电解槽标准
铝电解槽是铝冶炼和生产过程中最重要的设备之一，其设计和制造标准对于铝产品的质量和产量以及生产效率都有着至关重要的影响。
随着铝工业的不断发展，铝电解槽的设计和制造标准也在不断改进和优化。
在设计和制造铝电解槽时，需要考虑到许多因素，例如槽的尺寸、形状、材料、结构、热工况、电气性能等等。
这些因素都需要根据不同的生产工艺和产品要求进行合理的选择和控制。
一般来说，铝电解槽的设计和制造标准包括以下几个方面：
1. 槽的尺寸和形状需要根据生产工艺和产品要求进行选择。
一般来说，槽的尺寸越大，能够生产的铝液量就越大，但是槽的尺寸过大也会带来一些问题，例如难以控制温度和成分均匀性等。
因此，在选择槽的尺寸时需要综合考虑各种因素。
2. 槽的材料一般采用钢材或混凝土。
钢材具有较好的机械性能和热工性能，但需要采取防腐措施；混凝土具有较好的耐腐蚀性，但需要采取保温措施。
3. 槽的结构需要根据生产工艺和产品要求进行设计。
一
般来说，槽的结构需要考虑到耐腐蚀性、保温性、强度等方面，同时还需要考虑到维修和更换的方便性。
4. 槽的热工况需要根据生产工艺和产品要求进行控制。
一般来说，槽的温度需要控制在一定范围内，同时还需要考虑到冷凝和挥发等化学反应对于槽内热工况的影响。
5. 槽的电气性能需要符合生产工艺和产品要求。
一般来说，槽的电流和电压需要控制在一定范围内，以保证铝产品的质量和产量以及生产效率。
综上所述，铝电解槽的设计和制造标准需要根据生产工艺和产品要求进行综合考虑和优化。
只有这样才能够生产出高质量、高产量的铝产品，同时也能够提高生产效率并降低生产成本。
2-3铝电解槽结构
三、电解槽结构
自焙阳极旁插式电解槽 • 基础：绝缘 • 阴极：保温、坚固、密封防氧化、底糊
防侵蚀、挡板防淌料、侧部炭糊筑坡 • 阳极: 铝箱、钢质框架 • 上部金属结构：支柱、平台、AO料斗、
阳极升 降机构、槽帘和排烟系统 • 导电母线和绝缘设施
三、电解槽结构
自焙阳极上插式电解槽：
三、电解槽结构
四、电解槽系列
• 为保证系列的连续稳定运行，需备用电源；
• 电解槽排布方式：
• 横向排列 • 纵向排列
单行排列 双行排列
四、电解槽系列
铝电解
目录 CONTENTS
铝电解基本知识 铝电解槽结构 电解槽焙烧与启动 铝电解正常生产
02
铝电解槽结构
一、工作原理
• 电解质：冰晶石—氧化铝融盐， • 电流：直流电（4~22kA）； • 电解温度：950~970℃； • 电极：阴、阳极均为碳质，阴极上析出铝、
而阳 极上析出CO2（70%）和CO2（30%） 气体； • 电解总反应： • 2Al2O3（aq）+3C（s）=4Al（l）+3CO2 （g）
部打壳电解槽
• 阳极炭块组：阳极导杆、钢爪、炭 块
• 阴极装置：阴极炭块、钢质导电棒 • 铝母线：阳极母线、阴极母线、立
柱母线
三、电解槽结构
连续预焙阳极电解槽 • 相对于非连续式有如下特点： 优点： • 无阳极残极，预焙炭块消耗量小； • 阳极电流分布均匀，故阳极消耗均匀； • 生产的连续性。 缺点： • 阳极不能用氧化铝保温，热损失大； • 炭块之间接缝存在接触电压降，故槽电压较大。
二、电解槽的发展
• 铝电解槽的发展从19世纪末至今已经有了一百多年的历史。 • 三个发展阶段： • 铝电解工业初期的小型预焙电解槽； • 20世纪20~40年代，相继采用旁插棒式自焙阳极和上插棒式自焙
电解铝电解槽结构
电解铝电解槽结构电解铝是一种常见的铝生产方法，其核心设备是电解槽。
电解槽是一个用于电解铝的设备，它采用特定的结构设计，以实现高效的铝电解过程。
电解槽通常由斜坡式底槽、阳极和阴极等组成。
斜坡式底槽是电解槽的主体部分，它由耐火材料制成，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。
底槽的斜坡设计有助于铝液从底部流出，便于收集和提取。
阳极位于底槽的顶部，它是电解过程中的正极，通常由碳材料制成。
阳极的作用是提供氧化反应所需的正电荷。
阴极位于底槽的底部，它是电解过程中的负极，通常由碳材料涂覆钢制而成。
阴极的作用是吸收氧化反应产生的电子。
在电解铝的过程中，电解槽中的电解质是非常重要的。
电解质一般采用氟化铝和氯化铝的混合物，它们可以提供所需的离子导电性。
电解质的浓度和温度对电解过程的效果有着重要的影响。
此外，电解槽还需要配备炉渣槽和温度控制系统等设备，以确保电解过程的稳定性和效率。
除了上述基本结构外，电解槽还可以根据具体的工艺要求进行一些改进。
例如，可以在底槽中设置导流板或导流槽，以改善液体流动的均匀性和稳定性。
此外，还可以在阳极上设置保护罩，以减少阳极的损耗和杂质的进入。
电解槽还可以根据需要进行分段设计，以提高铝液的纯度和收集效率。
在实际应用中，电解槽的结构设计需要兼顾多个因素。
首先，要考虑到生产效率和能耗的平衡，以实现高效的铝生产。
其次，要考虑到设备的耐用性和稳定性，以确保长期稳定运行。
此外，还要考虑到维护和清洁的便利性，以减少生产线停机时间和生产成本。
电解铝电解槽是实现铝电解的关键设备，其结构设计直接影响到生产效率和产品质量。
通过合理的设计和改进，可以提高电解过程的效率和稳定性，实现高效、低能耗的铝生产。
你了解铝电解槽的基本结构和耐火材料的应用吗？
你了解铝电解槽的基本结构和耐⽕材料的应⽤吗？铝电解槽是铝电解⽣产的主要热⼯设备。
电解铝是把氧化铝中的铝转变成⾦属铝的过程，其转变的主要原理是以冰晶⽯和氧化铝熔体作为电解质，以炭素材料作为两极，直流电经阳极导⼊电解液与铝液层，⽽后从阴极导出。
直流电在电极间产⽣热能，并保持正常的电解温度(920〜980℃)，使冰晶⽯和氧化铝熔融体变成离⼦状态，同时实现电化学反应，电解的产物在阳极上为CO2和CO的混合⽓体，在阴极上析出液态⾦属铝。
关于1、铝电解槽的基本结构电解槽按槽⼦的结构分为有底式和⽆底式两种;按槽壳外形分为正⽅形和长⽅形两种;按阳极结构分为预焙阳极和连续⾃焙阳极;按导电的⽅式分为侧部导电和上部导电等。
过去采⽤的电解槽多为⽆底式长⽅形侧部导电连续⾃焙阳极。
近年来，有底式上部导电预焙阳极160〜350kA的电解槽,得到了⼴泛的应⽤。
图11-1为⼀座320kA的预焙阳极铝电解糟预焙阳极160~350kA铝电解槽铝电解槽各部位砌体体积见表11-1。
关于2、铝电解槽重要砌筑材料选⽤2.1硅酸钙板硅酸钙板，执⾏国家标准GB/T10699。
硅酸钙板的物理指标见表11-2，其尺⼨允许偏差和外观见表11-3.2.2黏⼟质隔热耐⽕砖黏⼟质隔热耐⽕砖，执⾏国家标淮GR/T3994。
黏⼟质隔热耐⽕砖的物理指标见表11-4,其尺⼨允许偏差和外观见表11-5。
2.3黏⼟质耐⽕砖黏⼟质耐⽕砖，执⾏标准YB/T5106-1993。
黏⼟质耐⽕砖的物理性能指标见表11-6.黏⼟质耐⽕砖的尺⼨允许偏差和外观见表11-7.电解槽使⽤黏⼟砖牌号不低于N-4。
热导率/W·(m·K)2.4 ⼲式防渗料⼲式防渗料技术性能指标见表11-8.2.5 电解槽⽤普通阴极炭块电解槽普通阴极炭块.执⾏⾏业标准YS/T286—1999。
阴极炭块的理化指标见表11-9，阴极炭块允许偏差见表11-10，阴极炭块弯曲度见表11-11.炭块表⾯的缺陷见表11-12，外观应符合如下规定：(1)炭块表⾯平整，断⾯组织不许有空⽳、分层和夹杂物。
铝电解槽生产工艺观后感
铝电解槽生产工艺观后感铝电解槽是铝电解生产中的重要设备，其生产工艺对于铝的生产质量和效率具有重要影响。
通过参观铝电解槽的生产工艺，我深刻体会到了铝电解槽的生产过程和技术要求，并对其生产工艺有了更深入的了解。
本文将从生产工艺的整体流程、关键技术和设备优化等方面展开观后感，并对铝电解槽生产工艺进行深入探讨。
一、生产工艺整体流程铝电解槽的生产工艺包括原料准备、电解槽制造、装配调试和运行维护等多个环节。
在观后感中，我了解到铝电解槽的生产工艺流程非常复杂，涉及的工艺步骤和技术要求很高。
首先是原料准备，需要合理选用优质材料，并进行精确的配比和检测，确保电解槽的制造质量。
其次是电解槽制造，需要根据设计图纸进行精准的加工和焊接，保证电解槽的结构稳定和密封性能良好。
装配调试和运行维护也是不可忽视的环节，需要严格按照操作规程进行，确保电解槽的正常运行和使用寿命。
通过观后感，我深刻认识到铝电解槽的生产工艺是一个系统工程，需要各个环节紧密配合，任何环节出现问题都可能影响整个生产过程。
因此，生产工艺的整体流程必须严格执行，每个环节都要精益求精，确保铝电解槽的质量和性能达到要求。
二、关键技术和设备优化在观后感中，我对铝电解槽生产工艺的关键技术和设备优化有了更深入的认识。
首先是焊接技术，电解槽的焊接工艺对于电解槽的密封性和结构强度至关重要。
在生产过程中，需要采用先进的焊接技术和设备，确保焊缝的质量达标。
其次是涂层技术，电解槽的涂层需要具有良好的耐腐蚀性和导电性能，因此对于涂层材料的选择和涂层工艺的控制都有严格要求。
除了关键技术外，设备优化也是铝电解槽生产工艺的重要方面。
在观后感中，我了解到现代化的设备对于整个生产工艺的提升非常重要，可以提高生产效率和产品质量。
例如，采用自动化设备可以提高装配调试的效率，减少人为操作的误差；采用先进的检测设备可以保证电解槽的质量达标，提高产品的竞争力。
通过观后感，我意识到关键技术和设备优化是铝电解槽生产工艺不断提升的重要方面，需要不断引进新技术和设备，不断改进工艺流程，以适应市场的需求和提高产品的竞争力。
铝电解槽 阳极炭块&阴极炭块
(2) 自焙阳极上插棒式电解槽 现在，自焙阳极上插棒式电解槽在工业上也被广泛地采用。阳极内发生的焦化作用，基 本上同旁插棒槽。在焦化过程中，也形成了烧结锥体。阳极棒通过上层的液体糊，一直 插到阳极锥体之内。其主要不同是拔棒后遗留下来的孔洞由上层的阳极糊来充填，结果 生成所谓“二次阳极”。这对于阳极的质量有一定的影响。
3、铝电解反应 电解过程中溶解在电解质中的 Al2O3 离解成离子，在阳极 O 离子放电，在阴极 Al3+放电。 当采用炭素电极时，阳极析出的氧直接与 C 发生电化学反应，生产 CO2. 4、阳极消耗 碳反应后百分之百的变成 CO2，从而可以计算出每吨 Al 生产消耗 C 的数量。 引起阳极消耗的原因： 1）在铝电解反应过程中，阳极工作表面反应消耗速度不同，其原因是因为炭阳极中的沥青 粘接剂的焦化比骨料中的炭活性大，化学活性大，它们在电解过程中优先消耗，而骨料焦炭 消耗慢，于是一部分颗粒从阳极表面脱落形成碳渣。 2）炭阳极被空气中的氧气氧化消耗。 3）炭阳极被 CO2 气体氧化而消耗。 除以上三个原因外，还与炭阳极的质量，电解生产操作和设计水平有关。 5、炭阳极的活性 活性越大，与空气反应的速度快，炭阳极的消耗越大。 1）不同炭素材料与空气反应速率的研究 自焙阳极 — 预焙阳极—粗粒工业石墨—细粒工业石墨 依次增大 2）炭素材料的活性与其本身结构形成过程有关，石油焦、沥青焦的活性较大，无烟煤、冶 金焦的活性低，活性最低的炭素材料是石墨，还与原料和制品的温度有关，热处理温度越高， 其活性越低，还与其含有的杂质有关。有些杂质能够增大炭素材料的 uoxing，而有些杂质能 降低其活性。 焦炭中的钒对反应活性的影响最大，镍次之，钙最低。
g/A·h
3600
3.影响因素： 阳极在空气中的氧化；阳极掉粒；生成 CO 等。 十三、预焙阳极电解槽:
铝电解(二)
6.5 区域熔炼法制取高纯铝
基本原理:
在铝的凝固过程中,杂质在固相中的溶解 度小于在熔融金属中的溶解度,因此, 当 金属凝固时, 大部分杂质将汇聚在熔区 内.如果逐渐移动熔区, 则杂质会跟着转 移,最后富集在试样的尾部. 分离效果取决于元素的分配系数(固相浓 度/液相浓度)
22
分配系数: 指杂质元素在固相中和在液 相中的质量分配比率。 分配系数小于1的杂质元素在区域熔炼中 富集在试样的尾部；分配系数大于1的杂 质元素在区域熔炼中富集在试样的头部； 分配系数等于1的杂质元素在区域熔炼中 难以分离。 纯度达99.99995%; 金属杂质的质量分数 不高于0.5×10-6
kW h/t铝
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
9
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
(1) 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%。 （2）精铝。一般来自三层液精炼电解槽。 其纯度通常在99.99-99.999%。 （3）高纯铝。主要用区域熔炼法制取。 杂质质量分数不超过1×10-6。
11
杂质情况： 原铝中主要是铁和硅，此外还有镓、钛、 钒、铜、钠、锰、镍、锌等。 精铝产品中，主要杂质仍是铁和硅，但 是锌、铜、镁、钠的含量接近铁，可能 会超过硅。
2
（2）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。
铝电解槽的工作原理
铝电解槽的工作原理铝电解槽是用于生产铝的重要设备，其工作原理是通过电解的方式将铝矿石中的铝氧化物分解为铝金属和氧气。
本文将详细介绍铝电解槽的工作原理。
一、铝电解槽的结构铝电解槽由钢制槽体和陶瓷制电解槽内衬组成。
槽体上部设有导电电极，电极间距离恒定，下部则设有铝液收集槽和底部出铝口。
在电解槽中，铝矿石被放置在电解质中，形成电解液。
铝电解槽的工作原理基于铝在高温下的电解性质。
首先，将铝矿石经过研磨、浸泡等处理后，与氢氧化钠等电解质混合，形成电解液。
然后，将电解液注入铝电解槽中，通过加热使其达到高温，一般约为950-980℃。
在电解槽中，电解液的上部是正极，下部是负极。
正极由导电电极组成，负极则是铝液收集槽和底部出铝口。
在电解槽中，通过外加电流，正极上的电子向负极流动，同时在电解液中发生一系列的电化学反应。
具体而言，电解液中的氧化铝（Al2O3）分解成铝离子（Al3+）和氧离子（O2-）。
铝离子被吸附到负极的铝液收集槽上，逐渐形成铝金属。
而氧离子则在正极上与水分子结合，生成氧气（O2）。
通过这种电解反应，铝矿石中的氧化铝逐渐分解，铝金属逐渐沉积在负极上，氧气则从正极释放出来。
铝金属在负极上逐渐积聚，当达到一定厚度时，可从底部出铝口进行收集。
三、铝电解槽的优势铝电解槽作为生产铝的关键设备，具有以下优势：1. 低能耗：铝电解槽采用电解法生产铝，相比其他生产方法，能耗更低，能够有效节约能源。
2. 高纯度：通过电解槽生产的铝金属纯度高，可以满足各种工业和军事需求。
3. 生产效率高：铝电解槽的生产效率较高，可以实现大规模铝生产，满足市场需求。
4. 环保节能：铝电解槽生产过程中无需添加大量化学药品，对环境污染较小，符合环保要求。
四、铝电解槽的应用铝电解槽广泛应用于铝冶炼行业，是生产铝的重要设备。
铝金属被广泛应用于航空、汽车、建筑等各个领域，具有重要的经济价值和战略意义。
总结：铝电解槽是通过电解的方式将铝矿石中的氧化铝分解为铝金属和氧气的设备。
铝电解槽阴极构造
铝电解槽阴极构造1. 引言铝电解槽是用于铝电解生产过程中的关键设备之一，其中阴极是铝电解槽的重要组成部分。
本文将详细介绍铝电解槽阴极的构造和相关知识。
2. 铝电解槽阴极的作用铝电解槽阴极是铝电解槽中的负极，它的作用主要有以下几个方面： - 提供电流：阴极通过与阳极（铝阳极）之间的电解反应，提供电流给电解槽。
- 促进铝的析出：阴极表面的电解反应促使铝离子在阴极上还原成铝金属，实现铝的析出。
-提供导电路径：阴极要具备良好的导电性能，以确保电流的传导和分布均匀。
3. 铝电解槽阴极的构造铝电解槽阴极的构造通常包括以下几个部分： - 阴极板：阴极板是铝电解槽阴极的主体部分，通常由导电材料制成，如铝板或钢板。
阴极板的表面应平整、光洁，以确保与铝阳极之间的电解反应能够顺利进行。
- 阴极支撑结构：阴极板需要通过支撑结构固定在电解槽中，以保持稳定。
支撑结构通常由钢制成，具有足够的强度和稳定性。
- 阴极框架：阴极框架是用于固定阴极板和支撑结构的组件，通常由钢材制成。
阴极框架的设计应考虑到阴极板的稳定性和可靠性，以及易于安装和维护。
- 阴极连接器：阴极连接器用于将阴极板与电解槽的电源连接起来，以提供电流。
连接器通常由导电材料制成，如铜或铝。
阴极连接器的设计应考虑到电流传输的效率和稳定性。
4. 铝电解槽阴极的材料选择铝电解槽阴极的材料选择对于电解槽的性能和寿命具有重要影响。
常用的阴极材料包括铝板、钢板和不锈钢板等。
选择合适的材料应考虑以下几个因素： - 导电性能：阴极材料应具备良好的导电性能，以确保电流的传导和分布均匀。
- 耐腐蚀性：阴极材料应能够耐受电解液的腐蚀，以保持长期稳定的性能。
- 物理性能：阴极材料应具备足够的强度和稳定性，以承受电解过程中产生的力和压力。
- 经济性：阴极材料的选择应考虑到成本因素，以实现经济效益。
5. 铝电解槽阴极的维护与保养铝电解槽阴极的维护与保养对于电解槽的正常运行和寿命具有重要影响。
铝电解槽工作总结
铝电解槽工作总结
铝电解槽是铝电解工艺中的重要设备，其工作稳定与否直接关系到生产效率和
产品质量。
在过去一段时间的工作中，我们对铝电解槽的运行情况进行了全面的总结和分析，现将工作总结如下：
一、设备维护保养。
在工作中，我们加强了对铝电解槽的设备维护保养，定期进行设备检查和维修，确保设备的正常运行。
对于设备出现的故障，我们及时处理，避免了故障对生产造成的影响。
二、操作规程执行。
我们严格执行操作规程，加强了对操作人员的培训和管理，提高了操作人员的
技能和素质。
通过规范的操作，降低了操作失误的概率，保障了生产的安全和稳定。
三、生产数据分析。
我们对铝电解槽的生产数据进行了详细的分析，找出了生产过程中存在的问题
和隐患，及时采取了有效的措施进行改进，提高了生产效率和产品质量。
四、节能环保措施。
我们加强了对铝电解槽的节能环保工作，优化了生产工艺，减少了能源消耗和
废气排放，提高了生产的可持续性和环保性。
五、安全生产管理。
我们加强了对铝电解槽的安全生产管理，建立了完善的安全生产管理制度，加
强了安全生产教育和培训，确保了生产过程中的安全和稳定。
通过以上工作总结，我们对铝电解槽的运行情况有了更清晰的认识，发现了存在的问题和不足，并采取了有效的措施进行改进。
我们将继续努力，不断提高铝电解槽的运行效率和稳定性，为企业的发展做出更大的贡献。
铝电解槽工作总结
铝电解槽工作总结铝电解槽是铝电解工业中的重要设备，其工作性能直接关系到铝生产的效率和质量。
在过去一段时间里，我们对铝电解槽的工作情况进行了全面的总结和分析，以下是我们的总结报告。
首先，我们对铝电解槽的生产效率进行了分析。
通过对生产数据的统计和比较，我们发现铝电解槽的生产效率有了明显的提升。
这主要得益于我们对设备的维护和保养工作做得更加细致和及时，同时也得益于我们对生产工艺的优化和改进。
这些工作的实施，使得铝电解槽的生产效率得到了有效的提升，为铝生产提供了更加稳定和可靠的保障。
其次，我们对铝电解槽的能耗情况进行了分析。
能源消耗一直是铝生产过程中的一个关键问题，而铝电解槽作为能源消耗的重要环节，其能耗情况直接关系到整个生产过程的能源效率。
通过对能耗数据的分析和对比，我们发现铝电解槽的能耗有了一定的降低。
这主要得益于我们对设备的节能改造和优化，以及对生产工艺的调整和改进。
这些工作的实施，使得铝电解槽的能耗得到了有效的控制和降低，为铝生产节约了大量的能源成本。
最后，我们对铝电解槽的安全生产情况进行了分析。
安全生产一直是我们工作的重中之重，而铝电解槽作为生产过程中的一个关键环节，其安全生产情况直接关系到工人的生命安全和设备的正常运行。
通过对安全生产数据的统计和分析，我们发现铝电解槽的安全生产情况得到了有效的提升。
这主要得益于我们对设备的安全管理和维护工作做得更加细致和严格，同时也得益于我们对生产工艺的安全控制和改进。
这些工作的实施，使得铝电解槽的安全生产得到了有效的保障，为铝生产提供了更加安全和稳定的保障。
综上所述，铝电解槽的工作总结表明，我们在生产效率、能耗和安全生产方面都取得了显著的进展。
然而，我们也清楚地意识到，铝电解槽的工作总结并不是结束，而是一个新的起点。
我们将继续努力，不断改进和提升铝电解槽的工作性能，为铝生产提供更加稳定、高效和安全的保障。
(整理)铝电解槽生产工艺与施工概述
铝电解槽生产工艺与施工概述铝电解槽生产是铝工业生产的核心。
近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。
铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝用炭素材料生产。
三大块中电解铝生产是核心。
从工艺复杂程度看：氧化铝生产最复杂，铝用炭素材料生产排第二，电解铝生产排第三。
从投资额大小看：氧化铝生产最大，铝电解生产仅次，铝用炭素材料生产排后。
从施工工期看：氧化铝生产最长，铝电解生产其次，铝用炭素材料生产再次。
电解铝生产主要是铝电解槽。
一、电解厂房电解厂房一般为装配式钢筋混凝土排架结构。
厂房内为两层楼结构，底层有钢筋混凝土设备基础，安装铝电解槽及阴极母线等；第二层为操作层，标高一般约2~3m左右。
设备基础和二层楼结构均为钢筋混凝土结构。
屋面一般采用轻型钢屋盖，轻型墙面围护结构。
厂内配有多功能天车，供更换阳极炭块、出铝、运输等作业，轨顶标高一般为9m左右。
吊车梁一般为钢筋混凝土预制构件。
从建筑工程的角度，土石方、杯口基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁、现浇钢筋混凝土设备基础、轻型钢屋架、铝板瓦或彩板瓦等，都是常规施工方法施工。
二、铝电解槽主要工艺电解铝生产是把氧化铝中的铝转变为金属铝的过程。
其生产的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化铝体系作为电解质，以炭素材料作为两极（即阳极和阴极），炭素阳极安装在电解槽上部，阳极母线强大的直流电（30~320KA，不同的铝电解槽采用不同的电流）通过炭素阳极材料导入电解槽的电解液与铝液层并参与电化学反应，然后从炭素阴极材料经阴极母线导出。
直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度（920~950℃），使冰晶石和氧化铝熔融体变成离子状态，在炭素阳极底部发生分解氧化铝的复杂的电化学反应（称阳极反应），阳极的最终产物是CO和CO2的混合气体（一般情况下，生成的CO约占30%左右），在阴极上析出液态金属铝，再铸成铝锭，完成铝的生产。
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铝冶金设备—融盐电解槽
槽罩结构 采用厚度为1.0~1.5mm铝板与铝型材框架焊接 而成。 母线配制 母线系统是采用电磁流体动力学模拟及母线断 面优化软件进行设计槽周围母线。电解槽采用 大面五点进电方式。
铝冶金设备—融盐电解槽
预焙阳极电解槽阳极炭块组
阳极炭块组包括阳极炭块、钢爪、铝导杆等三部分，铝导杆用夹具夹紧在 阳极母线大梁上，或者夹在母线梁上下方的钢架上。依据槽电流强度和阳 极电流密度确定阳极炭块的水平面积，并依据阳极炭块的尺寸进一步定出 炭块的数目。通常有三备用炭块组，即单块组、双块组和三块组。。
母线结构特征可分为自焙阳极旁插棒式电解 槽和自焙阳极上插棒式电解槽。
铝冶金设备—融盐电解槽
自焙阳极旁插棒式电解槽
1.基础：绝缘; 2. 阴极：保温、坚固、密封防氧化、底糊防 侵蚀、挡板防淌料、侧部炭糊筑坡; 3. 阳极: 铝箱、钢 质框架; 4. 上部金属结构：支柱、平台、AO料斗、阳极升 降机构、槽帘和排烟系统 5. 导电母线和绝缘设施
铝电解槽 ——融盐电解槽
孝于亲，所当执
铝冶金设备—融盐电解槽
融盐电解槽
1 概述 2 铝电解槽 2.1 铝电解的工作原理 2.2 铝电解槽的发展历史和现状 2.3 铝电解槽的构造及技术参数
2.4 未来铝电解槽的改进
铝冶金设备—融盐电解槽
10.1 概 述
金属元素的物理化学性质决定其生产方法。包括铝、镁和碱
缺点：非连续式预焙阳极
电解槽需更换阳极；需成 套的阳极制备工厂，投资 多。
铝冶金设备—融盐电解槽
四种型式阳极的比较
电流/kA d 阳/A〃cm-2 电耗/kWh〃 t-1 阳极操作 磁场隆起影 响 废气捕集效 率/% 气体净化 工时数/h〃t-1 预 焙 自 不连续式 连续式 旁插棒式 50～130 220 120 0.7～0.8 0.7～1.0 0.7 13000～ 150000～ 160000 16000 170000 简单 不复杂 复杂 轻微 90～95 不复杂(只有 粉尘和废气) 6.7 感觉到 无 无 9.2 感觉到 60～70 焙 上插棒式 50～150 0.55～0.7 150000～ 170000 很复杂 强烈感觉 到 40～60
铝冶金设备—融盐电解槽
表4-2-4列出连续式预焙槽和不连续式预焙槽的电压对比资料 .
表 4-2-4 两种型式预焙槽的电压分配(120kA 试验槽)/mV 电压降部位 连续式 不连续式 190 170 阳极母线、阴极母线 500 220 阳 极 3100 3100 电 解 质 330 330 阴 极 4120 3820 槽 电 压 80 80 阳极效应分摊的电压
铝冶金设备—融盐电解槽
铝电解槽排列
铝冶金设备—融盐电解槽
2.3.4 未来铝电解槽的改进
目前的铝电解槽尚存在一些问题：生产过程能量利用率较低， 电流效率不太理想，单位产品的投资费用较高，控制污染的
设备费用也很贵。
1 .原有电解槽的改造:阴极材料、阳极材料及槽内衬等的改造。
2. 新型电解槽: Grjotheim的“理想槽”；该槽具有一系列优点。
铝冶金设备—融盐电解槽
铝电解生产流程图
铝冶金设备—融盐电解槽
原铝生产的物料流量图
铝冶金设备—融盐电解槽
铝冶金设备—融盐电解槽
铝冶金设备—融盐电解槽 铝电解槽的主要特征示意图
铝冶金设备—融盐电解槽
10.2.2.铝电解槽的发展和现状 三个发展阶段： 铝电解工业初期的小型预焙电解槽； 20世纪20~40年代，相继采用旁插棒式自焙 阳极和上插棒式自焙阳极； 50年代后大型预焙阳极
铝冶金设备—融盐电解槽
铝冶金设备—融盐电解槽
预焙阳极炭块
质量评价：真比重、假比重、机械强度、电阻率。 制备过程：成型→挤压成型；振动成型；焙烧→环式窑。要求合适 的升温速度
铝冶金设备—融盐电解槽
铝冶金设备—融盐电解槽
10.2.3.2 自焙阳极电解槽
自焙阳极电解槽的阳极碳块是利用电解过程
中产生的热量以阳极糊焙烧而成，根据阳极
铝冶金设备—融盐电解槽
预焙槽和自焙槽的比较：
自焙槽 预焙槽 优点：电耗低，槽电压低；
优点：阳极可连续使用；不
需专门工厂进行阳极成型， 焙烧，装爪等。
电解槽造价少；可大型化
操作的机械化程度高；烟 害小。
缺点：烟害大；槽电压比预
焙槽约高0.1~0.2V，电耗比 预焙槽高约1000度；上插棒 槽的上部金属结构比较复杂， 机械化程度，投资大。
大型中间下料预焙槽简图 1——槽罩 2——钢爪梁 3——阳极 4——电解质 5——槽壳 6——涂层 7——铝 8——阳极炭块 9—— 阴极棒 10——保温砖 11——排烟装置 12——氧化铝 13——导杆 14——夹板 15——螺栓 16——打 壳和电式下料器 17——氧化铝 18——壳面 19——边部砖 20——边部保温砖 21——结壳 22——边部 炭块 23——密封圈 24——钢壳
铝冶金设备—融盐电解槽
自焙阳极上插棒式电解槽
现在，自焙阳极上插棒式电 解槽在工业上也被广泛地采 用。阳极内发生的焦化作用， 基本上同旁插棒槽。在焦化 过程中，也形成了烧结锥体。 阳极棒通过上层的液体糊， 一直插到阳极锥体之内。其 主要不同是拔棒后遗留下来 的孔洞由上层的阳极糊来充 填，结果生成所谓“二次阳 极”。这对于阳极的质量有 一定的影响。
金属及碱土金属在内的轻金属以及稀土金属都是负电性很强的
元素。 熔盐电解实际上是生产各种轻金属的主要的，有时甚至是唯
一的工业方法，熔盐电解也是制取稀土金属的主要方法。
熔盐电解槽是轻金属、稀土金属进行熔盐电解的主体设备， 其地位非常重要，融盐电解槽的设计是否合理，直接影响到被 电解金属的产量以及能耗等各项技术经济指标。
铝冶金设备—融盐电解槽
10.2.3.3 连续预焙阳极电解槽
相对于非连续式有如下特 点：
优点：无阳极残极，预焙 炭块消耗量小；阳极电流 分布均匀，故阳极消耗均 匀；生产的连续性。
缺点：阳极不能用氧化铝 保温，热损失大；炭块之 间接缝存在接触电压降， 故槽电压较高。
连续式预焙阳极电解槽简图 1-阳极炭块；2-阳极棒；3-阳极母线；4-槽壳； 5-炭块接缝；6-阴极炭块；7-阴极棒；8-保温层
烟罩 阳极 炭块 电解质 钢制槽壳 铝液
耐火 材料
钢导电棒 铝电解槽结构图
阴极 炭块
电解槽的各部分构成： 主要包括阳极装置、阴极装置、母线装置、电器绝缘。 （1）阳极装置（上部结构） 电解过程中，阳极不断消耗，需通过调整极距来调整电解质 温度。电解槽正常操作时要经常升降阳极。因此，阳极装置 主要由阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构组成。此外打壳 下料，集气排烟装置等。
铝冶金设备—融盐电解槽
阳 极 装 置
铝冶金设备—融盐电解槽
（2）阴极装置 由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体组成。
阴极装置
铝冶金设备—融盐电解槽
（3）母线装置 包括阴极母线，阳极母线，立柱母线和槽间母 线。
槽
间 母 线
铝冶金设备—融盐电解槽
氧化铝下料装置立体图 氧化铝下料装置剖面图
铝冶金设备—融盐电解槽
铝冶金设备—融盐电解槽 铝电解槽种类：
1自焙阳极电解槽 2预焙阳极电解槽（大型预焙槽主流）融盐电解槽
1自焙阳极电解槽 （1）侧插式 （2）上插式
2预焙阳极电解槽 （1）连续式 （2）不连续式 根据下料方式又可分为中间下料和边部下料 两种槽型。
铝冶金设备—融盐电解槽
电解槽的总体结构： 电解槽是在一个钢制槽壳，内部衬以耐火砖和保温层， 压型炭块镶于槽底，作为电解槽的阴极。电流通过电 解质由炭质阴极流入炭质阳极，完成电解过程。
复杂(有焦 复杂(有焦 化产物) 化产物) 11.2 9.2
铝冶金设备—融盐电解槽
铝电解槽系列
铝电解槽系列是铝生产的单元。每一个系列都有它 额定的直流电源和电解槽数目。 系列中电解槽串联连接。直流电从整流器之正极经 铝母线送到电解槽的阳极，经电解质和铝液层流过 阴极，然后进入下一台电解槽的阳极，依次类推。 从最后一台电解槽阴极出来的电流，返回整流器的 负极。 电解厂房内电解槽的配置方式有纵向排列和横向排 列两种，每一种排列方式又可分为单行排列和双行 排列。 在电解厂房中间设有氧化铝贮仓。 大型槽采用各自的自动加料装置。
10.2.3.1 不连续预焙阳极电解槽
依加料方式分：边部打壳电解槽、中部打壳电解槽 阳极炭块组：阳极导杆、钢爪、炭块。 阴极装置：阴极炭块、钢质导电棒 铝母线：阳极母线、阴极母线、立柱母线. 进电方式：一端进电、双端进电
预焙阳极电解槽(中部打壳)
预焙阳极电解槽(边部打壳)
铝冶金设备—融盐电解槽
大型中间下料预焙槽简图
铝冶金设备—融盐电解槽
10.2 铝电解槽
10.2.1 铝电解的工作原理
• 电解质：冰晶石—氧化铝融盐，
• 电流：直流电（4~22kA）； • 电解温度：950~970℃； • 电极：阴、阳极均为碳质，阴极上析出铝、而阳 极上析出 CO2（70%）和CO（30%）气体； • 电解总反应：2Al2O3(aq)+3C(s)=4Al(l)+3CO2(g)
铝冶金设备—融盐电解槽
预焙阳极电解槽结构
依加料方式分：边部打壳 电解槽、中部打壳电解槽 阳极炭块组：阳极导杆、 钢爪、炭块 阴极装置：阴极炭块、钢 质导电棒 铝母线：阳极母线、阴极 母线、立柱母线
铝冶金设备—融盐电解槽
电解槽上部结构
电解槽上部结构。主要由阳极结构，包括阳极母线、 阳极传动机构及及腹板支撑梁等。 (1) 阳极碳块组包括铝导杆、铝—钢爆炸焊片、水平 钢爪梁、钢爪头和阳极碳块组成。(2) 阳极升降传动 机构固定在腹板梁的顶部，它由减速机、电动机、螺 旋起重机、阳极母线吊挂装置及安全离合器组。（3） 打壳下料装置：打壳下料装置设桁架上，每个下料点 一套，打壳头由普通气缸驱动。（4）集气烟罩及排 风支管：电解槽的集气烟罩由上部结构上的顶板和槽 周可人开闭的铝合金烟罩组成。