铝电解车间工艺设计讲解
一种新型铝电解车间的配置结构的制作方法
一种新型铝电解车间的配置结构的制作方法引言随着工业发展的推进，铝材行业成为了现代工业中不可或缺的一部分。
铝电解车间作为铝材生产过程中的重要环节，其配置结构对生产效率和产品质量有着重要影响。
本文将介绍一种新型铝电解车间的配置结构制作方法，以提高生产效率和产品质量。
1. 环境布置为了保证铝电解车间的正常运营和生产安全，需要合理布置车间环境。
以下是一些布置要点：•通风系统：铝电解车间释放出的气体对环境造成污染，因此必须安装高效的通风系统，确保室内空气质量良好。
•照明系统：车间内的工作环境必须明亮，以确保操作人员的安全和生产质量。
•防爆措施：车间内使用的设备和材料可能存在爆炸风险，因此需要采取相应的防爆措施，确保生产过程的安全。
•消防系统：车间内必须配备消防设备，以应对火灾等突发情况，保障人员的安全。
2. 生产设备铝电解车间的生产设备对于生产效率和产品质量具有重要影响。
以下是一些常见的生产设备：•电解槽：电解槽是铝电解过程中最关键的设备，用于将铝矿石经过电解反应转化为金属铝。
电解槽的材质和结构设计应考虑电解效率和耐腐蚀性。
•气体收集系统：铝电解过程中会释放出大量气体，需要安装气体收集系统，将有害气体收集、处理或排放。
•输送设备：为了提高生产效率，车间内应配置高效的输送设备，如传送带、吊桥等，便于物料的运输和处理。
•控制系统：铝电解车间需要配备先进的自动控制系统，以实现生产工艺的监控和调控，确保生产过程的稳定性和精确性。
3. 人员布局合理安排铝电解车间的人员布局，对于工作效率和安全管理至关重要。
以下是一些建议：•作业区划分：根据工序和工作内容的不同，将车间划分为不同的作业区域，便于人员的协调和管理。
•人员定员：根据车间的生产计划和工作强度，合理确定每个作业区域的人员定员，确保车间工作的正常进行。
•安全警示：在车间内设置明显的安全警示标志，提醒工作人员注意安全事项和操作规程，防止事故的发生。
•培训教育：对车间工作人员进行必要的培训和教育，提高工作人员的技能和安全意识，减少操作错误和事故的发生。
年产15万吨电解铝的铝电解车间设计
年产15万吨电解铝的铝电解车间设计专业：冶金工程学生：王鹏指导老师：党晓娥设计总说明我国是当今世界的产铝大国，铝的性能优越，并且可以与其他多种金属构成各式各样的合金，在国民经济的各个部门广泛应用，成为不可缺少的金属材料。
现代铝工业有三个主要生产环节：（1）从铝土矿提取纯氧化铝（2）用冰晶石—氧化铝熔盐电解法生产金属铝（3）铝加工。
此外还有两个辅助环节：炭素电极制造和氟盐生产。
铝电解槽是炼铝的主要设备，本文在分析了大量文献资料和实地调研的基础上，对铝电解槽结构进行了设计计算，对生产电解铝工艺过程的能量平衡进行了计算，以熟悉铝电解过程，并在计算的基础上，对主要设备进行选型和车间平面设计及总图运输方案确定。
本文也介绍了电解过程物理化学反应，铝电解质体系的性质，电解槽的启动和常规作业流程以及电解车间设计的基本原理。
关键词：铝，电解槽，能量平衡，设计Aluminum Plant Design of Annual Output 150,000 TonsAluminumSpeciality: metallurgical engineeringStudent: Wang PengInstructor: Dang Xiao EDesign DescriptionChina is the world's largest aluminum producing countries, Al's superior performance, and the other with a wide range of metal alloys, in the national economy wider use of the various departments, become an indispensable metal materials.Modern Aluminum Industrial production has three main components: (1) Extract from the bauxite-alumina (2) with cryolite - molten aluminum electrolysis aluminum production (3) aluminium fabrication. There are also two supplementary links: carbon electrode manufacturing and fluoride salt production.Lianlv aluminium cell is the main equipment, the paper in the analysis of a large number of literature and field research on the basis of aluminium cell structure of the design, electrolytic aluminum production process of the energy balance is calculated to familiar with the aluminum Electrolysis process, and in the calculation on the basis of major equipment selection and workshop graphic design and the total transport scheme for the plans. This paper also introduced the electrolytic process of physical and chemical reactions, electrolyte aluminum nature of the system, the start-up cell and conventional electrolysis processes and the basic principles of design workshops.Keywords:Aluminum, Energy Balance, Electric Cell，Design目录1 绪论 (1)1.1 铝及相关介绍 (1)1.1.1 铝的简介 (1)1.1.1.1 铝的发现 (1)1.1.1.2 铝的特性 (1)1.1.1.3 废铝的回收再利用 (3)1.1.1.4 铝的用途 (5)1.1.2 我国铝土矿分布状况 (6)1.1.2.1 我国铝土矿资源概况及分布 (6)1.1.2.2 资源状况 (6)1.1.2.3 资源特点 (7)1.1.2.4 我国铝土矿储量分布 (7)1.1.3 铝的工业制取方法 (8)1.2 电解铝的发展现状 (9)1.3 电解铝的市场供应状况 (10)1.4 我国电解铝技术存在的问题 (11)1.4.1 电解槽寿命 (11)1.4.2 阳极质量 (12)1.4.3 电流密度 (12)1.4.4 电流效率 (13)1.4.5 过热度 (14)1.4.6 铝电解槽初晶温度和过热度的控制技术 (14)1.4.7 工业铝电解槽电解质初晶温度和过热度的测量 (15)1.5 预焙槽炼铝的生产技术 (16)1.5.1 铝电解槽的预热 (16)1.5.2 预焙槽的启动 (17)1.5.3 预焙槽的启动后期 (19)1.5.4 病槽及病槽治理 (20)1.6 低温铝电解 (23)1.6.1 低温铝电解的研究 (23)1.6.2 低温铝电解的展望 (24)1.7 设计内容与目的 (25)2 电解槽设计及相关计算 (26)2.1 基础计算 (26)2.2 铝电解槽结构参数的确定 (27)2.3 铝电解槽的电压分配 (31)2.3.1 极化电动势 (31)2.3.2 电解质电压降 (32)2.3.3 阳极电压降 (33)2.3.4 阴极电压降V阴 (33)2.3.5 铝母线电压降、阳极效应均摊电压V效应均摊 (34)2.4 物料平衡 (35)2.4.1 物料平衡计算 (35)2.4.2 物料平衡列表 (36)2.5 能量平衡 (36)2.5.1 计算方法与基础条件 (36)2.5.2 能量平衡计算 (37)2.5.3 能量平衡列表 (43)2.6 铝电解槽炭阳极与阳极炭块 (44)2.6.1 阳极炭块及炭块组 (44)2.6.2 预焙阳极操作 (46)2.6.3 炭阳极生产工艺及设备流程 (46)2.6.3.1 原料库和沥青库 (48)2.6.3.2 煅烧 (49)2.6.3.3 破碎磨粉工段及配料混捏 (49)2.6.3.4 成型、焙烧 (50)2.6.3.5 主要设备 (50)参考文献 (53)致谢 (54)专题：电解铝厂污染物及治理 (55)1 绪论1.1 铝及相关介绍1.1.1 铝的简介1.1.1.1 铝的发现铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。
铝电解工艺技术分析报告
铝电解工艺技术分析报告铝电解工艺技术分析报告一、概述铝电解是指利用电解重铝熔体，通过电解的方式将铝离子还原为金属铝的工艺。
电解铝工艺技术是现代铝工业的重要组成部分，是大规模生产铝的核心技术之一。
二、工艺过程铝电解工艺主要分为铝电解槽和预处理两部分。
1. 铝电解槽铝电解槽是实现铝电解的关键设备，一般采用长方形钢框结构，内衬碳素黑铝质耐火材料。
槽内放置了阳极（炭块）和阴极（石墨块）等。
电解槽中的熔融铝电解液主要由氟化铝和氯化铝等组成。
2. 预处理预处理主要包括氧化、再热、化学分离等步骤。
氧化是将铝块在高温高湿气氛中进行煅烧，使其表面形成一层稳定的氧化铝膜，从而减少阳极消耗。
再热是将氧化的铝块进行加热，使其温度接近熔点，为铝的电解提供条件。
化学分离是将铝块放入滴入槽中，通过化学反应去除杂质，提高铝电解质量。
三、工艺优势1. 节能环保铝电解工艺使用电能进行铝的电解，相比传统冶炼工艺，消耗的能量减少了很多，因此具有节能优势。
另外，铝电解过程中不产生有害气体和废水，对环境污染较小。
2. 产品质量高铝电解工艺能够制备高纯度、高纯净度的铝合金，产品质量稳定可靠。
通过优化工艺参数和控制生产环境，可以获得更好的产品性能。
3. 生产效率高铝电解工艺具有高效率、大规模、自动化程度高的特点，能够实现连续生产，提高生产效率和生产能力。
四、技术挑战与发展趋势1. 能耗进一步降低铝电解工艺目前仍然存在能耗较高的问题，如何进一步降低能耗，提高能源利用效率是亟待解决的技术难题。
开展可再生能源的利用、优化槽电解条件等是未来的研究方向。
2. 提高生产效率尽管铝电解工艺已经具有一定的高效率，但仍然需要进一步提高生产效率，实现更快速、更可靠的铝电解生产。
通过优化槽结构和槽电解条件等来改进生产方式，是实现这一目标的重要途径。
3. 发展高纯度铝生产技术随着高科技行业的快速发展，对高纯度铝的需求日益增加。
因此，开发制备高纯度铝的新工艺技术，提高产品纯度和质量，是未来的发展方向之一。
铝电解工艺与控制讲解
铝电解生产工艺与控制指南第一部分热平衡分析与控制在霍尔-埃鲁法中，能量是以两种方式供入的，一种是是以电能的方式供入，另一种是以碳燃烧的热能方式供入。
电解槽的热平衡表达式为：Q热=W电+W碳-T△S-∑(H T-H298)电解槽热平衡各影响因素的具体分析如下：1.1 W电电能热收入主要与槽电压和系列电流密切相关，在电解生产过程的正常情况下我们应力争保持槽电压和电流平稳，并尽可能减少阳极效应次数和效应持续时间，以维持热收入基本稳定。
W电又是调节电解槽热平衡波动的最灵活，最方便的调控措施，因此生产中往往通过电流的变化来调整自然环境变化对电解槽热平衡体系的干扰，夏季适当降低部分电流，冬季适当提高部分电流以调整炉帮内外温差变化对电解槽散热能力的影响，从而保证炉帮基本稳定。
通过保温料厚度来调节季节变化不但时间滞后而且对换极作业的浓度控制提出了更高的要求。
对于原材物料的预热需求则采取短时间附加电压的方式来灵活的进行调节，这样可以提高对热平衡波动调节的针对性和及时性，个别槽的热平衡变化则通过设定电压的变更来灵活的进行调整。
因此对于电能的调整必须坚持以适应电解槽的热平衡的需要为原则，力求节约。
电流对热平衡的调整是系统的和长期的，不宜作频繁的变动，而电压对热平衡的调整则是灵活的和及时的，在其它条件不变的情况下电压对槽温的调节力度为日均电压提高10mv/天可以提高电解质和铝液温度3℃，而过热度提高必然增加热损失，电解槽热交换系数的典型值为500～1000W*m-2K-1,因此日均电压提高10mv实际只能提高1℃的槽温，但如果其它因素造成初晶温度降低或其它热损失增加则可能出现电压升高而槽温降低的异常现象。
通过设定电压来调整槽温是滞后的，而根据热平衡变化采取短时间大幅度的电压附加方式及时调整各因素对槽温的干扰更符合电解槽的热平衡波动特性。
1.2 W碳碳阳极的消耗也是电解槽热收入的重要来源，在950℃的电解生产环境下每公斤碳燃烧为CO2释放的热能约为7KWH，如果以240KA电解槽为例计算，每降低10kg/tAl的阳极尽耗，则相当于降低了22mv的日均槽电压，如果碳阳极全部生成CO则相当于降低了约7mv的日均槽电压。
课程设计铝电解讲义
一、已知条件 (3)二、设计内容 (3)1、概述 (3)1.1铝电解工艺原理及生产技术发展情况 (3)1.1.1铝电解工艺原理及生产技术发展情况 (3)1.1.2工艺流程 (4)1.1.3设备流程 (5)1.2铝电解的原、辅料情况 (5)1.2.1原料 (5)1.2.2辅料 (6)2、技术经济指标 (6)2.1技术条件 (6)2.1.1电流 (6)2.1.2电流密度 (7)2.1.3电解质水平与铝水平 (7)2.1.4极距 (7)2.1.5电解质分子比 (7)2.1.6电解温度 (8)2.1.7效应系数 (8)2.2技经指标 (8)2.2.1电流效率 (8)2.2.2槽电压 (9)2.2.3原铝直流电耗 (9)2.2.4铝锭交流电耗 (9)2.2.5氧化铝消耗 (9)2.2.6炭耗 (10)2.2.7氟化盐消耗 (10)3、预焙槽设计 (10)3.1技经指标计算 (10)3.1.1电解槽台数计算 (10)3.1.2槽电压设计 (11)3.1.3直流电耗 (11)3.1.4电流密度 (12)3.2物料衡算 (12)3.2.1原铝产量 (12)3.2.2氧化铝消耗量 (12)3.2.3氟化盐消耗量 (13)3.2.4阳极炭块消耗量 (13)3.2.5反应生成的气体量 (13)3.3热平衡计算 (14)3.3.1 计算体系的选择 (14)3.3.2 能量平衡计算数据基础 (14)3.3.3 能量收入 (15)3.3.4 能量支出 (15)3.4槽体的设计 (16)3.4.1主要设计参数 (16)3.4.2阳极炭块组 (20)3.4.3阴极装置 (20)3.4.4铝母线设计 (21)3.4.5槽体上部结构 (22)参考文献： (24)一、已知条件年产量：20万吨；电流强度：280KA；电流效率：90%；电解槽单槽年实际工作天数：360天；阳极尺寸：1600mm×660mm×550mm；二、设计内容1、概述1.1铝电解工艺原理及生产技术发展情况1.1.1铝电解工艺原理及生产技术发展情况铝在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8%，仅次于氧和硅，居第三位。
铝电解生产工艺流程
铝电解生产工艺流程铝电解生产工艺流程主要包括氧化铝的制备、电解槽的构建、电解过程、铝的提取以及后续的处理和加工等几个步骤。
以下将进行详细介绍。
首先，氧化铝的制备。
铝电解的原料是氧化铝，氧化铝通常是通过矿石的粉碎、磨矿、氧化、溶解等步骤制备的。
将铝矿石经过颚式破碎机破碎成一定颗粒大小的矿石粉末，再通过球磨机进行磨矿处理，使矿石粉末的颗粒变得更细小。
接下来将磨好的矿石粉末经过氧化处理，使其中的氧化铝含量提高。
最后将氧化后的矿石粉末经过饱和溶解、澄清过滤等步骤制备成氧化铝。
其次，电解槽的构建。
电解槽是铝电解生产的关键设备，它是由一个长方形的钢壳和一系列的导电材料组成。
在电解槽内部，首先铺设一层碳块或铝块作为阴极，然后在阴极上再铺设一层导电剂。
在电解槽的上部分放置一层阳极，阳极通常由高纯度的碳块制成。
电解槽的底部装有导电氧化铝，用来提供电解质，并保持电解槽内的电导率。
然后是电解过程。
电解过程是铝电解生产的核心步骤。
首先，将制备好的氧化铝放入电解槽中，与导电氧化铝接触形成电解质。
然后将电解槽接通电源，使电解槽内形成直流电场。
通过正极的氧化反应和负极的还原反应，将铝离子从电解质中还原出铝金属，并在阴极上沉积。
同事，氧气在阳极上析出。
接下来是铝的提取。
在电解过程中，铝金属会在阴极上沉积形成铝块。
定期将铝块从电解槽中取出，经过处理和冷却后，得到商业纯度的铝金属。
最后是后续的处理和加工。
取出的铝块会进行进一步的处理和加工，如脱硫、切割、磨削、精加工等。
最终得到符合要求的铝合金材料。
总结起来，铝电解生产工艺流程包括氧化铝的制备、电解槽的构建、电解过程、铝的提取以及后续的处理和加工。
这个过程不仅能够高效地生产出优质的铝金属，而且还可以实现对废料的回收利用，具有很高的经济和环境效益。
30万吨铝电解车间设计
30万吨铝电解车间设计以30万吨铝电解车间设计为标题，本文将介绍一个典型的30万吨铝电解车间的设计要点和特点。
一、车间概述30万吨铝电解车间是一个用于生产铝金属的工业车间。
铝电解车间是铝冶炼工艺中的关键环节，通过电解法将铝矿石转化为铝金属。
30万吨铝电解车间的设计目标是实现每年生产30万吨的铝金属。
二、车间布置1. 原料区：用于存放铝矿石和其他辅助原料，保证生产的连续性和稳定性。
2. 电解区：包括电解槽、阳极区、阴极区等设备，用于将铝矿石转化为铝金属。
3. 电源区：供应电力给电解槽，保证电解过程的正常进行。
4. 成品区：存放生产的铝金属，待进一步加工和销售。
三、设计要点1. 电解槽设计：电解槽是铝电解车间的核心设备，其设计要考虑到电解效率、能源消耗和生产成本等因素。
在30万吨铝电解车间设计中，应采用高效节能的电解槽，以提高生产效率和降低能源消耗。
2. 设备安排：车间内的设备应根据工艺流程进行合理的布置和安排，以保证生产的连续性和高效性。
同时，要考虑到设备的维护和检修，方便工作人员进行操作和维护。
3. 环境保护：铝电解车间的生产会产生一定的污染物，如二氧化碳和氟化物等。
因此，在设计中要考虑到环境保护的要求，采取相应的措施减少污染物的排放。
4. 安全性设计：铝电解车间是一个高温、高压、高电流的工作环境，安全性是设计的重要考虑因素。
要合理设置安全设备和安全防护措施，确保工作人员的安全。
5. 自动化控制：30万吨铝电解车间的生产规模较大，采用自动化控制系统可以提高生产效率和稳定性。
在设计中应考虑到自动化控制系统的布局和功能，确保生产的稳定运行。
四、特点和优势1. 生产规模大：30万吨铝电解车间是一个大型的工业车间，具有较高的生产规模和产能。
2. 高效节能：车间采用高效节能的电解槽和设备，能够提高生产效率和降低能源消耗。
3. 环保可持续：在设计中考虑到环境保护的要求，采取相应的措施减少污染物的排放，符合可持续发展的要求。
预焙槽铝电解车间设计本科毕业设计
预焙槽铝电解车间设计本科毕业设计摘要：本文是以预焙槽铝电解车间设计为本科毕业设计的主题，通过对车间工艺流程、设备布局、环境控制等方面的分析和设计，旨在提高车间生产效率和产品质量，减少能源消耗和环境污染。
文章将从车间工艺流程、设备布局、环境控制等方面展开详细的设计和分析。
关键词：预焙槽铝电解车间；工艺流程；设备布局；环境控制1. 引言随着铝合金在工业生产中的广泛应用，预焙槽铝电解车间作为铝生产的重要环节，对生产效率和产品质量有着重要影响。
因此，对预焙槽铝电解车间进行科学合理的设计和规划，对提高生产效率和产品质量，减少能源消耗和环境污染具有重要意义。
2. 车间工艺流程设计预焙槽铝电解车间的工艺流程主要包括：铝原料的预处理、预焙槽的装料、电解反应、铝液的处理和成品的包装等环节。
在设计车间工艺流程时，需要充分考虑生产的连续性和稳定性，避免生产过程中出现瓶颈和浪费。
在预处理环节，需要对铝原料进行清洗和破碎处理，以保证原料的质量和稳定性。
在预焙槽的装料环节，需要考虑料斗和输送设备的布局，以保证原料的均匀装料和稳定投料。
在电解反应环节，需要合理设置电解槽和电解设备，以保证电解反应的稳定性和高效率。
在铝液处理和成品包装环节，需要合理设置铝液处理设备和包装设备，以保证产品的质量和包装的稳定性。
3. 设备布局设计在预焙槽铝电解车间的设备布局设计中，需要充分考虑生产设备的布局和通道的设置，以保证生产设备的连续性和稳定性。
在设备布局设计中，需要遵循“人、料、机、法、环”相结合的原则，充分考虑生产作业的人机工程学和生产设备的配套性。
在设备布局设计中，需要合理设置原料的储存区、生产设备的布局区、产品的包装区和废气处理设备的设置区。
在原料的储存区，需要考虑原料的分类和储存方式，以保证原料的质量和稳定性。
在生产设备的布局区，需要考虑设备的布局和通道的设置，以保证生产设备的连续性和稳定性。
在产品的包装区，需要考虑包装设备的布局和通道的设置，以保证产品的包装质量和稳定性。
铝电解(电解铝)生产工艺技术大全-从入门到精通
铝电解（电解铝）生产工艺技术大全-从入门到精通发布日期：2010-10-18 浏览次数：95铝电解用的原材料大致分三类：原料——氧化铝；熔剂——氟化盐(包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等)；阳现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。
熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为电解铝生产溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。
化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。
阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al33eˉ=Al。
阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。
为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。
阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯，型材等。
1．生产工艺(1)工艺机理铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法。
所谓冰晶石－氧化铝融盐就是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成的多相电解质体系，即为Na2AIF6-A12O3二元系和Na3AIF6-AIF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。
能够传导电流和在电流通过时改变自己成分的液体叫做电解质。
许多年以来，铝电解质一直以冰晶石为主体，其原因如下。
①纯冰晶石不含析出电位（放电电位）比铝更正的金属杂质（铁、硅、铜等），只要不从外界带入杂质，电解生产可以获得较纯的铝。
②冰晶石能够较好的溶解氧化铝，在电解温度950-970℃时，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度约为10％（质量）。
③在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比同温度的铝液的密度小，它浮在铝液上面，可防止铝的氧化，同时使电解质和铝很好地分离，这既有利于电解过程，又简化了电解槽结构。
④冰晶石有一定的导电能力，这样使得电解液层的电压降不至过高。
铝厂电解车间的工艺流程
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400kA预焙槽铝电解车间设计本科毕业设计(1)
400kA预焙槽铝电解车间设计摘要大型化是当今世界铝电解技术发展的大趋势。
在现有的320kA~350kA大型铝电解槽基础上，进一步开发并建设高效、稳定和更为节能的400kA大型铝电解槽技术是当今世界各大铝业公司研究和追求的目标。
并且我国已经有多家铝电解企业已经建成400kA级铝电解生产线。
我们紧随时代步伐，设计了400kA预焙槽铝电解车间。
车间设计包括厂址选择、电解槽设计、电压平衡、能量平衡劳动定员及成本核算等。
该设计的年产量为22万吨，电流效率高达94%。
经过多方论证厂址选择伊川县工业园区。
关键词：铝电解槽，物料平衡，能量平衡，电压平衡，车间设计The Design of 400kA Pre-baked Anode AluminumReduction PlantABSTRACTLarge-scale is the general trend of aluminium electrolysis technological development in the world nowadays．Developing more efficient，more stable and more energy-saving 400kA aluminium reduction cell technology，based on the existing 320kA~350kA aluminium reduction cell，is the goal studied and chased by worldwide major aluminium companies．And there are a few aluminum electrolysis enterprises that have built 400kA grade aluminum electrolytic production line．Following the pace of times，we complete the design of the 400kA pre-baked aluminum electrolysis workshop．The designs include site-selection，designs of electrolyzers，voltage balance, energy balance，labor quota and cost accounting and so on．Yield of the design reaches to the annual output of 220000 tons，and the current efficiency as high as 94%．After many discussions，we decide to choose Yichuan County Industrial Park as the site．KEY WORDS：aluminum reduction cell，material balance，energy balance，voltage balance，the design of workshop目录前言 (1)第一章铝电解简介 (3)§1.1 铝的性质及用途 (3)§1.1.1 铝的性质 (3)§1.1.2 铝的用途 (4)§1.2 铝电解简史及发展现状 (4)§1.2.1 铝电解简史 (5)§1.2.2我国铝电解技术发展现状 (6)§1.2.3 世界铝电解工业技术现状 (7)§1.3 铝电解用原料与原材料 (9)§1.3.1 铝电解原料——氧化铝 (9)§1.3.2 铝电解熔剂——氟化盐 (10)§1.3.3 铝电解预焙阳极炭块 (12)§1.4 铝电解过程描述 (12)§1.5 铝电解槽与电解槽系列 (13)§1.5.1 阴极装置 (13)§1.5.2 阳极装置 (14)§1.5.3 母线装置 (15)§1.5.4 使用寿命 (15)第二章厂址选择与论证 (16)§2.1. 电力供应 (16)§2.2. 运输系统 (17)§2.3. 外围服务 (17)§2.4. 环境和土地 (17)第三章技术经济 (19)§3.1 主要技术经济指标的选择论证 (19)§3.2 综合经济技术指标的计算 (20)§3.3 主要经济技术指标的确定与列表 (22)第四章物料平衡 (24)§4.1 物料平衡的计算 (24)§4.2 物料平衡列表 (25)第五章电解槽结构的设计 (27)§5.1 概述 (27)§5.2 阳极结构 (27)§5.3 阴极结构 (28)§5.3.1 槽壳 (28)§5.3.2 内衬及保温绝热结构 (29)§5.4 母线结构 (30)§5.4.1. 阳极母线 (30)§5.4.2. 阴极母线 (32)§5.4.3 短路母线 (33)第六章电压平衡 (35)§6.1 实际分解电压 (35)§6.2 电解质电压 (35)§6.3 阳极电压降 (36)§6.3.1 阳极大母线电压降 (36)§6.3.2 阳极软母线电压降 (36)§6.3.3 阳极立柱母线电压降 (37)§6.4 阴极电压降 (38)§6.4.1 槽底电压降 (38)§6.4.2 阴极软母线电压降 (39)§6.4.3槽周阴极母线电压降 (39)§6.4.4 焊点压降 (39)§6.5 阳极效应分摊电压降 (39)§6.6 连接母线压降 (40)第七章能量平衡 (42)§7.1 计算方法与基础条件 (42)§7.2能量平衡计算 (42)§7.2.1热量输入计算 (42)§7.2.2 热量支出计算 (43)§7.3 能量平衡列表 (54)第八章劳动定员及成本核算 (55)§8.1 劳动定员 (55)§8.2 成本核算 (55)第九章环境保护和安全生产 (57)§9.1 环境与卫生 (57)§9.2 安全生产 (57)结论 (59)参考文献 (60)致谢 (61)前言自上世纪80年代以来，我国电解铝技术取得了很大的发展，尤其在大型预焙铝电解槽的设计技术、制造技术、生产技术等领域形成了自己的大型铝电解技术体系，开发成功了300kA~400kA大型铝电解槽。
铝电解车间工艺设计
92-93
0.72 40.1 27.7 0.69
92-93
0.733 56.6 40.9 0.723
阴极铝液流速(cm/s)
阴极寿命(d) 阳极净耗(kg/kg)
平均4~5
2500-3000 0.43
最大17
1500-1800 0.44
最大16~17
2000 0.42
23
主体设备的设计
国内主要铝厂
34
主体设备的设计
②上部结构——承重桁架、阳极提升装置、自动打壳下料装置、阳 极母线和阳极组、集气排烟装置。 ㈠阳极提升装置——有两种方式：一种是采用涡轮蜗杆螺旋起重器 阳极升降机构，另一种是采用滚珠丝杠三角板阳极升降装置。 ㈡自动打壳下料装置——有打壳系统（打壳气缸和打击锤头）、下 料系统（料仓和筒式下料器）。 ㈢阳极母线和阳极组——阳极母线是由两条平行母线和中间进点联 络母线组成。阳极组由：炭块、钢爪、铝导杆组成。
14
技术经济指标
电流效率
η=(1000000Q)/(0.3356It)×100% 式中 η—电流效率，% q—每台电解槽的铝产量，t I—系列电流，A t—电解时间，h
-3 IV 10 V平均 W 平均 电能效率 理 100% =2980 电能 -6 W实 0.3356I 10 式中 η—电流效率，% V平均—电解槽的实际电压，V I—电解槽的电流，A τ—电解时间，h 0.3356—铝的电化当量，g/(A•h)
10
技术条件及技术经济指标的选择
技术条件 电流
电流槽的大小一般称为电流槽的容量，皆以电流大小表示。 电流槽的电流反映了电流槽的单槽产能。 法国彼斯涅公司对年铝产量均为 20 万 t/ 年、分别采用 180kA 与 300kA 两种容量电流槽的方案做了比较 ( 见表 8—3) 。结果表明， 建一个系列240台300 kA的电流槽与建两个系列400台180kA的电 流槽相比，总投资节约15%。
铝厂电解车间的工艺流程
铝厂电解车间的工艺流程英文回答：The electrolytic workshop of an aluminum plant has the following main processes:1. Raw material preparation.The raw materials used in the electrolytic process are alumina (Al2O3), cryolite (Na3AlF6), and aluminum fluoride (AlF3). Alumina is typically sourced from bauxite ore, which is mined and refined to remove impurities. Cryolite is a naturally occurring mineral that is mined or synthesized. Aluminum fluoride is produced by reacting aluminum with hydrogen fluoride.2. Electrolytic cell operation.The electrolytic cells used in the aluminum production process are large, rectangular containers that hold moltencryolite. Aluminum oxide is dissolved in the cryolite, and an electric current is passed through the solution. The electric current causes the aluminum oxide to decompose into aluminum and oxygen. The aluminum is collected at the bottom of the cell, while the oxygen escapes from the top.3. Casting.The molten aluminum is removed from the electrolytic cells and cast into various shapes. The most common shapes are ingots, billets, and slabs. Ingots are large blocks of aluminum that are typically used for further processing. Billets are smaller blocks of aluminum that are used for extrusion or rolling. Slabs are large, flat sheets of aluminum that are used for rolling or other forming processes.4. Rolling.Rolling is a process that involves passing aluminum through a series of rollers to reduce its thickness. Rolling can be used to produce a variety of products,including sheet, plate, and foil. Sheet is a thin, flexible form of aluminum that is used for a variety of applications, such as roofing, siding, and packaging. Plate is a thicker form of aluminum that is used for structural applications, such as bridges and buildings. Foil is a very thin form of aluminum that is used for packaging, insulation, and other applications.5. Extrusion.Extrusion is a process that involves forcing aluminum through a die to create a desired shape. Extrusion can be used to produce a wide variety of products, including tubes, pipes, and structural shapes. Tubes and pipes are used fora variety of applications, such as plumbing, HVAC, and transportation. Structural shapes are used for a variety of applications, such as framing, roofing, and siding.6. Finishing.The final step in the production process is finishing. Finishing involves a variety of processes that can be usedto improve the appearance and properties of aluminum products. Some common finishing processes include anodizing, painting, and powder coating. Anodizing is a process that creates a protective oxide layer on the surface of aluminum. Painting and powder coating are processes that apply a decorative or protective coating to the surface of aluminum.中文回答：铝厂电解车间的工艺流程。
浅谈某电解铝厂电解质处理车间工艺设计
Abstract: Ａｆｔｅｒ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ａｎｏｄｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｔｓ， ａ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｂａｔｈ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ａｎｏｄｅ． Ｔｈｉｓ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｂａｔｈ ｉｓ ｃａｌｌｅｄ ａｎｏｄｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｔｈｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｙｓ ａ ｖｉｔａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ， ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｌａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ． Ｔｈｅ ｂａｔｈ ｏｎ ｔｈｅ ｂｕｔｔｓ ｉｓ ｃｒｕｓｈｅｄ ａｎｄ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｈｏｐ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｔｒｏｏｍ ｆｏｒ ｕｓｅ ａｓ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐｏｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂａｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｈｏｐ． Keywords: ｐｏｔｓ； ａｎｏｄｅｓ； ｂａｔｈ； ｒｅｃｙｃｌｅ
从电解槽上换下的表面覆盖有电解质的残极，而残极上 覆盖的电解质往往在电解槽内就已经结块，无法满足阳极覆 盖料的要求，因为覆盖有电解质的残极首先被送至阳极组装 车间，在阳极组装车间将残极上的电解质清理下来，清理下 来的电解质然后被送至电解质处理车间进行破碎筛分处理， 经破碎筛分处理后满足粒度要求的电解质即可输送到电解 车间充当阳极覆盖料。
铝电解工艺技术
铝电解工艺技术铝电解工艺技术是一种生产铝的重要方法，通过电解将铝矿石中的铝氧化物还原为纯铝。
这种工艺技术广泛应用于铝的生产领域，具有高效、环保和经济等优点，对于提高铝产量和质量，降低能耗和环境污染具有重要意义。
首先，铝电解工艺技术的核心是电解槽的设计。
电解槽是铝电解过程中的关键设备，它的设计合理与否直接影响到铝的产量和质量。
为了提高电解效率，电解槽应该具有较大的表面积，同时保持适当的电解深度，以增加电解反应的进行。
此外，在电解槽的设计中还需要考虑电解槽的导电性和耐腐蚀性，以确保电解过程的顺利进行。
其次，铝电解工艺技术还需要控制电流密度。
电解过程中，电流密度是一个重要参数，它直接影响到铝的产量和质量。
较高的电流密度可以提高产量，但同时也容易导致铝的质量下降和电解槽的腐蚀。
因此，合理控制电流密度，选择适当的电流密度范围，是保证铝质量和提高生产效率的重要措施。
再次，铝电解工艺技术需要合理选择电解液和电解剂。
电解液是铝电解过程中的介质，通过电解液中的电解剂将电流引导到阳极和阴极之间。
合理选择电解液和电解剂可以有效地提高电解效率和保证铝的质量。
一般情况下，氟化铝和氟化钠是常用的电解液和电解剂，它们具有良好的导电性和稳定性，能够满足铝电解的要求。
最后，铝电解工艺技术还需要注意环境保护。
电解过程中会产生大量的气体和固体废物，其中含有大量的有毒物质和重金属，对环境造成污染。
为了减少污染，可以采取增加过滤设备、净化废气和回收有用物质等措施。
此外，还需要合理利用资源，减少能耗，降低对自然环境的破坏。
综上所述，铝电解工艺技术是一种高效、环保和经济的铝生产方法。
通过合理设计电解槽，控制电流密度，选择适当的电解液和电解剂，以及注意环境保护，可以提高铝的产量和质量，降低能耗和环境污染，推动铝产业的可持续发展。
在未来，随着科学技术的发展和工艺的改进，铝电解工艺技术将不断完善，为铝产业的发展带来更多的机遇和挑战。
铝电解生产工艺流程设计
铝电解生产工艺流程设计第一章概述1.1 铝电解工业现状目前, 电解铝工业仍以改善和提高霍尔-埃鲁法电解槽技术水平为主, 着力于节能减排, 降低能耗、物耗和原铝成本, 在从源头上就减少气固废物料污染的同时, 加强废物料废铝的无害化和资源化处理, 实现资源再生和循环利用, 进一步提高产品质量和扩大产品种类。
现代化预焙电解槽的电流强度继续向超大型化发展。
继法国AP18和AP30型电解槽技术后, AP50技术已问世。
最近, 俄罗斯铝业启动了电流强度为400 KA的RA400槽型电解槽系列两条。
该系列是在原300 KA电解槽技术基础上开发的第二代超大型电解槽, 该槽日产量3 t, 电流效率94%, 电耗13800 kW·h/t, 减少33%污染物。
目前正在开发450~500 KA电解槽, 预计将开展RA500电解槽试验。
600~740 KA超大容量电解槽也在开发研究中。
国外大容量(300 KA以上)电解槽阳极电流密度为0.8 A/cm2以上, 主要经济技术指标: 电流效率93%~95%, 直流电耗13000~13500 kW·h/t(Al); 最先进的技术指标电流效率可达96%, 电耗略低于13000 kW·h/t(Al)。
表1-2为彼斯涅AP30—AP50电解槽发展过程中的主要设计参数和技术经济指标。
法国彼斯涅AP系列电解技术被公认为代表当今国际领先水平。
从AP电解系列技术中不难看出其具有如下几个特点:(1)阳极电流密度较高, 可达0.8 A/cm2以上, 单位阴极面积产能大。
(2)槽电压和电解稳定性均较高, 电解质过热度都较低, 不超过10℃, 槽膛内形中炉帮和伸腿的固相结壳厚度稳定合理, 因此电流效率高, 可达95%~96%, 电耗可低到13000 kW·h/t(Al), 槽寿命达2000天。
(3)分子比、氧化铝和阳极效应系数低, 说明其设计操作和控制技术水平高。
年产20万吨铝电解车间毕业设计
年产20万吨铝的铝电解车间设计摘要本设计是毕业设计，依据毕业任务书进行了一年产20万吨铝锭的铝电解车间的设计。
在查阅有关文献、翻阅了自己所学的相关课程下，对我国铝工业的发展、国际炼铝的综合情况进行了简明的论述；并确定了冰晶石熔盐电解的方案，选用并论证了420KA电解槽的技术经济指标。
作了厂址的选择与论证及铝电解槽的设计计算、物料平衡及能量衡算、铝电解烟气净化及原料输送、环境保护、技术经济评价及成本核算等内容。
并绘制CAD四张，以及完成了一份毕业实习报告书。
关键词：电解铝电解槽毕业设计目录一、绪论 (3)1.1铝的物理化学性质 (3)1.2国内外铝工业发展的现状及趋势 (4)2.1工业布局问题 (8)2.1.1工业布局的影响 (8)2.1.2各工业区之间的经济协调 (8)2.1.3厂址和居住区的规划 (9)2.2原材料供应及交通运输条件 (9)2.3供水供电条件及费用 (10)2.4环境保护和节约用地问题 (10)三、生产工艺流程与技术经济指标的选择与论证 (11)3.1工艺流程 (11)3.1.1工艺流程选择的基本原则 (11)3.1.2工艺流程图 (12)四、冶金计算 (13)4.1铝电解槽的简介 (13)4.2铝电解槽结构与计算 (14)4.2.1阳极尺寸 (14)4.2.2槽膛尺寸 (15)4.2.3槽壳尺寸 (15)4.2.4阴极炭块数目 (16)4.2.5铝母线 (16)4.2.6极距 (17)4.3台数的计算以及产量的衡算 (17)4.3.1单个电解槽日产量计算 (17)4.3.2电解槽槽数的确定 (17)4.3.3备用槽槽数 (18)4.3.4电流密度 (18)4.3.5铝电解槽的电压平衡计算 (18)4.4物料平衡计算 (19)4.4.1铝产量 (19)4.4.2 Al2O3消耗量 (19)4.4.3氟化盐的消耗量 (20)4.4.4阳极炭块的消耗 (20)4.4.5物料平衡列表 (20)4.5热平衡计算 (21)4.5.1热收入 (21)4.5.2热支出 (22)4.5.3热量平衡表 (24)第五章铝电解槽正常生产管理 (25)5.1电解车间的生产管理 (25)5.1.1．车间生产管理的一般法则 (25)5.1.2．车间机构及管理层次 (27)5．2电解车间工艺技术条件管理 (30)5.2.1 槽电压管理 (31)5.2.2 铝水平及出铝管理 (32)5.2.3 极上保温料的管理 (33)5.2.4 效应管理 (33)5.2.5 效应间隔管理 (37)5.2.6 原铝质量管理 (37)第六章冶金环境保护 (41)6.1环境保护的重要性 (41)6.2铝电解厂烟气中的污染物及其危害 (42)6.3铝电解的环境保护 (44)七、编说明书绘车间平面图及电解槽三视图 (46)八、结束语 (46)九、文献 (48)一、绪论1.1铝的物理化学性质铝的物理性质1、银白色的轻金属,较软,2、密度2.7g/cm3,3、熔点660.4℃,沸点2467℃,4、它有良好的导电性和传热性.所以铝常用来做导线,制造各种炊具.5、铝对光的反射性能良好,反射紫外线比银还强,铝越纯,它的反射能力越好,铝的化学性质1、和氧气反应：铝粉可燃铙4Al+3O2=2Al2O3（发强白光）2、和非金属反应：2Al+3S=Al2S33、和热水反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑（反应缓慢）铝和水发生置换反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑4、和较不活动金属氧化物反应：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O35、和酸反应：在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化.盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应,生成盐并放出氢气.2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑2Al+6HCI=2AlCl3+3H2↑6、和盐溶液反应：2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)37、和碱溶液反应：主要和NaOH、KOH强碱溶液反应,可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑注：1.铝和不活动金属氧化物（主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等）的混合物,都叫铝热剂,在反应中铝做还原剂.反应过程放大量热,可将被还原的金属熔化成液态2.铝在加热时可以跟浓硫酸或硝酸反应,情况较复杂不做要求1.2国内外铝工业发展的现状及趋势世界金属统计局表示，2008年全球前10个月铝市供应过剩113.2万吨，远远超过去年同期4.4万吨的过剩量。
浅谈铝电解生产工艺技术
浅谈铝电解生产工艺技术1．生产工艺(1)工艺机理铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法。
所谓冰晶石－氧化铝融盐就是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成的多相电解质体系，即为Na2AIF6-A12O3二元系和Na3AIF6-AIF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。
能够传导电流和在电流通过时改变自己成分的液体叫做电解质。
许多年以来，铝电解质一直以冰晶石为主体，其原因如下。
①纯冰晶石不含析出电位（放电电位）比铝更正的金属杂质（铁、硅、铜等），只要不从外界带入杂质，电解生产可以获得较纯的铝。
②冰晶石能够较好的溶解氧化铝，在电解温度950-970℃时，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度约为10％（质量）。
③在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比同温度的铝液的密度小，它浮在铝液上面，可防止铝的氧化，同时使电解质和铝很好地分离，这既有利于电解过程，又简化了电解槽结构。
④冰晶石有一定的导电能力，这样使得电解液层的电压降不至过高。
⑤冰晶石熔液在电解温度下有一定的流动性，阳极气体能够从电解液中顺利地排出，而且有利于电解液的循环，使电解液的温度和成分都比较均匀。
⑥铝在冰晶石熔液中的溶解度不大，这是提高电流效率的一个有利因素。
⑦冰晶石熔液的腐蚀性很大，但碳素材料能抗受它的侵蚀，用碳素材料作衬建造电解槽基本上可以满足生产的要求。
⑧在熔融状态下，冰晶石基本上不吸水，挥发性也不大，这将减少物料消耗并能保证电解液成分相对稳定。
以上所述有的是冰晶石的优点，也有的是它的缺点，如纯冰晶石的熔点较高（1008.5℃），导电性能不好和腐蚀性强，以与氧化铝在其中的溶解量不大等，这些导致了熔盐电解法生产铝时电能消耗大，建设投资和生产费用高。
多年来，为了克服其缺点，促使入们去寻找能代替它的新物质，但至今尚未取得成功；同时，入们也研究使用一些添加物像氟化钙、氟化镁、氟化锂等，来改善冰晶石一氧化铝熔体的性质。
因此，铝工业用的电解质已经远不是简单的二元系而是多元系了。
电解铝厂生产工艺流程简介
2.铝的用途 可做轻型结构材料 如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。 建筑工业材料 如：铝合金型材。 电气工业材料 制造电线、电缆、电容器、整流器、母线。 耐腐蚀材料 在化学工业上常用铝及其合金制造各种反应
阳极效应的利和弊
利：洁净槽底，规整炉膛，清理阳极底掌，校正Al2O3 浓度，清洁电解质。
弊：浪费大量电耗、人力、物力，严重时烘化炉帮，使 系列最大负载值增加。
换极作业
出铝作业
运铝
（三）铸造分厂
主要任务：是企业的加工中心，在这里实现了原 铝的成型和品位的调配与确定。
经济指标：控制烧损率不大于0.6%
2、合格的阳极碳块从碳素厂运送至组装分厂碳块库，碳 块库里的堆垛天车把碳块放在板式输送机上，板式输送机 输送碳块到浇铸站准备浇铸。
3、中频炉把已经配好的磷生铁熔炼成铁水，利用浇铸机 运送到浇铸站，导杆组和碳块组啮合好进行浇铸，质量合 格的阳极组通过悬链输送机运送到装卸站，卸下后运至成 品库。浇铸质量不合格的阳极组利用残极手动压脱机压脱 后导杆循环利用，碳块返回碳素厂。
打捆
铝锭下线检斤
入待验区
铝锭堆场
销售
700Kg大块锭生产线
（四）净化分厂
主要任务：负责将电解槽排出的烟气收集净化处 理； 将氧化铝通过浓相、净化、超浓相系统输送到电 解分厂的每台电解槽。
氧化铝浓相输送—以压力罐为中心，以压缩空气为动力， 通过浓相管路实现把氧化铝输送到现场贮仓。
氧化铝仓库
器、储槽和管路等。
食品包装材料 仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包 装铝箔。
二、电解生产原材料及原理简介
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主要内容
概述 技术条件及技术经济指标的选择 主体设备的设计 冶金计算 车间配置
2
铝电解的基本知识
1、铝的性质与应用
密度小、导电性好,熔点 为 660.37℃ ， 万 能 金 属 绿色、低碳、节能、生态
3
一.概述
现代铝工业生产普遍采用冰晶石－ 氧化铝熔盐电解法。电解铝在熔盐电解 槽中进行，以氧化铝为原料，熔融的
氟化盐单耗
氟化盐消耗总量 铝产量
18
主体设备的设计
上世纪60～80年代以前广为使用现仍有少量存在的侧插 阳极棒自焙阳极电解槽
19
主体设备的设计
上世纪60～80年代广为使用的上插阳极棒 自焙阳极电解槽
在上世纪60～70年代，上插棒自焙阳极电解槽在世界范围内得到了很大发展， 其电解槽的最大电流强度达到了170～180kA。
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电流
静电除尘器的除尘效率 可达99%以上，压力损 失小于500Pa。
12
技术条件
面积电流
设计与生产中总是取阳极面积电流作为设计与计算的基础。
电解质水平与铝水平
电解质水平是指电解槽中电解质的深度。同样，铝水平是指电 解槽中铝液的深度。电解质水平为16~22cm，铝水平为20~30cm。
极距
阳极底面与铝液镜面间的距离称为极距。通常情况下极距不小 于4cm。
6
辅助生产材料
冰晶石
Na3AlF6因外观酷似冰而得名冰晶石，分为天然冰 晶石和人造冰晶石，仅格陵兰岛有天然冰晶石，一般 用人造冰晶石。
冰晶石生产方法有：酸法、碱法、干法和磷肥副 产法等，其中酸法应用最广。
7
冰晶石-氧化铝熔体的结构
冰 晶 石
Na3AlF6是离子型化合物； 晶格以AlF63-原子团构成的立
13
技术条件
电解质分子比
电解质中NaF与AlF3的物质的量之比称为电解质分子比，简称 分子比。目前分子比多选为2.2~2.8。
效应系数
阳极效应(简称效应)是熔盐电解过程中发生在阳极上的特殊现 象，电解槽发生效应期间其输入功率为平常的数倍，同时电解过 程基本停止，导致电解质过热，电流效率降低，并耗费大量电能， 不利于生产。某一系列电解糟平均每台电解槽每天发生阳极效应 的次数称为效应系数，是电解槽系列是否正常运行的标志。
；
比铝负电性元素，如碱及碱土金属等，电解时与氟化铝反应，使其损
失，分子比改变；
水分也是有害成分，分解电解质中氟化物，产生HF。
铝电解对其物理性能要求： 具有吸水性小，活性大，粒度适宜，在电解质中溶解性好等，同时要
求能够严密地覆盖阳极，以防止阳极暴露在空气中被氧化，保温性能要好。 这些性质主要取决于氧化铝晶体的晶型、粒度和几何形状。 根据氧化铝的物理性能不同，可分为砂状、粉状和中间状。
V效应－－效应电压；
V 槽－－槽电压； k 效应系数；Biblioteka t 效应时间（min）。
槽间电压、厂房外母线分摊电压 V黑
V工作
总电压-槽工作电压总和-效应分摊电压总和 生产槽台数
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技术经济指标
氧化铝单耗
氧化铝单耗
氧化铝消耗总量 铝产量
炭阳极单耗
炭素阳极单耗
炭素材料消耗总量 铝产量
氟化盐单耗
Ra 为阳极电阻； Rc 为阴极电阻； Re 为电解质电阻； Rx 为母线电阻；
Ve 为效应分摊电压；
VB 为槽间电压和电解厂房到整流所之间母线电压降的分摊电压之和。
16
槽平均电压
槽工作电压 V工作 E极化 V阳极 V电解质 V阴极 V母线
效应分摊电压 Ve
Ve k (V效应 V槽 ) t 24 60
生产炭素阳极的原料：骨料和粘接剂两部分
1、骨料----石油焦、沥青焦 对骨料的要求：
灰分含量不能过高，会因带入杂质而影响铝的质量； 硫的含量过高，易使炭素制品开裂，电阻率增高； 钒元素也会增大炭素材料的氧化活性，故其含量不宜太高。 2、粘接剂---沥青
其主要功能是粘结固体骨料，构成具有一定塑性的炭糊，并且在炭糊焦 化过程中渗入骨料之间，使阳极具有足够的机械强度。
V平均—电解槽的实际电压，V I—电解槽的电流，A
τ—电解时间，h 0.3356—铝的电化当量，g/(A•h)
15
槽平均电压
V平 V工作 +V效应 +V黑
V平 E0 a c I(Ra Rc Re Rx ) Ve VB
E0 为氧化铝可逆分解电压；
a 为阳极反应过电压； c 为阴极过电压；
14
技术经济指标
电流效率
η=(1000000Q)/(0.3356It)×100% 式中 η—电流效率，%
q—每台电解槽的铝产量，t I—系列电流，A t—电解时间，h
电能效率
电能
W理 W实
100%
IV平均 10-3 0.3356I 10-6
=2980 V平均
式中 η—电流效率，%
10
技术条件及技术经济指标的选择
技术条件 电流
电流槽的大小一般称为电流槽的容量，皆以电流大小表示。 电流槽的电流反映了电流槽的单槽产能。
法 国 彼 斯 涅 公 司 对 年 铝 产 量 均 为 2 0 万 t / 年 、 分 别 采 用 180 k A 与 300kA两种容量电流槽的方案做了比较(见表8—3)。结果表明， 建一个系列240台300 kA的电流槽与建两个系列400台180kA的电 流槽相比，总投资节约15%。
20
主体设备的设计
图3.3 当代的预焙阳极电解槽
方 晶 格 为 基 础 ， 且 与 Na(1)+,
的
Na(2)+离子分别形成的两个不
晶
同尺寸的体心立方晶格相互
体
穿透形成属复式晶格；
结 晶型转变序：
构
单斜体心晶系 565℃ 立方体心
晶系 880℃ 立方晶系
8
氟化盐
氟化盐包括NaF、AlF3、CaF2和LiF等。其作用如表所示
9
炭素材料
炭素材料耐高温，抗腐蚀，导电良好，有足够的机械 强度和热稳定性。
Na3AlF6 -Al2O3为电解质。采用炭素材料
作阳极，铝液作阴极，在直流电作用下 进行电化学反应。
4
冰晶石
氧化铝
氟一化盐
炭素材料
废气
烟气
阳极气体
气体净化
载氟氧化铝
残极
直流电解
返回炭素生产线
铝液
澄清或净化
铸造
5
铝锭
原料
铝电解过程的主要原料—Al2O3 铝电解对其化学纯度要求：
比铝更正电性元素的氧化物（Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等）含量有要求