电解铝内部试题答案

电解铝内部试题答案

一、填空：（每空2分）

1.铝在室温下的比重为

2.7g/cm3，液态铝（660℃）比重为2.3g/cm3，

铝的熔点为659℃。

2.目前铝的工业生产方法采用:冰晶石---氧化铝熔盐电解法。

3.液体电解质即指:冰晶石---氧化铝均匀熔融体。

4.冰晶石的分子比指：冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔

数之比。

5.中性电解质的分子比为3，大于该值的电解质为碱性，小于

该值的电解质为酸性。

6.初晶温度是指：液体开始形成固态晶体的温度。

7.目前对阳极效应机理的解释有：湿润性理论、氟离子放电理论、

静电引力理论、综合理论。

8.正冰晶石的分子式为Na3AlF6。

9.氟化铝作为铝电解质的添加剂，其主要作用是降低电解质的分

子比。

10.预焙阳极铝电解槽分为两类，分别是连续预焙阳极和不连续预

焙阳极。

11.铝电解槽阴极结构指电解槽体部分，它是由：槽壳、内衬砌体

构成。

12.电解槽上部结构指：槽体之上的金属结构部分。

二、问答题：

1.电解槽启动前预热目的是什么？预热方法有那些？常采用那

些启动方法？（10分）

答：（1）预热的目的是通过一定时间的缓慢加热，使电解槽的内衬得以烘干，阴、阳极温度接近或达到电解槽正常生产温度，阴极碳块间和槽周边的扎糊进行烧结焦化，以减免在后续的起动中发生“热震”，造成阴极破损。（2）预热方去有三种：A铝液预热法；B焦粒预热法；C燃料预热法。（3）启动常采用两种方法：A 干法启动；B湿法启动。

2．铝电解对电解质的要求有哪些？铝电解对氧化铝的要求有哪些？（10分）

答：（1）铝电解对电解质的要求有：不能含有比铝更正电性的元素；电解质的密度应比铝小；氧化铝在电解质中的溶解度应该大，溶解速度应快；电解质导电性要好，导电率要高；电解质初晶点应低；电解质挥发性要小；电解质粘度要适当；价格要便宜。（2）铝电解对氧化铝的要求：纯度要高，杂质含量要低；具有较小的吸水性；在电解质熔体中溶解速度要快；加料时飞扬损失少，能严密地覆盖在阳极碳块上；要有较好的活性和较大的比表面积。3．在正常电解条件下，一次阳极气体成分几乎是纯的CO2，为什么会产生CO？写出有关的反应式。（8分）

答：CO的产生，是由于CO2同溶解在电解质中的金属（AI+、AI 或Na+）相互作用生成，也可能有少量CO是由于CO2同碳渣相互作用产生的。有关反应式：

2Al（溶解的）＋3CO2=Al2O3＋3CO

3AIF3+3CO2=AI2O3+AIF3+3CO

3Na2F+1.5CO2=3NaF+1.5Na2O+1.5CO

C+CO2=2CO

4. 在电解条件下，碳化铝是如何生成的？它有那些害处？（8分）答：在铝电解中，液体铝和碳衬之间或溶解的铝和悬浮在电解质中的碳粒反应生成AI4C3。反应式为：4AI+3C→AI4C3

其害处为：当生碳化铝时，各种碳素材料均产生疏松现象。在生成碳化铝的表面上，电解质的湿润性大大好转，这将使碳对电解质的吸收加剧，使碳块寿命缩短。另外如碳化铝随铝液进入产品中，会给铝的某些应用方面造成难题。

5. 从理论上讲电流效率降低的原因是什么？请详细说明之（10分）

答：从理论上讲电流效率降低的原因有以下几点：

（1）已经电解出来的铝又溶解或机械混入到电解质中，并被循环着的电解质带到阳极附近空间或电解质表面，而后为阳极气体中的CO2或空气中的氧所氧化。这是电流效率降低的基本原因。（2）其它离子放电，主要是钠离子的放电析出。（3）电流空耗，包括以下三点：A：铝离子不完全放电Al3＋络+2e=Al+；B：电子导电，许多熔有它本身金属的熔盐，都有电子导电性;C：漏电，包括侧部漏电和绝缘不好漏电。

6、氟化铝对电解质有何影响？（7分）

答：降低电解质的初晶温度；减小电解质的密度；减小电解质的导电度；减小电解质的粘度；减小电解质与铝液的界面张力、减小电解质与阳极气体的表面张力、增大电解质与碳素材料的湿润性；增大电解质的挥发性；减小氧化铝在电解质中的溶解度。7、什么叫初晶温度？初晶温度和电解温度之间有何区别与联系？（7分）

答：初晶温度是指液体开始形成固态晶体的温度。电解温度是在正常生产中所表现出来的实际温度，而初晶温度则是指电解质的一个物理性质，正常生产中电解温度要比初晶温度高出一个正的过热度，如果电解温度低于初晶温度即过热度是负值，那么将不能维持正常生产。