浅谈铝电解生产工艺技术
电解铝生产技术深入了解电解铝生产过程和技术创新
电解铝生产技术深入了解电解铝生产过程和技术创新电解铝生产技术:深入了解电解铝生产过程和技术创新电解铝是一种常见且重要的金属材料,被广泛应用于工业生产和日常生活中。
本文将深入了解电解铝的生产过程和技术创新,以揭示其在当代工业领域中的重要性和发展潜力。
一、电解铝生产过程概述电解铝是通过将铝矿石经过冶炼和电解反应转化为金属铝的过程。
主要步骤包括铝矿石的选矿、熔炼和电解反应。
1. 铝矿石的选矿铝矿石中主要含有赤铁矿、褐铁矿和硬铝石等矿种。
选矿过程通过物理或化学方法分离和提纯矿石,以获得高纯度的铝矿石。
2. 熔炼过程经过选矿的铝矿石将被熔炼成铝的原料。
熔炼一般使用电炉或者氧化铝电解槽进行,通过高温和化学反应,将铝氧化物还原为金属铝。
3. 电解反应熔融态的铝经过电解反应被转化为金属铝。
电解槽中的电解质是一种能导电的盐溶液,通常使用氟化铝和氯化铝等化合物作为电解质。
在电流的作用下,金属铝通过电解质中的离子迁移,被还原沉积在阴极板上,同时释放出氧气。
二、电解铝生产技术创新为了提高电解铝的生产效率、降低能耗并减少环境污染,科学家和企业不断进行技术创新。
1. 新型电解槽设计传统的电解槽结构存在耗能高、损耗大、污染严重等问题。
新型电解槽结构通过优化电解槽设计、改变电解质配方和调整电流密度分布等手段,提高电解效率和铝产量,并减少环境排放。
2. 电解工艺优化通过电解工艺优化,可以降低金属铝的损耗和能源消耗。
例如,通过使用惰性阳极,减少阳极溶解和损耗。
此外,利用新型的保护电流方式和电解液循环系统,可以提高电解效率,降低能源消耗。
3. 资源循环利用电解铝生产过程中产生的氟化铝和氯化铝等废弃物质可以进行资源循环利用。
例如,废氟化铝可用于制备高级氟化物,废氯化铝可用于制备铝盐或其他化工产品。
4. 先进监测与控制系统应用先进的监测与控制系统,实现对电解铝生产过程的精确控制和优化调节。
通过数据的实时采集和分析,可以预测和解决潜在的问题,提高生产效率和产品质量。
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。
电解铝 工艺
电解铝工艺电解铝是一种工业上常用的铝的生产工艺。
它通过电解法将铝离子还原成金属铝,从而实现大规模的铝的生产。
本文将详细介绍电解铝的工艺流程和相关知识。
一、电解铝的基本原理电解铝的基本原理是利用电解池中的电解质,通过电流的作用将铝离子还原成金属铝。
在电解铝的过程中,铝离子从电解质中脱离,被电流带动向阴极移动,然后在阴极上还原成金属铝。
而在阳极上,铝原本的产生则发生氧化反应,生成氧气。
二、电解铝的工艺流程电解铝的工艺流程主要包括电解池的搭建、电解质的制备、电流的供应以及产出铝的收集等步骤。
1. 电解池的搭建电解铝的第一步是搭建电解池。
电解池通常由坚固的容器和阳阳极、阴极组成。
阳极和阴极之间要保持一定的距离,以避免短路现象的发生。
阳阳极和阴极的材料也需要选择合适的材质,以保证电解过程的稳定性和高效性。
2. 电解质的制备电解质在电解铝过程中起着重要的作用。
常用的电解质是氟化铝,它能够提供足够的铝离子供电解过程使用。
电解质的制备一般需要将氟化铝溶解在适当的溶剂中,并进行一定的浓缩处理,以获得适合电解的电解质液。
3. 电流的供应电解铝过程中需要大量的电流供应。
电流一般通过外部的电源供应给电解池,然后在阳极和阴极之间形成闭合回路,使电解铝过程能够顺利进行。
为了保证电流的稳定性,通常还会设置一些电流调节装置,用于调整电流的大小和稳定性。
4. 产出铝的收集在电解铝的过程中,阴极上还原出来的铝会逐渐积累。
为了保证铝的纯度和质量,需要定期将阴极上的铝收集起来,并进行一些后续的处理。
收集到的铝可以通过再加工成不同形状的铝材料,用于各种不同的工业应用。
三、电解铝的应用领域电解铝是铝的主要生产工艺之一,广泛应用于各个领域。
铝是一种轻便、耐腐蚀的金属材料,常用于航空、建筑、汽车等行业。
电解铝生产出来的铝材料具有优良的性能,能够满足不同行业对铝材料的需求。
总结:电解铝是一种重要的铝的生产工艺,通过电解法将铝离子还原成金属铝。
电解铝的工艺流程包括电解池的搭建、电解质的制备、电流的供应以及产出铝的收集等步骤。
电解铝的生产工艺流程
电解铝的生产工艺流程电解铝是指通过电解方法从富铝氧化物中得到金属铝的生产工艺。
其主要工艺流程如下:1. 选矿:从富铝矿石中选取含铝量较高的矿石作为原料。
常用的富铝矿石有波克岩、脉石矿等。
2. 粉碎和磨细:将选矿得到的铝矿石进行粉碎和磨细,使其颗粒度适合后续的工艺要求。
3. 提纯:通过矿石的酸浸、碱浸等方法,去除其中的杂质,提高铝的纯度。
常用的提纯方法有熔融法、氢化法、溶液浸出法等。
4. 溶解和搅拌:将提纯后的铝矿石与氢氧化钠溶液混合,进行搅拌使其充分溶解。
5. 沉淀:通过对溶解液进行加热、搅拌和过滤,使其中的杂质和颗粒物沉淀到底部,得到含铝的溶液。
6. 电解槽:将含铝溶液注入电解槽中,电解槽一般由炭块和炭块之间嵌入的炭质电极组成。
在电解过程中,阴极吸收阴离子,产生金属铝;阳极吸收阳离子,同时氧化成氧气。
7. 分离和收集:经过一段时间的电解,金属铝会在阴极上以形成铝屑状。
通过机械或手工方法,将铝屑从电解槽中分离,并进行收集。
8. 精炼和浇铸:收集的铝屑会进行进一步的精炼处理,去除其中的杂质。
然后,将精炼后的铝液浇铸成铝坯或铝合金。
9. 加工和制造:经过精铸的铝坯可进一步进行加工和制造,生产不同形状和规格的铝制品。
加工方法常见的有冲压、挤压、铸造等。
10. 检测和包装:对生产出的铝制品进行质量检测,确保其符合相关的标准和要求。
然后进行包装,以便储运和销售。
综上所述,电解铝的生产工艺流程包括选矿、粉碎和磨细、提纯、溶解和搅拌、沉淀、电解槽、分离和收集、精炼和浇铸、加工和制造、检测和包装等步骤。
每个步骤都起着关键的作用,确保最终产品的质量和性能。
电解铝的生产工艺流程
电解铝的生产工艺流程电解铝是一种通过电解工艺制取的纯度较高的铝金属。
其生产工艺流程包括原料准备、电解槽准备、电解过程和产物处理等几个步骤。
首先,原料准备是电解铝生产的第一步。
主要原料是铝矾土,其含有较高的氧化铝(Al2O3)。
首先将铝矾土煅烧,使其转化为氧化铝粉末。
然后将氧化铝粉末与氢氟酸反应,生成铝氟化物溶液。
再经过铝氢氧化反应,转化为金属铝氧。
接下来,进行电解槽准备。
电解槽是电解铝生产的核心设备,由碳素材料制成。
电解槽分为阳极和阴极两部分,其间隔放置电解质。
阳极部分是用铝氧进行涂层处理,以提高阳极的耐腐蚀性能。
阴极部分则是由纯铝制成。
然后,进行电解过程。
电解槽中倒入电解质,即铝氧化物的熔盐。
熔盐具有良好的导电性能,可作为电解质媒介,将阳极和阴极连接起来。
在电解槽中通电,通过电解作用,使阴极上的金属阳离子还原成纯铝,并在阴极上析出。
最后,进行产物处理。
在电解槽中,由于电解过程中会生成气体和杂质,需要进行相应的处理。
首先是除杂。
通过不断搅拌电解槽中的溶液,将杂质颗粒从电解槽中集中出来。
然后是除气。
由于电解过程中会生成一定量的气体,需要定期排放和补充新氧气。
电解过程持续进行一段时间后,电解槽中的纯铝不断积累,可以通过抽取法进行取铝。
抽取法是通过借助气体的抽取来吸附和脱附铝,实现铝的产品化。
总结起来,电解铝的生产工艺流程涵盖了原料准备、电解槽准备、电解过程和产物处理等几个步骤。
通过这个工艺流程,可以制取纯度较高的铝金属,用于各种铝产品的生产。
铝电解电容器生产工艺
铝电解电容器生产工艺铝电解电容器是一种电子元器件,它以铝箔和电解质为主要材料,经过特定的工艺加工而成。
铝电解电容器具有高耐压、大容量、快速充放电和长寿命等特点,在电子设备中被广泛应用。
铝电解电容器的生产工艺主要包括以下几个步骤:原材料准备、箔片制备、电解液配制、电解液灌装、封装等。
首先,原材料准备阶段。
生产铝电解电容器的材料有电解液和铝箔。
电解液通常以电解水和化学添加剂为主要成分,铝箔则是由纯铝通过压延和切割而成。
第二步是箔片制备。
纯铝经过压延和切割后,制成合适尺寸的铝箔片。
铝箔片的厚度和面积大小决定了电容器的容量和耐压能力。
第三步是电解液配制。
根据所生产的电容器的需求,将电解水和适量的化学添加剂混合配制成电解液。
电解液中的添加剂可以影响电容器的性能,如耐压能力和容量值。
第四步是电解液灌装。
将配制好的电解液注入铝箔之间的间隙中。
注入时要保证注入均匀,使得电解液能够充分浸润铝箔并填充到每个空隙中。
最后一步是封装。
将注有电解液的铝箔通过焊接或压合的方式封装起来,形成完整的铝电解电容器。
封装的目的是保护电解液不会外泄,并保证电容器的正常工作。
在整个生产工艺中,工艺控制是非常重要的。
例如,箔片的均匀性和纯度决定了电容器的稳定性和电性能。
电解液的配制比例和成分也需严格控制,以确保电容器的性能达到设计要求。
铝电解电容器的生产工艺需要高度的技术要求和严格的操作规范。
通过精密的工艺和质量控制,可以生产出稳定可靠、性能优良的铝电解电容器,满足各种电子设备对电容器的要求。
总之,铝电解电容器的生产工艺包括原材料准备、箔片制备、电解液配制、电解液灌装和封装等步骤。
通过精细的工艺控制和质量管理,可以生产出高品质的铝电解电容器,广泛应用于电子设备领域。
电解铝是怎样制造的工艺
电解铝是怎样制造的工艺
电解铝制造的工艺主要分为三个步骤:冶炼氧化铝、电解还原、熔炼铝。
1. 冶炼氧化铝:首先,将铝矿石经过磨矿、脱硅、煅烧等处理步骤,转化为氧化铝。
矿石经过粉碎和研磨后,与氢氧化钠等碱性物质反应生成含铝的氢氧化物。
随后,经过溶液的过滤、浓缩、酸化等处理,得到氢氧化铝。
最后,氢氧化铝通过高温煅烧,将其转化为氧化铝。
2. 电解还原:将氧化铝作为电解质,置于熔融状态的电解槽中。
电解槽由碳质的阴极(铝阴极)和石墨质的阳极(一般为石墨槽壁)构成。
通过向电解槽中通入电流,同时加热使氧化铝熔融,铝离子(Al3+)被还原成金属铝,在阴极上析出。
此过程中,阳极中的碳质慢慢被氧化为二氧化碳,并释放出氧气。
3. 熔炼铝:电解得到的铝通过各种方式进行处理和精炼,如除去杂质、去氢氧化物等。
最终得到的铝液可以用于铝制品的生产。
铝液可能被铸造成各种形状的铝型材,或者通过进一步的压延和轧制工艺制成铝板、铝箔等产品。
需要注意的是,电解铝的制造工艺涉及高温、高压、高电流等条件,同时也需要耗费大量的能源。
因此,铝产业在实施工艺技术改进、节能减排等方面也持续进行研究和探索,以提高生产效率和环境友好性。
电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺是一种将氧化铝还原为金属铝的过程。
一般来说,电解铝的生产可以分为以下几个步骤:
1. 氧化铝的制备:首先从矿石中提取铝的氧化物,如白云石、黄铁矿等,然后通过冶炼、烧结等工艺将其转化为氧化铝。
2. 溶解氧化铝:将氧化铝与熔融剂、电解质等混合,然后加热至高温,使其溶解成含有氧化铝的电解液。
通常的电解液成分为氟化铝、氯化铝等。
3. 电解过程:将已经溶解的氧化铝电解,使用电流通过阳极和阴极,产生氧化铝的电解反应。
阳极通常由炭素或石墨制成,阴极则是由金属铝制成。
4. 收集产物:在电解过程中,金属铝会在阴极上析出,然后定期将其从阴极上收集下来。
5. 冶炼精炼:将收集到的金属铝进行冶炼和精炼处理,去除杂质,并进一步提高纯度。
关于设备方面,电解铝生产通常需要以下主要设备:
1. 电解槽:用于溶解氧化铝并进行电解反应的容器。
电解槽通常以钢板或钢制框架为基础,内部涂有耐腐蚀材料,如陶瓷或钢化玻璃钢。
2. 电源:提供电流给阳极和阴极,驱动电解反应。
3. 阳极:通常使用炭素块或石墨块制成的阳极,用于电解反应中的氧化反应。
4. 阴极:由金属铝制成,用于电解反应中的还原反应。
5. 收集系统:用于将析出的金属铝收集起来,通常是通过滚动式收集器或铝铸块等方式进行。
6. 冶炼设备:用于冶炼和精炼收集到的金属铝,去除杂质并提高纯度,如熔炉、电磁搅拌设备等。
需要注意的是,以上仅是电解铝生产的一般工艺与设备介绍,实际的生产工艺和设备会根据具体的工厂和生产规模而有所不同。
铝电解工艺技术分析论文
铝电解工艺技术分析论文铝电解工艺技术分析铝电解是一种重要的金属精炼和生产工艺,广泛应用于铝冶炼和相关行业。
本文将对铝电解工艺技术进行分析和讨论。
首先,铝电解的原理是利用电流通过电解质溶液中的铝离子,使其在电极上还原成金属铝。
这种工艺的关键是电解质溶液的选取和控制。
常用的电解质溶液包括制备铝的氟硼酸盐溶液和铝熔炼熔盐溶液等。
不同的溶液具有不同的性质和优缺点。
氟硼酸盐溶液具有低熔点、导电性好等特点,但溶液的电解效率较低;铝熔炼熔盐溶液的电解效率高,但熔盐的熔点较高,工艺控制相对复杂。
因此,根据实际需要选择适合的电解质溶液非常重要。
其次,铝电解工艺中的电解槽结构和电解产能也是需要考虑的重要因素。
电解槽一般包括阳极、阴极和电解质溶液。
阳极材料通常是石墨,而阴极材料则是铝。
此外,电解槽还需要考虑电解过程中的温度和压力等因素。
电解槽的结构和尺寸与电解产能直接相关,合理的电解槽设计可以提高生产效率和资源利用率。
另外,电流密度和电压也是影响铝电解工艺的重要参数。
电流密度是指单位面积上通过的电流量,电压则是电解过程中施加的电压。
在合理的范围内,适当调整电流密度和电压可以提高工艺效率和产品质量。
较高的电流密度可以加快铝的沉积速度,但同时也会增加溶液的电解效率;较低的电流密度可以提高产品质量,但生产效率较低。
最后,环境保护也是铝电解工艺需要关注的问题。
电解过程中会产生大量氧气和氢气,这可能会对环境和人体健康造成影响。
因此,合理处理和利用电解过程中产生的气体非常重要。
同时,还需要关注电解槽的废液处理和废气排放等问题,确保生产过程中不对环境造成污染。
综上所述,铝电解工艺技术的研究和应用具有重要意义。
通过选择合适的电解质溶液、合理设计电解槽结构、调整电流密度和电压、关注环境保护,可以提高铝电解工艺的效率和质量,促进铝冶炼和相关行业的发展。
电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺与设备一、引言电解铝是目前最常用的铝生产工艺,其生产过程主要涉及电解槽、电解质、电流供应和气体排放等方面的设备。
本文将从这四个方面详细介绍电解铝的生产工艺与设备。
二、电解槽电解槽是电解铝生产中最关键的设备之一,其主要作用是容纳电解质和铝金属,并提供电解反应所需的电流。
电解槽通常由钢质或铸铁材料制成,内部涂有耐腐蚀材料,如陶瓷或钢质衬里。
电解槽的底部设置阳极,顶部设置阴极,通过电解槽底部的阳极引出电流。
三、电解质电解质是电解铝生产中的导电介质,通常采用氟化铝和氯化铝的混合物。
电解质的主要功能是提供离子,使铝离子在电解质中移动并在阴极处还原为铝金属。
电解质还具有调节电解槽温度、控制铝离子浓度和维持电解槽稳定运行的作用。
四、电流供应电流供应是电解铝生产中的关键环节,主要通过直流电源向电解槽提供电流。
电流供应系统通常由变压器、整流器和电解槽连接器组成。
变压器将电网供应的交流电转换为适宜的电压,然后通过整流器将交流电转换为直流电,最后通过电解槽连接器将直流电输入到电解槽中。
五、气体排放电解铝生产过程中产生大量的气体,包括氧气、氟气和苯等有机物。
这些气体需要进行处理和排放,以防止对环境造成污染。
常见的气体处理方法包括吸收、净化和过滤等。
吸收方法通常使用碱液或活性炭吸收气体,净化方法则采用化学反应或物理吸附去除有害成分,过滤方法则用于去除气体中的固体颗粒。
六、总结电解铝生产工艺与设备是现代铝工业的核心内容,电解槽、电解质、电流供应和气体排放是其中最重要的部分。
电解槽作为容纳电解质和铝金属的设备,通过提供适宜的电流实现铝的电解过程。
电解质则起到导电和调节电解槽稳定运行的作用。
电流供应系统则通过变压器、整流器和电解槽连接器向电解槽提供直流电。
气体排放则需要进行处理和排放,以减少对环境的影响。
随着科技的不断发展,电解铝生产工艺与设备也在不断改进和创新。
未来,随着新材料和新技术的应用,电解铝生产将更加高效、环保和可持续。
浅谈铝电解工艺发展分析
浅谈铝电解工艺发展分析摘要:目前我国铝电解工业的发展水平虽然完整,但尚未完全成熟,铝电解生产过程中仍涉及很多可优化的方面。
从铝电解的实际生产过程中可以了解到,电解过程以电解槽为中心,阳极、氧化铝、电解质、催化剂等在其内发生电化学反应的过程。
而热量平衡和物料平衡是电解槽赖以正常运行的两大条件,当物料平衡或者热量平衡遭到破坏时,电解槽就会出现病槽,物耗、能耗增加,槽寿命降低等问题,影响生产指标和成本。
基于此,本文主要对铝电解工艺发展进行了简要的分析,以供参考。
关键词:铝电解;工艺发展;分析1、铝的性质及用途铝是自然界中分布极为广范的元素之一,地壳中铝的含量为7.5%,仅次于氧和硅而居第三位。
由于铝是化学性质极为活泼的元素,所以在自然界中未发现单质的金属铝,而是以铝的各种化合物形式存在。
1.1 铝的密度很小,仅为2.7 g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。
这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶、航天航空等。
1.2 铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。
铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
1.3 铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
1.4 铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100℃~150℃时可制成薄于0.01mm的铝箔。
这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品[1]。
1.5 铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
1.6 铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺与设备是铝生产过程中至关重要的环节。
以下将介绍电解铝的生产工艺和主要设备。
电解铝生产工艺主要包括预处理、电解槽和铝液处理三个步骤。
预处理阶段主要是对原料的处理,包括三个步骤:破碎、磨细和矿石粉处理。
首先,矿石经过破碎设备进行破碎,然后使用磨矿机将矿石磨成合适的粒度。
最后,经过处理后的矿石粉进一步处理,例如脱铁、脱硅、脱钠等。
电解槽是电解铝生产的核心设备,主要用于将氧化铝还原为铝金属。
电解槽通常采用融盐电解槽,其中重要的组成部分有阴极槽、阳极槽和隔膜槽。
首先,在阴极槽中添加含铝氧化物和氟化铝的熔盐,然后在阳极槽中加入纯铝作为电解负极,通过电流的作用下,氧化铝被还原为铝金属,并沉积在阴极上。
在隔膜槽中,用于隔离阴极槽和阳极槽的溶液,以防止二者的混合。
铝液处理是电解铝生产的最后一个步骤,用于对电解得到的铝液进行精炼和浇铸。
铝液处理主要包括过滤、除杂、除气、净化和浇铸等工序。
过滤是将铝液中的杂质过滤掉,除杂是进一步除去残留的杂质,除气和净化是通过升温和加入适当的草酸等物质去除铝液中的气体和含氧物质,浇铸是将处理后的铝液浇铸成铝锭或铝板等成品。
在电解铝生产中,主要设备包括破碎机、磨矿机、电解槽、过
滤器、浇铸机等。
这些设备的选型和性能的优劣直接影响到生产的效率和成品的质量。
总之,电解铝生产工艺与设备是铝生产过程中不可或缺的环节,通过适当的预处理、高效的电解槽和精确的铝液处理,可以达到高效、稳定和优质的铝生产。
同时,不断推进电解铝生产工艺与设备的改进和创新,可以提高生产的效率和产品的质量。
电解铝厂生产过程及工艺技术条件管理
电解铝厂生产过程及工艺技术条件管理1. 电解铝生产过程电解铝是利用电解法从氧化铝中提取出的纯铝,主要用于制造铝合金材料、汽车等制造业和电力行业。
电解铝厂的生产过程主要分为3个步骤:1.1 氧化铝的制备氧化铝是电解铝的主要原料,其制备过程主要包括以下几个步骤:1.1.1 矿物的选择搬运选择适合进行氧化铝制备的矿物——高岭石和脱硅石,然后进行搬运。
1.1.2 粉磨浸出将高岭石和脱硅石进行破碎、粉碎成小颗粒,然后通过氢氧化钠的浸出使其变为氢氧化铝。
1.1.3 音波过滤将氢氧化铝糊浆通过振动过滤,剩余物质即为氧化铝。
1.2 氧化铝的处理经过上述步骤得到的氧化铝并不是纯度较高的产品。
需要进行二次混合,再利用强碱性电解液溶解,通过过滤去除杂质,得到的溶液才可以进入后续的过程。
1.3 电解制铝将氧化铝的溶液放进电解槽,通过直流电解,将氧化铝还原为纯铝。
制铝过程中,需要考虑到电流、温度、浓度、电解槽结构、电极材料、电极尺寸等因素的影响。
2. 工艺技术条件管理在电解铝的生产过程中,维持良好的工艺技术条件是至关重要的。
以下是几个值得关注的方面:2.1 电极材料和结构的选取电极材料和结构对电解铝的质量和生产效率有着重要的影响。
因此,在选取电极的时候,需要考虑到金属表面和氧化铝之间的极化反应,电极均匀性等问题。
同时,在电解槽的设计中,界面电位、电极与电解液之间的间隙、电流密度分布等方面也需要进行充分的考虑。
2.2 温度和浓度的控制温度和浓度是影响电解铝质量的两个主要因素。
首先需要控制电解槽中的温度,因为这会影响道、孔、孔铝合金的质量和组织结构。
另外,需要对液态电解槽内的电解液进行浓度的控制,不但能够提高产量,还能够保证铝质量的稳定。
2.3 电流和电压的控制电流和电压也是影响电解铝质量和产量的因素。
需要在电解槽内控制电流密度的分布,使得电流能够均匀地传递到电极上。
同时,还要保证电压稳定,以避免发生短路等问题。
2.4 工艺流程的优化不仅上述要素需要注意,同时从工艺流程上来看,需要对所有流程细节进行全方位地考虑。
铝电解制备工艺的研究与改进
铝电解制备工艺的研究与改进随着现代工业的发展,铝合金在日常生活中已经成为常见的金属材料之一,广泛应用于汽车、航空航天、建筑、电子、包装等领域。
因此,铝的生产工艺对于社会经济的发展具有重要意义。
目前,铝电解制备工艺已经成为铝生产的主流技术。
本文将从铝电解制备工艺的原理、现状以及改进方向等方面展开论述。
一、铝电解制备工艺的原理及现状铝电解制备工艺早在19世纪末就已经开始研究,并在20世纪初开始实现工业应用。
其基本原理就是利用电解质溶液对氧化铝进行电解,将铝离子逐步还原成金属铝,最终沉积在阴极上。
其中,电解质溶液一般采用氟化铝和硫酸铝的混合物,这种混合物在500℃以下不易熔化,且具有良好的导电性。
目前,铝电解制备工艺已经广泛应用于全球铝生产的工业化生产中,占全球总产值的90%以上。
但是,铝电解制备工艺也存在一些问题。
首先,该工艺对环境造成的污染比较大,电解液中含有大量的氟化物和氧化铝等有害物质,这些物质在生产过程中会排放到大气中,对环境和人体健康造成危害。
其次,电解过程中还会产生大量废热和废气,为企业带来巨大的能源浪费和经济负担。
二、铝电解制备工艺的改进方向遵循可持续发展的原则,铝电解制备工艺需要进行一定的改进和升级,以降低生产成本、减少环境污染并提高产品质量。
以下是铝电解制备工艺的改进方向:1.替代电解质溶液当前铝电解工艺中所使用的氟化铝和硫酸铝电解质对环境和人体健康具有较大的危害。
因此,在铝电解制备中,需要探索替代电解质的实现方式。
如采用离子液体电解质,其熔点低、导电性能好,有较强的低温蚀刻、清洗效果,并不会产生有害气体,有望成为新一代高效、低污染的电解质。
2.采用节能技术铝电解制备工艺中产生的大量废热和废气,极大地浪费了能源资源。
因此,需要采用节能技术,如选择更为高效的铝电解槽,增加阳极效率,减少废热和废气的产生,以降低生产成本,提高生产效率。
3.改善生产环境铝电解制备工艺在生产过程中,会产生大量废气和废水,这些废气和废水对周围环境产生极大的危害。
电解铝的生产工艺心得
电解铝的生产工艺心得
电解铝是通过电化学方法从铝氧化物矿物中分离出铝金属的过程。
我对电解铝的生产工艺有一些心得体会:
1. 熟练掌握电解槽的操作:电解铝的最主要生产工艺就是在电解槽中通过电解得到铝金属。
对于电解槽的操作要熟练掌握,包括电解槽的结构、大小、电流、电压、电极的形状和位置等等,这些关键的操作细节对于电解铝的生产效率和质量至关重要。
2. 注意铝氧化物的前处理:在进行电解铝的过程中,有时需要对铝氧化物进行前处理,例如破碎、筛分、浸泡和焙烧等。
这些前处理过程对于产出的铝金属的品质和产量都有非常大的影响,要注意合理调控。
3. 控制电解的温度和离子浓度:电解过程中,要严格控制电解液的温度和离子浓度。
温度太高容易导致电解槽失控,而浓度过低则会降低电解效率。
因此,需要根据不同的生产情况来合理控制电解温度和浓度。
总之,电解铝的生产工艺十分复杂,需要严格掌握各个环节的操作技巧,以提高生产效率和产品质量。
电解铝生产工艺流程
电解铝生产工艺流程电解铝是指通过电解法从氧化铝溶液中制取铝的一种方法。
电解铝生产工艺流程主要包括铝氧化工艺、电解槽工艺和铝钠液回收工艺。
首先是铝氧化工艺。
铝氧化是将氧化铝粉末溶解在氢氧化钠溶液中,并在一定温度下进行反应。
铝氧化反应的基本方程式为:2NaAlO2 + 2H2O → 2NaOH + Al2O3。
这个过程中需要控制温度、溶液浓度、氧气供应等参数,确保反应正常进行。
接下来是电解槽工艺。
铝氧化后的溶液通过过滤和净化等工艺得到净化氧化铝溶液。
然后,将净化氧化铝溶液注入电解槽中,在槽内放置铝导体阳极和铜导体阴极。
通过外加电流的作用,氧化铝分解成铝离子和氧气离子。
铝离子被阳极吸附后还原成铝金属,由槽底的熔铝收集器收集。
氧气离子则在阴极处被还原为气体氧气释放出来。
最后是铝钠液回收工艺。
在电解过程中,有一部分铝会与导电液体钠形成铝钠液。
铝钠液经过除杂、过滤和浓缩等工艺,可以得到含铝高、无污染的铝钠液。
这一液体可以被重复利用,减少资源浪费。
整个电解铝生产工艺流程除了上述主要环节,还涉及一些辅助工艺,如杂质去除、液体循环、能源回收等。
其中杂质去除是指将电解过程中产生的不纯物质除去,以保持电解质液体的纯度。
液体循环是将部分电解产生的液体回收,经过处理后再次用于电解过程,以提高资源利用效率。
能源回收则是通过收集和利用电解过程中产生的废热、废气等能源,减少能源的浪费。
电解铝生产工艺流程通过控制各个环节和参数,可以实现高效、低能耗的铝制取过程。
同时,该工艺在生产过程中可以回收利用液体,减少资源浪费,对环境保护也有一定的促进作用。
然而,电解铝生产工艺也存在一些问题,如能源消耗较大、电池寿命有限等。
因此,在未来的研究中需要进一步改进工艺,以实现更加高效、环保的电解铝生产方式。
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。
电解铝的生产工艺流程
电解铝的生产工艺流程
《电解铝的生产工艺流程》
电解铝是一种常见的铝生产工艺,其生产过程主要包括铝土矿的选矿、铝土矿的粉碎和碱浸、铝土矿的煅烧、氧化铝的铝电解、铝的熔炼和浇铸等环节。
首先是铝土矿的选矿。
铝土矿中含有一定比例的氧化铝,需要通过选矿过程将铝土矿中的杂质和矿石分离开来,得到高纯度的氧化铝。
其次是铝土矿的粉碎和碱浸。
经过选矿后的氧化铝矿石需要经过粉碎、碱浸等步骤,将矿石中的氧化铝和杂质分离开来,得到高纯度的氧化铝浆料。
然后是铝土矿的煅烧。
将高纯度的氧化铝浆料进行煅烧,将氧化铝还原成金属铝。
接着是氧化铝的铝电解。
将经过煅烧后的氧化铝浸泡在电解质中,通过电流的作用将氧化铝电解成铝金属和氧气。
最后是铝的熔炼和浇铸。
得到的铝金属需要进行熔炼,将铝金属融化成合金液态后再进行浇铸成型,得到成品的铝材料。
在整个生产工艺流程中,需要保障设备的稳定运行,对原料和产物进行严格的检测和控制,以确保生产的过程和产品的质量。
同时,在生产工艺流程中需要关注环保和能源消耗的问题,采
取措施减少对环境的影响,并提高能源利用率,促进可持续发展。
铝电解生产工艺
铝电解生产工艺
铝电解生产工艺是将铝矾土或电气石经过煅烧、化学处理等工序得到氧化铝,并通过铝电解槽进行电解,最终得到金属铝的生产过程。
铝电解生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 炼矾:将铝矾土加热煅烧,使其中的结晶水和二氧化硅脱除,得到氧化铝。
煅烧过程中,砂石等杂质会被分离出来,获取纯净的氧化铝。
2. 浸出:氧化铝与氢氧化钠混合后,通过加热溶解,得到含有铝离子的溶液。
3. 液态氧化铝纯化:通过氧化铝溶液中的过滤、沉淀、澄清等处理工艺,除去其中的杂质,提高溶液的纯度。
4. 铝电解槽:将纯化后的氧化铝溶液注入铝电解槽。
铝电解槽由钢板和碳块构成,铝电解槽中的铅门用作电流接触。
当电流通过溶解槽时,铝离子在阴极上还原成金属铝,而氧离子在阳极上生成氧气。
5. 铝液处理:电解槽上方有铝液收集池,在这里将从阳极生成的氧气排出,并将铝液进行水洗处理。
6. 铝液净化:通过过滤、沉淀等工艺,将铝液中的固体杂质去除,提高铝液的纯度。
7. 铝液处理后,经过连铸、铸造等工艺,将铝液铸成铝锭。
通过以上工艺流程,就可以将铝矾土或电气石转化为金属铝。
铝电解生产工艺具有简单、高效、高纯度等优点,使得铝成为重要的工业原料之一。
同时,铝电解工艺中的电流消耗相对较高,也成为铝生产的重要能耗来源之一。
因此,在铝电解生产工艺中,改进电解槽结构、提高电流效率等技术也十分重要。
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。
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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,用碳素材料作内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,以及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。
现将添加物氟化钙、氟化镁、氟化锉对电解质熔融温度的影响列于表。
从表1可以看出,氟化锂、氟化镁能显著地降低电解质的初品温度,但这些添加物分别有降低氧化铝溶解度或恶化其他性质的缺点,所以只有控制适当的添加量才能起到预期的效果。
迄今为止,还没有一种完全合乎理想的添加剂。
在固态下冰晶石比铝密度大,但融化之后则比铝密度小,在电解温度下此密度变化及差值使电解液和铝液能很好地分离开,铝液沉在槽底,电解液漂浮在上层,保护在阴极析出的铝不遭受氧化。
液体表面分子或离子被其内层的分子或离子所吸引向内压缩的力量叫做表面张力。
铝电解槽中产生表面张力现象的不同物质的接触面有四个:①熔融电解质和气体(阳极气体和空气)的界面;②熔融电解质和固体碳素阳极的界面;③熔融电解质和液体金属的界面;④液体金属与固体碳素阴极的界面。
在电解槽内,金属同电解质,以及金属同碳素材料的界面上有很大表面张力,因而铝不能湿润碳素,从而不能被其吸收。
由于铝在电解质界面上具有大的表面张力,这样就有助于减少铝在电解质中的溶解损失。
铝在碳素界面上的表面张力决定于它的纯度,铝中含有硅、铁,特别是钠能够降低其表面张力,因而促进了向炭块的孔隙与裂缝中渗透,从而影响电解槽的寿命。
在现代工业上供给铝电解生产使用的原材料有冰晶石、氟化钠、氟化铝、氟化钙、氟化镁和氧化铝等。
这种由冰晶石和其他几种氟化物组成的熔剂与氧化铝组成的电解质在950℃左右能够很好地导电,而能够抵抗这种电解质侵蚀并且又能良好导电且价格低廉的惟有碳素材料。
因此,目前铝工业均采用炭阳极和炭阴极,电解过程总的反应方程式为:(如果阳极气体组成是70%CO2+30%CO时)这种电解质熔液在950℃左右密度大约为2.1g/cm3,比同一温度下铝液2.3 g/cm3小10%左右,因而能够保证电解过程中铝液与电解质熔液分层。
在这种熔液里基本上不含有比铝更正电性的元素,从而能够保证电解产物铝的质量。
此外,冰晶石一氧化铝熔液基本上不吸水,在电解温度下它的蒸气压不高,具有较大的稳定性。
当电流通过电解质时,使这些物质组成在电极上分离出来的现象叫做电解,盛电解质的装置就叫做电解槽。
在正常生产时,电解槽的槽底积存一定数量的金属铝,这个金属层的表面就是阴极表面,它与电解质直接接触,因而必然有部分金属溶解到电解质中去,阴极金属铝溶解到电解质中是降低电流效率的主要原因。
影响铝在电解质中的溶解度的最大因素是温度,温度愈高,铝的溶解损失愈大。
根据对铝电解槽的多次测量表明,温度每升高10℃,电流效率大约降低1%-2%。
因此,电解槽力求保持低温操作,对于提高电流效率是有好处的。
阳极效应是熔盐电解时的特殊现象,冰晶石氧化铝电解时,当电解区中氧化铝含量降低到1%-2%时,则可在阳极上发生阳极效应。
阳极效应发生的原因,有多种解释,但最受重视能较好解释效应现象的是湿润性改变学说和电极过程改变学说两种,在此不做详细解说。
(2)铝电解生产工艺流程简述铝电解生产过程,主要是以冰晶石一氧化铝熔液做电解质,碳素材料为阴极和阳极,直流电从阳极导入,经过电解液和铝液层后从阴极棒导出,直流电的作用是以热能形式保持冰晶石、氧化铝等原料呈熔融状态和实现电化学反应,反应结果在阳极上生成二氧化碳和一氧化碳气体,在阴极上析出液态金属铝。
随着电解过程的进行,析出的铝被蓄积起来,周期地从电解槽中取出来,取出的铝从电解厂房送往铸造部门,经过相应的处理后浇铸成各种规格的坯锭。
一台电解槽是一个生产单元,一定数量的电解槽串联起来构成一个系列,一个或几个系列组成一个电解车间。
铝电解生产工艺流程如图1所示。
从图1可见,电解铝使用的原料是氧化铝、阳极糊或预焙阳极块(阳极块)、冰晶石、氟化铝和其他氟化物等,这些原料都是在专门的车间或工厂中制备的。
烟气中除二氧化碳和一氧化碳外,还含有少量的氟化氢或其他气体,氟化氢是有害气体,影响周围环境,应当予以妥善处理。
现行净化方法有湿法和干法两种,究竟哪种方法更为适用,应根据电解槽槽型以及具体条件确定,净化时收回的再生冰晶石或含氟氧化铝可返回电解槽使用。
电解铝生产的主要设备—电解槽在安装完毕后,要经过焙烧和开动阶段后才能转入正常生产,一般能持续进行生产3-5年,有时由于槽内衬早期发生破损,严重影响铝的产量、质量或发生漏槽危险时,便将电解槽停槽检修,检修好以后经过焙烧开炉再恢复生产。
(3)电解铝所用的原料及质量要求①氧化铝(A12O3)氧化铝是三氧化二铝的简称,也称作铝氧。
它是从铝矿石提取出来的。
当前生产氧化铝用的砂石有铝土矿、霞石、蓝晶石、明矾石和高岭土等。
我国目前主要采用铝土矿作为制取氧化铝的原料,其生产工艺和产品的质量要求详见氧化铝生产工艺篇。
②冰晶石(Na3AIF6)冰晶石的分子式也可写成3NaF.AlF3,冰晶石中氟化钠和氟化铝摩尔比叫做冰晶石的分子比,纯冰晶石的分子比等于3,相对密度是2.9,其组成是Al 占12.8%,Na占32.8%,F占54.4%。
冰晶石分子比大于3的属碱性,小于3的属酸性,等于3的是中性。
生产上使用的冰晶石有四种:天然冰晶石,入造冰晶石,回收所得的浮选冰晶石和再生冰晶石。
a.天然冰晶石在自然界中天然冰晶石矿非常少,从矿山开采出来的天然冰晶石一般含80%左右的纯冰晶石,所以必须经过分选才能得到合乎要求的产品。
分选后的冰晶石的组成大致是:A1占13%一14%,F占53%-54%,Na占30%-32%,此外还有少量的铁硅等杂质。
随着铝工业的发展,由于天然冰晶石储藏量小、分布不普遍、质量差,远远满足不了电解炼铝的需要,所以入们只能用入工方法大量生产冰晶石,中国铝工业从一开始就使用入造冰晶石生产铝。
b.入造冰晶石一般通称合成冰晶石,工业上只简称冰晶石,它是白而稍带灰色的粉末,质感柔软,略粘手,用手可捏拢成团,不溶于水。
铝电解用合成冰晶石的分子比在1.6-2.0左右,由于受生产方法限制,其杂质含量比氧化铝高,冰晶石的产品质量级别如表2所示。
表2 冰晶石质量级别(GB4291-84)C.浮选冰晶石电解槽正常生产时,在电解液表面上经常漂浮一层炭渣,捞出的炭渣中约含60%-70%电解质,通常采用浮选法从炭渣中选出电解有用的成分,称为浮选冰晶石。
对拆槽下的废炭块进行浮选时也能得到浮选冰晶石。
d.再生冰晶石电解槽采用湿法进行烟气净化时回收的冰晶石,称为再生冰晶石,其中往往含有少量的氧化铝、其他氟化物以及炭粉等。
需要指出,浮选冰晶石和再生冰晶石的质量波动都较大,在使用之前要进行质量分析,而且常常是先加入母槽里,经过净化后再移入正常槽中。
③氟化铝(A1F3)氟化铝是白色坚硬的粉末,比氧化铝的颗粒稍大一些,它的流动性仅次于氧化铝,在电解温度下易挥发,遇水易水解。
在电解过程中由于氟化铝的挥发和水解而使电解液分子比提高,为保持规定的分子比,需根据分析结果补充氟化铝以调整电解液的成分,氟化铝的质量级别如表3所示。
④氟化钠(NaF)氟化钠是白色粉末,易溶于水。
电解槽开动初期,因为其碳素内衬选择吸收氟化钠,使电解液分子比急剧下降,那时要用较多的氟化钠调整分子比。
此外,因为装槽用合成冰晶石的分子比太低,为调整到开动要求的分子比,也需要掺配大量的氟化钠,氟化钠的质量级别如表4所示。
⑤氟化钙(CaF2)氟化钙是从天然萤石精选出来的,选后的粒度为通过140目的占90%,其中有75%通过200目。
氟化钙是应用较早较普遍的一种添加物,其化学成分占的比例如下:CaF2SiO2A12O3+F2O3H2O CaCO3>95%<1.4%<0.5%<0.5%<1.5%⑥氟化镁(MgF2)氟化镁也是一种添加物,但使用得不太普遍,而且使用时间较氟化钙晚,入们认为在改善电解质性质方面它是一种比较好的添加物,其化学成分要求如下:F Mg SiO2SO42-R2O3H2O>45%>32%<0.9%<1.5%<1.0%<1.0%⑦阳极糊阳极糊是焙烧成旁插或上插槽阳极的原料,在电解过程中氧化铝分解后产生的氧将阳极的碳素氧化,阳极随着电解的进程而消耗,由于电解过程连续进行,所以必须定期地添加阳极糊。
阳极糊的消耗量很大,仅次于氧化铝。
阳极糊被加入旁插或上插槽中后,借助自身电阻产生的焦耳热和电解液供给的热量,自行焙烧成为碳素阳极,所以这两种阳极叫做连续自焙碳素阳极。
铝工业采用碳素材料做电极,是因它具有良好的导电性和足够的强度,而且能耐高温、能抗受氟化物的侵蚀以及货源广而且价廉。
阳极糊是在阳极糊车间或碳素工厂中制备的,把在1250℃以上煅烧后粉碎成有一定粒度配比的石油焦或沥青焦或两种焦的混合物,同占总量28%-32%的熔融沥青在混捏锅或连续混捏机中混捏,混合均匀后倒进铁制容器或铁模型中冷却成型(规格有大有小)或制成小团块。