铝电解的基础知识
铝电解电容基础知识培训
对引脚加压过大
6.开
路
引脚接触不好
腐蚀
CL-存在
机械强度不够 钉接不牢固
3、纹波电流：
铝电解电容器基本知识
课程重点
一、铝电解电容器的一般概念 二、铝电解电容器的构造 三、铝电解电容器的电气特性 四、铝电解电容器的标识 五、铝电解电容器的允许纹波电流 六、铝电解电容器制造流程 七、铝电解电容器的试验 八、铝电解电容器的寿命及推算 九、铝电解电容器失效分析 十、 铝电解电容器使用注意事项
产生故障的原理（内部故障）
制造的原因
1.防 爆 阀 打 开 2.静电容量降低
内压增加
内部温度上升
正箔容量衰减
3.损 失 角 增 大
负箔容量衰减
4.漏 电 流 增 大
正箔氧化膜劣化 电解液干涸
5.短
路
正箔氧化膜、电解纸的绝缘已破环
正箔氧化膜缺陷 电解液量不足 钉接处有毛刺 金属微粒附着
使用上的原因
施加了过电压 充放电太频繁 施加了反向电压 施加了交流电压 过大的纹波电流
2、电解电容器的定义
两个极板有正极和负极之分，其中正极采用特定的阀 金属，并在该金属表面上借助于电化学方法，生成一 层极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而负极 采用能生成和修复介质的液状或固状的电解质，这样 一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。
3、电解电容器的种类
1、按阀金属种类分
铝电解电容器 钽电解电容器 钽铌合金电解电容器
液体（湿式）电解电容器 2、按电解质状态分 固体电解电容器
箔式卷绕型电解电容器 3．按正极呈现的状态分 烧结型电解电容器
二、铝电解电容器的构造
1．基本结构
正极（阳极） 负极（阴极） 介质
铝电解电容器基础知识培训资料
短路或断路可能是由于制造缺陷或使用不当造成，应检查电容器是 否有损坏，必要时更换。
06
铝电解电容器的未来发展与趋势
新材料的应用
1 2
新型电极材料
采用高导电性、高稳定性、低成本的电极材料， 如碳纳米管、金属复合材料等，以提高电容器的 性能和稳定性。
新型电解质材料
研发新型电解质材料，如固态电解质，以提高电 容器的耐压、耐高温性能和稳定性。
为法拉（F）。
额定电压
铝电解电容器能够承受 的最大电压。
漏电流
当施加电压时，铝电解 电容器中流过的微小电
流。
损耗角正切值
表示铝电解电容器能量 损耗的参数，越小表示
损耗越小。
03
铝电解电容器的制造工艺
铝箔的制造
01
铝箔的制造是铝电解电容器制造 的第一步，通常采用轧制和退火 工艺，得到具有特定厚度和物理 性能的铝箔。
铝电解电容器基础知识培训资料
目录
• 铝电解电容器简介 • 铝电解电容器的工作原理 • 铝电解电容器的制造工艺 • 铝电解电容器的性能测试与评估 • 铝电解电容器的选用与使用注意事项 • 铝电解电容器的未来发展与趋势
01
铝电解电容器简介
定义与特性
定义
铝电解电容器是一种电子元件， 由铝制阳极和电解液组成，通常 与电解质一起封装在塑料或金属 外壳中。
结构
主要由阳极、电解质、绝缘材料和引 脚等部分组成，其中阳极是电容器的 主要部分，通常采用铝制箔片作为电 极材料。
02
铝电解电容器的工作原理
电容的基本原理
电容
由两个平行、相对的导电 板组成的装置，能够存储 电荷。
电容的单位
法拉（F），表示电容的大 小。
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阴极副反应1.3.1.2同时在两极上还发生着一些,在铝电解过程中除前面讲的两极主反应外, 生产中应尽量加以遏制。
这些副反应对生产有害无益,复杂的副反应. 阴极副反应⑴:
铝在电解质中的溶解反应和损失①
必在铝电解过程中，处于高温状态下的阴极铝液和电解质的接触面上，然有析出的铝溶解在电解质中，一般认为，阴极铝液在电解质里的溶解有以下几种情况：溶解在熔融冰晶石中的铝，生成低价铝离子和双原子的钠离子。
a.
＋3＋＝ 2Al+Al3Al
＋3＋＋ Al Al+6Na＝+3Na2 b.在碱性电解质中，铝与氟化钠发生置换反应。
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1.3.
2.2阳极副反应 A、的直接生产CO精品文档．精品文档
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教授方法：课堂讲授、讨论、提问课外作业： 1-1、什么是铝，它有哪些主要性质和用途？铝电解的基本过程是怎样的？阴极和阳极上发生怎么样的反应？1-3 1-6什么是电解质的酸碱度，它有哪些表示方法？精品文档．
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电解铝知识讲座(一章 基础知识)
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铝的外特性 ：
（铝有美丽的银白色的光泽，工业被称誉为“万能金属”） 1、铝是轻金属的一种，常温下的密度为2.7克/立方厘米（克每
立方厘米），是铜和钢铁的三分之一； 2、铝有良好的防腐蚀性； 3、铝是一种良好的导电材料，而且铝的纯度越高，导电性能越
好，是铜导电率的62~65%，用铝作导电材料既经济又轻便。 4、铝具有良好的导热和反光性能，是一种制造反光镜和保温器
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阳极效应；
阳极效应是熔盐电解时发生在阳极上的 一种特殊现象。铝电解过程中，当期电流 密度达到一定值后称为临界电流密度，槽 电压 聚 升，可从几伏，增至几十伏，阳极 附近出现电弧光和噼啪声，这一现象称为 阳极效应。
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阳极效应发生的机理学有哪些?
❖ 1.湿润性理论。 ❖ 2.氟离子放电理论。 ❖ 3.静电引力理论。 ❖ 4.综合理论。
的良好材料； 5、铝具有良好的延展性和可塑性； 6、铝的再利用率高； 7、铝易与其他金属组成合金。
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铝的性质主要物理性质
原子系数 原子量 化合价
密度（克/厘米3）纯度99.97%
比热焦/克.开 熔点（℃） 沸点（℃） 熔化热（焦/克.开） 电子当量（克/安培.小时）
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一、铝电解生产概论
③ 交通运输
1 铝 的 特 性 与 用 途
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汽车 高速列车 飞机 轮船
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一、铝电解生产概论
③ 交通运输
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铝 的 特 性 与 用 途
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一、铝电解生产概论
③ 交通运输
铝电解基本常识
铝电解基本常识图虽然铝电解电容器非常小，但它具有相对较大的电容量，因为其通过电化学腐蚀后，电极箔的表面积被扩大了，并且它的介质氧化膜非常薄。
图1-2形象地描述了铝电解电容器的基本组成。
1-2电解电容器的等效电路电容器的等效电路图可由下图2表示R1：电极和引出端子的电阻；R2：阳极氧化膜和电解质的电阻；R3：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻；D1：具有单向导电性的阳极氧化膜；C1：阳极箔的容量；C2：阴极箔的容量L ：电极及引线端子等所引起的等效电感量1-3电解电容器基本的电性能1-3-1 电容量电容器的由测量交流容量时所呈现的阻抗决定。
交流电容量随频率、电压以及测量方法的变化而变化。
电解电容器的容量随频率的增加而减小。
和频率一样，测量时的温度对电容器的容量有一定的影响。
随着测量温度的下降，电容量会变小。
另一方面，直流电容量，可通过施加直流电压而测量其电荷得到，在常温下容量比交流稍微的大一点，并且具有更优越的稳定特性。
1-3-2 Tan δ（损耗角正切）在等效电路中，串联等效电阻ESR同容抗1/ wC之比称之为Tanδ，其测量条件与电容量相同。
tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR 其中：RESR=ESR（120 Hz）w=2πf f=120Hz tan δ随着测量频率的增加而变大，随测量温度的下降而增大。
阻抗（Z）：在特定的频率下，阻碍交流电通过的电阻就是所谓的阻抗（Z）。
它与容量以及电感密切相关，并且与等效串联电阻ESR也有关系。
具体表达式如下：其中：Xc=1/ wC=1/ 2πfC XL=wL=2πfL漏电流：电容器的介质对直流电具有很大的阻碍作用。
然而，由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，重新形成以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流，刚施加电压时，漏电流较大，随着时间的延长，漏电流会逐渐减小并最终保持稳定。
漏电流随时间变化特征图测试温度和电压对漏电流具有很大的影响。
铝电解基础知识
填空题1、写出铝电解反应方程式2Al2O3+3C==4Al+3CO2↑，从这个方程式可以看出，理论上每生产一吨铝需要1889 kg氧化铝。
2、大型预焙槽的焙烧方法有铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法。
3、效应分摊压降是通过对效应系数和效应持续时间来进行控制。
4、电解温度实际可表示为电解质初晶温度和过热度之和。
5、槽工作电压是由电解槽的阳极压降、阴极压降、分解压降、电解质压降、槽周围母线压降组成。
6、预焙槽电解烟气净化采用干法净化，其作用主要是为了回收氟和保护环境。
7、电解质分子比是指电解质中氟化钠与氟化铝的分子数之比。
中性电解质分子比等于3，分子比大于3的为碱性电解质，分子比小于3的为酸性电解质。
8、冰晶石—氧化铝熔盐体系的导电度取决于体系内离子的本性及离子间的相互作用。
10、酸性电解质体系的密度随氧化铝浓度增大而降低。
11、铝电解生产中，铝水与电解质的分离靠两种液体的密度差实现，在实际生产中，只有减小电解质的密度来增大密度差使两种液体分离良好。
12、在铝电解生产中，随着极距的增加，电流效率将会提高。
13、电解槽的极距一般指阳极底掌到铝液镜面之间的垂直距离。
14、在冰晶石-氧化铝熔盐电解体系中,绝大多数电流是通过钠离子迁移的。
15、直流电单耗是由电流效率和槽平均电压决定的。
16、现行的铝冶炼方法是1886年美国的霍耳和法国的埃鲁发明的冰晶石---氧化铝熔盐电解法。
17、电解质中氧化铝的溶解量随分子比的降低而降低。
18、电解质中随氧化铝的浓度的增加，电解质的导电度降低。
19、冰晶石—氧化铝熔液的粘度随氧化铝浓度增大而增加。
20、氟化镁的主要优点是降低电解质的初晶点。
21、电解槽内氧化铝浓度达到一定值后，电流效率随着氧化铝浓度的增加而增加。
22、造成铝电解过程中电流效率降低的主要原因是铝的溶解损失。
23、氟化镁能减少铝在冰晶石—氧化铝溶液中的溶解损失量。
24、氟化锂的主要优点是可明显提高电解质的导电度同时降低电解质的初晶点。
铝电解资料
1、什么是电化当量？铝的电化当量是多少？电化学量是通过1安培小时电量时，理论上应析出物质的重量（克）铝的电化当量K=0.3356克/安培、小时2、什么是法拉第定律？1833-1834年法拉第（Faraday）首先发现在水溶液和熔融盐电解中，通过电解槽的电量与在电极上析出的物质量有一定的关系，并把这种关系用定律形式确定下来，称之为法拉第定律，其含义：（1）在电极上析出的物质的数量与通过电解质的电量成正比，也就是与通过的电流强度和通电时间成正比。
（2）在电解质中通过一定的电量所析出的物质数量与其化学量成正比。
（3）电解过程中，在电极上析出1克当量的任何物质所通过的电量均为96500库仑，也称为1法拉第，即：1法拉第=96500库仑法拉第定律公式为M=K、I、T式中：M——析出物质的重量（克）K——该物质的电化当量（克/安培、时）I——通过的电流（安培）T——通电的时间（小时）3、什么是化学当量及克当量？铝的化学当量及克当量是多少？化学当量是某元素的原子量被该元素的原子价相除所得的商。
其公式为：化学当量=原子量÷原子价以克为单位的化学当量叫做克当量铝的原子量为26.98154，原子价为3铝的化学当量=23.98154÷3=8.9938铝的克当量即为8.9938克4、电解槽漏炉有哪两种情况？漏炉事故如何处理？漏炉有两种情况：一种是电解槽的槽底或侧部块破坏严重，阴极钢棒熔化，铝液和电解质从钢棒处流出，称为炉底漏炉。
另一种是槽内衬完好，由于操作不当，电解质和铝液从侧部炭块顶部或局部缝隙间漏出槽外，称为侧部漏炉。
漏炉事故的处理方法：发生漏炉时，应立即打开漏炉侧地沟盖板查明漏炉部位。
（1）如果是炉底漏炉，应立即：a.吊开漏炉处地沟盖板，保护大母线，利用3~5毫米厚的长方形铁板等物挡位阴极大母线，防止冲断阴极大母线；b.把阳极坐到炉底上，防止断；c.断组织人力尽力抢救，如确实严重可紧急停槽。
（2）如果是侧部漏炉，应立即：a.降阳极，专人看管电压，不能超5伏；b.要迅速打下漏出侧面壳及用电解质块、氧化铝等物料沿周边捣固扎实，直到不漏为止；c.万不得已情况下，方可停槽处理漏炉部位，然后尽快恢复生产。
关于电解铝的知识点总结
关于电解铝的知识点总结一、生产原理电解铝的生产原理是利用氧化铝的电解性质来制备铝金属。
具体原理是在熔融态下，氧化铝被电解分解成金属铝和氧气。
相应的电解方程式为：2Al2O3 → 4Al + 3O2在电解过程中，通过电流输入熔融的氧化铝，氧化铝中的氧离子会在阳极处失去电子转化为氧气，而铝离子则会在阴极处得到电子转化为金属铝，从而实现氧化铝的分解。
二、工艺流程电解铝的生产工艺一般包括氧化铝的制备和电解制铝两个主要过程。
氧化铝的制备一般是从铝土矿中提取氧化铝并经过冶炼、煅烧等步骤制备成粉末状的氧化铝。
而电解制铝则是将制备好的氧化铝粉末在高温熔融状态下进行电解，通过电流输入将氧化铝分解成铝金属和氧气。
电解制铝的工艺流程主要包括熔炼、捞渣、电解和产出几个步骤。
首先是将氧化铝粉末与熔剂混合，然后在高温下进行熔炼，生成熔融态的氧化铝熔液。
接着通过捞渣将熔液中的杂质和非金属物质去除，然后将熔液加入电解槽中进行电解制铝的过程。
最后是从电解槽中产出金属铝，并经过冷却、固化、处理等步骤制成成品铝产品。
三、设备原理电解制铝的设备主要包括电解槽、阳极、阴极、电解液、电源等组成部分。
电解槽是主要反应器，通常由碳制成，一般是长方形的磁力搅拌槽。
阳极一般采用碳块，而阴极一般采用钢壳铝钢板。
电解液一般是由氧化铝粉末和熔剂混合而成的熔融态液体。
电源则是提供所需电流的设备，一般采用直流电源。
在实际生产中，还需要配备有捞渣机、冷却设备、输送设备等辅助设备。
电解铝的生产设备具有高温高压、腐蚀性强、能量消耗大等特点，需要采取严格的安全防护措施，确保生产过程的安全稳定进行。
四、应用领域电解铝是一种重要的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子等领域。
在飞机、汽车等交通工具制造中，铝合金是重要的结构材料，具有优良的强度、耐腐蚀性和轻量化特性，可以有效减轻车辆重量、提高燃料经济性和节能减排。
在建筑领域，铝合金也被广泛应用于门窗、幕墙、铝合金型材等产品制造。
铝厂电解车间安全基础知识
培训内容
电解车间基本安全知识、设备操作规程、事 故案例分析、应急救援措施等。
培训形式
理论授课、实操演示、案例分析、小组讨论 等。
培训周期
每年至少进行一次全员安全培训，新员工必 须接受岗前安全培训。
电解车间安全演练方案
演练目标
检验员工应对突发事件的能力，提高应急救援的协调性和有效性。
演练内容
模拟电解车间发生火灾、泄漏、中毒等事故，进行应急处置和疏散演练。
应急演练与培训
定期组织电解车间的应急演练和培训，提高员工的安全意识和应急处 理能力。
应急响应与处置
在发生紧急情况时，应迅速启动应急预案，组织人员疏散和救援工作， 最大程度地减少人员伤亡和财产损失。
04
电解车间事故案例分析
电解槽泄漏事故案例
事故经过
某铝厂电解车间在生产过程中， 电解槽突然发生泄漏，大量高温 铝液和气体喷涌而出，造成周边
人员伤亡。
原因分析
电解槽内电解质长时间处于高温 状态，引发自燃；操作人员未及
时发现并采取措施扑灭火源。
安全建议
加强电解槽温度监控，及时发现 异常情况；配备灭火器材和消防 设施，确保快速扑灭火源；定期 进行消防演练，提高员工应急处
理能力。
电解车间人员伤亡事故案例
事故经过
某铝厂电解车间在生产过程中，一名操作人员不慎跌入电 解槽内，被高温铝液烫伤，送往医院抢救无效死亡。
评估结果
对评估结果进行分析，针对存在的问 题制定改进措施，持续提高电解车间 安全管理水平。
THANKS
ห้องสมุดไป่ตู้感谢观看
培训和教育
企业应对员工进行定期的安全培训和 教育，提高员工的安全意识和技能水 平。
铝电解的基础知识
.章节1 铝电解的基础知识课时12 课时教学目标： 1、要求学生掌握铝的性质和用途。
2、掌握电解铝的两极主反应和副反应。
3、掌握电解质的性质4、掌握铝电解的工艺流程重点：铝电解的工艺流程难点：电解铝的两极主反应和副反应，化学反应和化学方程式的书写教学内容：1.1 铝的性质与用途铝是自然界中分布极广的元素之一，地壳中铝的含量为 7.35%，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存在。
铝土矿是现在的主要炼铝原料，此外还有明矾石等，世界铝土矿总储量320亿吨以上，我国山西、河南、山东和广西等地蕴含着丰富的铝土矿。
从铝土矿或其他含铝原料中生产氧化铝，实质上是将矿石中的Al 2O3与 SiO2、Fe2O3、TiO2等杂质分离的过程。
铝是一种具有银白色光泽的金属，常温下其比重只有 2.7 g/cm 3, 是一种轻有色金属，它的主要特性如表1－1。
原子序数13密度（ g/cm3） 2.699( 固) 、 2.3( 液 )原子价＋3溶点（℃）659沸点（℃）2467熔化盐（ J/ g ）386.6教学方法导热系数（ J/cm·S·℃） 2.08（固，20℃）、2.18（固，200℃）导电系数（-4-1-136～37（20℃）10Ω· cm ）电化学当量（g/A ·h）0.3356（A·h/g ） 2.980铝可与许多金属形成合金 , 某些铝合金的机械强度很高 , 而且仍保持着质轻的优点, 因此铝被广泛用于制造飞机的外壳、火车、汽车的车箱，以及快速转动的零部件等。
铝是一种优良的导电材料，仅次于金、银、铜、水银。
然而，与单位重量导电性而议，铝比其他任何金属的导电性都好。
按照传导等量电流计算，铝的导电截面是铜的 1.6 倍，而重量只有铜的一半。
因此铝广泛用于电气工业和无线电工业。
铝具有良好的导热性，反光性。
铝电解基础知识培训全解ppt课件.ppt
导电系数（104•Ω-1•㎝-1）
36～37(20℃)
体积增长率（%）
6.5（由固态变为液态）
平均线膨胀率（10-6/℃）
24（20～100℃）
线平均收缩系数（%）
1.7～1.8（650～20℃）
电化当量（g/A•h）
0.3356
（A•h/ g）
2.980
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现代铝工业发展
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铝 电 解 原 理
现代铝工业生产，普遍采用冰晶石---氧化铝融盐电解法。主要生产设备是电解槽。 铝电解原理：以冰晶石---氧化铝熔体为电解质，炭素材料为两极，强大的直流电由阳极导入，经过电解质与铝液层从阴极导出，在两极间发生电化学反应，使电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子则在阳极上放电生成一氧化炭、二氧化碳混合气体的过程。
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铝电解生产中的主要原料
工业氧化铝的物理性能，对于保证电解过程正常进行是很重要的。通常要求它具有较小的吸水性，能够较快地溶解在熔融电解质里，在加料时飞扬损失少，并能够严密地覆盖在碳阳极上以防止阳极在空气中氧化，同时在凝固的电解质结壳表面上起良好的保温作用。这些物理性能取决于氧化铝晶格的晶型、粒度和几何形状。氧化铝分：砂状、粉状和中间状，其安息角分别为30°～35°，45°和36°～44°。
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三种槽型的特点：
从投资来看:预焙阳极铝电解槽的上部结构和阳极装置比较简单，电解槽本身造价较低，但制造预焙阳极需要额外的阳极成型、阳极焙烧和阳极组装等一整套设备，从而增加的投资较多，这一般适于大型铝电解厂。上插棒自焙阳极铝电解槽上部机构比较复杂，投资较高，侧插棒自焙阳极铝电解槽投资则相对低些。
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铝电解工艺培训知识
8、铝电解生产中的计算机控制 计算机控制系统形式
集中——分布式：由主机和槽控箱组成，主机操控箱进行监 控、协调以及信息储存、参数修改等。
示意图
计算机
接口机
智能控制箱
电解槽
9、铝电解槽阴极内衬破损
10、铝电解生产经济核算
生产指标 ——产量 ——质量 ——电耗 ——原材料消耗 原铝的成本 ——氧化铝，~30% ——电费，~40% ——工资及管理费，15%
10、铝电解生产经济核算
降低成本途径 ——减少电耗 ——减少原材料消耗 ——提高产品质量 ——提高生产技术
11、铝电解生产安全
培训 考核 编制操作规程
破损现象
炉底隆起 阴极炭块断裂 冲蚀坑 层状剥离 侧部炭块破损
9、铝电解槽阴极内衬破损
破损原因
阴极材料的膨胀与收缩 钠离子对阴极内衬的入侵 电解质、铝水对炉底的渗透 内衬材料质量 内衬砌筑质量 焙烧、启动、生产管理
9、铝电解槽阴极内衬破损
延长阴极内衬使用寿命
使用高质量的内衬材料 提高砌筑质量 加强焙烧、启动及生产管理 设计新型的内衬结构
有一气层滞留，电解生产无法进行； 阳极效应对电解生产影响 ——能耗增加，废气排放增加，铝减产。
5、大型铝电解槽主要操作
抬母线
抬母线原因 随着阳极不断消耗，阳极母线不断下移，当移到下限位
置时，就必须实施抬母线作业。 抬母线注意事项
5、大型铝电解槽主要操作
捞碳渣
碳渣产生 ——阳极质量差； ——阳极氧化严重。 碳渣危害 ——积聚在中缝处； ——积聚在侧部； ——积累过多，底掌处排除困难。
铝电解知识手册
同电极接触。作为导电的阴阳两极的各种材料中，既能良好导电，又 能耐高温，抗腐蚀、同时价格又低廉的唯有炭素材料。因此铝工业生 产都采用炭素材料作两极。 13、系列电流是怎样流经电解槽的? 答：系列中的电解槽均是串联形式，直流电从整流的正极经铝母 线送到第一台电解槽的阳极，然后经过电解质和铝液层导致到阴极， 而又通过大母线导入第二台电解槽的阳极，这样依次类推，从最后一 台电解槽阴极出来的电流又经大母线回到整流器的负极， 使整个系列 成为一个封闭的串联线路。
2
9、工业铝电解对 A1203 物理性能的要求是什么? 答：工业氧化铝的物理性能，对于保证电解过程正常进行和提高 气体净化的效率，关系甚大。一般要求它具有较小的吸水性，能够较 多较快地溶解在熔融冰晶石里，加工时飞扬损失少，并能较好地封闭 炭阳极，防止它在空气中氧化，保温性能好，同时对于气体净化还要 求它具有良好的活性和足够的比表面积，从而能够有效地吸收 HF 气 体。这些物理性能取决于氧化铝晶体的晶型、粒度和形状。 10、根据 Al2O3 的物理性能可把氧化铝的形状分为哪三类?其中 哪一类型对生产较好？ 答：根据氧化铝的物理性能，可把氧化铝分为砂型、中间型和粉 型三类。其中砂型氧化铝对生产较好。 11、冰晶石熔剂的作用是什么? 答：冰晶石作为电解铝的熔剂；它的作用是：第一能较好地溶解 氧化铝，并且所构成的熔体可在纯冰晶石熔点以下进行电解，并且流 动性较好；第二在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比铝液密 度要小 10％，故电解出来的铝液能沉积在电解液下面的阴极上，这 样可减少铝的氧化损失，又大大简化了铝电解槽的结构；第三，冰晶 石具有良好的导电性；第四，冰晶石中不含有电位顺序比铝更正电性 的金属杂质，能保证产品铝的质量，目前，冰晶石还是铝电解生产中 最理想的一种熔剂。 12、铝电解为什么采用炭阳极? 答；在铝电解过程中，高温且具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接
电解铝知识讲座(一章基础知识)剖析课件
电解铝的环保技术
总结词
随着环保意识的提高，电解铝生产的环保问题越 来越受到关注。
总结词
新型的环保技术也在不断涌现，如活性炭吸附、 光触媒等，这些技术可以有效去除电解过程中产 生的有害物质。
详细描述
环保技术包括对电解过程中产生的废气、废水和 固体废弃物的处理和回收。这些技术的合理应用 可以有效减少对环境的污染，同时也可以提高资 源的利用效率。
电解铝的生产工艺流程
原料准备
将氧化铝、冰晶石等原料按照 一定比例混合，制成电解质的
熔融状态。
熔炼
将电解质熔化后，进行精炼和 除杂，确保电解质的纯度和质 量。
电解
将熔融电解质放入电解槽中， 通入直流电后进行电解，在阴 极上析出铝，阳极上产生氧气 。
铝的收集与处理
收集阴极上析出的铝，进行表 面处理和加工，制成各种铝制
预焙阳极装置
用于提供电解过程中的阳极碳块，起到导电和参与反应的作 用。
电解铝设备的维护与保养
01
02
03
定期检查
对电解槽和预焙阳极装置 进行定期检查，确保设备 运行正常。
保养计划
制定并执行设备保养计划 ，如更换磨损部件、清理 电解槽等，以延长设备使 用寿命。
技术升级与改造
根据生产需求和技术进步 ，对电解铝设备进行升级 和改造，提高生产效率和 降低能耗。
电解铝生产中的安全与环保措施
建立健全安全与环保管理制度
配备安全与环保设施
制定严格的操作规程和安全环保规章制度 ，确保操作人员遵守。
在电解铝生产线上配备必要的安全设施和 环保设施，如防护罩、防尘罩、废气处理 装置等。
提高操作人员素质
定期进行安全与环保检查
加强操作人员的安全教育和环保意识培训 ，提高他们的安全意识和环保意识。
电解铝的基础知识
电解铝的基础知识1、铝的性质：熔点低、熔点660℃、沸点高、密度小、电阻率小、有良好的导电性和反射光的能力、无磁性。
具有两性，可与多种金属构成合金，与氧反应。
其电化当量C=0.3356g.A-1.h-12、电解质主要成分是冰晶石,电解炼铝主要原料是氧化铝。
炼铝历史：化学法炼铝（1886年前）、电解法炼铝（1886年后）。
3、电解槽是电解炼铝的核心设备；根据阳极分可以分为预焙阳极和自焙阳极，自焙阳极按导电方式分为旁插棒式和上插棒式，预焙阳极按连续使用与否分为连续式与不连续式；电解槽系列有横向和纵向两种。
4、冰晶石即氟铝酸钠，分子式为：Na3AlF6,或3NaF.AlF3，它有人造冰晶石和天然冰晶石两种。
人造冰晶石生产方法主要有酸法，碱法，干法和磷肥副产法。
5、电解铝电解质以冰晶石为主体的原因（H-H法优点）：1）冰晶石中不存在析出电位比铝正的元素，这可避免其他金属离子在阳极放电而降低Al的质量，2）熔融的冰晶石易溶解Al2O3，3)Al2O3的熔点为 2030℃，而Al2O3与Na3AlF6形成熔体后，其初晶温度降为930—980℃,4)熔融的冰晶石-氧化铝熔体具有较小的密度,5)具有较好的导电性和适合的粘度,6)不与槽内衬发生电化学反应,7)在电解温度下不吸水，挥发性不大，8）在电解温度下，具有较小的挥发度。
6、铝电解生产中向电解质加入添加剂的目的：改善原有电解质的性质，满足电解需求。
对添加剂的基本要求：1）在电解过程中不被电解成其他元素而影响Al的质量；2）应能对电解质的性质有所改善 3）吸水性和挥发性要小； 4）对Al2O3的溶解度不能有太大影响 5）来源广泛，价格低廉。
7、分子比：MR=NaF分子百分数/ AlF3分子百分数 M<3 酸性电解质 MR=2WR WR=NaF质量百分数/AlF3质量百分数。
8、添加剂对铝电解质熔体密度的影响：CaF2，MgF2的添加使电解质的密度增大。
就影响程度而言，CaF2甚于MgF2，但是在添加量为5—10%时，对电解质的密度影响很小。
2-2铝电解基本知识
三、原、辅三材、料原辅料
• 2、氟盐 • 铝电解用熔剂包括：
冰晶石（85%以上）、氟化铝、氟化钙、氟化 镁、氟化锂 等 • 熔剂特性： 电解温度下导电良好； 与铝液有比重差； 基本上不含比铝更正电性物质(Fe,Si,Ti)； 基本上不吸水，蒸气压低，较稳定。
冰晶石
三、原辅料
冰晶石作为电解质的原因 1.纯冰晶石里不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，因而可以保证产品铝的质量； 2.熔融冰晶石能够较好地溶解氧化铝，而且所构成的冰晶石—氧化铝溶液可以在冰晶石的熔
氢氧化铝 焙 烧
铸锭
铝锭
氧化铝
氧化铝冰晶石 直流电 高温
二、铝生产工艺及生产设备介绍
二、铝生产工艺及生产设备介绍
• 各生
交
产单
流 电
净 化 系 统
载 氟 料
新鲜氧化铝
烟 气
氧 化 铝 仓 库
位之 间的
直流电 载氟氧化铝
供风
空
压
站
阳极组
关系
原 铝
铝
铸
产
造
品
厂
三、原辅料
• 1、氧化铝 氧化铝要求： 电解用Al2O3要求有一定粒度要求， 且流动性好，具有较小的吸水性， 能够迅速溶解在冰晶石里。 理论上每生产１吨铝消耗1889kg， 实际生产中因为飞扬和机械损失， 消耗约为1910kg。
点以下进行电解； 3.冰晶石性质稳定，且电解温度下密度比铝液小，两者互不相融分层明显，故铝液能沉积在
下层，简化电解槽结构； 4.冰晶石导电性好。
三、原辅料
添加剂：氟化铝、氟化钙、氟化镁、氟化锂和氟化钠 能满足电解生产添加剂的条件为: a、电解过程中不参与电化学反应，不往电解槽中引入杂质元素以
铝电解理论知识
铝电解理论知识“中国铝业杯”首届全国有色金属行业职工技能竞赛铝电解工复习大纲第一部分：铝电解基础理论知识：1 铝的性质及用途2 铝电解基本原理；3 铝电解生产技术经济指标；4 铝电解槽基本结构；5 铝电解计算机控制知识；6 铝电解物料输送与烟气净化知识；7 炭阴极、炭阳极对电解生产影响的相关知识；8 电解质特性9 电解铝生产相关计算；10 铝电解槽破损与维护。
第二部分：铝电解操作技能知识：1 通电、焙烧、启动及后期管理；2 更换阳极、抬母线、出铝3 测量作业；4 病槽处理5 效应及异常效应处理；6 异常情况处理（停动力电、停直流电、停风等）7 漏炉处理8 停槽处理9 技术条件调整；10 提高技术经济指标的途径；11 原铝质量控制12 延长槽寿命的途径；13 多功能机组的作业；14 计算机控制第三部分：电解槽生产情况分析与判断1 根据测量数据分析判断槽况及作相应处理2 根据计算机报表分析处理电解槽3 电解槽炉膛规整分析4 电解质成分分析判断；5 电解槽应急情况分析判断及措施；6 阳极、阴极电流分布测量分析与判断7 “电压摆动”原因分析及判断第四部分：电解槽的节能减排;2 工艺及设备新技术；3 降低效应系数、降低槽电压的途径；4 强化电流技术；5 提高电流效率的途径；6 铝电解槽烟气治理；7 铝电解槽的节电。
一、铝电解工理论知识复习资料（一）填空题1、电解系列中，电解槽均以（串联）形式连接的。
2、铝在常温下密度为（2.7 ）g/cm3 ，在电解温度下密度为（2.3 ）g/cm3 ，在电解温度下电解质密度为（2.1 ）g/cm3 。
写出下列物质的分子式：氧化铝（Al2O3 ）、氟化氢（HF ）、二氧化硅（SiO2 ）、四氟化碳（CF4 ）。
4、电流效率低的主要原因是（铝的再溶解损失5, 理论上生产一吨铝需要氧化铝（1889 ）Kg。
6、阳极气体的主要成分是（CO2 ）、（CO ）。
7、理论上用1安培电流，电解1小时可在阴极上析出（0.3356 ）克铝。
电解铝知识讲座(一章基础知识)资料课件
利用X射线荧光光谱的原理对电解铝中的元素进行定性和 定量分析。该方法具有无损、快速、准确等优点，但需要 使用大型仪器设备。
原子吸收光谱法
利用原子吸收光谱的原理对电解铝中的元素进行定性和定 量分析。该方法具有快速、准确、灵敏度高等优点，但需 要使用昂贵的仪器设备。
其他检测方法
除上述常用方法外，还有电感耦合等离子体原子发射光谱 法、电感耦合等离子体质谱法等多种检测方法，可根据具 体情况选择使用。
硅含量
其他杂质元素
硅也是电解铝中的杂质元素，其含量应控 制在较低水平，通常要求硅含量不超过 0.2%。
除了上述主要杂质元素外，电解铝中还可 能含有其他微量杂质元素，如钙、镁、钛 等，这些元素的含量也应符合相关标准。
电解铝的质量检测方法
化学分析法
通过化学手段对电解铝进行成分分析，以确定各元素的含 量。该方法具有精度高、准确性好的优点，但操作较为繁 琐。
电解铝的生产技术
电解铝的生产原理
电解铝是通过电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，利用电解反应将铝离子还原成 铝金属的过程。
电解铝过程中，电流通过熔融的电解质，电子从阳极传递到阴极，铝离子在阴极得 到电子后还原成铝金属。
电解铝技术需要高纯度的氧化铝和低成本的电能，同时还需要添加冰晶石作为助熔 剂，以降低熔融温度和提高电解效率。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
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REPORTING
电解槽
是电解铝生产的核心设 备，一般采用大型预焙 槽，槽体由碳素材料制
成。
阳极装置
包括阳极炭块、钢爪、 钢棒等部分，用于支撑
阳极并传导电流。
阴极装置
由阴极炭块、导电棒等 组成，用于传导电流并
电解铝基础知识名词解释
10、导电率：也称为比电导或导电率，它是物体导电能力大小的标志。
11、电流效率：电流效率是指阴极析出金属的利用率。
12、过热度：电解质温度减去初晶温度的差值
电解铝基础知识
四、名词解释
1、极距：阳极底掌到阴极铝液镜面的垂直距离
2、阳极效应：阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象。当发生阳极效应时，在阳极与电解质接触的周边上出现许多细小的电弧光，槽电压上升到数十伏，系列电流下降，电解质停止沸腾，并以小滴状在阳极周边上飞溅，大型电解槽上部结构出现微微颤动，并伴有响声，与电解槽串联的效应灯闪烁报警。
3、初晶温度：熔融液体中开始有固体析出时的温度
4、电解温度：指初晶温度与过热度之和
5、分子比：冰晶石中氟化钠的摩尔数与氟化铝的摩尔数之比
6、效应系数：每日分摊到每台槽的阳极效应次数。
7、冲击电压：指电解槽焙烧启动通电全电流时，槽控机显示的电压，它的高低取决于铺焦挂极质量的好坏。
8、压槽：极距过低或者是阳3极压在伸腿上
电解铝基础知识简介
电解铝生产基础知识培训一、电解铝发展慨况。
1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁特发明冰晶石－氧化铝熔盐电解法，取代了化学法，1887年电解法投产。
电解铝发展经历了预焙阳极——自焙阳极——大型预焙阳极的发展历程。
我国在八十年代之前电解铝主要以自焙阳极电解槽为主，在八十年代后期开始发展大型预焙阳极电解槽，到2000年已基本淘汰了自焙阳极电解槽，以大型预焙阳极电解槽为主。
二、电解原理：AL2O3+C——AL+CO2三、创元铝业电解铝生产简介湖南创元铝业有限公司电解铝工程采用国内较为先进的240KA大型预焙阳极中间点式下料电解槽生产技术，其母线配置采用较为先进的大面四点进电，槽底补偿的方式，设计槽内垂直磁场3.961Gs ，铝液平均流速3.92cm/s；槽内衬采用国际国内较为领先的干式防渗料和上下复合氮碳化硅侧部碳块技术；工艺上采用四低一高即低分子比、低电解温度、低氧化铝浓度、低效应系数、高极距的新工艺；氧化铝输送采用国内成熟先进的浓相输送和超浓相输送相结合的方式；供电整流系统是国内先进的技术设备，多功能天车是国内成熟的厂家制造，性能稳定可靠；计算机控制系统采用的是国内较先进的智能模糊控制系统。
这些先进的技术和设备在创元的应用必将为创元铝业有限公司经营高效益奠定坚实的基础。
1、工艺流程示意图220KV 交流电 排入大气屋顶烟气 排入大气铝 液废渣场铝锭2、电解槽电解槽是炼铝的主要设备。
外壳是钢壳，内衬是耐火材料和炭素材料，直流电流是由阳极经过电解质后到达铝液、阴极。
预焙阳极电解槽结构如图2。
1) 主要工艺参数电流强度(kA)： 240阳极电流密度(A/cm2)：阳极组数(组)： 16(双阳极组块)阳极炭块组尺寸(mm)： 1550×660×550每块阳极钢爪数(个)： 4每个钢爪直径(mm)： 140每个钢爪电流密度(A／cm2) 12.18铝导杆截面：(mm) 200×170槽膛面积：(mm) 11700×3840槽膛深度：(mm) 550操作面尺寸(mm) 大面 280小面 390中缝 180阴极炭块尺寸(mm) 3320×515×450阴极炭块组数(组) 20阴极钢棒尺寸(长×宽×高)： 4280×65×180每组阴极炭块的阴极钢棒数(根) 2阳极升降速度(mm／min)： 100图2 预焙阳极电解槽结构1——槽罩 2——钢爪梁 3——阳极 4——电解质 5——槽壳 6——涂层 7——铝 8——阴极炭块 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——打壳和筒式下料器17——氧化铝 18——壳面19——边部砖 20——侧部炭氮化硅复合块 21——结壳 22——人造伸腿 23——密封圈 24——钢壳槽壳尺寸：内壁(长×宽×高)(mm) 11940×4080×1357外壁(长×宽)(mm) 12684×4938摇篮架组数：活动(组) 17固定(组) 2阳极母线规格(mm) 550×180阳极最大行程(mm)： 4002)槽上部结构电解槽由阳极、阴极和槽罩三部分组成，其中：阳极结构，包括阳极、阳极母线、阳极传动机构及腹板支承梁等。
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尽管在自然界中含有极为丰富的铝，但铝第一次制取出来却是不到二百
年前的事。
1825年丹麦的厄尔施泰（H·C·Oersted）在实验室中用钾汞齐还原无水氯化铝（AlCl
3
）,在世界上第一次得到铝。
1845年法国人戴维尔
（H·S·Deville）用钠还原NaCl·AlCl
3
混合盐也得到金属铝，并在法国进行小规模生产。
到1877年电解法投产以前，世界上仅用化学法生产金属铝，这一阶段，铝产量极低，使铝成为世界上极为昂贵的金属之一。
1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁特发明了冰晶石—氧化铝熔盐电解法炼铝，很快电解铝取代了化学法，而且产量迅速提高，成本迅速下降，到目前为止的百年间，铝工业发展成为仅次于钢铁工业的第二大金属冶炼工业。
1.3现代铝电解的基本原理
电解法炼铝就是冰晶石一氧化铝融盐电解法，它是以冰晶石作为溶剂，氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽，在阴极和阳极上起电化学反应。
电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体(炭素作阳极)，这种方法就是电解法炼铝。
1.3.1阴极过程
A13+ (络合的) +3e=Al（液）
1.3.1.2阴极副反应
在铝电解过程中,除前面讲的两极主反应外,同时在两极上还发生着一些复杂的副反应.这些副反应对生产有害无益,生产中应尽量加以遏制。
⑴阴极副反应
①铝在电解质中的溶解反应和损失:
在铝电解过程中，处于高温状态下的阴极铝液和电解质的接触面上，必然有析出的铝溶解在电解质中，一般认为，阴极铝液在电解质里的溶解有以下几种情况：
a. 溶解在熔融冰晶石中的铝，生成低价铝离子和双原子的钠离子。
2Al+Al3＋＝3Al＋
Al+6Na＋＝Al3＋+3Na
2
＋
b.在碱性电解质中，铝与氟化钠发生置换反应。
Al＋3NaF＝AlF
3＋3Na
2
＋
c.铝以电化学反应形式直接溶解进入电解质熔体中。
Al(液)－e＝Al＋
②金属钠的析出:
在阴极的主反应是析出铝而不是钠,因为钠的析出电位比铝低。
但随着温度升高，电解质分子比增大，氧化铝浓度减小，以及阴极电流密度提高，钠与铝的析出电位差越来越小，而有可能使钠离子与铝离子在阴极上一起放电，析出金属钠。
Na＋+e＝Na
在碱性电解质中，溶解的铝也可能发生下列反应而置换出钠。
Al+6NaF＝Na
3AlF
6
+3Na
析出的钠少部分溶解在铝中，剩下的一部分被阴极碳素衬吸收,一部分以蒸汽状态挥发出来,在电解质表面被空气或阳极气体氧化,产生黄色火焰。
③碳化铝（Al
4C
3
）的生成:
在高温条件下，铝可与碳发生反应生成碳化铝
4Al+3C＝Al
4C 3
1.3.2阳极过程
1.3.
2.1阳极主反应
3O2-(络合的) + 1.5C-6e = 1.5 C02
1.3.
2.2阳极副反应
A、CO的直接生产
B、电解质中的单质被阳极气体氧化
C、氟离子放电
1.4 阳极效应:
阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象。
a. 阳极效应发生的机理：
阳极效应的发生，是阳极表面性质，电解质的性质和阳极气体性质改变的综合结果。
在正常电解时，电解质中的氧化铝含量较高，此时在阳极上总是含O2-离子放电，连续析出CO
2
和CO气体。
由于阳极表面总是新鲜的,电解质有足够的湿润能力,于是析出的气体则以小的气泡逸出。
随着氧化铝含量的
教授方法：课堂讲授、讨论、提问
课外作业：
1-1、什么是铝，它有哪些主要性质和用途？
1-3铝电解的基本过程是怎样的？阴极和阳极上发生怎么样的反应？
1-6什么是电解质的酸碱度，它有哪些表示方法？
1-9铝电解的基本流程怎样？
本章小结：本章主要介绍了铝的电解质性质，分析了铝电解的两极反应和两极副反应，详细介绍了电解质的性质和电解的基本流程。
教后反馈：。