铝电解概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
湿法冶金节能 阳极与工艺 锂离子动力电池 与超级电容器 金属硒（硫）化物 薄膜太阳电池
新能源材料与器件
（5）学术成绩：①发表学术论文150余篇；②获授权发明专利40余项；③获省
部级科技进步一等奖2项、二等奖1项；④参与出版专著2部：《现代铝电解》 和《电催化》
涉及四个战 略性新兴产业
节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装 备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业
授课人简介
轻金属冶金学－铝电解
（4）研究主题：基于电化学理论与方法，① 面向电化学冶金节能减排，进行
铝电解惰性电极和湿法冶金节能阳极的技术攻关与工程实践；② 面向新能 源发展需求，开展电化学储能和薄膜太阳电池的应用基础研究 一级学科 二级学科 学术方向 研究主题
基于惰性电极的 铝电解新工艺
冶金工程 有色金属冶金 电化学工程 电化学冶金与材料电化学
现代中间下料大型预焙铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
前西德曾开发应用连续预焙阳极铝电解槽。优点：①不换极，生产 连续；②无阳极残极，炭耗小；③阳极电流分布均匀，阳极消耗均匀。 缺点：①阳极无Al2O3保温，热损失大；②接缝电阻大；③结构复杂，操 作自动化程度低；④电解槽大型化困难（120kA）；⑤技术经济指标较差
时间 1746 1807 1809 1825 1827 1845 人物 Pott（德国） Lavoisier（法国） 事件 从明矾制得一种氧化物；认为是一种未知金属的氧 化物，与氧亲和力极大，金属难以被还原出来 试图电解熔融的氧化铝以取得金属，没有成功；将 想象中的金属命名为alumium，后改为aluminium 用钾汞齐还原无水氯化铝，得到几毫克金属铝 用钾还原无水氯化铝得到少量金属粉末；用氯化铝 气体通过熔融金属钾的表面，得到一些10～15mg的 铝珠，指出铝的熔点不高，并初步测定了铝的密度 和延展性 钠代替钾还原NaAlCl4，制得金属铝；由于拿破伦三 世预见到铝在轻型铠甲中的潜在应用，获得政府支 持，开始建厂进行工业化生产。直到冰晶石-氧化铝 熔盐电解法实现工业化之前，仅生产出少量的铝， 主要用于制造头盔、餐具和装饰品等；当时铝的价 格接近黄金
（3）工作经历
2001.09 – 2003.09 中南大学冶金学院，讲师；粉末冶金研究院，博士后
2003.09 – 2006.09 中南大学冶金学院，副教授，副所长，湖南省青年骨干教师 2006.09 – 至 今
中南大学冶金学院，教授，博士生导师（2009）“教育部新世纪优秀 人才支持计划”人选（2009），国家优秀青年科学基金获得者（2012）， 湖南省杰出青年基金获得者（2013）
《轻金属冶金学》第二部分
赖延清 轻金属及工业化学研究所
2015-5-13
授课人简介
（1）简况
工作单位 学位/专业 学术兼职 冶金与环境学院 博士/有色金属冶金 出生日期 职称/职务
轻金属冶金学－铝电解
1974年10月27日 教授、博导 / 副院长
中国有色金属学会 轻金属冶金学术委员会委员、副秘书长 中国金属学会 熔盐化学学术委员会 委员，TMS、IES、ACS会员
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
最早预焙阳极电解槽电流小（4～8kA）、能耗高（42kWh/tAl）， 1920年代被自焙阳极电解槽取代，1950年代重新兴起
边部加料小型预焙铝电解槽
中间下料大型预焙铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
（5）铝电解槽系列
许多同类型电解槽串联构成电解槽 系列，其槽数取决于产能、电流强 度、供电整流功率等 电解厂房分为双层和单层结构，整 流所一般在电解厂房一端，须有备 用电源
电解槽可横向或纵向排列，可设臵 为双行或单行
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（5）铝电解槽系列
许多同类型电解槽串联构成电解槽 系列，其槽数取决于产能、电流强 度、供电整流功率等 电解厂房分为双层和单层结构，整 流所一般在电解厂房一端，须有备 用电源
中国原铝产量和消费量变化
中国电解铝技术发展历程
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（5）铝电解过程描述
Al2O3+C→Al+CO2↑
现代Hall-Heroult 铝电解槽示意图
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
反应式：Al2O3+C→Al+CO2↑
Na3AlF6-Al2O3熔体 Al2O3 金属Al熔体
第一讲 铝电解工业概况
赖延清 轻金属及工业电化学研究所
2015-5-13
授课提纲
第一讲 铝电解工业概况
1 铝冶金发展概况
2 铝电解槽及电解槽系列
3 铝用炭素材料及其生产
4 冰晶石及氟化盐生产 5 铝电解用氧化铝原料（自学）
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（1） 铝的发现及“金属热还原法”炼铝
阴极和阳极：碳素材料
电极极距： ～ 4.0cm 平均槽电压：3.8～4.2V
电解温度：920～960℃
吨铝直流电耗：～ 13000 kWh
C阳极 C阳极
电能效率：～50% 吨铝碳耗： ～ 400 kg 吨铝等效CO2： ～10.7t（电解 过程4.9t，发电过程5.8t）
惰性阳极
惰性阴极
阳极析出: O2，无CFn和CO2 排放
惰性电极铝电解槽示意图
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（1）铝电解槽分类
铝电解槽是铝冶炼的核心设备，120多年以来，电解槽结构不断 优化改进，其中阳极结构变化最为显著，按阳极结构发展顺序，铝 电解槽可分为：
小型预焙电解槽 侧插自焙阳极电解槽 上插自焙阳极电解槽 大型不连续预焙阳极和连续预焙阳极电解槽 中间下料大型预焙阳极电解槽
电耗低，槽电压低 电解槽造价少 可大型化，操作的机械化程 度高 烟害小 非连续式预焙阳极电解槽需 定期更换阳极，操作难度大 需成套的阳极制备工厂，投 资多
铝工业的主流是大型预焙电解槽，但正开发采用惰性阳极和可润 湿性阴极的新型铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
授课提纲
第一讲 铝电解工业概况
轻金属冶金学－铝电解
第二讲
第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲
铝电解质的物理化学性质
铝电解过程的电化学机理 铝电解的电流效率、电能效率与能量平衡 现代预焙铝电解槽的结构 铝电解的生产操作与工艺管理 铝电解槽的破损与维护 铝冶炼新工艺进展
轻金属冶金学－铝电解
Hall（美国） Hé roult（法国）
Hall Hé roult Bayer 瑞士冶金公司
申请了冰晶石 - 氧化铝熔盐电解法的专利，即霍尔 埃鲁特法炼铝工艺
在 美 国 Pittsburgh 建 厂 实 现 工 业 化 生 产 ； 在 瑞 士 Neuhausen建厂生产铝，这就是铝电解工业的开始 申请了从铝土矿提取氧化铝的专利；利用莱茵河上 的水力发电，获得了廉价的电力
Metall. and Mater. Trans.、Hydrometallurgy、Electrochim. Acta、J Electrochem. Soc.、J Electroanal. Chem.、J Mater. Chem.、ECS Electrochem. Lett. 审稿人
（2）学习经历
1992.09 - 1996.07 大学本科，有色金属冶金，学士，免试直接攻读博士学位 1996.09 - 2001.09 研究生，冶金工程，工学博士，湖南省优秀博士学位论文
边部加料小型预焙铝电解槽
连续预焙阳极铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（3）自焙阳极电解槽
1920年代，为增大阳极尺寸，简化阳极操作，铝业界借鉴铁合金 电弧炉自焙电极的启发，发展应用了侧插棒式自焙阳极电解槽； 1940 年代进一步发展出上插棒式自焙阳极电解槽
侧插棒式自焙铝电解槽
上插棒式自焙铝电解槽
（3）世界铝电解工业的发展
1980年代以前：① 电解槽电流强度由24kA、60kA增加至100kA至150kA；
② 小型预焙阳极电解槽→侧插棒式自焙阳极电解槽→及上插棒式自焙阳极 电解槽→大型预焙阳极电解槽；③ 吨铝能耗由22000kWh降低至15000kWh； ④电流效率由70～80%逐步提高到85～90%
→2000年2399万吨→ 2013年4600万吨
中国除外
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 公司 中国宏桥集团有限公司 俄铝 力拓矿业集团 美国铝业 中国铝业 山东信发铝电集团 酋长国全球铝业公司 中国电力投资集团公司 挪威海德鲁 东方希望集团 产量/万吨 377.3 360.1 336.1 312.5 304.7 245.9 229.5 219.5 195.8 163.7
Davy（英国）
Oersted（丹麦） Wö hler（德国）
1854
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Deville（法国）
前后约30年，总共生产了约200吨铝，该工艺在19世纪末逐渐被淘汰
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（2）“Hall-Hé roult熔盐电解法”炼铝
时间 1854 1866 1883 1886 1888 1889 人物 Bunsen（德国） Siemens（德国） Bradley（美国） 事件 用电解NaAlCl4熔盐制得了金属铝，由于电的价格太 高且不能获得大电流，因而不能进行工业电解炼铝 发明了发电机，并在 1880年加以改进，使这种电源 可用于工业生产 提出冰晶石-氧化铝熔盐电解方案
1980年代以来： 突破了系列技术瓶颈（磁场补偿、点式下料、自动控制、
电 解 质 体 系 与 工 艺 ） ， 电 解 槽 容 量 突 破 300kA ， 获 得 了 更 高 电 流 效 率 （>90%）和更低电耗（<13000kWh/t-Al），阳极效应系数降低一个数量级
全球原铝产量变化：1890年180吨→1970年的1000万吨→1980年1625万吨
1888
霍尔 -埃鲁特法、拜尔法以及廉价电力推进了美国和法国铝工业的发展，电解法 很快取代了还原法
各国竞相发展电解法炼铝：英国（1890），德国（1898），奥地利（1899），挪 威（1906），意大利（1907），西班牙（1927），苏联（1931），中国（1938）
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（4）中国铝电解工业的发展
1954年： 第一家铝电解厂（抚顺铝厂）投产 1983年：贵州铝厂引进日本轻金属株式会社160kA中间下料预焙槽技术 2000年：① 2001年原铝产量已居世界第一位，2014年铝产能近3500万吨/
年，年产量为2810万吨，占全球产量的52.1%；② 整体技术装备水平已跻 身世界先进行列，电解铝企业70余家，产能近100万吨的电解铝企业超过了 10家；③ 2004年起开始向国外作铝电解全套工程技术出口，目前正在引领 世界电解铝产业的发展方向；④ 350kA及以上槽型的原铝产量已达到全国 总量的23%，自主研发的400kA大型预焙铝电解系列生产线已形成规模，世 界上第一条500kA级生产线和600kA试验槽系列投产运行
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（4）预焙阳极电解槽 VS 自焙阳极电解槽
自焙槽 预焙槽
阳极可连续使用 不需专门工厂进行阳极成型， 焙烧，组装等 烟害大 槽电压比预焙槽约高0.1～ 0.2V，电耗比预焙槽高约 1000kWh 上插棒槽的上部金属结构比 较复杂，机械化程度低，投 资大
C阴极
现代Hall-Heroult 铝电解槽示意图
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
低温电解质
反 应 式: Al2O3→Al+O2↑ 无碳素阳极消耗 电 极: 惰性阳极 可润湿性阴极 电极极距: <2.0 cm 平均槽电压: ～3.6 V 电解温度: ～ 850 ℃ 吨铝能耗: <12000 kWh 电耗降低: >10%
世界电解铝各类槽型产量（来源：IAI&CRU） 各种电解槽的主要技术经济指标对比 指标 电流效率 / ％ 侧插槽 88 上插槽 88～89 预焙槽 88～90 连续预焙槽 87 现代大型 预焙槽 95
直流电耗 / kWh· kg-1
15
14
13
15.5
12.2
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
新能源材料与器件
（5）学术成绩：①发表学术论文150余篇；②获授权发明专利40余项；③获省
部级科技进步一等奖2项、二等奖1项；④参与出版专著2部：《现代铝电解》 和《电催化》
涉及四个战 略性新兴产业
节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装 备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业
授课人简介
轻金属冶金学－铝电解
（4）研究主题：基于电化学理论与方法，① 面向电化学冶金节能减排，进行
铝电解惰性电极和湿法冶金节能阳极的技术攻关与工程实践；② 面向新能 源发展需求，开展电化学储能和薄膜太阳电池的应用基础研究 一级学科 二级学科 学术方向 研究主题
基于惰性电极的 铝电解新工艺
冶金工程 有色金属冶金 电化学工程 电化学冶金与材料电化学
现代中间下料大型预焙铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
前西德曾开发应用连续预焙阳极铝电解槽。优点：①不换极，生产 连续；②无阳极残极，炭耗小；③阳极电流分布均匀，阳极消耗均匀。 缺点：①阳极无Al2O3保温，热损失大；②接缝电阻大；③结构复杂，操 作自动化程度低；④电解槽大型化困难（120kA）；⑤技术经济指标较差
时间 1746 1807 1809 1825 1827 1845 人物 Pott（德国） Lavoisier（法国） 事件 从明矾制得一种氧化物；认为是一种未知金属的氧 化物，与氧亲和力极大，金属难以被还原出来 试图电解熔融的氧化铝以取得金属，没有成功；将 想象中的金属命名为alumium，后改为aluminium 用钾汞齐还原无水氯化铝，得到几毫克金属铝 用钾还原无水氯化铝得到少量金属粉末；用氯化铝 气体通过熔融金属钾的表面，得到一些10～15mg的 铝珠，指出铝的熔点不高，并初步测定了铝的密度 和延展性 钠代替钾还原NaAlCl4，制得金属铝；由于拿破伦三 世预见到铝在轻型铠甲中的潜在应用，获得政府支 持，开始建厂进行工业化生产。直到冰晶石-氧化铝 熔盐电解法实现工业化之前，仅生产出少量的铝， 主要用于制造头盔、餐具和装饰品等；当时铝的价 格接近黄金
（3）工作经历
2001.09 – 2003.09 中南大学冶金学院，讲师；粉末冶金研究院，博士后
2003.09 – 2006.09 中南大学冶金学院，副教授，副所长，湖南省青年骨干教师 2006.09 – 至 今
中南大学冶金学院，教授，博士生导师（2009）“教育部新世纪优秀 人才支持计划”人选（2009），国家优秀青年科学基金获得者（2012）， 湖南省杰出青年基金获得者（2013）
《轻金属冶金学》第二部分
赖延清 轻金属及工业化学研究所
2015-5-13
授课人简介
（1）简况
工作单位 学位/专业 学术兼职 冶金与环境学院 博士/有色金属冶金 出生日期 职称/职务
轻金属冶金学－铝电解
1974年10月27日 教授、博导 / 副院长
中国有色金属学会 轻金属冶金学术委员会委员、副秘书长 中国金属学会 熔盐化学学术委员会 委员，TMS、IES、ACS会员
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
最早预焙阳极电解槽电流小（4～8kA）、能耗高（42kWh/tAl）， 1920年代被自焙阳极电解槽取代，1950年代重新兴起
边部加料小型预焙铝电解槽
中间下料大型预焙铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（2）预焙阳极电解槽
（5）铝电解槽系列
许多同类型电解槽串联构成电解槽 系列，其槽数取决于产能、电流强 度、供电整流功率等 电解厂房分为双层和单层结构，整 流所一般在电解厂房一端，须有备 用电源
电解槽可横向或纵向排列，可设臵 为双行或单行
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（5）铝电解槽系列
许多同类型电解槽串联构成电解槽 系列，其槽数取决于产能、电流强 度、供电整流功率等 电解厂房分为双层和单层结构，整 流所一般在电解厂房一端，须有备 用电源
中国原铝产量和消费量变化
中国电解铝技术发展历程
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（5）铝电解过程描述
Al2O3+C→Al+CO2↑
现代Hall-Heroult 铝电解槽示意图
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
反应式：Al2O3+C→Al+CO2↑
Na3AlF6-Al2O3熔体 Al2O3 金属Al熔体
第一讲 铝电解工业概况
赖延清 轻金属及工业电化学研究所
2015-5-13
授课提纲
第一讲 铝电解工业概况
1 铝冶金发展概况
2 铝电解槽及电解槽系列
3 铝用炭素材料及其生产
4 冰晶石及氟化盐生产 5 铝电解用氧化铝原料（自学）
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（1） 铝的发现及“金属热还原法”炼铝
阴极和阳极：碳素材料
电极极距： ～ 4.0cm 平均槽电压：3.8～4.2V
电解温度：920～960℃
吨铝直流电耗：～ 13000 kWh
C阳极 C阳极
电能效率：～50% 吨铝碳耗： ～ 400 kg 吨铝等效CO2： ～10.7t（电解 过程4.9t，发电过程5.8t）
惰性阳极
惰性阴极
阳极析出: O2，无CFn和CO2 排放
惰性电极铝电解槽示意图
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（1）铝电解槽分类
铝电解槽是铝冶炼的核心设备，120多年以来，电解槽结构不断 优化改进，其中阳极结构变化最为显著，按阳极结构发展顺序，铝 电解槽可分为：
小型预焙电解槽 侧插自焙阳极电解槽 上插自焙阳极电解槽 大型不连续预焙阳极和连续预焙阳极电解槽 中间下料大型预焙阳极电解槽
电耗低，槽电压低 电解槽造价少 可大型化，操作的机械化程 度高 烟害小 非连续式预焙阳极电解槽需 定期更换阳极，操作难度大 需成套的阳极制备工厂，投 资多
铝工业的主流是大型预焙电解槽，但正开发采用惰性阳极和可润 湿性阴极的新型铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
授课提纲
第一讲 铝电解工业概况
轻金属冶金学－铝电解
第二讲
第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲
铝电解质的物理化学性质
铝电解过程的电化学机理 铝电解的电流效率、电能效率与能量平衡 现代预焙铝电解槽的结构 铝电解的生产操作与工艺管理 铝电解槽的破损与维护 铝冶炼新工艺进展
轻金属冶金学－铝电解
Hall（美国） Hé roult（法国）
Hall Hé roult Bayer 瑞士冶金公司
申请了冰晶石 - 氧化铝熔盐电解法的专利，即霍尔 埃鲁特法炼铝工艺
在 美 国 Pittsburgh 建 厂 实 现 工 业 化 生 产 ； 在 瑞 士 Neuhausen建厂生产铝，这就是铝电解工业的开始 申请了从铝土矿提取氧化铝的专利；利用莱茵河上 的水力发电，获得了廉价的电力
Metall. and Mater. Trans.、Hydrometallurgy、Electrochim. Acta、J Electrochem. Soc.、J Electroanal. Chem.、J Mater. Chem.、ECS Electrochem. Lett. 审稿人
（2）学习经历
1992.09 - 1996.07 大学本科，有色金属冶金，学士，免试直接攻读博士学位 1996.09 - 2001.09 研究生，冶金工程，工学博士，湖南省优秀博士学位论文
边部加料小型预焙铝电解槽
连续预焙阳极铝电解槽
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（3）自焙阳极电解槽
1920年代，为增大阳极尺寸，简化阳极操作，铝业界借鉴铁合金 电弧炉自焙电极的启发，发展应用了侧插棒式自焙阳极电解槽； 1940 年代进一步发展出上插棒式自焙阳极电解槽
侧插棒式自焙铝电解槽
上插棒式自焙铝电解槽
（3）世界铝电解工业的发展
1980年代以前：① 电解槽电流强度由24kA、60kA增加至100kA至150kA；
② 小型预焙阳极电解槽→侧插棒式自焙阳极电解槽→及上插棒式自焙阳极 电解槽→大型预焙阳极电解槽；③ 吨铝能耗由22000kWh降低至15000kWh； ④电流效率由70～80%逐步提高到85～90%
→2000年2399万吨→ 2013年4600万吨
中国除外
排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 公司 中国宏桥集团有限公司 俄铝 力拓矿业集团 美国铝业 中国铝业 山东信发铝电集团 酋长国全球铝业公司 中国电力投资集团公司 挪威海德鲁 东方希望集团 产量/万吨 377.3 360.1 336.1 312.5 304.7 245.9 229.5 219.5 195.8 163.7
Davy（英国）
Oersted（丹麦） Wö hler（德国）
1854
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Deville（法国）
前后约30年，总共生产了约200吨铝，该工艺在19世纪末逐渐被淘汰
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（2）“Hall-Hé roult熔盐电解法”炼铝
时间 1854 1866 1883 1886 1888 1889 人物 Bunsen（德国） Siemens（德国） Bradley（美国） 事件 用电解NaAlCl4熔盐制得了金属铝，由于电的价格太 高且不能获得大电流，因而不能进行工业电解炼铝 发明了发电机，并在 1880年加以改进，使这种电源 可用于工业生产 提出冰晶石-氧化铝熔盐电解方案
1980年代以来： 突破了系列技术瓶颈（磁场补偿、点式下料、自动控制、
电 解 质 体 系 与 工 艺 ） ， 电 解 槽 容 量 突 破 300kA ， 获 得 了 更 高 电 流 效 率 （>90%）和更低电耗（<13000kWh/t-Al），阳极效应系数降低一个数量级
全球原铝产量变化：1890年180吨→1970年的1000万吨→1980年1625万吨
1888
霍尔 -埃鲁特法、拜尔法以及廉价电力推进了美国和法国铝工业的发展，电解法 很快取代了还原法
各国竞相发展电解法炼铝：英国（1890），德国（1898），奥地利（1899），挪 威（1906），意大利（1907），西班牙（1927），苏联（1931），中国（1938）
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
（4）中国铝电解工业的发展
1954年： 第一家铝电解厂（抚顺铝厂）投产 1983年：贵州铝厂引进日本轻金属株式会社160kA中间下料预焙槽技术 2000年：① 2001年原铝产量已居世界第一位，2014年铝产能近3500万吨/
年，年产量为2810万吨，占全球产量的52.1%；② 整体技术装备水平已跻 身世界先进行列，电解铝企业70余家，产能近100万吨的电解铝企业超过了 10家；③ 2004年起开始向国外作铝电解全套工程技术出口，目前正在引领 世界电解铝产业的发展方向；④ 350kA及以上槽型的原铝产量已达到全国 总量的23%，自主研发的400kA大型预焙铝电解系列生产线已形成规模，世 界上第一条500kA级生产线和600kA试验槽系列投产运行
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况
（4）预焙阳极电解槽 VS 自焙阳极电解槽
自焙槽 预焙槽
阳极可连续使用 不需专门工厂进行阳极成型， 焙烧，组装等 烟害大 槽电压比预焙槽约高0.1～ 0.2V，电耗比预焙槽高约 1000kWh 上插棒槽的上部金属结构比 较复杂，机械化程度低，投 资大
C阴极
现代Hall-Heroult 铝电解槽示意图
1
铝冶金发展概况
第一讲 铝电解工业概况
低温电解质
反 应 式: Al2O3→Al+O2↑ 无碳素阳极消耗 电 极: 惰性阳极 可润湿性阴极 电极极距: <2.0 cm 平均槽电压: ～3.6 V 电解温度: ～ 850 ℃ 吨铝能耗: <12000 kWh 电耗降低: >10%
世界电解铝各类槽型产量（来源：IAI&CRU） 各种电解槽的主要技术经济指标对比 指标 电流效率 / ％ 侧插槽 88 上插槽 88～89 预焙槽 88～90 连续预焙槽 87 现代大型 预焙槽 95
直流电耗 / kWh· kg-1
15
14
13
15.5
12.2
2
铝电解槽及电解槽系列
第一讲 铝电解工业概况