电解铝


电解铝

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电解铝【电解铝】电解铝就是通过电解得到的铝 。现代电解铝工业生产採用冰晶石-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,即电解 。
2016年,我国电解铝(原铝)产量为3187.3万吨 。
基本介绍中文名:电解铝
实质:通过电解得到的铝
方法:冰晶石-氧化铝融盐电解法
温度要求:950℃-970℃
现代工业氧化铝作为溶质,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,即电解 。
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电解铝铝电解生产可分为侧插阳极棒自焙槽、上插阳极棒自焙槽和预焙阳极槽三大类 。自焙槽生产电解铝技术有装备简单、建设周期短、投资少的特点,但却有烟气无法处理,污染环境严重,机械化困难,劳动强度大,不易大型化,单槽产量低等一些不易克服的缺点,当前已基本上被淘汰 。当前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽,槽的电流强度很大,不仅自动化程度高,能耗低,单槽产量高,而且满足了环保法规的要求 。我国已完成了180kA、280kA和320kA、400kA、500kA以及600kA的现代化预焙槽的工业试验和产业化 。以节能增产和环保达标为中心的技术改进与改造,促进自焙槽生产技术向预焙槽转化,获得了巨大成功 。根据电解铝的生产工艺流程,电解铝的生产成本大致由下面几部分构成:(1)原材料:氧化铝、冰晶石、氟化铝、添加剂(氟化钙、氟化镁等)、阳极材料;(2)能源成本:电力(直流电和交流电)、燃料油;(3)人力成本:工资及其他管理费用;(4)其他费用:设备损耗及折旧、财务费用、运输费用、税收等 。工艺流程铝电解工艺流程:现代铝工业生产採用冰晶石—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,即电解 。化学反应主要通过这个方程进行:2Al2O3+3C==4Al+ 3CO2 。阳极:2O2ˉ+C-4eˉ=CO2↑ 阴极:3Al+3eˉ=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 。
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电解铝生产其生产工艺流程如下图:氧化铝 氟化盐 碳阳极直流电↓ ↓ ↓ ↓↓
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电解铝厂电解槽用高温型气缸排出 阳极气体------电解槽↑ ↓ ↓废气 ← 气体净化铝液↓ ↓回收氟化物 净化澄清↓ ↓ ↓返回电解槽浇注 轧制或铸造↓ ↓铝锭 线坯或型材方程:电解铝就是通过电解得到的铝.重要通过这个方程进行:2Al2O3+3C-通电→4Al+3CO2↑ 。阳极:2O2ˉ+C-4eˉ=CO2↑阴极:Al3++3eˉ=Al最新技术电解铝节能新技术问世,行业年节电275亿度 。2012年3月17日,我国电解铝工业节能减排取得新突破,“低温低电压铝电解新技术”当日在中孚实业林丰铝电公司顺利通过国家科技部验收,吨铝直流电耗由2008年的13235度降低到了11819度,降幅达10.7%,多项技术达到国际领先水平 。如果全行业推广后,可实现我国电解铝工业年节电275亿千瓦时 。电解铝工业历经30多年发展,逐步成为中国重要的基础产业,但由于生产过程中耗电高,历来被称为“高耗能产业”,也是国家重点调控的产业之一 。研究开发低温、低电压新技术是电解铝工业节能降耗的发展方向,也是世界铝工业共同面对的重大技术难题 。2009年,“低温低电压铝电解新技术”列入国家科技支撑计画项目 。项目负责人梁学民等项目组专家坚持不懈努力,在世界上首次开发成功电磁及磁流体稳定技术,低温低电压电解槽结构,低温低电压工艺运行技术,并在中孚实业林丰铝电公司首创世界领先的400KA“静流式”铝电解槽,实现了规模化工业生产及系列高电流密度下的低温、低电压长周期高效稳定运行 。据介绍,按预计2012年国内电解铝产量2000万吨计算,此项技术全行业推广后,可实现我国电解铝工业年节电275亿千瓦时,相当于河南省2011年用电量2659亿千瓦时的一成以上,按每千瓦时0.53元计算,直接创造经济效益145.75亿元,折合标準煤880万吨,同时减少二氧化碳等温室气体排放1566万吨,将为推动铝工业及我国的节能减排工作起到良好的示範带动作用 。产业特点世界上所有的铝都是用电解法生产出来的 。铝电解工业生产採用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法,即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂,氧化铝为熔质组成多相电解质体系 。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础 。电解铝工业对环境影响较大,属于高耗能,高污染行业 。电解铝生产中排出的废气主要是CO2,以及以HF气体为主的气-固氟化物等 。CO2是一种温室气体,是造成全球气候变暖的主要原因 。而氟化物中的CF4和C2F6其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍,并且会对臭氧层造成不同程度的影响 。HF则是一种剧毒气体,通过皮肤或呼吸道进入人体,仅需1.5g便可以致死 。l