鋁電解的工藝流程和應(yīng)用概述目錄TOC\o"1-3"\h\u24723鋁電解的工藝流程和應(yīng)用概述 130591.1鋁的性質(zhì)和應(yīng)用 1320731.1.1鋁的性質(zhì) 132271.1.2鋁的應(yīng)用 2152551.2鋁電解發(fā)展態(tài)勢 2171511.3鋁電解生產(chǎn)工藝流程 4118091.4鋁電解原材料 5279981.4.1主要原材料氧化鋁 5244901.4.2輔助原料 789371.4.3碳陽極 81.1鋁的性質(zhì)和應(yīng)用導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、和金屬延展性，是我國經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)材料。1.1.1鋁的性質(zhì)1.1.2鋁的應(yīng)用1.2鋁電解發(fā)展態(tài)勢鋁電解槽類型也發(fā)生了質(zhì)的飛躍，，性能也提升了很多。效率和小的能量損耗提供了很好的條件。在未來的工業(yè)發(fā)展中，生產(chǎn)鋁的能量損耗也會變得越來越低。與以前相比，陽極效應(yīng)的頻率降低了很多很多。成本更低。頻率和電解質(zhì)的不充分混合使得自1990年以來，電解槽有了改善在許多方面：。1.3鋁電解生產(chǎn)工藝流程2050°C該熔體的導(dǎo)電性是非常好的。如圖實際之中，這種方法在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在鋁電解槽上，陽極為炭，陰極為鋁液，會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：陽極反應(yīng)方程式：2O陰極反應(yīng)方程式：Al3++1.1所示，為鋁電解生產(chǎn)工藝流程1.11.4鋁電解原材料非常多的原料共同參與了電解鋁的過程反應(yīng)，電解鋁就是通過電解得到的鋁，電解鋁的生產(chǎn)原材料有氧化鋁、冰晶石、氟化鋁、添加劑、陽極材料等[7-10]，氧化鋁是其主要原材料，還有一些其他輔助性的原材料。1.4.1主要原材料氧化鋁氧化鋁是鋁電解過程中所需的最主要原料之一，氧化鋁是一種白色粉末狀固體，在生活中比較常見，熔點非常高，沸騰溫度更高。鋁礦石作為氧化鋁生產(chǎn)的主要原料，鋁電解技術(shù)中氧化鋁的生產(chǎn)很重要，現(xiàn)在鋁土礦在氧化鋁生產(chǎn)的原料中達(dá)到了很高的占比。生產(chǎn)氧化鋁的方法有很多，但是實用的并不多。匯總表如圖1.1所示。圖1.1冰晶石的分解。這主要和它的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。氧化鋁的形態(tài)有好幾種，主要將其分為三類，可以分為砂狀、粉狀和中間狀，這三類的形態(tài)都不一樣，物理性能也就不一樣，其三個的主要區(qū)別，如表1.2所示。1.2分類性質(zhì)砂型中間型粉型<45μm的粉料/%平均粒度/μm安息角/(°)比表面積/(m2﹒g－1）密度/(g﹒cm－3)容積密度/(g﹒cm－3)ω(α－Al2O3)/%<1280~10030~35>45<3.70>0.8512~2050~8035~40>35<3.70>0.8520~5050>402~10>3.90<0.751.4.2輔助原料[12,13]。氟鋁酸鈉就是所謂的冰晶石，在實際生產(chǎn)之中，我們用的做多的是什么呢，那就是人造冰晶，是非常普遍的。1.冰晶石(cryolite)在所有礦石中，跟其他礦石相比，其他天然礦石很難得到，天然冰晶石采獲相對簡單。在鋁電解中需要用到大量的冰晶石，也就是說，冰晶石是熔劑中的主要成分，它的作用是獨一無二的，至少目前并沒有發(fā)現(xiàn)哪種比冰晶石更有利于鋁電解生產(chǎn)的物質(zhì)，其主要作用是有利于鋁電解中鋁更好的榮榮。冰晶石有如此作用的原因有兩個：其一它溶解氧化的效果非常好；其二就是因為它兩個密度之間的差距很是懸殊?，F(xiàn)在，冰晶石是生產(chǎn)氧化鋁的必需品，廣泛應(yīng)用其生產(chǎn)。1.氟化鋁(aluminumfluoride)氟化鋁的性質(zhì)很穩(wěn)定，是無色或者白色結(jié)晶。在加熱的情況下它會水解，溫度達(dá)到一定值，蒸汽壓達(dá)到一定值時，開始升華，在電解鋁的生產(chǎn)過程中，氟化鋁有著極為重要的作用，它在多個不同的方面都發(fā)揮著很重要的作用，最主要的作用是降低熔點、降低電解溫度以及提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率。其主要用途就是用來練鋁。3.氟化鈣(calciumfluoride)氟化鈣的用途很是廣泛，是一種無色結(jié)晶或白色粉末狀固體。在生活中不是很常見，相對密度3.18克/立方厘米，熔點比較高，溶解時會放出一種氣體。氟化鈣的添加量一般很少。最主要的是其不溶于水。4.氟化鎂(Magnesiumfluoride)氟化鎂，是一種沒有顏色的、呈四方形的晶體或者是粉末，它的熔點達(dá)到1248度，當(dāng)溫度達(dá)到2260度時，它會開始沸騰。在鋁電解工業(yè)中，最早大概是上世紀(jì)五十年代，人們把氟化鎂作為電解質(zhì)的添加劑氟化鎂，主要是用工業(yè)合成的方法制成的。不過氟化鎂具有毒性，一定要注意防護。５.氟化鈉(Sodiumfluoride)氟化鈉是一種離子化合物，是沒有顏色的且發(fā)亮的晶體，或者是白色的呈粉末狀的物體。熔點較低，熔點為993攝氏度，沸點為1695攝氏度，在水中溶解度不是很大，水溶液有很弱的堿性，是一種輔助劑，可作為添加劑，氟化鈉的用途也很多。溫度升高對其并沒有影響。６.碳酸鈉(Natriicarbonas)碳酸鈉，別名有純堿、蘇打等。常溫下的碳酸鈉一般是白色并且沒有味道的粉末，有時也呈顆粒狀。它很容易溶解在水中，吸水性很強。從某些方面來講，它的作用跟上文提到的氟化鈉是一致的：例如，它們都能致使升高電解質(zhì)中的分子比。但碳酸鈉又有與氟化鈉不同的一些地方，碳酸鈉是更不容易溶解的。1.4.3碳陽極通常情況下，碳陽極需要滿足能耐受高溫而且不會輕易被侵蝕的條件，除此之外，它還被要求有低透氣性以及良好的空氣氧化性。鋁電解池中的碳陽極有兩種，分別是：自動蒸煮陽極和預(yù)蒸煮陽極[10]。其可以分為自焙陽極和預(yù)焙陽極兩種，自焙可以分為上插式和側(cè)插式兩種。陽極漿料通常用作碳陽極的原料，不同數(shù)量的陽極碳塊合并在一起。每組碳陽極塊由兩至四個碳陽極塊，鋼爪，導(dǎo)桿等組成。陽極具有周期性的運動，大多數(shù)預(yù)煮陽極是周期性運行的，每組陽極通常兩周到一個月就要換一次，輪