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1、铝用阳极消耗原理及降低阳极消耗途径的探讨目录摘要4第1章绪论51.1铝工业发展简史51.2阳极材料6第2章阳极消耗原理82.1电化学消耗82.2电解消耗82.3过量阳极消耗82.3.1CO2和空气氧化所引起的炭阳极过量消耗92.3.2炭渣引起的过量阳极消耗102.3.3二次反应引起的过量消耗10第3章降低炭阳极消耗的途径和措施113.1阳极电流密度113.2温度113.2.1石油焦煅烧温度113.2.2阳极焙烧温度113.2.3电解槽操作温度123.3阳极杂质与添加剂[5]123.3.1硫123.3.2金属杂质133.3.3残极和灰分133
2、.3.4添加剂133.4电解质添加剂143.5阳极配方沥青用量143.6阳极保护措施14第4章结束语15参考文献16摘要电解铝过程中,炭阳极是生产的主要原料之一，它作为导体将直流电导入电解槽,并作为电解槽阳极材料参与阳极反应,在生产中炭阳极实际消耗远高于其理论消耗,直接影响原铝的生产成本。本文在分析铝用炭素阳极消耗机理的基础上,评述了阳极生产和电解铝生产中的诸多因素对炭素阳极消耗的影响,这些因素包阳极电流密度、石油焦煅烧温度、阳极焙烧温度、电解槽操作温度、阳极硫含量、阳极金属杂质、残极和灰分、阳极添加剂、电解质添加剂、阳极配方的沥青用量和阳
3、极保护措施等，并提出降低阳极消耗的途径和措施。关键词:电解铝；炭素阳极；消耗第1章绪论1.1铝工业发展简史铝冶金的发展过程大致可以分为三个阶段:化学法炼铝阶段，电解法炼铝阶段以及冰晶石一氧化铝熔盐电解法炼铝[1]，详见表1-1。表1-1铝冶金发展过程年代国籍创始人炼铝方法1825德国韦勒(F.wholer)钾还原无水氧化铝1845法国戴维尔(H.S.Deville)钠还原Nacl·Al3混合盐1845法国罗西钠和镁还原冰晶石1886美国霍尔（Hall）冰晶石——氧化铝熔盐电解法法国埃鲁特（Heroult）1886—1950自焙阳极电解槽19
4、50‘s霍尔——埃鲁特大型预焙阳极电解槽自1888年至今铝电解槽构造及容量的发展经历了六个阶段。第一阶段：（1888—1940）小型预焙阳极电解槽；特点是：电流低35KA以下，直流电耗高17500KWH以上；容量小，现已淘汰。第二阶段：（1927—1955）侧部导电连续自焙阳极电解槽；特点是：电流35KA—100KA直流电耗14500KWH—17000KWH：阳极连续自行焙烧。有害气体排放量大，环境污染严重，现已逐步淘汰。第三阶段：（1944—1964）上部导电连续自焙阳极电解槽；特点是：电流40KA—155KA；直流电耗14500—170
5、00KWH：有害气体排放量大，环境污染严重，现已逐步淘汰。第四阶段：（1960—1975）边部加工大容量预焙阳极电解槽；特点是：电流100KA—180KA，直流电耗13500—15500KWH；边部加料，因环保不能达标，现已全部改为中间下料槽。第五阶段：（1963—1975）中间线下料预焙阳极电解槽；特点是：电流100KA—180KA；用铡刀打壳在阳极中间下料，直流电耗14700—16400KWH。此槽型在美铝．撒铝．雷诺公司应用较多。第六阶段：（1965—至今）中间点式下料预焙阳极电解槽；当前，世界各国正在向长大型中间下料预焙阳极电解槽，
6、此种预焙槽并不是简单的重复，而是向大型化、大电流、自动下料、自动处理阳极效应、电子计算机控制生产的具有当前先进科学技术水平的现代化新槽型方向发展。世界电解铝工业几乎都采用一样的技术,尽管设计各不相同。通过多年来电解铝技术的不断改进和更新,许多先进的电解铝技术得到了为电解铝工业服务的产业的支持和帮助,加工建造特种设备,使电解铝工业对环境造成的危害最小或使劳动力需求最少。因此，铝电解工艺的发展呈现出以下趋势：（1）未来10年世界电解铝工业的发展将受到整个世界如何减少CO2排放的环境关注的强大影响。（2）当今世界上许多电解铝厂都在努力把自焙槽技术
7、转移到预焙槽技术上来,设计上的变化是改造自焙槽型的阴极壳和衬的上部结构,首先把阴极和壳衬转移成并列布置,其优势是易于磁补偿,空间更有效,可以使用周围支撑设备,北美领先开发了这一技术,但20世纪的最后25年欧洲电解铝厂成为这些技术主要使用者。而现在点式给料技术已经居主宰地位,世界电解铝工业公认的标准技术。（3）在新建电解铝厂规模向大型化发展的同时,老厂改造扩建还会继续在未来10年里一直进行下去。（4）惰性阳极和可湿阴极技术的研究和开发惰性阳极能够解决电解铝工业对环境的污染,不再使用碳阳极。（5）采用先进的能量管理以降低电解槽能量需求的动力。和
8、生产实践相关的先进的电解铝生产控制技术。（6）改进阴极工艺技术以延长电解槽使用寿命。采用石墨化阴极,降低阴极磨损,开发耐磨材料或采用石墨表面。（7）低温铝电解理论通过优化电解质体
