毕业论文--阳极效应以及碳渣对铝电解生产的影响

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1、山西机电职业技术学院机械工程系毕业设计说明书课题：阳极效应以及碳渣对铝电解生产的影响专业：机械制造与自动化班级：机制07116班姓名：学号：指导教师：实践单位：山东魏桥创业集团摘要分析了阳极效应以及碳渣对铝电解生产的影响，重点对阳极效应发生时的一些现象和铝电解质中碳渣的形成过程及危害进行深入浅出的讨论，并对如何优化控制一定的阳极效应、实现高产低耗及减少碳渣的措施作了探讨。关键词：阳极效应；机理；影响；电流效率；电耗ABSTRACTAnalysisoftheanodeeffect,andcarbonresidueontheproduction

2、ofaluminum,withemphasisontheanodeeffectoccurs,someofthephenomenaandaluminumelectrolyteformationofcarbonresidueandthehazardsdiscussedinsimpleterms,andhowtooptimizethecontrolofsomeoftheanodeeffect,toachievelowconsumptionandhighcarbonresiduereductionmeasureswerediscussed.目录第1

3、章阳极效应的原理及简介11.1阳极效应发生机理简介11.2阳极效应对电耗的影响31.2.1效应平均分摊电压的计算31.2.2效应使电耗升高值△w的计算41.3阳极效应对电流效率的影响41.4阳极效应对系列电解的影响6第2章阳极效应危害分析及控制72.1阳极效应的危害72.1.1阳极效应危害性对生产的危害72.1.2阳极效应对环境的危害72.1.3阳极效应对森林的危害82.2控制阳极效应的条件分析92.3阳极质量92.4氧化铝的质量102.5控制阳极效应的途径102.6分析手续11第3章碳渣对电解生产的危害123.1碳渣的产生123.2碳渣对

4、电解过程的危害133.3减少碳渣的途径13第4章结论14参考文献15第1章阳极效应的原理及简介阳极效应是熔盐铝电解发生在阳极上的一种特殊现象。发生阳极效应时的电流密度叫做临界电流密度DD的大小与许多因素有关，如熔盐性质、表面活性离子的存在阳极材料温度等等不同盐类、在不同条件下，其D值不同当电流密度D>D时，便发生阳极效应。其实所有的导电体都存在D，如通电导体、电子元件都存在这样一个能使导体烧毁的D有人称为烧毁电流密度。就是在水溶液电解中，当电流密度超过某一值时，也会发生类似于阳极效应的特殊现象。白Hall-Heroult法炼铝发明以来，对铝

5、电解生产中阳极效应的研究很多，许研究成果从各个方面解释了阳极效应发生的现象，但也还存在一些问题有待作更深一步的研究铝电解生产的阳极效应，常出现下列现象：(1)槽电压升高，少则十几伏，一般在30～50伏，多则高达100伏。并同时波及到系列的其它槽子，使得不来效应的槽子工作电压下降(一般在0．2～03伏)，整个系列电流下降(大约在800～1500安)。(2)电解质停止沸腾，火苗呈黄色而且飘逸无力，挥发大量白色烟雾(主要是氟化盐、CF、CO和CO，等)，十分呛人。效应时间越长，挥发烟气越大。(3)阳极周边出现不连续电火花(气体不连续电离产生等离子

6、体)，并伴有轻微的气体放电的劈啪声。铝电解阳极效应已被公认为是铝电解槽正常生产的一个重要信息反馈，因为只有不产铝的病槽才永远不会来效应。在实际生产中，别特殊情况下的槽子采用人为办法让槽子发生阳极效应，以提高其免疫能力(防止转化成病槽)是十分可行而又很有用的办法。阳极效应在铝电解中扮演着重要角色，当然也有其十分不利的一面。1.1阳极效应发生机理简介随着电解过程的进行，当熔解在电解质中的氧化铝浓度(重量)达到1％～2％时，阳极电流密度(指阳极与电解质界面)超过临界电流密度，电解槽开始来效应。阳极效应发生的机理存在四种学说：湿润性学说，阳极过程改

7、变学说，静电引力学说以及综合观点。湿润性学说认为阳极效应发生是由于电解质中能降低其在碳阳极表面的界面张力的表面活性物质一氧化铝浓度过低而造成的当氧化铝浓度较高时(重量2％～10％)，电解质在碳阳极上的表面张力小，能很好地湿润阳极，电流在整个界面上分布均匀，电解产生的气泡受15解质排挤，以小气泡形式逸出。当氧化铝浓度低时，阳极界面张力增大，电解质不能润湿阳极，不能排挤气泡，气泡在阳极底掌呈现连成一片的气体膜层，使得通过阳极的电流分布不均，并造成局部电流密度过大，而导致气体不连续放电产生阳极效应。阳极过程改变学说认为：在电解生产中，电解质中含氧

8、离子逐渐减少，到一定程度时，便有氟析出，析出的氟与阳极碳发生作用生成四氟化碳，使阳极表面崩碎，在阳极周围析出一层细微的炭粒，附在阳极上阻止电解质润湿阳极而导致阳极效应。当熔人新的