5——铝电解.ppt

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1、1.5炼铝用炭素阳极在铝电解生产中,采用高温、具有很大侵蚀性的冰晶石熔液。在各种材料中，能够耐高温并抵御这种侵蚀性、价格低廉且导电良好的惟有炭素制品。对炭阳极的特性要求要求灰分低：小于0.5%,如石油焦或沥青焦;含杂质尽量低:FeSiNiV钒对于碳在空气中的氧化反应起催化作用,它还能使电流效率降低,钒会进入铝中使铝的电导率降低.规定:钒的质量分数不应超过0.02%.预焙阳极的比电阻小(小于50Ω·mm2·m-1),能够减少电能消耗.预焙槽阳极电压降只有0.3V，而自焙槽阳极电压降为0.4-0.5V，电耗比预焙槽高1000kW·h/Al气孔率:开口气孔率和

2、闭口气孔率.开口气孔:指与阳极表面连通的那些气孔闭口气孔:指不与阳极表面连通的那些气孔其中开口气孔率不仅与阳极的力学强度和导电率相关,还与其化学的和电化学的特性相关,优质预焙阳极的开口气孔率在7%以下.计算公式:P=[(ρ真-ρ假)/ρ真]×100%式中,P–气孔率,%;ρ真–真密度,g·cm-3;ρ假–体积密度,g·cm-3.预焙阳极的真密度一般为2.05g·cm-3,故气孔率为:P=[(2.05–1.58)/2.05]×100%=23%炭阳极的生产流程炭阳极的生产流程包括原料准备、混捏、成型、焙烧、阳极组装等步骤。铝用阳极分两种：预焙阳极和自焙阳极。

3、两种阳极的区别：原料焦炭与黏结剂沥青的配比不同，焦炭的粒度分配不同，应用形式不同。自焙阳极是在流程中产生的阳极糊直接加入自焙阳极内，利用电解槽内热量就地焙烧，形成固态阳极。预焙阳极电解槽的阳极糊，需要经过成型和焙烧等工序制成预焙阳极，然后装在电解槽上应用。原料通常是石油焦和沥青焦，它们都是低灰分的优质炭素材料。石油焦：是石油蒸馏过程中的副产品。沥青焦:是炼焦副产品煤沥青在高温下的焦化产物,它同石油焦相比,力学强度好,灰分低,硫量少.故与石油焦混合使用.沥青的作用在于黏结固体焦炭粒子,组成具有一定塑性的阳极糊,并且在后来的焦化过程中把焦炭粒子焦结起来,获得

4、适当好的力学强度.沥青依其软化点的不同而分为3种:软沥青–软化点48-51℃;中硬沥青–软化点60-75℃;硬沥青–软化点100℃以上.铝工业制造阳极时对沥青的要求是:既要使单位体积内生成的焦炭量多而焦层厚,又要使电极的比电阻小而致密.优质的硬沥青可以基本上满足这些要求.焦炭在送去配料之前都要煅烧,煅烧温度一般要达到1300℃.煅烧的目的是:去掉水分,排除挥发物,增大焦炭粒子的密度和强度,提高焦炭粒子的导电性,以适应制造电极之需.一般煅后焦的质量如下:真密度2.05g·cm-3;挥发分小于0.05%;比电阻600Ω·mm2·m-1;水分小于0.5%;灰分

5、小于0.05%;硫分小于2.5%.炭素电极生产配料:选定原料焦炭粒子和黏结剂;决定焦炭离子的粒度组成;决定黏结剂对焦炭粒子的配合量.预焙阳极选用煅后石油焦或煅后石油焦和沥青焦的混合物,其中一部分从电解槽取出的阳极残极.在一般的配料中,固体粗粒料20%,中粒料40%,细粒料40%.就糊整体而言,固体料约占83%,黏结剂沥青17%(振动成型).阳极糊的混捏:各种粒级的焦炭粒子进行机械混合;黏结剂沥青与骨料焦炭粒子密切混合.成型:振动成型与挤压成型.生电极焙烧:通常在环式焙烧窑内在隔绝空气的条件下按照一定的升温速度进行间接加热.其过程也就是黏结剂沥青的分解、排

6、出挥发分和焦化的过程。挥发物排出阶段（至600℃）：4.5℃/h;焦化阶段(600-800℃):5.2℃/h;高温烧结阶段(800-1160℃):10-15℃/h,15-20h;冷却阶段(1160-250℃):3℃/h.整个周期23天。阳极组装：在炭块上挖出孔洞，将钢质导电棒插入，浇铸磷生铁。在铝电解槽上60cm高的阳极炭块组的使用时间约为28天。在电解过程中，阳极大约以0.8-1.0mm/h速度连续消耗，在电解过程中，阳极大约以0.8-1.0mm/h速度连续消耗。铝用炭阴极铝用炭阴极原则上是不消耗的，所以它是用无烟煤做原料，尽管其灰分的质量分数达10%

7、以上，但并不影响铝的质量，因为在炭阴极上面经常覆盖着一层电解出来的铝液作为保护层。炭阴极的制造流程基本上同炭阳极一样。正常生产期通常延续5-7年。1.6铝生产中的环保治理铝生产过程中的污染物气态物质:HF、SO2、CF4电解质蒸气、沥青烟等,是在铝电解过程中和电极生产过程中产生的.固态粉尘:铝矿粉碎时产生的粉尘,如氧化铝粉尘,冰晶石和氟化铝粉尘等,是在氧化铝生产过程中和铝电解过程中产生的.固态废弃物:氧化铝生产过程中排放的赤泥,铝电解生产过程中排放的废旧炭阴极和炭渣等.烟气干法净化技术干法净化就是直接利用电解铝的原料做吸附剂,吸附铝电解烟气中的氟化氢等有

8、害成分所进行的过程.具有吸附作用的物质氧化铝为吸附剂,被吸附的物质氟化氢为吸附质