电解铜箔
2017-06-06 17:50:06
电解铜箔 电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。在当今电子信息
产业
电解铜箔高速发展中,电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。2002年起,我国印制电路板的生产值已经越入世界第三位,作为PCB的基板材料———覆铜板也成为世界上第三大生产国。由此也使我国的电解铜箔
产业
在近几年有了突飞猛进的发展。 电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。在当今电子信息
产业
高速发展中,电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。2002年起,我国印制电路板的生产值已经越入世界第三位,作为PCB的基板材料———覆铜板也成为世界上第三大生产国。由此也使我国的电解铜箔
产业
在近几年有了突飞猛进的发展。从电解铜箔业的生产部局及
市场
发展变化的角度来看,可以将它的发展历程划分为三大发展时期:美国创建最初的世界铜箔企业及电解铜箔业起步的时期;日本铜箔企业全面垄断世界
市场
的时期;世界多极化争夺
市场
的时期。1955年—20世纪70年代:电解铜箔业起步1922年美国的Edison发明了薄
金属
镍片箔的的连续制造专利,成为了现代电解铜箔连续制造技术的先驱。这项专利,内容是在阴极旋转辊下半部分通过电解液,经过半园弧状的阳极,通过电解而形成
金属
镍箔。箔覆在阴极辊表面,当辊筒转出液面外时,就可连续剥离卷取所得到的
金属
镍箔。1937年美国新泽西州PerthAm鄄boy的Anaconde制铜公司利用上述Edison专利原理及工艺途径,成功地开发出工业化生产的电镀铜箔产品。他们使用不溶性阳极“造酸电解”“溶铜析铜”,达到铜离子平衡的连续法生产出电解铜箔。
电解铜箔和压延铜箔的区别？
2018-04-18 18:24:33
一，挠性电路板用的铜箔材料主要分为压延铜（RA）和电解铜（ED）两种，他是粘结在覆盖膜绝缘材料上的导体层，经过各制程加工等蚀刻成所需要的图形。选择何种类型的铜材做为挠性电路板的导体，需要从产品应用范围及线路精度等方面考量。从性能上比较，压延铜材料压展性，抗弯曲性要优于电解铜材料，压延材料的延伸率达到20-45%，而电解铜材料只有4-40%。但电解铜材料是电镀方法形成，其铜微粒结晶结构，在蚀刻时很容易形成垂直的线条边缘，非常利于精细导线的制作，另外由于本身结晶排列整齐，所形成镀层及最终表面处理后形成的表面较平整。反之压延材料由于加工工艺使层状结晶组织结构再重结晶，虽压展性能较好，但铜箔表面会出现不规则的裂纹和凹凸不平，形成业界里面的铜面粗糙问题。针对电解材料的缺点材料供应商研发了高延电解材料，就是在常规加工过后将材料再次进行热处理等工艺使铜原子重结晶，使其达到压延材料所拥有的特性。 二，电解铜，压延铜材料加工工艺：电解铜箔是通过酸性镀铜液在光亮的不锈钢辊上析出，形成一层均匀的铜膜，经过连续剥离，收卷而获得；压延铜箔则是用一定厚度（20cm）的铜锭或铜块，经过反复压延，退火加工形成所需要的铜箔厚度。三，铜箔材料的微观结构：因加工艺不一样，在1000倍显微镜下观察材料断面，压延材料铜原子结构呈不规则层状强晶，对经过热处理的重结晶，所以不易形成裂纹，铜箔材料弯曲性能较好；而电解铜箔材料在厚度方向上呈现出柱状结晶组织，弯曲时易产生裂纹而断裂；同样，在经过热处理等特殊加工的高延电解铜箔材料断面观察时，虽还是以柱状结晶为主，但在铜层中以形成层状结晶，弯曲时也不易断裂。四，铜箔材料的弯曲性：大多数挠性电路板产品对弯曲性能要求较高，所以导致多数生产厂对压延材料的偏爱，其实这里也是有很多盲目的选择因素，以上有提到压延材料有其特性，同时他也有许多的缺点在里面，应当适当应用。以下数据为相等条件下各类铜箔材料弯曲性测试结果。经测试，压延铜箔的弯曲性是普通电解铜箔的4倍，但其价格也较贵。所以对弯曲性要求不高的的产品（如，按键板，模组板，3D静态挠性电路等），可以选择用高延电解铜箔来替代压延铜箔材料，当然可靠性要求比较高的情况下（如滑盖手机板，折叠手机板等），还是采用压延铜箔材料较好。五，铜箔材料的发展趋向：随着电子消费产品越来越小型化以及航天，军用及民用高科技产品的可靠性要求越来越严格，对于挠性电路板工艺加工和材料的物理性能要求越来越高，现以出现的有：1：高弯曲性压延铜箔，同样条件下，弯曲性是常规压延材料的七倍 2：精细及超精细图形制作用电解铜箔材料，针对COF产品高弯折的精细导线制作，相同条件下线路蚀刻后线条更均匀，残铜更少。加工工艺是采用喷镀法在聚酰亚胺薄膜上喷度一层薄铜，然后再进行电镀达到铜层约9um的超薄铜箔。3：压延合金铜，合金铜箔材料主要特性是导电性能好，接近纯铜，机械性能，热稳定性都较好于常规压延材料。相信读者看完了上面的介绍，对于电解铜和压延铜的区别已经有了一定的了解，那么以后在电解铜和压延铜选择上应该也有一个大致的方向了。
电解铅生产工艺简介
2019-03-14 11:25:47
6月8日音讯：铅冶金是白银出产的最佳载体：一般铅对金银的捕集收回率都在95%以上，因而金银的收回是与铅的出产情况直接相关的。现在世界上约有80%的原生粗铅是选用传统的烧结一鼓风炉熔炼工艺办法出产的。传统法技能老练，较完善牢靠，其不足之处在于脱硫造块的烧结进程中，烧结烟气的SO2浓度较低，硫的收回使用尚有必定难度，鼓风炉熔炼需求较贵重的冶金焦炭。为了处理上述问题，冶金工作者进行了炼铅新工艺的研讨。八十年代以来，相继呈现了QSL法、闪速熔炼法、TBRC转炉顶吹法、基夫赛特汉和艾萨熔炼法等新的炼铅办法。其间，QSL法是德国鲁奇公司七十年代开发的直接炼铅新工艺，加拿大、韩国和我国尽管先后购买了此专利建厂，但出产作用不甚抱负；闪速熔炼法没有完成工业化出产；TBRC法是瑞典波里顿公司所创，但此法作业为间断性的，且炉衬腐蚀严峻；基夫赛特法由原苏联有色金属研讨院研讨成功，现已有多个供应商完成了工业化出产，是一种各项目标先进、技能老练牢靠的炼铅新工艺，但选用该法单位出资大，只要用于较大出产规模的工厂时，才干充分发挥其效益。 艾萨炼铅技能根据由上方刺进的赛罗浸没喷将氧气喷射入熔体。发作涡动熔池，让激烈的氧化反响或许复原反响敏捷发作。在榜首段，熔炼炉产出的高铅渣通过流槽送复原炉，氧化脱硫所产的烟气经除尘后送制酸体系。在第二段复原炉中，所产粗铅和弃渣从排放口接连放出，并在传统的前床中别离，所产烟气进行除尘处理后经烟囱排放。 艾萨法熔炼流程。该工艺流程先进，对质料习惯性广、出产规模可大可小，比较灵敏、目标先进、SO2烟气浓度高，可处理出产进程中烟气污染问题；一起冶炼进程得到强化，金银捕集率高，余热使用好，能耗低。它不只习惯308厂铅银冶炼的改建要求，并且可以对我国的银铅冶金出产和技能进步起到推进作用，故引荐引入艾萨法作为本项目粗铅冶炼出产工艺的榜首计划。 传统的鼓风烧结——鼓风炉法尽管在烟气制酸方面尚有必定困难，但近年来，我国株洲冶炼厂、沈阳冶炼厂、济源冶炼厂等大型铅厂的改扩建工程依然选用此法，是因为它具有建造快、投产、达产快的长处。 粗铅精粹工艺有火法和电解法两种。一般来说，电解法对银、金、铋和锑的别离作用好，铅、银等金属的收回率高，劳动条件好，机械化自动化程度高。电解法的缺陷是基建出资较火法高。选用火法需求处理很多中间产品，能耗较高，致使其出产成本较电解法高。鉴于本项目粗铅含银、铋等金属较多。 惯例办法处理铅阳极泥是选用火法——电解法流程取得金、银，渣进行复原熔炼，精粹得精铋等，流程简略、技能老练，工人易操作，但有价金属收回率不高，锑、铅呈氧化物形状蒸发进入烟尘，不光不便于归纳收回，并且形成第2次污染。
铝电解生产工艺技术（三）
2019-01-25 13:38:15
2.铝电解生产的主要设备—铝电解槽简介 (1)铝电解槽的演变在铝电解工业中，电解槽的大小，一般也称电解槽的容量，皆以其电流强度的大小表示。铝电解槽的电流强度，也是经历了由小到大逐步增加的过程。第二次世界大战前，世界各国铝厂的系列电解槽的电流强度，在2-5万安培，战后到1952年发展到6-8万安培。20世纪80年代初期发展到15-20万安培，目前则已达到30万安培以上，并已开始研究开发更大容量的电解槽。 ①第一阶段（初期的预焙槽） 在铝电解法投入工业生产初期，电解槽很小，电流强度低，使用的阳极是预焙的石墨或碳素制成的，阳极电流密度高达6-7A/cm2，电耗增高至90000 kW.h/t铝，生产成本高，铝价昂贵。例如，1888年时用于生产的是4000A的电解槽，电解槽有一个方形阳极，阳极电流密度为6.4A/cm2，槽电压为10V，电耗为42000kW.h/t铝。但1933年时电解槽的电流强度就已经达到55000A，有预焙阳极22块，阳极电流密度降至1.01A/cm2，电耗降至20000 kW.h/t铝。 ②第二阶段（旁插槽） 早在1923年挪威就开始采用8000A的旁插槽。美国在1927年开始用直径为2.lm、高1.5-1.6m的圆形旁插阳极，其电流强度为25000-30000A。以后旁插槽逐渐发展，直到取代初期预焙槽。当时的旁插槽具有如下特点： a.阳极数目少，操作简易，能适应大一些的电流强度； b.阳极不需预制，省去了成型和焙烧过程，无残极，阳极成本下降； c.电解槽安装了密闭装置，环保和劳动条件有所改善。 图2是旁插槽的示意图。
[next]
③第三阶段（上插槽） 上插槽在20世纪40年代开始试用，60年代初期扩展到一些产铝国家。与旁插槽相比它的优点是： a.导电系统进一步有所简化； b.电解槽和阳极的操作便于机械化、自动化； c.集气罩密闭性好，抽出气体量小，有利于净化处理； d.能适应大一些的电流强度。 上插槽也有严重不足之处： a.电解槽上部结构，阳极提升机等机械设备复杂； b.二次阳极烧结质量不好，影响生产效率，电耗较大，阳极事故相对较多； c.在集气罩里的阳极侧部易氧化，易产生裂纹和裂缝。 图3是上插槽的示意图。 ④第四阶段（现代预焙槽） 预焙槽有两种类型，一是边部加料式（如图5-7所示），一是中间加料式（如图5-8所示）。初期预焙槽经过很多改进，并用现代科学技术进行装备，出现了现代预焙槽，目前世界上新建铝厂几乎全部采用现代预焙电解槽。它的优点是，能适应更大的电流强度，电耗更低，上部结构简单，机械化自动化程度高，环保条件好。缺点是有15％-20%的残极需处理，阳极要事先预制好，这就使阳极的成本大为提高。图4和图5分别为边部加料预焙槽和中间加料预焙槽的示意图。[next] （2）铝电解槽的构造简介目前世界上有四种类型电解槽，除连续预焙阳极电解槽外（目前只有法国一家电解铝厂），现分别就其余三种类型四种结构的电解槽作简要介绍。 ①阳极结构 旁插自焙阳极电解槽的阳极外有用于阳极成型和保护阳极的铝。铝壳通常用厚度约为1mm的铝板制成，沿阳极四周围成高1m左右的无底方箱状。在生产过程中铝壳和阳极碳素一起消耗，定时用铝铆钉接合新铝壳予以补充，阳极糊就加在铝壳箱内。阳极借助自身的电阻热和电解质熔液传给的热量一边工作，一边焙烧成型。阳极侧下部钉有钢制阳极棒，同时起导和承载阳极质量的作用，阳极棒随阳极消耗而下降，因此，需进行周期性地拔、钉棒工作。最下一排阳极棒的头部卡入一个特制的U形吊环内，通过用槽钢焊成的阳极框架及滑轮组吊在阳极提升机的升降装置上，并通过四个金属支柱支撑包括阳极在内的整个上部结构的质量。
电解铜和压延铜箔的区别？
2017-08-21 15:23:15
导语：众所周知，在挠性电路板制作工艺中，选材相当重要，从材料厚度，可焊性，熔点，导电性，阻焊等各方面都有很具体的要求，在这里我们重点讲到铜箔的选择。一，挠性电路板用的铜箔材料主要分为压延铜（RA）和电解铜（ED）两种，他是粘结在覆盖膜绝缘材料上的导体层，经过各制程加工等蚀刻成所需要的图形。选择何种类型的铜材做为挠性电路板的导体，需要从产品应用范围及线路精度等方面考量。从性能上比较，压延铜材料压展性，抗弯曲性要优于电解铜材料，压延材料的延伸率达到20-45%，而电解铜材料只有4-40%。但电解铜材料是电镀方法形成，其铜微粒结晶结构，在蚀刻时很容易形成垂直的线条边缘，非常利于精细导线的制作，另外由于本身结晶排列整齐，所形成镀层及最终表面处理后形成的表面较平整。反之压延材料由于加工工艺使层状结晶组织结构再重结晶，虽压展性能较好，但铜箔表面会出现不规则的裂纹和凹凸不平，形成业界里面的铜面粗糙问题。针对电解材料的缺点材料供应商研发了高延电解材料，就是在常规加工过后将材料再次进行热处理等工艺使铜原子重结晶，使其达到压延材料所拥有的特性。 二，电解铜，压延铜材料加工工艺：电解铜箔是通过酸性镀铜液在光亮的不锈钢辊上析出，形成一层均匀的铜膜，经过连续剥离，收卷而获得；压延铜箔则是用一定厚度（20cm）的铜锭或铜块，经过反复压延，退火加工形成所需要的铜箔厚度。三，铜箔材料的微观结构：因加工艺不一样，在1000倍显微镜下观察材料断面，压延材料铜原子结构呈不规则层状强晶，对经过热处理的重结晶，所以不易形成裂纹，铜箔材料弯曲性能较好；而电解铜箔材料在厚度方向上呈现出柱状结晶组织，弯曲时易产生裂纹而断裂；同样，在经过热处理等特殊加工的高延电解铜箔材料断面观察时，虽还是以柱状结晶为主，但在铜层中以形成层状结晶，弯曲时也不易断裂。四，铜箔材料的弯曲性：大多数挠性电路板产品对弯曲性能要求较高，所以导致多数生产厂对压延材料的偏爱，其实这里也是有很多盲目的选择因素，以上有提到压延材料有其特性，同时他也有许多的缺点在里面，应当适当应用。以下数据为相等条件下各类铜箔材料弯曲性测试结果。经测试，压延铜箔的弯曲性是普通电解铜箔的4倍，但其价格也较贵。所以对弯曲性要求不高的的产品（如，按键板，模组板，3D静态挠性电路等），可以选择用高延电解铜箔来替代压延铜箔材料，当然可靠性要求比较高的情况下（如滑盖手机板，折叠手机板等），还是采用压延铜箔材料较好。五，铜箔材料的发展趋向：随着电子消费产品越来越小型化以及航天，军用及民用高科技产品的可靠性要求越来越严格，对于挠性电路板工艺加工和材料的物理性能要求越来越高，现以出现的有：1：高弯曲性压延铜箔，同样条件下，弯曲性是常规压延材料的七倍 2：精细及超精细图形制作用电解铜箔材料，针对COF产品高弯折的精细导线制作，相同条件下线路蚀刻后线条更均匀，残铜更少。加工工艺是采用喷镀法在聚酰亚胺薄膜上喷度一层薄铜，然后再进行电镀达到铜层约9um的超薄铜箔。3：压延合金铜，合金铜箔材料主要特性是导电性能好，接近纯铜，机械性能，热稳定性都较好于常规压延材料。相信读者看完了上面的介绍，对于电解铜和压延铜的区别已经有了一定的了解，那么以后在电解铜和压延铜选择上应该也有一个大致的方向了。
铝电解生产工艺技术（五）
2019-02-15 14:21:10
①CO2气体对全球温室效应的影响 因为今世铝电解出产烟气管理选用的净化系统对逸出的CO2不作任何处理，随同天空中的水蒸气一道对全球的温室效应发作了较大的影响。要彻底处理这一问题，只要选用慵懒阳极和水力发电相结合的办法。表8列出了电厂和铝厂单位产铝量叠加和别离排出的CO2气体质量。表8 选用霍尔-埃鲁法和慵懒阳极法两种工艺条件下电厂/铝厂叠加和别离的CO2排放量项目霍尔-埃鲁法慵懒阳极性水电火电（天然气）水电（煤）水电火电（天然气）水电（煤）电解发作的CO2/（t/t Al）1.741.741.74000电厂发作的CO2/（t/t Al）06.1615.404.812CO2总逸出量（t/t Al）1.747.917.1404.812
②CF4和C2F6对全球温室效应的影响 在电解槽阳极效应发作时发作的CF4和C2F6尽管对生、植物无毒副作用，对同温臭氧层不发作影响，但都对全球的温室效应起作用。因为其在空气中的超稳定性，故影响程度是CO2的6500-10000倍。依据最近对预焙槽的丈量发现，每天每分钟阳极效应产出的每吨铝有0.12kg CF4逸出，自焙槽的逸出量约为预焙槽的2/3左右。削减CF4和C2F6的最首要对策是削减阳极效应的发作。现在，许多国家都规则铝厂电解槽的阳极效应频率有必要降到0.2次/（日·槽）以下，有的铝厂乃至到达0.05次/（日·槽）。 ③SO2气体发作的区域性空气污染 逸出的SO2与空气中水分反响构成“酸雨”，处理的办法是选用含硫低的石油焦或选用湿法净化系统。对含硫2.4%的预焙阳极块进行了丈量，成果发现每吨铝有1kg左右的COS气体逸出，进入大气后被氧化成SO2，其他95％以上的硫直接以SO2气体逸出，总量相当于CO2逸出量的3%。[next] ④氟化物、PAH对周围环境的影响 因为电解逸出的氟化物对生物和植物的影响已被较早知道，所以，近二十年来世界铝工业在环境管理和烟气净化方面所采纳的办法对削减氟的排放取得了很大的开展。欧洲原铝工业的氟排放量已从1974年的约3.8kg/t A1削减到1994年的0.7-0.8kg/t Al,现在有些国家已到达0.4-0.5kg/t Al。从某种视点来说，其损害简直已不存在。 PAH的发作，首要来自自焙槽出产进程中发作的沥青烟。在现代化预焙阳极电解槽的铝厂，简直没有PAH，仅仅在筑炉扎热糊时有少数逸出。 (2)电解烟气管理工艺与水平电解铝出产烟气管理分为干法和湿法两种。现在，世界上干法净化选用的方式首要有以下几种： ①烟道直接参加A12O3吸附法（加拿大Alcan）； ②文丘里反响器法（法国空气公司）； ③VRI法（美国PEC公司）； ④沸腾床法（美国Alcoa）； ⑤特殊管道化法（挪威Flakt）。 因为湿法净化存在二次污染以及流程杂乱等要素，所以含氟烟气的净化很少用湿法净化。在海滨的铝厂（如欧洲的一些铝厂），特别是选用高硫石油焦出产的阳极工厂和自焙槽铝厂，为了满意当地严厉的环境保护要求，用海水洗刷逸出的SO2等有害气体；而内陆地区的铝厂，一般不选用。 世界上先进的现代化预焙阳极电解槽铝厂经环境管理后典型的有害物排放方针如下： CO2 1.6t/t Al（含阳极制作） 氟化物 0.5kg/t Al CF4 0.05kg/t Al 5.精铝出产 Na2AlF6-A12O3熔融盐电解所得的铝，含铝量一般不超越99.8%，称为原铝；含铝99.99%-99.996%者为精铝；含铝99.999以上者为高纯铝；含铝99.9999%以上的为超纯铝。我国现在通行的精铝质量标准见表9。[next]表9 精铝质量标准元素含铝量（≥）/%Fe/%Si/%Cu/%Fe，Si，Cu档次（总和）/%≤高一级品99.9960.00150.00150.0010.004高二级品99.990.0030.00250.0050.01高三级品99.970.0150.0150.0050.03高四级品99.930.040.040.0150.07 精铝比原铝具有更好的导电性、导热性、可塑性、反光性和抗腐蚀性。其间最有价值的是它的抗腐蚀才能。铝的纯度愈高，表面氧化膜愈细密，与内部铝原子的结合愈结实，使它对某些酸和碱、海水、污水及含硫空气等表现出很好的抗腐蚀性。 铝是导磁性十分小的物质，在交变磁场中具有杰出的电磁功能，纯度愈高，其导磁性越小和低温导电性越好。所以精铝及高纯铝在低温电工技能、低温电磁构件和电子学领域内有着特殊的用处。 铝的精粹办法甚多，其间最首要的是三层液电解精粹法和区域熔炼法。 (1)三层液电解精粹三层液电解精粹法最早由A.G.Betts于1905年提出，后来经Hoopes引荐，于1922年第一次在工业上得到使用。长期以来，电解精粹的原理没有根本变化，仅仅电解槽结构和电解质组成有所改动。 图6为三层液铝精粹电解槽的示意图。[next] 在精粹槽槽膛内，有三层液体。最基层为阳极合金，由待精粹的原铝和加剧剂铜组成，因为其密度较大(3.2-3.5g/cm3)，故它沉在槽底，与槽底部阳极炭块相连；中间一层为电解质，一般由Na3AIF6、AIF3、BaC12组成，密度为2.5-2.7g/cm3，比阳极合金轻，但比铝重，居于中间层；最上面一层为精粹所得的精铝，密度约为2.3g/cm3,与石墨阴极（或固体铝阴极）相连接。 铝的熔盐电解精粹，是一种用可溶性阳极的电冶金进程，它和水溶液电解精粹金属类似。其基本原理是：电解时，阳极Al-Cu合金中的铝失掉电子，发作电化学阳极溶解而成为Al3+进入电解质，然后Al3+在阴极上得到电子，进行电化学复原。即： 阳极上 Al(l) -→A13++3e 阴极上 A13++3e→Al(l) 比铝正电性的杂质，如Si、Fe、Cu等不发作阳极溶解，而残留在阳极合金中；比铝负电性的杂质，如Na、Ca、Mg等尽管发作阳极溶解，以相应的离子进入电解质，但因为它们的分出电位比铝高，在必定的A13+浓度、电解温度和电流密度下，都不会在阴极上分出，而残留在电解质中，然后到达原铝精粹的意图。 (2)区域焙炼区域焙炼则是用来制取高纯铝的冶炼办法，如与有机溶液电解精粹法相结合，可制取超纯铝。 区域焙炼法是将已精粹得到的精铝（99.99%-99.996%），铸成细条锭，将其表面氧化膜用高纯和硝酸除掉后，放入光谱纯石墨舟中，再将装有铝锭的石墨舟放入石英管中（管内抽真空），然后顺着石英管外部缓慢移动电阻加热器加热，在铝锭上形成一个25-30mm狭隘熔区，熔区温度750℃，重复区熔12-15次，所得产品纯度则可达99.999%以上。 （三）原铝工业的开展方向 1.世界原铝工业 美国政府托付美国能源部和全美铝协会编制的《美国原铝工业的技能开展战略》，是美国政府辅导原铝工业久远技能开展的规划文件，其间提出了美国铝工业领域履行的方针和原铝职业履行的方针，这对全球铝工业的开展方向具有必定的参考价值。其间有关原铝工业开展内容摘抄如下：[next] ①5-10年内将铝的产值进步25％； ②5年内涵轿车商场中添加铝的用处40％； ③5年内涵非轿车运送交通中添加40％的商场； ④5年内涵根底结构的建筑中添加50%的用处； ⑤3-5年内，电流效率进步到97％； ⑥3-5年内电耗降到13000 kW.h/t Al; ⑦3-5年内有效地下降阳极效应系数，大幅度下降氟碳化合物的排放量，以下降对大气温室效应的严重影响。 2.霍尔一埃鲁预焙阳极电解技能的革新 ①TiB2-G阴极元件电解槽的规划； ②可泄流式电解槽的开发； ③慵懒阳极的开发； ④新工艺、新技能的研讨与开发。
铝电解生产工艺技术（一）
2019-02-15 14:21:10
1．出产工艺 (1)工艺机理铝电解工业出产选用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法。所谓冰晶石－氧化铝融盐就是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成的多相电解质系统，即为Na2AIF6-A12O3二元系和Na3AIF6-AIF3-Al2O3三元系是工业电解质的根底。 可以传导电流和在电流通过期改动自己成分的液体叫做电解质。 许多年以来，铝电解质一向以冰晶石为主体，其原因如下。 ①纯冰晶石不含分出电位（放电电位）比铝更正的金属杂质（铁、硅、铜等），只需不从外界带入杂质，电解出产可以获得较纯的铝。 ②冰晶石可以较好的溶解氧化铝，在电解温度950-970℃时，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度约为10％（质量）。 ③在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比同温度的铝液的密度小，它浮在铝液上面，可防止铝的氧化，一起使电解质和铝很好地别离，这既有利于电解进程，又简化了电解槽结构。 ④冰晶石有必定的导电才干，这样使得电解液层的电压降不至过高。 ⑤冰晶石熔液在电解温度下有必定的流动性，阳极气体可以从电解液中顺畅地排出，并且有利于电解液的循环，使电解液的温度和成分都比较均匀。 ⑥铝在冰晶石熔液中的溶解度不大，这是进步电流效率的一个有利要素。 ⑦冰晶石熔液的腐蚀性很大，但碳素材料能抗受它的腐蚀，用碳素材料作内衬缔造电解槽基本上可以满意出产的要求。 ⑧在熔融状况下，冰晶石基本上不吸水，蒸发性也不大，这将削减物料耗费并能确保电解液成分相对安稳。 以上所述有的是冰晶石的长处，也有的是它的缺陷，如纯冰晶石的熔点较高（1008.5℃），导电功能欠好和腐蚀性强，以及氧化铝在其间的溶解量不大等，这些导致了熔盐电解法出产铝时电能耗费大，建造出资和出产费用高。多年来，为了战胜其缺陷，促进入们去寻觅能替代它的新物质，但至今没有取得成功；一起，入们也研讨运用一些增加物像氟化钙、氟化镁、等，来改进冰晶石一氧化铝熔体的性质。因而，铝工业用的电解质现已远不是简略的二元系而是多元系了。现将增加物氟化钙、氟化镁、氟化锉对电解质熔融温度的影响列于表。[next]表1 增加物对电解质熔融温度的影响电解质成分未加增加物时熔融温度/℃加增加物时的熔融温度/℃增加物品种5%10%2.7Na·FAlF3+5%Al2O3982965953CaF2950920MgF2930 LiF 从表1可以看出，、氟化镁能显著地下降电解质的初品温度，但这些增加物别离有下降氧化铝溶解度或恶化其他性质的缺陷，所以只要操控恰当的增加量才干起到预期的效果。迄今为止，还没有一种彻底符合抱负的增加剂。 在固态下冰晶石比铝密度大，但消融之后则比铝密度小，在电解温度下此密度改动及差值使电解液和铝液能很好地别脱离，铝液沉在槽底，电解液漂浮在上层，维护在阴极分出的铝不遭受氧化。 液体表面分子或离子被其内层的分子或离子所招引向内紧缩的力气叫做表面张力。铝电解槽中发作表面张力现象的不同物质的触摸面有四个： ①熔融电解质和气体（阳极气体和空气）的界面； ②熔融电解质和固体碳素阳极的界面； ③熔融电解质和液体金属的界面； ④液体金属与固体碳素阴极的界面。 在电解槽内，金属同电解质，以及金属同碳素材料的界面上有很大表面张力，因而铝不能湿润碳素，然后不能被其吸收。由于铝在电解质界面上具有大的表面张力，这样就有助于削减铝在电解质中的溶解丢失。铝在碳素界面上的表面张力决定于它的纯度，铝中含有硅、铁，特别是钠可以下降其表面张力，因而促进了向炭块的孔隙与裂缝中浸透，然后影响电解槽的寿数。[next] 在现代工业上供应铝电解出产运用的原材料有冰晶石、、氟化铝、氟化钙、氟化镁和氧化铝等。这种由冰晶石和其他几种氟化物组成的熔剂与氧化铝组成的电解质在950℃左右可以很好地导电，而可以反抗这种电解质腐蚀并且又能杰出导电且报价低廉的惟有碳素材料。因而，现在铝工业均选用炭阳极和炭阴极，电解进程总的反响方程式为：
（假如阳极气体组成是70%CO2＋30%CO时） 这种电解质熔液在950℃左右密度大约为2.1g/cm3,比同一温度下铝液2.3 g/cm3小10%左右，因而可以确保电解进程中铝液与电解质熔液分层。在这种熔液里基本上不含有比铝更正电性的元素，然后可以确保电解产品铝的质量。此外，冰晶石一氧化铝熔液基本上不吸水，在电解温度下它的蒸气压不高，具有较大的安稳性。 当电流通过电解质时，使这些物质组成在电极上别离出来的现象叫做电解，盛电解质的设备就叫做电解槽。在正常出产时，电解槽的槽底积存必定数量的金属铝，这个金属层的表面就是阴极表面，它与电解质直触摸摸，因而必定有部分金属溶解到电解质中去，阴极金属铝溶解到电解质中是下降电流效率的首要原因。影响铝在电解质中的溶解度的最大要素是温度，温度愈高，铝的溶解丢失愈大。依据对铝电解槽的屡次丈量标明，温度每升高10℃，电流效率大约下降1%-2％。因而，电解槽力求坚持低温操作，关于进步电流效率是有优点的。 阳极效应是熔盐电解时的特殊现象，冰晶石氧化铝电解时，当电解区中氧化铝含量下降到1％-2％时，则可在阳极上发作阳极效应。阳极效应发作的原因，有多种说明，但最受注重能较好说明效应现象的是湿润性改动学说和电极进程改动学说两种，在此不做具体说明。 (2)铝电解出产工艺流程简述铝电解出产进程，首要是以冰晶石一氧化铝熔液做电解质，碳素材料为阴极和阳极，直流电从阳极导入，通过电解液和铝液层后从阴极棒导出，直流电的效果是以热能方式坚持冰晶石、氧化铝等质料呈熔融状况和完成电化学反响，反响成果在阳极上生成二氧化碳和气体，在阴极上分出液态金属铝。跟着电解进程的进行，分出的铝被积蓄起来，周期地从电解槽中取出来，取出的铝从电解厂房送往铸造部分，通过相应的处理后浇铸成各种规格的坯锭。[next] 一台电解槽是一个出产单元，必定数量的电解槽串联起来构成一个系列，一个或几个系列组成一个电解车间。铝电解出产工艺流程如图1所示。 从图1可见，电解铝运用的质料是氧化铝、阳极糊或预焙阳极块（阳极块）、冰晶石、氟化铝和其他氟化物等，这些质料都是在专门的车间或工厂中制备的。 烟气中除二氧化碳和外，还含有少数的氟化氢或其他气体，氟化氢是有害气体，影响周围环境，应当予以妥善处理。现行净化办法有湿法和干法两种，终究哪种办法更为适用，应依据电解槽槽型以及具体条件断定，净化时收回的再生冰晶石或含氟氧化铝可回来电解槽运用。 电解铝出产的首要设备—电解槽在装置结束后，要通过焙烧和开动阶段后才干转入正常出产，一般能继续进行出产3-5年，有时由于槽内衬前期发作破损，严重影响铝的产值、质量或发作漏槽风险时，便将电解槽停槽检修，检修好今后通过焙烧开炉再恢复出产。 (3）电解铝所用的质料及质量要求[next] ①氧化铝（A12O3） 氧化铝是三氧化二铝的简称，也称作铝氧。它是从铝矿石提取出来的。当时出产氧化铝用的砂石有铝土矿、霞石、蓝晶石、明矾石和高岭土等。我国现在首要选用铝土矿作为制取氧化铝的质料，其出产工艺和产品的质量要求详见氧化铝出产工艺篇。 ②冰晶石（Na3AIF6） 冰晶石的分子式也可写成3NaF.AlF3，冰晶石中和氟化铝摩尔比叫做冰晶石的分子比，纯冰晶石的分子比等于3，相对密度是2.9，其组成是Al占12.8%，Na占32.8%，F占54.4%。冰晶石分子比大于3的属碱性，小于3的属酸性，等于3的是中性。出产上运用的冰晶石有四种：天然冰晶石，入造冰晶石，收回所得的浮选冰晶石和再生冰晶石。 a.天然冰晶石 在自然界中天然冰晶石矿十分少，从矿山挖掘出来的天然冰晶石一般含80%左右的纯冰晶石，所以有必要通过分选才干得到符合要求的产品。分选后的冰晶石的组成大致是：A1占13%一14%，F占53%-54%，Na占30%-32%，此外还有少数的铁硅等杂质。跟着铝工业的开展，由于天然冰晶石储藏量小、散布不遍及、质量差，远远满意不了电解炼铝的需求，所以入们只能用入工办法很多出产冰晶石，我国铝工业从一开端就运用入造冰晶石出产铝。 b.入造冰晶石 一般通称组成冰晶石，工业上只简称冰晶石，它是白而稍带灰色的粉末，质感柔软，略粘手，用手可捏拢成团，不溶于水。铝电解用组成冰晶石的分子比在1.6-2.0左右，由于受出产办法约束，其杂质含量比氧化铝高，冰晶石的产品质量等级如表2所示。表2 冰晶石质量等级（GB4291-84）等级化学成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42-P2O5特级5313310.250.80.020.5一级5313310.41.20.050.8二级5313310.51.50.051.3[next]
C.浮选冰晶石 电解槽正常出产时，在电解液表面上常常漂浮一层炭渣，捞出的炭渣中约含60%-70%电解质，一般选用浮选法从炭渣中选出电解有用的成分，称为浮选冰晶石。对拆槽下的废炭块进行浮选时也能得到浮选冰晶石。 d.再生冰晶石 电解槽选用湿法进行烟气净化时收回的冰晶石，称为再生冰晶石，其间往往含有少数的氧化铝、其他氟化物以及炭粉等。需求指出，浮选冰晶石和再生冰晶石的质量动摇都较大，在运用之前要进行质量分析，并且常常是先参加母槽里，通过净化后再移入正常槽中。 ③氟化铝（A1F3） 氟化铝是白色坚固的粉末，比氧化铝的颗粒稍大一些，它的流动性仅次于氧化铝，在电解温度下易蒸发，遇水易水解。在电解进程中由于氟化铝的蒸发和水解而使电解液分子比进步，为坚持规则的分子比，需依据分析成果弥补氟化铝以调整电解液的成分，氟化铝的质量等级如表3所示。表3 氟化铝质量等级（GB4292-84）等级化学成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42-P2O5≥≤一级613040.41.20.057二级613050.51.50.057
④（NaF） 是白色粉末，易溶于水。电解槽开动初期，由于其碳素内衬挑选吸收，使电解液分子比急剧下降，那时要用较多的调整分子比。此外，由于装槽用组成冰晶石的分子比太低，为调整到开动要求的分子比，也需求掺配很多的，的质量等级如表4所示。
铝电解生产工艺技术（二）
2019-02-15 14:21:10
表4 质量等级（GB4293-84）产品化学成分/%等级≥≤ NaFH2OSiO2酸度（HF）Na2CO3硫酸盐SO42-水中不溶物一级980.50.50.10.50.30.7二级94110.110.53三级841.5 0.12210
⑤氟化钙（CaF2） 氟化钙是从天然萤石精选出来的，选后的粒度为经过140意图占90%，其中有75％经过200目。氟化钙是运用较早较遍及的一种增加物，其化学成分占的份额如下： CaF2 SiO2 A12O3＋F2O3 H2O CaCO3 ＞95％ ＜1.4％ ＜0.5％ ＜0.5％ ＜1.5％ ⑥氟化镁（MgF2） 氟化镁也是一种增加物，但运用得不太遍及，并且运用时间较氟化钙晚，入们以为在改进电解质性质方面它是一种比较好的增加物，其化学成分要求如下： F Mg SiO2 SO42- R2O3 H2O ＞45％ ＞32％ ＜0.9％ ＜1.5％ ＜1.0％ ＜1.0％ ⑦阳极糊阳极糊是焙烧成旁插或上插槽阳极的质料，在电解进程中氧化铝分化后发生的氧将阳极的碳素氧化，阳极跟着电解的进程而耗费，因为电解进程接连进行，所以有必要定时地增加阳极糊。阳极糊的耗费量很大，仅次于氧化铝。阳极糊被参加旁插或上插槽中后，凭借本身电阻发生的焦耳热和电解液供应的热量，自行焙烧成为碳素阳极，所以这两种阳极叫做接连自焙碳素阳极。铝工业选用碳素材料做电极，是因它具有杰出的导电性和满足的强度，并且本领高温、能抗受氟化物的腐蚀以及货源广并且价廉。[next] 阳极糊是在阳极糊车间或碳素工厂中制备的，把在1250℃以上煅烧后粉碎成有必定粒度配比的石油焦或沥青焦或两种焦的混合物，同占总量28%-32％的熔融沥青在混捏锅或接连混捏机中混捏，混合均匀后倒进铁制容器或铁模型中冷却成型（规格有大有小）或制成小团块。阳极糊的质量等级如表5所示。表5 阳极糊质量等级（YS/T 284-1998）牌号灰分/%电阻率/（μΩ·m）耐压强度/（N/m2）真密度/（g/cm3）体积密度/（g/cm3）CO2反响性/[mg/(cm2·h)≤≥≤TY-00.35702921.480TY-10.4575281.991.3995TY-20.680271.981.38110TY-30.880271.981.38110
除表5列出的一起要求外，在塑性方面旁插槽阳极糊与上插槽阳极糊的要求有所不同，前者期望阳极糊的流动性小一些，而后者则要求具有满足的流动性。 ⑧阳极块阳极块是做预焙槽中的阳极，其功能除取决于制取用生糊质量外，还取决于成型和焙烧的质量。现代的阳极块一般采纳振荡成型法成型，成型后的产品送至环式焙烧炉或其他窑中烧成。因为它们加进电解槽曾经已被预先焙烧好，所以叫预焙阳极块。阳极块的质量要求如表6。表6 预焙阳极块质量等级（YS/T 285-1998）牌号灰分/%电阻率/（μΩ·m）热膨胀率/%CO2反响性/[mg/(cm2·h)耐压强度/（N/m2）体积密度/（g/cm3）真密度/（g/cm3）≤≥TY-10.5550.4545321.52TY-20.8600.550301.52TY-31650.5555291.482
钨铁生产工艺
2019-01-18 13:27:13
结块法
结块法采用可在轨道上移动、炉体上段可拆的敞口电炉，用碳作还原剂。精钨矿、沥青焦(或石油焦)和造渣剂(铝矾土)组成的混合炉料分批陆续加入炉中，炉内炼得的金属一般呈粘稠状，随着厚度增高，下部逐渐凝固。炉子积满后停炉，把炉体拉出，拆除上段炉体使结块冷凝。然后取出凝块，进行破碎和精整;挑出边缘、带渣和不合格的部分回炉重熔。产品含钨80%左右，含碳不大于1%。
取铁法
取铁法适用于冶炼熔点较低的含钨70%的钨铁。采用硅和碳作还原剂;分还原(又称炉渣贫化)、精炼、取铁三个阶段操作。还原阶段炉中存有上一炉取铁后留下的含WO3大于10%的炉渣，再陆续加进多批钨精矿炉料，然后加入含硅75%的硅铁和少量沥青焦(或石油焦)进行还原冶炼，待炉渣含WO3降到0.3%以下时放渣。随后转入精炼阶段，在此期内分批加入钨精矿、沥青焦混合料，用较高电压操作，在较高温度下脱除硅、锰等杂质。取样检验，确定成分合格后，开始取铁。过去用钢勺人工挖取铁块投入水池，60年代初吉林铁合金厂改用机械取铁装置，改善了劳动条件。取铁期内仍根据炉况，适当地加进钨精矿、沥青焦料。冶炼电耗约3000千瓦•时/吨，钨回收率约99%。
铝热法
近年来，为了利用废硬质合金粉末钨钴分离提钴后的再生碳化钨，研制出了铝热法钨铁工艺，用再生碳化钨与铁为原料，以铝作还原剂，利用碳化钨中自身的碳和铝燃烧的热能，使原料中的钨和铁转化为钨铁，可节约大量的电能，并降低成本。同时由于原料碳化钨中的杂质远远低于钨精矿的杂质，产品质量均高于以钨精矿为原料的钨铁。钨的回收率也高于以钨精矿为原料的工艺。
钨价昂贵，在生产过程中必须重视提高回收率，不合格产品、渣铁要收集回炉，电炉应有高效率炉气除尘设施，回收含钨粉尘。
钢铁生产工艺
2018-12-11 14:37:54
现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。 一个钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系。我国的钢铁企业一般都是这样的全流程联合企业。
1、冶炼原料 原料是高炉冶炼的物质基础，精料是高炉操作稳定顺行，获得高产、优质、低耗及长寿的基本保证。 高炉冶炼用的原料主要有铁矿石（天然富矿和人造富矿）、燃料（焦炭与喷吹燃料）、熔剂（石灰石和白云石等）。冶炼一吨生铁大概需要品位为63%的铁矿石1.60~1.65吨，0.3~0.6吨焦炭，0.2~0.4吨熔剂。2、炼铁工艺 高炉炼铁是以焦炭为能源基础的传统炼铁方法。它与转炉炼钢相配合，是目前生产钢铁的主要方法。高炉炼铁的这种主导地位预计在相当长时期之内不会改变。高炉炼铁的本质是铁的还原过程，即焦炭做燃料和还原剂，在高温下将铁矿石或含铁原料的铁，从氧化物或矿物状态（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4·TiO2等）还原为液态生铁。 冶炼过程中，炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入的高温热风与焦炭发生反应，产生的高温还原性煤气上升，并使炉料加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁聚集于炉缸，周期地从高炉排出。上升过程中，煤气流温度不断降低，成分逐渐变化，最后形成高炉煤气从炉顶排出。3、炼钢
钢与生铁都是以铁元素为主，并含有少量碳、硅、锰、磷、硫等元素的铁碳合金，二者差别就是C元素的含量。 炼钢的主要任务包括以下几项：
1）脱碳；2）脱磷；3）脱硫；4）脱氧；5）脱氮、氢等；6）去除非金属夹杂物；7）合金化；8）升温；9）凝固成型。
炼钢工艺主要包括 1） 铁水预处理；2）转炉或电弧炉炼钢；3）炉外精炼（二次精炼）；4）连铸。 炼钢过程是个氧化过程，其去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气并加入造渣剂形成熔渣出来。脱碳反应是炼钢过程的主要手段，硅、锰、磷、硫等元素也通过氧化反应去除。炼钢的原料有生铁、废钢、熔剂（石灰石等）、脱氧剂（硅铁、锰铁、铝等）、合金料等。4、连铸 连续铸钢是通过连铸机将钢液连续地铸成钢坯的工序。与模铸相比，连铸具有以下优越性： 1）简化工序、节能；2）铸坯切头率降低、金属收得率比模铸高7~12%；3）高效凝固；4）优化成型。
连铸工艺的流程为：钢液通过中间包注入结晶器内，迅速冷却成具有一定厚度的凝固壳而内部仍为液态的铸坯。铸坯下部与伸入结晶器底部的引锭杆衔接，浇注开始后，拉坯机通过引锭杆把结晶器内的铸坯以一定速度拉出。铸坯通过连铸二次冷却区时，进一步是受到喷水冷却直到完全凝固。完全凝固后的铸坯通过拉矫机矫直后，切割成规定长度，由输送辊道运出。5、轧钢 轧制过程是轧件与轧辊之间的摩擦力将轧件拉进不同旋转方向的轧辊之间使之产生塑性变形的过程。一般的轧钢工序可分为： 加热炉 粗轧 中轧 精轧 精整
电工圆铝杆生产工艺
