一、冰晶石－氧化铝电解的工艺     现在全国际的铝都是电解冰晶石－氧化铝融盐出产的。出产流程如图1所示。     电解铝的中心是电解槽，现代铝电解按电解槽的不同分为两大类四种办法，即接连式和不接连式预焙电解槽，上插棒和侧插棒自焙电解槽。    图1  现代铝电解工业出产流程图     （一）不接连式预焙电解槽     不接连式预焙电解槽简称焙槽，现代铝出产大多用这种槽。由于这种槽结构简略节省材料，有利于阳极气体的搜集，能够大型化。大型预焙电解槽的电流强度已达320kA，电流功率到达92%，各项目标均较好。最近，法国开发成功500kA的超大型预焙阳极电解槽。预焙槽的结构首要为：阴极设备、阳极设备和导电母体系三大部分。     阴极设备由钢制槽壳、阴极碳块组和保温材料砌体三部分组成。槽壳为钢板焊制的敞开式六面体，分为有底和无底槽壳，并有背撑式和摇篮式之分。现在大都采胜有底槽壳，槽壳四周和底用工字钢加固。阴极炭块组包含阴极炭块和钢棒，钢棒镶嵌在阴极炭块的燕尾槽内，也是用高磷生铁浇铸，使铁棒与阴块炭块联在一同。阴极石墨炭块具有质地均匀，导电、导热性好等长处。保温砌体由耐火砖、保温砖砌筑。在槽壳中自上而下一般有两层石棉板，铺一层氧化铝粉，砌三层硅藻土保温砖、两层黏土砖，捣固一层炭糊，砌阴极炭块，阴极炭块间的立缝用炭糊填充。由槽壁内衬和槽底炭块围成的空间称为槽膛，一般深500～600mm。槽膛四周下部用炭糊捣固成斜坡，称为人工伸腿，以协助铝液缩短于阳极投影区内。阴设备中的阴极炭块部分能经得住融盐腐蚀的时刻称为电解槽寿数，我国电解槽的寿数为1300d，国外为1800d。     阳极设备由阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降组织组成。预焙槽有多个预制炭块组，每组包含3块预制阳极炭块。炭块、钢爪、铝导电杆组装成阳极。钢爪用高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块严密地粘接，铝导电杆选用渗铝法和爆破焊与钢爪衔接在一同。铝导电杆通过具与阳极母线大梁相连，将阳极炭块挂在大染上。阳极母线大梁由铸铝制成，承当着整个阳极的质量，并将电流通过阳极输入电解槽。由升降设备带动上下移动来调整阳极的方位。预制阳极炭块组数由电解槽的电流强度、阳极电流密度及炭块尺度来决议。加料可从边部或中部进行，依据加料多少和加料时刻长短分为空隙加料和点式加料。     导电母线体系包含阳极母线、阴极母线、立柱母线和槽间衔接母线，由大面积铸铝板制造。导电母线体系最重要的是母线装备和母线经济电流密度的挑选，前者取决于操控电解槽的磁场散布的要求，后者则由电能耗费和基建出资的优化成果所决议。母线装备有纵向和横向两种办法。现代大型电解槽选用横向装备，选用多端进电办法。     （二）接连式预焙电解槽     接连式预焙电解槽的特色是选用一种特制的炭糊将预制阳极块粘在行将耗尽的阳极上，炭糊在电解进程的高温下焦化，将新旧炭块结为一体。电流从侧部导入。它的长处是无残极，消除了换极时引起的电流散布不均匀；缺陷是接缝处电阻大，阳极结构杂乱，热丢失大，经济目标低于不接连式预焙电解槽。     （三）侧插自焙电解槽     侧插自焙电解槽选用守时向槽内增加阳极糊，阳极糊在电解进程的高温下焙烧成阳极锥体。电流从侧部刺进的钢棒导入，通过阳极锥体到电解质。     侧插插槽的阳极设备由阳极、阳极结构和阳极降组织组成。整个阳极的外部安放在阳极结构中的铝板铆制成的箱内。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒，与水平面成20°角，共有四排，上面两排待烧结，下面两排作业，与阳极小母线衔接导电。在电解进程中铝箱和阳极锥体一同耗费，阳极不断焦化，坚持锥体安稳。阳极结构由槽钢材和钢板焊成，框在铝箱外围。它的下部U形吊环套住阳极能够随它一同升降。阳极结构有滑轮组，通过钢丝绳悬挂在阳极升降机上。它除能升降阳极外，还能使之经得住液体炭糊的胀大效果，维护铝箱不变形。阳极升降组织由电机、减速器、滑轮组构成，它在必要时升降阳极。     侧插自焙槽虽有省去了阳极炭块的低烧工序，没有残极处理，简化了工艺流程，使出产成本大大下降，出资小、见效快的特色，但它有烟气搜集困难，环境污染问题不易处理，受阳极尺度的约束，不能大型化，直流电耗较高，不易完结出产进程自动化等问题。最近，我国政府已明令约束自焙槽的开展。     （四）上插自焙电解槽     上插自焙电解槽由炭阳极、阳极框套、集气罩、阳极气体焚烧器和阳极升降组织组成。炭阳极也是由阳极糊接连自焙而成，阳极棒笔直刺进到阳极锥体内，拔棒时留下的棒孔要由上层液体糊添补，构成二次阳极，阳极糊的流动性稍大。阳极棒是通过爆破焊接在导电杆上的钢棒，钢棒刺进炭阳极，刺进深度按四个水平面装备。铝导电杆用夹具和阳极母线大梁紧接。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒待烧结成后才干运用。阳极棒既导电，又承当整个阳极的分量。炭阳极的外围为阳极框套，用10mm钢板焊成并用型钢加固。框套下四周装有集气罩，延伸到面壳上的氧化铝层，将壳上部空间密闭起来。阳极气体聚集于集气罩内，至焚烧器焚烧，送去净化。阳极升降组织用来升降阳极框套。     现代铝工业选用180kA、200 kA、300 kA系列的大型预焙阳极电解槽，选用两头进电或四端进电办法。进入21世纪后，法国彼施涅（Pechiney）公司开发成功500kA特大型电解槽，各项目标大幅进步，标志着国际铝工业进入了一个新的开展时期。     二、冰晶石－氧化铝电解的工艺     铝电解槽在焙烧、发动后转入正常出产，即在额外的电流强度下进行安稳出产；一切各项技能参数也都到达规划要求，并获杰出的技能经济目标-首要包含电流耗、功率及原铝的质量等。     处于正常出产状况的电解槽的外观特征有：（1）火焰从火眼强劲有力地喷出，火焰的色彩为浅紫色或稍微带黄色；（2）槽电压安稳，或在一个很窄的范围内动摇；（3）阳极四周电解质“欢腾”均匀；（4）炭渣别离杰出，电解质明澈透亮；（5）槽面上有完好的结壳，且疏松好打。     正常出产的电解槽具有“规整的槽膛”。电解槽内涵侧部炭块周围堆积有一圈由电解质熔体凝结的结壳（又称为槽帮和伸腿），它周围在阳极四周构成一个近似椭圆形的槽膛。这层结壳能够有效地阻挠电和热通过侧壁丢失，维护侧和槽底四周的内衬不受熔体的腐蚀，而且使铝镜面（即阴极表面）缩短以进步电流功率。在电解进程中尽量尽力坚持槽膛的规整。在出产时槽底应该是洁净的，无氧化铝沉积，或只要少数氧化铝沉积。     正常出产的电解槽高产、优质、低耗费的确保，而坚持正常出产则取决于合理的技能条件及与之相适应的操作准则。不然出产就不能坚持正常，呈现病槽和事端，使各项技能目标下降。     （一）电解铝出产的工艺条件     正常出产的技能条件首要包含：系列电流强度、槽电压、电解温度、极距、电解质组成、电解质水平（即结壳下熔体层高度）、铝水平（即槽内铝液高度）、槽底电压降以及阳极效应系数等。这些要素（或技能操作参数）都是彼此影响、彼此相关的。在必守时期内应尽可能坚持相对安稳，一旦因某种原因需求变化时，就有必要相应地调整其他参数与之和谐。     正常出产的技能条件依据铝电解原理和详细情况而拟定。表1列举了一些电解槽的技能条件。 表1  工业电解槽技能条件举例技 术 条 件预 焙 槽接连预焙槽电流强度/kA 阳极电流密度/A·cm－2 电解温度/℃ 电解质摩尔比 w （CaF2）/% w （MgF2）/% 槽电压/V 极距/cm 电解质水平/cm 铝水平/cm 槽底电压降/mV 阳极效应系数/次·（槽·d）－1 电流功率/% 直流电耗/kW·h·t－1130 0.72 960 2.7 2～3 － 3.9 4.2 16 26 340 0.9 88 13700160 0.75 950 2.5 2～8 4～5 4.0 4.1 16 25 320 0.3 90.5 13500186 0.8 960 2.6 2～6 4～5 4.0 4.2 16 26 320 0.4 92.0 13500300   950～960 2.2                 94 13400500   940～950 2.2               0.04～0.05 94 13200110 0.82～0.85 960 2.75 4～6 － 4.1 4～4.5 22 26 － 1.0 87 15500    （二）电解铝出产的惯例作业     无论是自焙槽仍是预焙槽，铝电解槽的惯例作业的首要内容包含：加料（称为加工）、出铝和阳极作业三个部分，详细的内容依槽的不同而有所不同。     1、加料。铝电解的加料作业就是守时地向电解槽中补加氧化铝，新式电解槽选用所谓接连或点式下料，就是每次下料之间的时刻有所严厉规则，接连下料的时刻空隙为20s，点式下料为每几分钟加一次。     下料的意图在于坚持电解质中Al2O3浓度安稳。电解质熔体中Al2O3含量一般为58%。大型预焙槽选用接连下料或点式下料后，Al2O3的浓度差只要2%～3%。由于坚持低的Al2O3浓度电流功率可达94%。也使参加的Al2O3敏捷溶解，坚持槽底无沉积，对进步电流功率是有优点的。大型电解槽的下料大都是借助于电子计算机自动操控，下料部位能够在边部，也可在炭块中间。后者更为优胜，无须打开槽罩，为现代大型电解槽所选用。接连加料作业进程是由天车联合机组或地上龙门式联合机组来完结的。中小型电解槽用地爬式打壳机作业。     铝电解的加作业业程序是扒开在面上预热的氧化铝料层，再打开壳面，将氧化铝推入熔体，然后往新凝结的结壳面上增加一批氧化铝，不许将冷料氧化铝直接参加电解质中。我国铝电解出产中总结了“勤加工、少下料”的操作办法，对中型槽完结安稳高产卓有成效。铝电解的作业除弥补氧化铝外，一般要随时调整电解质组成，弥补蒸发掉的氟盐和增加剂，调整电解质的摩尔比。每天需求取样分析电解质的成分，决议补加的量。增加的氟盐要和氧化铝混合均匀，铺到壳上预热，上面加氧化铝掩盖，加料时参加。     2、出铝。电解产出的铝认要守时、定量从槽中取出。每两次出铝之间的时刻称为出铝周期。中型槽一两天出一次，大型槽每天出一次，每次出铝量大约等于在此周期内的铝产值。出铝用真空抬包来完结。抽出的铝液运往铸造部分。铝通过熔剂净化、质量分配、扒渣弄清等处理后，铸成各种形状的名锭。工业电解槽取出的铝液含金属杂质（Si、Fe、Ti、V等）、非金属杂质（Al2O3、炭和碳化物），还含气体。有必要除掉这些杂质，到达用户的要求。铝液净化的办法有静置法和接连溶剂净化法。静置法就是在尽可能低的温度下长时刻静置，让铝液中的氢随温度的下降而溶解度下降，排出铝液。非金属杂质在这个进程中也浮出铝液而除掉。     3、阳极作业。阳极是电解槽的中心，它的管理作业十分重要。自焙阳极在电解进程中是借助于电解高温把阳极糊焙烧成阳极的。它在电解进程中参加反响而不断耗费，阳极作业的首要任务是弥补阳极糊和转接阳极母线（上插槽无此作业）。先拔出快要触摸电解质熔体的阳极棒，将小母线转接到现已进入阳极锥体的阳极棒上，然后将阳极棒钉入快要焙烧成锥体的阳极糊中（称为钉棒）。这样当糊体焙烧成锥体时，钉入的棒便可与之坚持最好的触摸，确保导电均匀。阳极作业应坚持阳极均匀地焙烧，电流均匀地导入阳极，并坚持阳极棒、阳极及各金属之间杰出触摸，以下降电压降。阳极作业结束后，要坚持阳极不歪斜、在电解进程中不氧化、不掉块、无断层和裂缝现象。预焙阳的作业是：守时依照必定次序替换阳极块，以坚持新旧阳极能均匀的分管电流，确保阳极大梁不歪斜；阳极替换后有必要用氧化铝掩盖好；跟着电解的进行，阳极要不断放低，当到达不能再放低时就要抬起阳极母线大梁。     （三）铝厂烟气净化     铝电解进程中放出的烟气有气态物和固态物。正常电解放出的气体是CO和CO2混合气体及少数的氟化物气体，阳极效应时发作CF4。自焙槽在烧结时发作沥青烟蒸发分，气体污染物占90%，预焙槽气体污染物占50%，见表1。污染物首要是H2F2含氟气体。铝电解时发作阳极气体，它含H2F2、SiF4、CF4、CO2等，还有沥青蒸发及各种粉尘，使电解厂周围环境遭到损害，要挟操作人员的健康。因而铝厂烟气得到合理的处理。烟气净化有干法和湿法两种。 表2  铝电解槽的污染物发出量      [kg/t（Al）]槽 型气态氟化物固态氟化物固、气氟总量粉尘总量上插槽 侧插槽 预焙槽15.45 14.64 8.334.05 － 8.4319.5 17.8 16.824.0 49.7 44.1     湿法净化是用水或碱溶液作为H2F2和粉尘的吸收剂来净化烟气。一般用5%的碳酸钠溶液来洗刷含氟气体，即发作反响： 2Na2CO3＋H2F2→2NaF＋2NaHCO3     当溶液中的NaF含量到达25～30g/L后，就能够用来组成冰晶石： 6NaF＋4NaHCO3＋NaAlO2→Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O     冰晶石经别离、枯燥后回来电解槽运用。滤液回来吸收塔吸收氟气体，整个进程物料能够循环运用。流程如图2所示。图2  铝电解槽烟气湿法净化工艺流程图     关于自焙槽的烟气，因含有沥青烟，净化困难，大都供应商仅作收尘和除焦油处理。湿法净化在20世纪70年代是净化铝厂烟气的首要办法。这一办法尽管净化了烟气，却又发作了废水，还需净化，出资大、运转费用高，现已为干法净化所替代。     干法净化就是用铝电解槽的质料氧化铝作为吸收剂，吸附烟气中的HF气，并截留烟气中的粉尘，吸收了氟化氢的氧化铝作为质料加到电解槽中。     氧化铝对氟化氢的吸附为化学吸附。吸附时氧化铝表面上生成单分子层吸附化合物，每1mol氧化铝吸附2molHF，这种表面化合物在300℃以上转化成AlF3分子。氧化铝对氟化氢的吸附率可达98%～99%。铝工业用的氧化铝因焙烧温度不同而比表面积和活性有所不同，对HF的吸附功能也有所不同。用于干法净化的氧化铝要求比表面积大于35m2/g，且α－Al2O3含量不超越25%～35%。铝电解关于砂状氧化铝的比表面积和α－Al2O3含量的要求就是依据这一需求提出来的。现代大型预焙槽都选用干法净化氟化。      我国贵州铝厂选用干法净化，进入净化设备前名气态氟化物5.7mg/m3，固态氟化物为7.3mg/m3，通过净化后烟气中的氟化物分别为0.12mg/m3和0.08mg/m3，净化率达98%。     干式净化法具有流程短，设备简略，净化功率高，截留下来的氟又回来电解槽，节省了氟盐，为大型预焙电解槽遍及选用。干法净化的首要缺陷是烟气中的杂质也回来电解槽，影响电铝的质量和影响电流功率。     我国电解铝厂发作的烟气，有的选用干法净化，有的选用湿法净化，有的根本不净化。跟着出产的开展，我国电解铝厂都向大型预焙槽方向开展，都要选用干法净化。

一、冰晶石－氧化铝电解的工艺     现在全国际的铝都是电解冰晶石－氧化铝融盐出产的。出产流程如图1所示。  图1  现代铝电解工业出产流程图     电解铝的中心是电解槽，现代铝电解按电解槽的不同分为两大类两种办法，即接连式和不接连式预焙电解槽，上插棒和侧插棒自焙电解槽。     （一）不接连式预焙电解槽     不接连式预焙电解槽简称预焙槽，现代铝出产大多用这种槽。由于这种槽结构简略节省材料，有利于阳极气体的搜集，能够大型化。大型预焙电解槽的电流强度已达320kA，电流功率到达92%，各项目标均较好。最近，法国开发成功500kA的超大型预焙阳极电解槽。预焙槽的结构首要为：阴极设备、阳极设备和导电母线体系三大部分。     阴极设备由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。槽壳为钢板焊制的敞开式六面体，分为有底和无底槽壳，并有背撑式和摇篮式之分。现在大都选用有底槽壳，槽壳四周和底用工字钢加固。阴极炭块组包含阴极炭块和钢棒，钢棒镶嵌在阴极炭块的燕尾槽内，也是用高磷生铁浇铸，使铁棒与阴极炭块联在一同。阴极石墨炭块具有质地均匀，导电、导热性好等长处。保温砌体由耐火砖、保温砖砌筑。在槽壳中自下而上一般有两层石棉板，铺一层氧化铝粉，砌三层硅藻土保温砖、两层黏土砖，捣固一层炭糊，砌阴极炭块，阴极炭块间的立缝用炭糊填充。由槽壁内衬和槽底炭块围成的空间称为槽膛，一般深500～600mm。槽膛四周下部用炭糊捣固成斜坡，称为人工伸腿，以协助铝液缩短于阳极投影区内。阴极设备中的阴极炭块部分能经得住融盐腐蚀的时刻称为电解槽寿数，我国电解槽的寿数为1300d，国外分1800d。     阳极设备由阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降组织组成。预焙槽有多个预制炭块组，每组包含3块预制阳极炭块。炭块、钢爪、铝导电杆组成阳极。钢爪用高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块严密地粘接，铝导电杆选用渗铝块挂在大梁上。阳极母线大梁由铸铝制成，承当着整个阳极的质量，并将电流通过阳极输入电解槽。由升降设备带动上下移动来调整阳极的方位。预制阳极炭块组数由电解槽的电流强度、阳极电流密度及炭块尺度来决议。加料可从边部或中部进行，依据加料多少和加料时刻长短分为空隙加料和点式加料。     导电母线体系包含阳极母线、阴极母线、立柱母线和槽间衔接母线，由大面积铸造铝板制造。导电母线体系最重要的是母线装备和母线经济电流密度的挑选，前者取决于操控电解槽的磁场散布的要求，后者则由电能耗费和基建出资的优化成果所决议。母线装备有纵向和横向两种办法。现代大型电解槽选用横向装备，选用多端进电办法。     （二）接连式预焙电解槽     接连式预焙电解槽的特色是选用一种特制的炭糊将预制阳极块粘在行将耗尽的阳极上，炭糊在电解进程的高温下焦化，将新旧炭块结为一体。电流从侧部导入。它的长处是无残极，消除季换极时引起的电流散布不均匀；缺陷是接缝处电阻大，阳极结构杂乱，热丢失大，经济目标低于不接连式预焙电解槽。     （三）侧插自焙电解槽     侧插自焙电解槽选用定向槽内增加阳极糊，阳极糊在电解进程的高温下焙烧成阳极锥体。电流从侧部刺进的钢棒导入，通过阳极锥体到电解质。     侧插槽的阳极设备由阳极、阳极结构和阳极程式降组织组成。整个阳极的餐部安放在阳极结构中的铝板铆制成的箱内。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒，与水平面成20°角，共有四排，上面两排待烧结，下面两排作业，与阳极小母线衔接导电。在电解进程中铝箱和阳极锥体一同耗费，阳极不断焦化，坚持锥体安稳。阳极结构由槽钢和钢板焊成，框在铝箱外围。它的下部有U形吊环套住阳极棒头使阳极能够随它一同升降。阳极结构有滑轮组，通过钢丝绳悬挂在阳极升降机上。它除能升降阳极外，还能使之经得住液体炭糊的胀大效果，维护铝箱不变形。阳极升降组织由电机、减速器、滑轮组构成，它在必要时升降阳极。     侧插自焙槽虽有省去了阳极炭块的低烧工序，没有残极处理，简化了工艺流程，使后产本钱大大下降，出资小、见效快的特色，但它有烟气搜集困难，环境污染问题不易处理，受阳极尺度的约束，不能大型化，直流电耗较高，不易完结出产进程自动化等问题。最近，我国政府已明令约束自焙槽的开展。     （四）上插自焙电解槽     上插自焙电解槽由炭阳极、阳极框套、集气罩、阳极气体焚烧器和阳极升降组织组成。炭阳极也是由阳极糊接连自焙而成，阳极棒笔直刺进到阳极锥体内，拔棒时留下的棒孔要由上层液体糊添补，构成二次阳极，阳极糊的流动性稍大。阳极棒是通过爆破焊接在导电铝杆上的钢棒，钢棒刺进炭阳极，刺进深度按四个水平面装备。铝导电杆用夹具和阳极母线大梁紧接。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒待烧结成后才干运用。阳极棒既导电，又承当整个阳极的分量。炭阳极的我围为阳极框套，用10mm钢板焊成并用型钢加固。框套下四周装有集气罩，延伸到面壳上的氧化铝层，将壳上部空间密闭起来。阳极气体聚集于集气罩内，至焚烧器焚烧，送去净化。阳极升降组织用来升降阳极框套。     现代铝工业选用180kA、200kA、300kA系列的大型预焙阳极电解槽，选用两头进电或四端进电办法。进入21世纪后，法国彼施涅（Pechiney）公司开发成功500kA特大型电解槽，各项目标大幅进步，标志着国际铝工业进入了一个新的开展时期。     二、电解电解铝出产的正常出产     铝电解槽在焙烧、发动后转入正常出产，即在额外的电流强度下进行安稳出产；一切各项技能参数也都到达规划要求，并获杰出的技能经济目标－首要包含电流耗、功率及原铝的质量等。     处于正常出产状况的电解槽的外观特征有：（1）火焰从火眼强劲有力地喷出，火焰的色彩为浅紫色或稍微带黄色；（2）槽电压安稳，或在一个很窄的范围内动摇；（3）阳极四周电解质“欢腾”均匀；（4）炭渣别离杰出，电解质明澈透亮；（5）槽面上有完好的结壳，且疏松好打。     正常出产的电解槽具有“规整的槽膛”。电解槽内涵侧部炭块周围堆积有一圈由电解质熔体凝结的结壳（又称为槽帮和伸腿），它周围在阳极四周构成一个近似椭圆形的槽膛。这层结壳能够有效地阻挠电和热通过侧壁丢失，维护侧壁和槽底四周的内衬不受熔体的腐蚀，而且使铝镜面（即阴极表面）缩短以进步电流功率。在电解进程中尽量尽力坚持槽膛的规整。在出产时槽底应该是洁净的，无氧化铝沉积，或只要少数氧化铝沉积。      正常出产是铝电解槽高产、优质、低耗费的确保，而坚持正常出产则取决于合理的技能条件及与之相适应的操作准则。不然出产就不能坚持正常，呈现病槽和事端，使各项技能目标下降。      （一）电解铝出产的工艺条件     正常出产的技能条件首要包含：系列电流强度、槽电压、槽电压、电解温度、极距、电解质组成、电解质水平（即结壳下熔体层高度）、铝水平（即槽内铝液高度）、槽底电压降以及阳极效应系数等。这些要素（或技能操作参数）都是彼此影响、彼此相关的。在必守时期内应尽可能坚持相对安稳，一旦因某种原因需求变化时，就有必要相应地调整其他参数与之和谐。     正常出产的技能条件依据铝电解原理和详细情况而拟定。表1列举了一些电解槽的技能条件。 表1  工业电解槽技能条件举例技能条件预 焙 槽接连预焙槽电流强度/kA 阳极电流密度/A·cm－2 电解温度/℃ 电解质摩尔比 w（CaF2）/% w（MgF2）/% 槽电压/V 极距/cm 电解质水平/cm 铝水平/cm 槽底电压降/mV 阳极效应系数/次·（槽·d）－1 电流功率/% 直流电耗/kW·h·t－1130 0.72 960 2.7 2～3 － 3.9 4.2 16 26 340 0.9 88 13700160 0.75 950 2.5 2～8 4～5 4.0 4.1 16 25 320 0.3 90.5 13500186 0.8 960 2.6 2～6 4～5 4.0 4.2 16 26 320 0.4 92.0 13500300   950～960 2.2                 94 13400500   940～950 2.2               0.04～0.05 94 13200110 0.82～0.85 960 2.75 4～6 － 4.1 4～4.5 22 26 － 1.0 87 15500    （二）电解铝出产的惯例作业     无论是自焙槽仍是预焙槽，铝电解槽的惯例作业的首要内容包含：加料（称为加工）、出铝和阳极作业三个部分，详细的内容依槽的不同而有所不同。      1、加料。铝电解的加料作业就是守时地向电解槽中补加氧化铝，新式电解槽选用所谓接连或点式下料，就是每次下料之间的时刻有严厉规则，接连下料的时刻空隙为20s，点式下料为每几分钟加一次。     下料的意图在于坚持电解质中Al2O3浓度安稳。电解质溶体中Al2O3含量一般为58%。大型预焙槽选用接连下料或点式下料后，Al2O3的浓度差只要2%～3%。由于坚持低的Al2O3浓度电流功率可达94%。也使参加的Al2O3敏捷溶解，坚持槽底无沉积，对进步电流功率是有优点的。大型电解槽的下料大都是借助于电子计算机自动操控，下料部位能够在边部，也可在炭块中间。后者更为优胜，无须打开槽罩，为现代大型电解槽所选用。接连加料作业进程是由天车联合机组或地上龙门式联合机组来完结的。中小型电解槽用地爬式打壳机作业。     铝电解的加作业业程序是先扒开在面上预热的氧化铝料层，再打开壳面，将氧化铝推入熔体，然后往新凝结的结壳在上增加一批氧化铝，不许将冷料氧化铝直接参加电解质中。我国铝电解出产中总结了“勤加工、少下料”的操作办法，对中型槽完结安稳高产卓有成效。铝电解的作业除弥补氧化铝外，一般要随时调整电解质组成，弥补蒸发掉的氟盐和增加剂，调整电解质的摩尔比。每天需取样分析电解质的成分，决议补加的量。增加的氟盐要和氧化铝混合均匀，铺到壳上预热，上面加氧化铝掩盖，加料时参加。     2、出铝。电解产出的铝液要定时、定量从槽中取出。每两次出铝之间的时刻称为铝周期。中型槽一两天出一次，大型槽每天出一次，每次出铝量大约等于在此周期内的铝产值。出铝用真空抬包来完结。抽出的铝液运往铸造部分。铝通过溶液净化、质量分配、扒渣弄清等处理后，铸成各种形状的铝锭。工业电解槽取出的铝液含金属杂质（Si、Fe、Ti、V等）、非金属杂质（Al2O3、炭和碳化物），还含气体。有必要除掉这些杂质，到达用户的要求。铝液净化的办法有静置法和接连溶剂净化法。静置法就是在尽可能低的温度下长时刻静置，让铝液中的氢随温度的下降而溶解度下降，排出铝液。非金属杂质在这个进程中也浮出铝液而除掉。     3、阳极作业。阳极是电解槽的中心，它的管理作业十分重要。自焙阳极在电解进程中是借助于电解高温把阳极糊焙烧成阳极的。它在电解进程中参加反响而不断耗费，阳极作业的首要任务是弥补阳极糊和转接阳极母线（上插槽无此作业）。先拔出快要触摸电解质熔体的阳极棒，将小母线转接到现已进入阳极锥体的阳极棒上，然后将阳极棒钉入快要焙烧成锥体的阳极糊中（称为钉棒）。这样当糊体焙烧成锥体时，钉入的棒便可与之坚持最好的触摸，确保导电均匀。阳极作业应坚持阳极均匀地焙烧。阳极作业结束后，要坚持阳极不歪斜、在电解进程中不氧化、不掉块、无断层和裂缝现象。预焙阳极的作业是：定时依照必定次序替换阳极块，以坚持新旧阳极能均匀的分管电流，确保阳极大梁不歪斜；阳极替换后有必要用氧化铝掩盖好；跟着电解的进行，阳极要不断放低，当到达不能再放低时就要抬起阳极母线大梁。     （三）铝厂烟气净化      铝电解进程中放出的烟气有气态物和固态物。正常电解放出的气体是CO和CO2混合气体及少数的氟化物气体，阳极效应时发作CF4。自焙槽在烧结时发作沥青烟蒸发分，气体污染物占90%，预焙槽气体污染物占50%，见表2。污染物首要是H2F2含氟气体。铝电解时发作阳极气体，它含H2F2、SiF4、CF4、CO2等，还有沥青挥分及各种粉尘，使电解厂周围环境遭到损害，要挟操作人员的健康。因而铝厂烟气应得到合理的处理。烟气净化有干法和湿法两种。 表2  铝电解槽的污染物发出量              [kg/t（Al）]槽 型气态氟化物固态氟化物固、气氟总量粉尘总量上插槽 侧插槽 预焙槽15.45 14.64 8.334.05 － 8.4319.5 17.8 16.824.0 49.7 44.1      湿法净化是用水或碱溶液作为H2F2和粉尘的吸收剂来净化烟气。一般用5%的碳酸钠溶液来洗刷含氟气体，即发作反响： 2Na2CO3＋H2F2→2NaF＋2NaHCO3     当溶液中的NaF含量到达25～30g/L后，就能够用来组成冰晶石： 6NaF＋4NaHCO3＋NaAlO2→Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O     冰晶石经别离、枯燥后回来电解槽运用。滤液回来吸收塔吸收含氟气体，整个进程物料能够循环运用。流程如图2所示。    图2  铝电解槽烟气湿法净化工艺流程图     关于自焙槽的烟气，因含有沥青烟，净化困难，大都供应商仅作收尘和除焦油处理。湿法净化在20世纪70年代是净化铝厂烟气的首要办法。这一办法尽管净化了烟气，却又发作了废水，还需净化，出资大、运转费用高，现已为干法净化所替代。     干法净化就是用铝电解槽的质料氧化铝作为吸收剂，吸附烟气中的HF气，并截留烟气中的粉尘，吸收了氟化氢的氧化铝作为质料加到电解槽中。     氧化铝对氟化氢的吸附为化学吸附。吸附时氧化铝表面上生成单分子层吸附化合物，每1mol氧化铝吸附2mol HF。这种表面化合物在300℃以上转化成AlF3分子。氧化铝对氟化氢的吸附率可达98%～99%。铝工业用的氧化铝因焙烧温度不同而比表面积和活性有所不同，对HF的吸附功能也有所不同。用于干法净化的要求比表面积大于所不同，对HF的吸附功能也有所不同。用于干法净化的氧经铝要求比表面积大于35m2/g，且α－Al2O3含量不超越25%～35%。铝电解关于砂状氧化铝的表面积和α－Al2O3含量的要求就是依据这一需求提出来的。现代大型预焙槽都选用干法净化氟化。     我国贵州铝厂选用干法净化，进入净化设备前含气态氟化物5.7mg/m3，固态氟化物为7.3mg/m3，通过净化后烟气中的氟化物分别为0.12mg/m3和0.08mg/m3，净化率达98%。     干式净化法具有流程短，设备简略，净化功率高，截留下来的氟又回来电解槽，节省一氟盐，为大型预焙电解槽遍及选用。干法净化的首要缺陷是烟气中的杂质又回来电解槽，影响电铝的质量和影响电流功率。       我国电解铝厂发作的烟气，有的选用干法净化，有的选用湿法净化，有的根本不净化。跟着出产的开展，我国电解铝厂都向大型预焙槽方向开展，都要选用干法净化。

近日，中国有色金属工业协会在青海西宁市组织有关专家对中国铝业股份有限公司青海分公司组织完成的《单冰晶石在铝电解生产中的应用研究》项目进行了鉴定。鉴定委员会听取了项目组的技术报告，审阅了技术文件和鉴定资料，并对现场进行了考察，经认真讨论，专家认为，项目针对国内铝电解氟化盐消耗高的现状，运用单晶冰晶石价格优势，替代冰晶石和氟化铝补充电解质的消耗，达到降低成本的目的；同时项目成功开发了单晶冰晶石在现有铝电解槽上的添加方法及添加量，使电解铝分子比得到稳定控制，保证了电解铝生产稳定运行；项目充分的利用了化工过程的副产品，技术实用，运行可靠，经济效益良好，其技术达到了国内同行业先进水平。同时专家建议进行扩大试验研究，探索工业应用的可行性。

废铝熔剂的研究在我国目前还是在发展研发阶段，有许多发明和创新都在废铝熔剂上面进行的，主要也是因为废铝回收利用这个工业在我国的发展比较慢，废铝熔剂必定是废铝回收利用的过程中使用的产品之一。接下来让我们简单介绍一下废铝熔剂。从废铝熔渣中回收 金属 的废铝熔剂，特别适用于从铝渣中回收 金属 铝（铝合金），属于 金属 处理或回收技术领域。通常从废铝熔渣中回收铝，工艺过程复杂，条件差，回收率低，本废铝熔剂包括由NaNO3，Na2SiF6和NaCl，KCl的予熔混合物等组成，使用它，可以在各种不同情况下回收铝，方法简单，使用量少，回收率高。从废铝熔渣中回收 金属 铝的废铝熔剂，其中含有Ｎａ↓［２］ＳｉＦ↓［６］（或Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］）、ＮａＣｌ和ＫＣｌ的予熔混合物，其特征在于：（１）主要发热剂是ＮａＮＯ↓［３］（或ＫＮＯ↓［３］）　　（２）熔剂中各成份的重量百分比为：ＮａＮＯ↓［３］（或ＫＮＯ↓［３］）＂３０～６０％　　Ｎａ↓［２］ＳｉＦ↓［６］（或Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］＂１５～３０％　　ＮａＣｌ，ＫＣｌ予熔混合物＂１０～４０％。更多关于废铝熔剂的相关信息可以登陆上海 有色 网查询，更多合作伙伴也可以在商机平台中寻找到！ 

1、热膨胀性：在高温下体积膨胀，当温度降低时，体积变化很小，即系有不可逆性转化产生的体积膨胀特性;稳定性：蓝晶石生产的耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍;耐火度高：一般粘土质耐火材料耐火度为1670-1770℃，而蓝晶石耐火材料通常大于1790℃，最高大于1　　蓝晶石 　　850℃;还具有较好的抗化学腐蚀特性。　　2、用途：由于蓝晶石矿物的特性，故用来制造优良的高级耐火材料，耐火砂浆，水泥及铸造耐制品，以及塑料捣打混合料,技术陶瓷,汽车发动机的火花塞，绝缘体，球磨机球体,试验器皿,耐震物品等，并可用电热法炼制硅铝合金,应用于飞机、汽车、火车、船舶的部件上。近年来，随着钢铁工业的发展，此类矿以耐火砖、型材等形式制造热风炉，热风塔、再热炉、均热炉等的关键部位，制造窑炉设施，还可用于各种辅助性浇注和操作设备上。它们可以用于生产喷渡薄膜，制造结晶氟石和超音速飞机的前缘，宇宙飞船的金属附件，部分还可作宝石。此外可用作研磨料，作釉成分以及不滑的地板材料。　　因此世界上对蓝晶石类矿物的开发利用越来越重视，特别是几个发达的国家，如在日本，蓝晶石是耐火混凝土、可塑料、高铝水泥的重要原料;美国和一些国家用蓝晶石预烧制成各种牌号的莫来石质熟料，广泛地应用于陶瓷和精密铸造等部门;苏联用蓝晶石-硅线石精矿制造的轻质砖。采用蓝晶石作膨胀剂配制的不定型耐火材料在加热炉上的试用是成功的，其表面裂纹少，使用中跑火现象也少，使用效果较好。总之蓝晶石是不定型耐火材料良好的膨胀剂。

重晶石为含硫酸盐矿藏，是制取和化合物的最重要的工业矿藏质料。因为重晶石比严重、硬度大、化学性质安稳、不溶于水和酸，因而早在本世纪20年代就被用作石油和天然气钻井泥浆的加剧剂，现在美国在这方面的重晶石用量占重晶石消费量的90%左右。我国重晶石资源丰富，储量和产值均居世界首位，也是世界上最大的重晶石出口国，在世界市场上占有重要的位置。一、矿石矿藏质料特色重晶石的化学成分为BaO 65.7%,SO334.3%。与重晶石常常共生的含碳酸盐矿藏叫毒重石，这两个矿藏的物理性质极为类似，化学性质则不同。重晶石化学功能安稳、不溶于水和、无磁性和毒性;而毒重石易溶于水和弱酸。重晶石属斜方晶系，常见的晶体呈板状，少量呈柱状、条状，也有三向等长的晶体。集合体常呈粒状，少量呈细密状、隐晶状或土状。重晶石最杰出的物理性质是比严重，为4.3～4.7，易于用手感觉。硬度低，为2.5～3.5。重晶石的色彩因为混入物的特性和数量不同，有白色、浅灰色、淡蓝色、黄色、粉红色、褐色、淡棕色等。也常见无色通明晶体。条痕白色。玻璃光泽，有时为松脂光泽。解理面珍珠光泽。性脆，常呈平整状断口。矿石相互磕碰时往往宣布气味。重晶石矿石按其矿藏成分可分为以下几种类型：(1) 单矿藏重晶石矿石这类矿石中没有或很少有伴生组分。一般的伴生矿藏为石英、方解石、氧化铁和毒重石等。此类矿石含BaSO4 80%～98%，SiO20.2%～0.8%，CaO 0.2%～5%，Fe2O3 0.2%～2%。单矿藏重晶石矿石按结构可分为粗晶和细晶两种，粗晶质重晶石具显着解理，细晶质重晶石呈细密状。金-重晶石矿石也属本类型，尽管金是很少量的混入物，但具有很大经济含义。(2) 石英-重晶石矿石这类矿石中石英含量可达30%，乃至45%。当石英为细粒时，重晶石与石英的选别别离很困难。这类矿石比较常见，如陕西健康矿床。(3) 萤石-重晶石矿石 这类矿石中首要矿藏是萤石、重晶石，伴生矿藏有石英和方解石。贵州施秉顶罐坡矿床中有此类矿石。(4) 硫化物-重晶石矿石 这类矿石首要由重晶石与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等组成，如河南汲县大池山矿床。(5) 铁-重晶石矿石 这类矿石的组成矿藏首要是重晶石、磁铁矿和赤铁矿，矿床上部为针铁矿和含水针铁矿。如贵州清镇烟灯坡矿床。(6) 粘土质或砂质重晶石矿石 这类矿石含不同数量的粘土、岩石碎屑、重晶石碎屑。单矿藏重晶石常被氧化铁外皮包裹。二、 用处与技能经济目标重晶石当时最大的工业用处是作石油、天然气钻井泥浆的加剧剂。含这种加剧剂的泥浆能冷却钻头、加固井壁、操控原油和天然气的压力，然后安稳油气产值，避免井喷事端。统计资料标明，现在全世界重晶石消费量的85%左右都是用作泥浆加剧剂。重晶石的第二大用处是制作各种的化工产品，首要是碳酸、氯化、钛酸、硫酸、硝酸、氧化等。碳酸(BaCO3)：最大的用处是用以转制其他盐和用于玻璃工业。在电视机显像管和电子计算显示器中参加碳酸能够吸收X射线，在陶瓷中参加碳酸可使产品质地均匀，改善其耐磨性和耐腐性。碳酸还用于三聚磷酸钠出产中除掉硫酸根。氯化(BaCl2)：可用于颜料、涂料、制革、虫剂、制药、油墨、软水剂、金属热处理、氯碱工业盐水精制等职业。钛酸(BaTiO3)：是制作电子陶瓷的首要质料，是根本的强介电体材料，是集成陶瓷电容器的中心。硫酸(BaSO4)：沉积硫酸，用作白色颜料，做橡胶的填充剂、着色剂，医药上作餐用料，及作照相纸涂料等。硝酸[Ba (NO3)2]：首要用于信号弹、、、陶瓷釉和药物等。氧化(BaO)：首要用于表面淬火热处理槽、人造革、炼镁等方面，以及用于延伸冶金电炉的寿数等。锌白(又称立德粉)：是一种掩盖才能很强的白色无毒颜料，由70%硫酸和30%硫化锌制成，广泛用于油漆工业。此外，重晶石还用作提取金属，作真空管的吸气剂，也可与其他金属制成合金，用于轴承制作。因为用处不同，因而各工业部分对重晶石矿石有不同的目标要求。 (一) 石 油 钻 井比重：不小于4.20。细度：湿筛分析经过200目不少于97%(分量法)，经过325目为85%～95%(分量法)。粘度效应：具有比重为2.50的重晶石粉蒸馏水悬浮液，在参加1%石膏液后，视粘度不得超越125cPa·s(厘泊)。可溶物含量：不大于0.1%(分量比)。 (二) 化工用 油漆用，要求白度高;出产盐用，一般要求含BaSO490%～95%，有的部分对重晶石加热后发生爆裂的温度要求介于700～800℃间。三、 矿 业 简 史早在19世纪中叶，人们就已运用重晶石作为油漆的填料，本世纪以来又成为制作各种含化工产品的首要质料。1926年美国初次用重晶石作为钻井泥浆加剧剂。我国重晶石开发比较早。据记载明末清初就开端使用。我国境内寻觅重晶石矿产的地质查询活动是从本世纪初才开端的。据我国地质学会的《地质论评》记载，1935年候德封在《我国矿业记要》中已对我国重晶石矿资源作了介绍。 新我国建立后才开端兴修正规的重晶石矿山。最早出产重晶石的有山东胶县重晶石矿(1954年开端)，今后连续兴修了湖南衡南县谭子山、四川彭水县红花岭、贵州施秉县顶罐坡、广西扶绥县思同、福建永安市李坊、湖南新晃县贡溪、湖北随州市柳林和山东郯城县房庄等。近几年广西重晶石出产发展较快，象州、永福、扶绥、鹿寨、灵川等市县都有出产，但均以城镇矿山为主，1996年广西出产重晶石173万t，其间出口110万t，年产值与出口量均居国内首位。其他省市如贵州天柱、湖南新晃、湖北随州市柳林等，重晶石出产发展也较快。

一、熔剂     闪速炉熔剂为石英石，一般要求含二氧化硅在80%以上，含铁在3%以下。砷、氟等杂质应尽量低。若有条件，可运用含金、银、铜的石英石。各厂闪速炉用石英熔剂成分实例见表1。 表1  闪速炉用石英熔剂成分实例，%厂名SiO2其它补白贵冶＞85Fe＜2  As＜0.1  F＜0.1河砂哈里亚瓦尔塔86～89Fe2O3 2.8  Al2O32.7足尾50～55S 30～33小坂80矿东予89.1Fe 3  Al2O3 3佐贺关92全化尾砂及海砂玉野80萨姆松92Fe 3凯特里91韦尔瓦90伊达哥80温山90伊萨贝拉97.8奥林匹克坝93.4    直接取得含铜低的弃渣的玉野式闪速炉，为操控炉渣含CaO4%，增加少数石灰作熔剂。     二、燃料     闪速炉常用燃料有重油、焦粉、粉煤及天然气等。各种燃料可独自运用，也可混合运用。燃料品种的挑选主要由区域燃料直销条件及报价决议。     因为烟气用于制酸，因而对燃料含硫无要求。     各厂闪速炉用燃料的实例见表2，表3。 表2  闪速炉用重油实例工厂品种低发热值GJ/kg元素组成，%CHSONW贵冶200号渣油4185.411.20.50.50.50.5足尾厂日本C重油418612佐贺关厂船用重油4486.511.22东予厂日本C重油418612格沃古夫厂重油85.911.12.5    注：贵冶用200号渣油Q低为41.023MJ/kg；粘度为400～600mPa·s；重油密度为0.97g/cm3。 表3  闪速炉用焦粉及粉煤的实例厂名品种粒度分析低发热值MJ/kg元素组成，%CHONS灰分佐贺关厂焦粉＋1.0mm 6.0%28.586.50.5810.111.0～0.5mm  14.0%0.5～0.149mm 44.7%0.149～0.044mm 21.9%－0.044mm 13.4%东予厂粉煤＋88目＜10%27.264.75.34.40.82.622玉野厂粉煤－100目＞90%    有的冶炼厂闪速炉选用天然气为燃料，例如巴亚马雷厂用的天然气含CH498%，低发热值为35590kJ/m3，圣马纽尔厂用的天然气热值为34000 kJ/m3。

鼓风烧结配料所采用的熔剂粒度小于6mm。配加的熔剂和数量须根据鼓风炉渣成分（即渣型）计算确定。       一、硅质熔剂  一般用石英石，含SiO290%以上。若用河砂或含金石英石，SiO2含量可适当降低，但不小于75%。       二、铁质熔剂  多用烧渣，含Fe45%以上。也可用铁屑或铁矿石。       三、块状石英石（尤其含金石英石）、铁矿石粒度大于30mm时，也可直接加入鼓风炉。       表1为熔剂的化学成分实例。   表1  熔剂的化学成分实例，％熔剂名称FeCaOSiO2Al2O3MgOPbZnSAuAg石灰石10.5754.330.95       石灰石20.4155.731.340.330.59     石灰石30.353.970.620.230.89     石英石10.191.0891.80.14      石英石20.52.2197.12       石英石31.261.0894.86       河砂12.41.3575.853.04      河砂21.510.687.48       河砂33.02.074～80  0.30.10.1  烧渣147.44.158.2       烧渣243.866.29.31       烧渣347.554.3510.21       平江金精矿38.120.0433.975.62 0.150.195.67133.815.4灵宝精矿14.230.640～60  0.2～1.80.2718～2430～70100～400秦岭精矿16.980.6347.47  5～131.5920.270150浸出渣银精矿8.243.214.241.41 4.8341.124.62.0560铜浸出渣30～40 30～35  0.01  8～10140     注：Au、Ag的单位为g/t。

火法炼金熔剂共有二类，一类是氧化熔剂，另一类是造渣熔剂。常用的氧化溶剂有硝石、二氧化锰，其作用是炉料中的贱金属（铜、铅、锌、铁等）和硫氧化成氧化物以便造渣，常用的造渣熔剂有硼砂、石英、碳酸纳等。其作用是与贱金属的氧化物反应生成炉渣。

高桥铅锌矿是中国有色金属工业总公司扶持的当地小型有色厂商，该矿经改扩建，现在日采选铅锌原矿石的才能为200t，属中温热液充填硫化矿床，现以收回铅、锌两种金属为主，年产尾砂6万t左右。经考察尾矿中重晶石的含量为7.4%，且已根本单体解离。选厂选用重、浮流程对尾矿进行再选，收回重晶石，一起，铅锌在重晶石精矿中也有显着富集，故经过二次收回，达到了资源归纳利用的意图。       收回重晶石的出产流程见图1。经过再选高桥铅锌矿每年可从尾矿砂中获重晶石精矿约3000t，年赢利约30万元，收回的重晶石精矿含BaSO4为97.8%，契合橡胶填料Ⅱ级产品要求。现在重晶石首要用于石油钻井的泥浆加剧剂，也可作为橡胶、油漆中的锌白质料以及出产金属和各种盐的质料，产销远景达观。图1  重晶石收回出产流程       柴河铅锌矿堆存尾矿数百万吨，该矿先将尾矿用螺施溜槽重选，再将重砂作浮选处理，获得了合格的锌、铅、硫精矿，并使银得到归纳收回。按年处理尾矿85万t计，浮选的重选精矿15万t，每年可归纳收回档次为46%的铅精矿1890t，含硫35%的硫精矿10542t，含锌45%的硫化锌精矿5840t，含锌35%的氧化锌精矿18991t。别的铅精矿中含银3212kg。总产值1227万元（不含硫精矿价值），赢利330万元。       国外，俄罗斯别洛乌索夫铅锌选厂的锌浮选尾矿含有锌、铅、铜、铁的硫化物及重晶石，选用浮选再选，产出含铜、锌、铅的硫化物混合精矿；含铁39%～40%、收回率87.8%的黄铁矿精矿以及含BaSO488%～90%、收回率48.2%～61.6%的重晶石精矿。