电解原铝液的特性
2019-03-13 09:04:48
1、电解原铝液温度高，气体含量高 众所周知，电解铝出产进程是在高温条件下的电化学进程。当今，隨着科学技术的开展，电解槽容量越来越大，电流强度高达350-500KA，电流效率到达94-95%。电解槽以碳块为阳极，以半石墨化碳块作阴极，一般温度在950-960℃之间。电解质成份很杂乱，除主成份冰晶石之外，还加有Al2O3、CaF2、MgF2等，它们的含量分别为1.38-2.88%、4.88-5.88%和0.47-0.87%；含水率除AlF3≤7.5%外，其他均小于或等于1.0%。上述物猜中的水份分别为附着水和结晶水，附着水在高温条件下,易于蒸腾去掉，而结晶水在电解槽中进行化学反响3H2O+2AL→Al2O3+6［H］，［H］溶解于电解铝液中，铝液温度越高，原子氢的饱满浓度越大。除了氢之外电解铝液还含有CO2、CO、CH4和N2。电解原铝液气体含量组成规模也很宽，H2：53-96%；CO2：2.5-30%；CO：20%；CH4：2.5%；N2：2.5%。对气体含量高的电解原铝液，有必要采纳卓有成效的除气办法，才干消除它们的损害。 2、电解原铝液杂质含量多 液态原铝中的杂质主要为非金属杂质，也有少数金属杂质。非金属杂质含量最多为氧化铝，其次是氟化盐、和氮化铝。电解进程中，参加电解槽中的氧化铝是砂状氧化铝。砂状氧化铝由α-Al2O3和γ-Al2O3，α-Al2O3≥25%；α-Al2O3呈球状、比严重、质地细密、表面积小，在电解质中，溶解速度慢，来不及溶解的α-Al2O3往往堆积于槽底，少数混入阴极铝液中。而γ-Al2O3活性大，溶解速度快，一般不会在电解槽底堆积。一般来说，电解槽24小时抽取铝液一次，混入铝液中的α-Al2O3隨同铝液一块进入铝液抬包，倒进熔铸出产体系的熔炼炉内。 电解原铝液中的金属杂质有硅、铁、锌、钛、钠等，但最主要的金属杂质仍是硅和铁。这些杂质的来历主要有两个方面：一是来自质料及材料，例如选用碱法出产的氧化铝质料含有SiO2、Fe2O3、TiO2、ZnO、Na2O等杂质，经过电解，生成了Si、Fe、Ti、Zn、Na等金属。二是来自电解槽内衬、东西、设备、尘土及其他。 趁便说一下，在高温液态铝中，碳与钛反响生成TiC，TiC是液态铝合金在凝结进程中很好的非自发晶核，TiC的成核效果优于TiB2粒子，有利于合金铝液结晶时细化其晶粒，惋惜含量太低。 我国是全世界原铝产值最多的国家，选用短流程，使用电解原铝液太阳能电池直接出产铝加工所需求的扁锭和圆锭，这是铝工业开展的必经之路，也引起了有关部门的高度重视。有些大型电解铝厂商，例如贵州铝厂、青海铝厂、包头铝厂、青铜峡铝厂等，近几年来，引入欧美国家的先进技术和先进设备，相继建成了自动化程度高技术一流的熔铸出产线，主体设备包含大型熔炼炉，大型液压倾动态置炉，大功率电磁搅拌器，在线氩气除气体系，液压铸造机及铸锭均匀化配备等。经过投料试车出产，产品质量上佳，取得了很好的经济和环境效益。 也有一些厂商，出资数百万元，建三台15吨熔炼炉、两台钢丝绳铸造机、一台单轨天车、一套偱环水体系，产能也能够到达75000吨/年。可是设备过于粗陋，技术配备差，又不尊重学科，疏于办理，偷工减料，产品质量差，问题成堆。关于这一类厂商，怎么进行设备改造，加强技术办理，改善工艺技术办法，完善工艺准则，出产合格产品。
用电解原铝液生产园锭的铸造工艺技术的改进
2019-03-11 11:09:41
因为电解原铝液与铝锭重熔铝液配成铝合金精粹之后，其性质依然有所区别，前者杂质含量稍高，粘度稍大，流动性稍差。固此，在铸造圆锭时，为了保证流动性，前者的铸造温度应比后者高10℃左右，关于6063铝合金来说，应把铸造温度控制在725-740℃。接连铸造时，合金液的流动性愈好，则铸锭在凝结期间发作的缩孔更易得到补缩，铸锭在凝结晚期缩短受阻而发作的热裂纹也更易得到及时的焊合，铸锭表面构成冷隔的倾向性也更小，关于气体和杂质的上浮也有优点。因而，只要稍稍进步电解原铝合金液的铸造温度，进步其流动性，方能取得优秀的圆锭。
依据铝合金的结晶特色，晶核的构成不是来源于铝合金熔液过冷而自发作核，实际上总是发作于铝合金熔液中的活性杂质。电解原铝液合金中杂质含量尽管高于铝铸重熔合金液中的杂质，但前者中的杂质长期处于940-960℃的高温环境下，现已丧失了其活性变成了慵懒杂质，不能成为结晶中心。所以用电解原铝液出产铝合金圆锭，只要依托外来晶核，增大Al-Ti-B丝的用量，才干得到晶粒细微的等轴晶安排。经过出产实践标明，Al-Ti-B丝用量应增大到3.5-4.0kg/t，比重熔铝锭合金液要添加50%，不然，圆铸中会发作粗大的等轴晶或柱状晶安排。
铸锭的结晶速度是决议铸锭质量的重要因素，一般，结晶速度愈大，铸锭的结晶安排愈细微，力学性能就愈好。下降偱环水温度，增大冷却水压力，能够下降铸锭表面温度，进步铸锭凝壳内的温度梯度，添加导热强度，有利于进步铸锭的结晶速度。在出产实践中，保证铸锭不发作热裂纹的前提下，尽量进步铸造速度。
用电解原铝液出产的6063铝合金圆锭，头尾料与重熔铝锭出产的产品有很大的不同，头部往往发作粗晶安排，尾部夹气严峻。铸造开始时，有意识在流槽中放一些Al-Ti-B丝，或增大喂丝机的速度，仍是难以消除粗晶安排，因而，锯切时，添加头部长度为铸锭直径的2倍，能够去掉粗晶安排。
铸锭尾端，晶粒安排依然是细微等轴晶安排，首要表现为铸锭结构疏松，含量高。因为铸造进程行将完毕，炉内金属液量少，温度低，流动性差。恰当下降铸造速度，合金液仍是难以彻底弥补合金在液态和凝结态的体积缩短而发作的细微而涣散的孔洞，所以便导致了微观和显微缩短疏松的构成。尾部锯切长度控制在铸锭直径的1.5倍。只要切足头尾废料，才干保证产质量量。
用电解原铝液生产圆锭的工艺技术措施——熔炼工艺技术的改进
2019-01-11 09:43:33
采用电解原铝液生产铝合金圆锭，普通6063铝合金占90%以上，偶尔也生产一点3003、6061、6082、6005、5052之类的铝合金。这些铝合金生产，固液相温度范围小，冷热裂纹倾向小，技术难度小。不像2XXX系列硬铝和7XXX系列超硬铝那样，合金成分元素多，范围宽，由于结晶温度范围宽，固液区塑性低，具有极大的形成热裂纹和疏松的倾向性，同时还应考虑杂质元素Si、Fe的比例对合金性能带来的影响，考虑采用加入铜、锰、铬、来改善合金的耐蚀性，加入钛、锆改善铸锭和再结晶组织。 熔炼炉在倒铝水之前，先把不带水份的干燥头尾料加到熔炼炉炉底。铝电解槽液温度很高，正常情况下高达950-965℃，槽底铝液温度也不低于940℃。铝液倒进熔炼炉之后，还有820-860℃。为了防止高温下铝液氧化，立即撒上一层覆盖剂覆盖熔体表面。由于覆盖剂的熔点比铝液温度低，密度比熔体小，还具有良好的润湿性能，在熔体表面形成一层连续的液体保护膜，将炉内熔体与空气隔开。一般情况下，氧气或水蒸汽不能或很少能透过此覆盖层与铝液进行反应，而溶解在电解液中的氢原子由于其半径很小，则可以穿透覆盖层而逸出。 由于电解原铝液气体与杂质含量高，针对上述成份特点，必须加强熔体精炼工序。精炼通常采用粉状精炼剂、用氮气吹炼；首先必须确保精炼剂和氮气质量。生产6063铝合金铸锭，一般采用1#精炼剂；目前、国内市售精炼剂种类繁多，而绝大多数企业均以保密为由，不向用户说明成分组成，加之供应商之间价格竞争激烈，个别不良精炼剂生产厂家便从化工原料选用，配方搭配及加工方法上偷工减料，精炼剂一定要确保质量，认真选用。深圳派瑞科治金材料有限公司的精炼剂质量较好，不妨试用一下。氮气自己不能制造，采用市售工业氮气，纯度为99%，那么氮气还有1%的氧气和水份，吹气时间越长，带到铝液中的水份及氧气越多。精炼所用氮气必须确保氮气纯度≥99.995%。建一条流量为20M3的制氮生产线，设备投产不到20万元，较多一年收回设备投资。既保证了氮气纯度，又节约了生产成本何乐而不为。 采用优质精炼剂和高纯氮气，在730-750℃温度条件下，进行两次精炼。靠前次精炼精炼剂用量2.5kg/t-A，精炼时间25-30min；精炼后扒渣、加镁、补火。第二次精炼精炼剂用量1.5kg/t，精炼时间15-20min。第二次精炼完成之后，扒渣、取样分析、成份合格之后，再撒一层覆盖剂，炉内静置30min。 采用熔剂吸附精炼，精炼的效果除了与精炼剂的好坏氮气纯度的高低息息相关之外，而且与精炼的操作也密切相关。因为吹气精炼是建立在分压扩散除气和浮选除渣基础上的。只有与精炼气体、粉剂产生紧密接触的区域才有精炼作用。操作工人必须遵守操作规程，让精炼器沿着炉底，在熔炼炉四角，前后左右均匀移动，让所有的铝液都与精炼剂、氮气充分接触，不留死角。气体精炼的效果更主要取决于气体分散度和气泡的大小。气泡的尺寸愈小，除气效果愈好。因为气泡愈小，则由同体积气体造成的气泡数愈多，表面积愈大；而且上浮速度越慢；与熔体接触的时间越长。采用普通丁字形精炼器时，气泡的直径约为10mm，效果非常好；若采用直径15mm钢管作精炼器，气泡直径可达300mm以上，使用更多的氮气，除气效果依然很差。 采用熔剂吸附精剂，精炼剂直接与铝融体相接触，通过吸附扩散作用，从而达到除渣的良好效果。同时，精炼剂也还有除气作用。熔剂的除气作用主要表现在三个方面：一是随络合物γ-Al2O3。XH的除去而除去被氧化夹杂所吸收的部分络合氢。二是熔剂产生分解而与熔体相互作用时形成气态产物，进行扩散除氢。三是熔体表面氧化膜被熔剂中的冰晶石溶解而使得熔解于铝液中的原子氢向大气扩散变得容易。 静置的目的：一是便于精炼油载体上游将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出液面，二是便于大块的非金属夹杂物下沉至炉底。
用电解原铝液生产园锭的工艺技术措施——熔炼工艺技术的改进
2018-12-28 14:46:54
采用电解原铝液生产铝合金圆锭，普通6063铝合金占90%以上，偶尔也生产一点3003、6061、6082、6005、5052之类的铝合金。这些铝合金生产，固液相温度范围小，冷热裂纹倾向小，技术难度小。不像2XXX系列硬铝和7XXX系列超硬铝那样，合金成分元素多，范围宽，由于结晶温度范围宽，固液区塑性低，具有极大的形成热裂纹和疏松的倾向性，同时还应考虑杂质元素Si、Fe的比例对合金性能带来的影响，考虑采用加入铜、锰、铬、来改善合金的耐蚀性，加入钛、锆改善铸锭和再结晶组织。
熔炼炉在倒铝水之前，先把不带水份的干燥头尾料加到熔炼炉炉底。铝电解槽液温度很高，正常情况下高达950-965℃，槽底铝液温度也不低于940℃。铝液倒进熔炼炉之后，还有820-860℃。为了防止高温下铝液氧化，立即撒上一层覆盖剂覆盖熔体表面。由于覆盖剂的熔点比铝液温度低，密度比熔体小，还具有良好的润湿性能，在熔体表面形成一层连续的液体保护膜，将炉内熔体与空气隔开。一般情况下，氧气或水蒸汽不能或很少能透过此覆盖层与铝液进行反应，而溶解在电解液中的氢原子由于其半径很小，则可以穿透覆盖层而逸出。
由于电解原铝液气体与杂质含量高，针对上述成份特点，必须加强熔体精炼工序。精炼通常采用粉状精炼剂、用氮气吹炼；首先必须确保精炼剂和氮气质量。生产6063铝合金铸锭，一般采用1#精炼剂；目前、国内市售精炼剂种类繁多，而绝大多数企业均以保密为由，不向用户说明成分组成，加之供应商之间价格竞争激烈，个别不良精炼剂生产厂家便从化工原料选用，配方搭配及加工方法上偷工减料，精炼剂一定要确保质量，认真选用。深圳派瑞科治金材料有限公司的精炼剂质量较好，不妨试用一下。氮气自己不能制造，采用市售工业氮气，纯度为99%，那么氮气还有1%的氧气和水份，吹气时间越长，带到铝液中的水份及氧气越多。精炼所用氮气必须确保氮气纯度≥99.995%。建一条流量为20M3的制氮生产线，设备投产不到20万元，最多一年收回设备投资。既保证了氮气纯度，又节约了生产成本何乐而不为。
采用优质精炼剂和高纯氮气，在730-750℃温度条件下，进行两次精炼。第一次精炼精炼剂用量2.5kg/t-A，精炼时间25-30min；精炼后扒渣、加镁、补火。第二次精炼精炼剂用量1.5kg/t，精炼时间15-20min。第二次精炼完成之后，扒渣、取样分析、成份合格之后，再撒一层覆盖剂，炉内静置30min。
采用熔剂吸附精炼，精炼的效果除了与精炼剂的好坏氮气纯度的高低息息相关之外，而且与精炼的操作也密切相关。因为吹气精炼是建立在分压扩散除气和浮选除渣基础上的。只有与精炼气体、粉剂产生紧密接触的区域才有精炼作用。操作工人必须遵守操作规程，让精炼器沿着炉底，在熔炼炉四角，前后左右均匀移动，让所有的铝液都与精炼剂、氮气充分接触，不留死角。气体精炼的效果更主要取决于气体分散度和气泡的大小。气泡的尺寸愈小，除气效果愈好。因为气泡愈小，则由同体积气体造成的气泡数愈多，表面积愈大；而且上浮速度越慢；与熔体接触的时间越长。采用普通丁字形精炼器时，气泡的直径约为10mm ，效果非常好；若采用直径15mm钢管作精炼器，气泡直径可达300mm以上，使用更多的氮气，除气效果依然很差。
采用熔剂吸附精剂，精炼剂直接与铝融体相接触，通过吸附扩散作用，从而达到除渣的良好效果。同时，精炼剂也还有除气作用。熔剂的除气作用主要表现在三个方面：一是随络合物γ-Al2O3。XH的除去而除去被氧化夹杂所吸收的部分络合氢。二是熔剂产生分解而与熔体相互作用时形成气态产物，进行扩散除氢。三是熔体表面氧化膜被熔剂中的冰晶石溶解而使得熔解于铝液中的原子氢向大气扩散变得容易。
静置的目的：一是便于精炼油载体上游将铝液中的气体和细小的非金属夹杂物带出液面，二是便于大块的非金属夹杂物下沉至炉底。
不同铝质量分数耐热钢的显微组织及冲击性能
2019-01-10 09:44:07
超超临界发电技术是中国火电机组的主要发展方向，这对机组材料的高温强度和抗氧化腐蚀性能要求更为苛刻。ZG1Cr10NiAlMoVNbN是一种新开发的铁素体型耐热钢。其中，铝元素的加入可以提高材料的抗氧化性、高温强度、抗结焦性和抗渗碳性。同时由于铝元素属于铁素体形成元素，使奥氏体单相区缩小并右移，其质量分数过高时，可能使材料的室温组织中保留δ铁素体，但δ铁素体会降低钢的冲击韧性与持久强度等性能。 哈尔滨工程大学的学者采用Thermo-Calc热力学软件与试验研究相结合的方法，模拟分析了3种不同铝质量分数的ZG1Cr10NiAl-MoVNbN耐热钢在200～1600℃之间存在的平衡相和非平衡凝固过程，研究了3种试验钢的显微组织，并对其进行了冲击试验。结果表明：在1050℃时，质量分数为0.10%的铝试验钢的平衡相为γ单相；质量分数为0.91%的铝试验钢的平衡相为γ相＋δ铁素体相；质量分数为3.67%的铝试验钢的平衡相为δ铁素体单相，模拟结果与试验结果较为吻合，同时，随着钢中铝质量分数的升高，冲击功大幅下降，冲击试样的断裂方式由韧窝断裂变为解理断裂。
Al-Li-Cu-Zr系合金的化学成分（质量分数，%）
2019-01-02 16:39:00
合金
Li
Cu
Zr
Ti
Mn
Mg
Sc
Ce
Zn
Si
Fe
其他
Al单个
合计2090
1.9～2.6
2.4～3.0
0.08～0.15
0.15
0.050.25
0.100.100.12
0.05
0.15
余量2097
1.9～1.8
2.5～3.1
0.08～0.16
0.15
0.10～0.60
0.35
0.350.120.15
0.05
0.15
余量2197
1.3～1.7
2.5～3.1
0.08～0.15
0.15
0.10～0.50
0.35
0.050.120.15
0.05
0.15
余量2297
1.1～1.7
2.5～3.1
0.08～0.15
0.12
0.10～0.50
0.25
0.050.100.100.05
0.15
余量1450
1.8～2.3
2.6～3.3
0.08～0.14
0.02～0.06
0.2
0.005～0.15
0.100.15
0.05
0.15
余量1451
1.4～1.8
2.6～3.3
0.09～0.14
0.02～0.06
0.100.15
0.05
0.15
余量1460
2.0～2.4
2.6～3.3
0.08～0.13
0.01～0.06
0.05
0.05～0.14
0.100.15
0.05
0.15
余量
电解铝液生产电解电容器负极箔的关键
2019-01-14 13:50:17
负极箔是生产电解电容器的关键材料，我国铝电解电容器发展很快，据统计已成为世界生产电解电容器的大国，年消耗铝箔约8kt，并以20%的速度递增，2000年以前负极箔主要靠进口，我公司根据市场需要，开发AL-MN-CU和AL-CU-FE负极箔，经过近4年的艰苦努力，掌握了负极箔生产的关键技术，产品质量大大提高，成品率由原来的35%提高到现在的80%，而且用户反映良好，腐蚀后铝箔表面光洁均匀，比容稳定。本文着重介绍用AL-CU-FE合金生产电解电容器负极箔的技术。 1负极箔的质量要求 1．1性能要求 AL-CU-FE合金负极箔的基本性能要求如下： ①比容不少于450?F/cm? ②腐蚀后厚度基本不减薄 ③强度好，折弯次数达80次以上，腐蚀后强度RM≥2。2N/cm? ④水合稳定性好，比容减少不大于8% ⑤残留物氯离子不大于0。08mg/m?，残留CU不大于12mg/m? ⑥胶带粘合力不小于0。95N/cm 1．2化学成分 AL-CU-FE合金各元素的质量分数为W（CU）=0。2%~0。23%；W（FE）=0。16%~0。19%；W（SI）不大于0。08%；其他不大于0。005%。 1．2表面及尺寸要求 ①厚度0。04~0。05mm，偏差±0。002mm ②表面均匀，无擦伤、划伤、辊印，腐蚀后表面光洁均匀，无孔洞、折皱、翻边等缺陷 ③腐蚀后表面无灰粉 ④板形不大于40I 2负极箔毛料的生产 负极箔的生产工艺流程为电解铝液→熔炼、配料→精炼→在线除气除渣→铸轧→冷轧→退火→冷轧→退火→精轧 2．1配料 纯度99。85%电解铝液70%，纯度99。7%的铝锭或一级废料30%，AL-CU、AL-FE中间合金。 2．2配料的净化 电解铝液具有熔体温度高，杂质含量复杂，气体杂质多等特片电解铝液温度一般在950℃以上，而且铝液中夹杂着FE、CU、SI等杂质以及各种电解质，金属及非金属氧化物，并且H2含量高达2。5ml/100g/AL，并含有CO、CH4等气体，因此，对电解铝液必须进行精炼，一般采用炉外降温、除气、除渣、炉内精炼及在线除气除渣等方法。 电解铝液加入熔炼炉时在开口包内进行除气、除渣和降温，通过过滤网进入熔炼炉内，使炉内先加入固体料熔化，熔化后搅拌，待金属温度为720～730℃时进行配料，配料合格后，金属温度达到735～740℃时导炉，导炉前20min扒渣。 2．3炉内精炼 导炉时，边导边精炼，精炼剂用99。995%的高纯氩气+5%的CCL4，精炼15～18min，精炼要均匀彻底，八净表面浮渣，并保证熔体温度为720～730℃。 2．4炉外精炼及过滤 炉外选用在线式精炼技术，熔池温度保持在（730±5）℃，精炼剂选用99。9998%的高纯氩气，气体压力不少于0。4MPa，转速不小于120r/min，并且保持精炼池负压，防止氧化吸气造渣。通过在线精炼，一般使氢含量小于或等于0。12ml/100gAL 炉外采用在线连续双层过滤技术，保持过滤压力，靠前层用30目的过滤板，第二层用40目的过滤板。 2．5在线细化晶粒
原铝价格
2017-06-06 17:50:03
在近期的原铝
价格市场
中，
金属
铝近期消费很好，在六种LME
有色金属
中，是目前唯一具有消费亮点的
金属
。如报告正文所示，且目前LME铝库存已经见顶，LME库存还会持续下滑。同时，随着欧洲电价逐步提高，欧洲铝厂成本增加。需求环比回暖，也将带来全球原铝
价格
的上调。目前铝
期货
有投机因素，但涨势仍很健康：一方面，虽然铝价的上涨速度较快，但至少目前的基本面状况是支持铝价上涨的。另一方面，国内上期所的期铝持仓并没有大幅增加，暗示出比较健康的交投状态。目前近期的原铝
价格
可以参考如下：铝锭规格AL99.70
现货
，华东
市场
报价15400元/吨，华南
市场
报价爱15500元/吨，西南
市场
15400元/吨。氧化铝
现货
，中铝企业2750元/吨。氢氧化铝
现货
，中铝企业1800元/吨。更多关于原铝
价格
的信息和商家情报可以登陆上海
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原铝的精炼
2019-03-04 16:12:50
现代大型预焙电解槽产出的原铝纯度有所进步，可直接产出特一号铝，但铝含量也只抵达99.8%。有些部门对铝的质量要求很高，如无线电器材、照明反射镜、纶出产反响器、储酸罐、食物包装材料等方面要求铝含量大于99.97%～99.996%的精铝；有的时分还要99.999%（5N）的高纯铝和99.999%（6N）以上的超纯铝。这就要对原铝进行精粹。
从电解槽中取出的铝液保温静置几小时让固体夹杂物（氧化铝、炭和等）和夹藏的融盐充沛与铝液分层，然后通入氮气和的混合气（90%N2＋10%Cl2），除掉悬浮的氧化物、碳化物及溶解的气体。钠、镁、锂、钙等生动金属一起也被除掉，得到工业铝。电工用的铝，还要用含硼的合金来处理，以除掉那些严重影响电导率的杂质元素（如钛、钒、锆）。
精铝通过原铝精粹取得，精粹的办法有三层液融盐电解法、凝结提纯法及有机溶液电解法。常用三层液融盐电解法。高纯铝则要用精铝通过区域熔炼才干得到。
一、三层液电解精粹
1901年Hoopes创造的三层液电解法因精粹体系由三层熔体组成而得名。阳极熔体由待精粹原铝和加剧剂（30%Cu＋70%Al）组成，它的密度大（3.3～3.7g/cm3）而居基层；中间为密度2.6～2.8g/cm3的电解质（氟化物或氯氟化物）；最上层为精粹所得的精铝，密度为2.3g/cm3，它与石墨阴极相触摸，成为实践阴极。
（一）三层液电解精粹的原理
三层液电解精粹是使用阳极可溶的溶体进行电化学冶金的进程。阳极合金中的铝失掉电子，进行电化学溶解，为成Al3＋、Na＋、F－、Cl－、AlF3－6、AlF－4的电解质，在外加是电压的推进下抵达阴极，Al3＋又在阴极上得到电子而不定时原成铝。即：
在阳极 Al（合金）－3e→Al3＋
在阴极 Al3＋＋3e→Al（液）
在阳极，比铝更正电性的杂质Fe、Ca、Si等不发生电化学溶解，留在阳极合金中；比铝更负电性的杂质进入电解质，如Na2＋、Ca2＋、Mg2＋等不能在阴极上分出，留于电解质中，然后抵达精粹的意图。假如电解质自身含比铝更正电性的杂质，就会在阴极上分出，因而电解质应选用纯的质料，并在母液槽中进行预电解铲除比铝更正电性的杂质。
电解进程中，铝在阳极溶解、阴极分出。这个电化学进程理论上为齐型电池，只耗费很少的电能（0.04～0.045V）。因为存在显着的浓差极化（0.35～0.40V），再加上为了避免阳极原铝分散到阴极下降了阴极铝的纯度而进步电解质水平，电解质压降很大，就需求5.5V的槽电压。此外电解进程中没有气体发生，也没有阳极效应。
（二）三层液电解精粹的阳极合金
三层液电解精粹对阳极合金的要求为：熔融合金的密度应大于电解质的密度；合金的熔点要低于电解质的熔点；铝在合金中的溶解度要大，合金元素应该比铝更正电性。
工业上用铜作阳极合金，当合金中的铜含量达33%～45%时，溶点为550～590℃，密度为3.2～3.5g/cm3，彻底能够满意上述要求。假如阳极合金中的铝含量下降至35%～40%时，合金的熔点会急剧升高，高于料室温度时就凝结（料室温度比槽内低30～40℃）。有必要定时向槽内补加原铝。
（三）电解质
三层液电解精粹对电解质的要求为：熔融电解质的密度应介于阳极合金与精铝的之间；电解质中不含比铝更正电性的元素；导电性能好，熔点不宜过火高于铝的溶点，蒸发性小，不吸水也不水解。现在工业电解质有两大类：氟氯化合物和纯氟化合物。
两类电解质的NaF/AlF3摩尔比对熔体的初晶点、密度、电导率都有影响。氟氯化合物电解质的最低熔点在NaF/AlF3摩尔比为1.8邻近。在工业使用范围内，其熔点和密度都比纯氟化物的低，但电导率稍差。增加锂盐能够下降电解质的初晶点、进步电导率。氟氯化合物纯氟化合物AlF3 25%～27%AlF3 35%～48%NaF 13%～15%NaF 18%～27% BaCl2 50%～60% CaF2 16% NaCl 5%～8%BaF2 18%～35%
（四）三层液电解精粹的正常作业
三层液电解精粹的正常操作包含：出铝、弥补原铝、增加电解质、整理与替换阴极和捞渣等。关于17～40kA的精粹槽，用真空抬包出铝。操作是先耙去精铝上面的电解质薄膜，将套有石墨筒的吸管刺进精铝层，抽真空汲取精铝。弥补原铝的量接近于出精铝的量，因而出铝后要及时弥补原铝。一般参加液态原铝，拌和阳极合金熔体，使原铝均匀分布。电解时电解质会蒸发和生成槽渣而丢失，需求弥补。一般在出铝后，用专门的石墨管往电解质层中补加电解质溶体，坚持原有的电解质水平。精粹时，石墨阴极底沾有反响生成的Al2O3渣或结壳，电阻增大，需定时（15天）逐一整理。整理时不停电，应赶快操作。跟着电解的进行，阳极合金中的杂质Si、Fe等累积，抵达必定时期就饱满分出大晶粒合金，需求定时清合金渣，坚持阳极合金洁净。
（五）三层液电解精粹的技术参数和经济指标
由表1可见，三层液电解精粹铝的能耗很高，比原铝出产高出3～5kW·h/kg（铝）。首要是为了取得纯度铝有必要进步极距，避免阳极合金分散到阴极。
表1 三层液电解精粹的首要技术参数和经济指标主 要 技 术 参 数经 济 指 标电流强度/kA
槽电压（作业电压）/V
电解质温度/℃
电解质水平/cm
阳极合金水平/cm
阴极铝水平/cm
阳极合金中Cu浓度/%
电流密度/A·cm－220～75
5.5～6.0
760～810
12～15
25～35
12～16
30～40
0.57～0.70原材料耗费量/kg·t－1（铅）
氯化
氟盐（按F计）
石墨
原铝
铜
阴极电流效率/%
电能耗费/kW·h·kg－1（铝）
35～40
16～21
12～13
1020～1030
10～14
96～98
直流17～18
沟通18～19 虽然三层液电解精粹铝的阴极产品坐落最上层，但电解质对阴极有杰出的湿润，构成一层薄膜覆盖住精铝液表面，免遭空气中的氧氧化；电解温度低（750～800℃），比铝的熔点高11℃，铝的溶解量小；极距高（8～12cm）；电解液与阴极铝液之间密度差大（0.3～0.4g/cm3），分层清楚，避免了铝的溶解；电解时没有阳极效应，电解质相对平稳，铝的夹藏丢失量显着减小，铝电解精粹的电流效率很高。
二、凝结提纯法
因为三层液电解精粹铝的能耗高，促进了产量大、能耗低的凝结提纯法的研讨。液固两相都互溶的相平衡图指出，彻底互溶的液体在冷凝时，固体和液体的组成是不同的。只要将这种固溶体逐渐冷却，就可将某种组分富集于固相应或液相之中，抵达别离或提纯的意图。凝结提纯法就是使用这一原理来进行的，有定向法、分步提纯法和区域熔炼法三种工艺。
某杂质元素在铝固相中的浓度和液相中的浓度之比叫做分配系数。分配系数小于1的杂质在液相中富集；分配系数大于1的杂质在固相中富集。分配系数等于1的杂质不能在液相或固相中富集。定向提纯法就是通过熔融铝液的冷凝将杂质留在溶液中一起凝结分出较纯的铝，较纯的铝再进行熔融后冷凝就可得到高纯铝。明显定向提纯法只能除掉分配系数小于1的杂质。
分步提纯法就是先在溶融铝中参加硼，使某些杂质（分配系数大于1的杂质）和硼构成不溶于铝液的硼化物沉渣，弄清别离出铝液，再进行定向凝结提纯。分步提纯法得到的铝既除掉了分配系数大于1的杂质，又除掉了分配系数小于1的杂质，得到更纯的铝。
区域溶炼法就是将铝锭进行部分溶化定向提纯，通过屡次定向提纯，杂质富集于两头，切除端部后就得到纯铝。区域熔炼法既除掉了分配系数大于1的杂质，又除掉了分配系数小于1的杂质，得到更纯的高纯铝。
三、有机溶液电解法
有机溶液电解法就是用与的合作物作电解质、原铝作阳极、纯铝作阴极，在100℃以下电解。得到高纯铝，电流效率达99%，槽电压为1～1.5V，得到的高纯铝用酸浸洗后在高纯石墨坩埚中熔化，铸成条锭。有机溶液电解法的能耗比三层液电解精粹铝的能耗低得多。
有机溶液电解法还处于工业试验阶段，首要的问题是阳极泥接受、电解槽加热、保温文电解质用氮气维护。
铝、氧化铝、铝锭、电解铝、原铝的主要区别
2019-01-09 09:34:03
铝是一种银白色金属，在地壳中含量仅次于氧和硅排在第三位。铝的密度小，故称作轻金属。铝是产量和使用量很高的有色金属，世界上仅次于钢铁。铝的密度约为钢、铜密度的1/3左右。由于铝的材质轻，因此常用于制造、火车、地铁、汽车、飞机、船舶、火箭等陆海空交通工具，以减轻自重增加装载量。同样，铝在军工制品中也地位显著。
氧化铝又称三氧化二铝，呈白色粉末状。而电解铝是冶炼金属铝的一种方法，通常在电解槽内通过大电流把氧化铝分解出金属铝。
原铝是在电解过程中沂出的液体状的铝液，未经过沉淀等处理。原铝通过进入铸造铝锭模型体内冷却处理可成为铝锭。所以，氧化铝是沂出铝液的原料，电解铝是工艺，原铝是电解过程中的铝液，铝锭是一种铝产品，较终在市面上流转的可售产品。
铝锭按成分不同分高纯铝锭、铝合金锭和重熔用铝锭三种；按形状和尺寸又可分为圆锭、板锭、条锭、T形锭等几种。
电解锰的质量
