DJ电解铝生产概况

Date:04.10.2019File:TAE.1电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis电解铝生产概况TechnologyofAluminiumElectrolysisIndustryistheparentofsuccessDate:04.10.2019File:TAE.2电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis铝电解中常用的英文缩写NB——定时加料RC——槽电阻(电压)调整AC——阳极更换AE——效应AEB——效应熄灭TAP——出铝RR——提升母线iRRFEED——边部加料作业ALESA——浓相输送IVAN——超浓相输送MTVV——铝水平有效值AEVV——效应次数有效值Date:04.10.2019File:TAE.3电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis一、概述二、铝电解槽及电解槽系列三、铝电解原料生产四、铝电解过程机理五、铝电解生产工艺六、铝电解节能理论与技术七、铝电解槽的物理场八、其它提纲Date:04.10.2019File:TAE.4电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis一、概述1铝的性质2铝的用途3铝冶炼历史4电解铝化工原理5电解铝工业流程Date:04.10.2019File:TAE.5电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis1铝的性质——轻、强、美、可再生利用铝是轻金属的一种，密度在常温下为2.7g/cm3，是铜和铁的三分之一，其熔点为660℃左右。铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中与氧化合，很快生成一层光滑致密的氧化铝薄膜。使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能力。铝是一种良好的导电材料。铝具有良好的导热和反光性能。铝具有良好的延展性和可塑性。铝的再利用率高。铝易与其它金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性，又可显著提高其机械性能。产量：第二大金属，仅次于钢，2006年全球电解铝产量达到3380万吨，我国2010、2011年电解铝产量均超过1500万吨，是世界生产能力最大的铝工业大国。Date:04.10.2019File:TAE.6电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis轻型结构材料如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。建筑工业材料如：铝合金型材。电气工业材料制造电线、电缆、电容器、整流器、母线。耐腐蚀材料在化学工业上常用铝及其合金制造各种反应器、储槽和管路等。食品包装材料仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包装铝箔。2铝的用途Date:04.10.2019File:TAE.7电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis①包装食品医用饮料Date:04.10.2019File:TAE.8电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis②建筑：高层建筑、室内装修和新型桥梁等Date:04.10.2019File:TAE.9电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis③交通运输汽车高速列车飞机轮船Date:04.10.2019File:TAE.10电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis1）金属热还原法1825年：德国的韦勒，用钾汞齐和钾还原无水AlCl31845年：法国戴维尔，用Na还原NaCl-AlCl3混合盐，开始小规模生产；1855年：德国罗西，用Na还原Na3AlF6；1865年：俄国别凯托夫，用Mg还原Na3AlF6，并建厂炼铝。在有色金属中，铝的发现和冶炼较晚，十八世纪末被发现，十九世纪初分离出单独金属，十九世纪末开始工业生产，可大体分为三个历史阶段：产量小（总共约200吨），成本高，未能广泛应用3铝冶炼历史Date:04.10.2019File:TAE.11电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis2）小型预焙/自焙阳极电解槽炼铝1886年，美国人Hall和法国人Héroult(霍尔-埃鲁)分别申请冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝专利，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系。；最初槽型为小型预焙槽、20世纪初出现侧插自焙阳极电解槽、20世纪40年代出现上插自焙阳极电解槽，电解槽容量由最初的2kA发展到80kA或更高；3）大型预焙阳极电解槽炼铝20世纪50年代，大型预焙铝电解槽出现，使电解炼铝技术迈向了大型化、现代化发展新阶段，在产能、电流效率、能耗、环保、机械化和自动化程度等方面获得了很大发展，但其基本原理并未发生改变。Date:04.10.2019File:TAE.12电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis主要过程：将冰晶石-氧化铝熔液做电解质碳素材料为阴极和阳极，直流电从阳极导入经电解液和铝液层从阴极棒导出直流电的作用是以热能形式保持冰晶石、氧化铝等原料呈熔融状态和实现电化学反应。4电解铝化工原理Date:04.10.2019File:TAE.13电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis阳极反应通常的阳极反应：C+2O2--4e=CO2但是电解质中无O2-,主要含氧离子形式为（Al2OF6）2-和（Al2O2F4）2-，从（Al2O2F4）2-中移出第一个氧比移出第二个氧或比从（Al2OF6）2-中移出氧所需能量小得多，故正常情况下，阳极反应为：（Al2O2F4）2-+C-4e=CO2+2Al2OF4消耗掉的Al2O2F42-通过下列反应补充：Al2OF4+Al2OF62-=Al2O2F42-+2AlF3阴极主要反应：2Al3+（络合的）+6e→2Al总反应：2Al2O3+3C=4Al+3CO2Date:04.10.2019File:TAE.14电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis5电解铝工业流程1吨（99.5-99.8%AL）1920-1940kg20-30kg5-15kg430-480kg13000-15000kwhDate:04.10.2019File:TAE.15电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis一、铝电解生产概论按传统的划分方法，电解槽结构可分为:阴极结构上部结构槽周母线绝缘阴极结构是指电解槽的熔池部分，由碳块等多种筑槽材料的砌体和包围在砌体外部的钢壳构成。熔池上面的金属结构部分统称上部结构。它可分为门式支架及桁架、阳极提升装置、阳极母线卡具及阳极组、中间打壳下料机构、集气烟罩和排烟管五大部分。下料器：风动下料器、插板式下料器、筒式下料器。“打壳-下料-充料”的时序，对于加料间隔比较长的情况是必要的，因每次投料量大，未经预热直接溶入电解质中将引起槽温较大的降落。但在加料间隔日趋缩短的条件下，因每次投料量很少，引起电解质温度的降落亦小，因此已没有必要强调一定要先打壳了。目前，国外使用的筒式下料器利用打壳气缸乏气，作为充料和下料器上腔反吹风气源，设计气路时序：下料-打壳-充料。槽周母线系指从立柱母线根部电流流入点起到下一槽的该点止，包括阳极母线和导杆在内的所有铸造母线、软带。分为立柱母线、阳极母线、阴极母线及汇流母线(亦称平衡母线)、短路口四个部分。在槽上设置绝缘物是保证设备和人身安全的需要，也是防止直流电旁路电解反应的需要。Date:04.10.2019File:TAE.16电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis二、铝电解槽及电解槽系列1预焙阳极电解槽2自焙阳极电解槽3电解槽系列Date:04.10.2019File:TAE.17电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis按阳极结构发展顺序，铝电解槽可分为：小型预焙电解槽侧插自焙阳极电解槽上插自焙阳极电解槽大型不连续预焙阳极和连续预焙阳极电解槽中间下料大型预焙阳极电解槽Date:04.10.2019File:TAE.18电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis最早预焙阳极电解槽电流小、能耗高，被自焙阳极电解槽取代，50年代重新兴起：自焙阳极难以大型化；可生产出大规格炭块；可提供大电流；槽结构简单，节约材料；1预焙阳极电解槽阳极气体易收集；电解槽包括阳极装置（阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构）和阴极装置（阴极炭块组、钢制槽壳和保温材料砌体）Date:04.10.2019File:TAE.19电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis连续预焙阳极电解槽优点（德国采用）1）不换极，生产连续；2）无阳极残极，炭耗小；3）阳极电流分布均匀，阳极消耗均匀。缺点1）阳极无Al2O3保温，热损失大；2）接缝电阻大；3）结构复杂；4）指标偏低Date:04.10.2019File:TAE.20电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis2自焙阳极电解槽上插槽旁插槽Date:04.10.2019File:TAE.21电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis自焙槽阳极可连续使用；不需专门工厂进行阳极成型，焙烧，装爪等。烟害大；槽电压比预焙槽约高0.1～0.2V，电耗比预焙槽高约1000度；上插棒槽的上部金属结构比较复杂，机械化程度低，投资大。预焙槽电耗低，槽电压低；电解槽造价少；可大型化，操作的机械化程度高；烟害小。非连续式预焙阳极电解槽需更换阳极；需成套的阳极制备工厂，投资多。铝工业的主流是大型预焙电解槽，但正开发采用惰性阳极和可润湿性阴极的新型铝电解槽。Date:04.10.2019File:TAE.22电解铝生产概况DongJie2011.Allrightsreserved.TechnologyofAluminiumElectrolysis许多同类型电解槽串联构成电解槽系列，其槽数取决于产能、电流强度、供电整流功率等；电解槽可横向或纵向排列，可设置为双行或单行；电解厂房分为双层和单层结构，整流所一般在电解厂房一端，须有备用电源。3电解槽系列Date:04.10.201