（资料）铝电解基础知识培训全解汇编课件.ppt

1、铝电解基础知识培训全解原子序数13相对摩尔量26.98154原子价（通常）+3密度g/32.3（660）2.699（20）比热J/g.0.9（20）熔点（）659沸点（）2467熔化热（J/g）386.6导热系数（J/S）2.08（20固态）2.18（200固态）导电系数（104-1-1）3637(20)体积增长率（%）6.5（由固态变为液态）平均线膨胀率（10-6/）24（20100）线平均收缩系数（%）1.71.8（65020）电化当量（g/Ah）0.3356 （Ah/ g）2.980 铝是一种氧化倾向极为强烈的金属，所以自然界中很少有以游离状态出现的铝。铝与空气中的氧结合生成一层致密牢固

2、的氧化铝薄膜，覆盖在铝的表面上，这一层氧化铝薄膜阻止了铝的进一步氧化，提高了铝的抗腐蚀能力。 铝是当今电力、冶金、轻工、化工，航空航天、机械、建筑、食品、工艺装饰等行业不可缺少的重要材料。同时，随着铝质材料性能的不断开发，其运用空间还在不断拓展。 图图1-11-1全世界原铝年产量增长曲线全世界原铝年产量增长曲线 金属铝最早是用化学法制取的 。1825年丹麦奥斯特用钾汞齐还原无水氯化铝，得到银色粉末； 1854年德国维勒用氯化铝气体通过熔融钾的表面，得到了金属铝珠；1854年法国德维斯用钠代替钾还原NaCl-AlCl3络合盐，制取金属铝。 电解法炼铝起源于电解法炼铝起源于18541854年年。当

3、时德国本生和法国德维。当时德国本生和法国德维斯分别通过电解氯化铝斯分别通过电解氯化铝- -氯化钠络盐，得到金属铝。氯化钠络盐，得到金属铝。但在那时所用的是蓄电池，故无法扩大试验。直至但在那时所用的是蓄电池，故无法扩大试验。直至18671867年年发明了发电机，并在发明了发电机，并在18801880年年加以改进后，才使加以改进后，才使电解法可以用于生产。电解法可以用于生产。 18861886年年美国美国霍尔霍尔和法国的和法国的埃鲁埃鲁，通过实验不约而同地申请了冰晶通过实验不约而同地申请了冰晶石石氧化铝融盐电解法炼铝的专利，氧化铝融盐电解法炼铝的专利，得到批准。这就是通常所说的得到批准。这就是通常

4、所说的霍尔霍尔- -埃鲁法埃鲁法。也是一百多年来工业炼。也是一百多年来工业炼铝的唯一方法。与化学法相比，电铝的唯一方法。与化学法相比，电解法成本比较低，且产品质量好，解法成本比较低，且产品质量好，故被各国相继采用，并沿用至今故被各国相继采用，并沿用至今。铝导杆铝导杆槽壳槽壳立柱母线立柱母线衔衔 架架小合卡具小合卡具阳极阳极打壳机构打壳机构排烟管排烟管提升机构提升机构槽眉板槽眉板短路口短路口极上覆盖料极上覆盖料 电解质的化学性质：从传统电解质转变成改良电解质和电解质的化学性质：从传统电解质转变成改良电解质和低分子比电解质，已证实显著提高电流效率，提高了生产能力。低分子比电解质，已证实显著提高电流

5、效率，提高了生产能力。 添加氧化铝的技术：改进的电解槽引进了点式下料和控添加氧化铝的技术：改进的电解槽引进了点式下料和控制技术。制技术。 计算机已被广泛的运用在铝电解生产控制中。电解槽的计算机已被广泛的运用在铝电解生产控制中。电解槽的各项生产操作，例如氧化铝添加、更换预焙阳极和出铝等，都各项生产操作，例如氧化铝添加、更换预焙阳极和出铝等，都实现了高度的自动化和机械化。实现了高度的自动化和机械化。 改进了烟气排放控制，现代铝工业中的环境保护已经有改进了烟气排放控制，现代铝工业中的环境保护已经有了很大改进。了很大改进。 由于改进了阳极和阴极的质量，现在阳极净耗量大约在由于改进了阳极和阴极的质量，现

6、在阳极净耗量大约在400kg/t-Al400kg/t-Al左右，部份电解槽的寿命达到左右，部份电解槽的寿命达到30003000天以上。天以上。 对电解槽磁场实现模拟计算和改进，使得铝电解槽的磁对电解槽磁场实现模拟计算和改进，使得铝电解槽的磁场有了更好的平衡，这是建造大容量电解槽的一个基本前提。场有了更好的平衡，这是建造大容量电解槽的一个基本前提。 现代铝工业发展现代铝工业发展 现代铝工业生产，普遍采用现代铝工业生产，普遍采用冰晶石冰晶石-氧化氧化铝融盐铝融盐电解法。主要生产设备是电解槽。电解法。主要生产设备是电解槽。铝电解原理：以冰晶石铝电解原理：以冰晶石-氧化铝熔体为电氧化铝熔体为电解质，炭

7、素材料为两极，强大的直流电由阳解质，炭素材料为两极，强大的直流电由阳极导入，经过电解质与铝液层从阴极导出，极导入，经过电解质与铝液层从阴极导出，在两极间发生电化学反应，使电解质中的铝在两极间发生电化学反应，使电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子从阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子则在阳极上放电生成一氧化炭、二氧化离子则在阳极上放电生成一氧化炭、二氧化碳混合气体的过程。碳混合气体的过程。 铝电解槽铝电解槽氧化铝氟化盐预焙阳极组预焙阳极组供电机组直流电外部电源干法净化电解烟气载氟氧化铝净化后烟气排空排空阴极铝液真空抬包铝液保持炉铝液铸锭产品交库氧化铝投放 现代铝工业中原铝的生产

8、，主要采用冰晶石现代铝工业中原铝的生产，主要采用冰晶石氧化铝融盐氧化铝融盐电解法。直流电通入电解槽，在阴极和阳极上发生电化学反电解法。直流电通入电解槽，在阴极和阳极上发生电化学反应的过程。应的过程。 电解的产物，电解的产物，阴极上是液体铝阴极上是液体铝，阳极上是阳极上是COCO2 2（约（约75%75%80%80%）和）和COCO（约（约20%20%25%25%）。在工业电解槽中，电解质通常由。在工业电解槽中，电解质通常由95%95%（质量百分数，下同）冰晶石与（质量百分数，下同）冰晶石与5%5%氧化铝组成，电解温度氧化铝组成，电解温度为为945945960960。电解液的密度。电解液的密度约

9、为约为2.1g/c2.1g/c，铝液密度，铝液密度为为2.3 2.3 g/cg/c，两者因密度差而上下分层。，两者因密度差而上下分层。 铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤，浇铸成商品铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤，浇铸成商品铝锭，其纯度可达到铝锭，其纯度可达到99.5%99.5%99.8%99.8%。阳极气体中还含有少量。阳极气体中还含有少量的有害的氟化物、沥青烟、固体粉尘和二氧化硫。废气净化的有害的氟化物、沥青烟、固体粉尘和二氧化硫。废气净化后，废气排入大气，回收的氟化物返回电解槽内。后，废气排入大气，回收的氟化物返回电解槽内。 氧化铝加料(输送车间)阳极运输(车队)铝液运输(车队)

10、铝液铸锭(铸造车间)直流电流(动力车间)预焙阳极(阳极车间)过程自动控制(计算机车间)电解烟气净化(输送车间)设备检修(检修车间)电解槽控制与维护(电解车间)原铝、成品铝分析流程检查(质量管理部)全公司动力(动力车间)在在20世纪世纪20年代，年代，挪威开始使用侧棒自焙阳极铝电解槽槽型，挪威开始使用侧棒自焙阳极铝电解槽槽型，槽容量随之扩大，电流强度到槽容量随之扩大，电流强度到2.5KA，电流效率约，电流效率约80%，公斤，公斤铝电耗铝电耗20kwh，这种型式的铝电解槽很快在全世界范围推广使，这种型式的铝电解槽很快在全世界范围推广使用，槽容量也增大到用，槽容量也增大到135KA。由于侧插自焙阳极

11、铝电解槽的电流分布不均匀，阳极操作复由于侧插自焙阳极铝电解槽的电流分布不均匀，阳极操作复杂，不易实现机械化。杂，不易实现机械化。在在20世纪世纪40年代，年代，法国成功研制出上插法国成功研制出上插自焙阳极铝电解槽，这种槽型在阳极结构上增设了集气罩，用自焙阳极铝电解槽，这种槽型在阳极结构上增设了集气罩，用以收集阳极气体，提高了烟气中氟的浓度，使烟气易于净化和以收集阳极气体，提高了烟气中氟的浓度，使烟气易于净化和易于氟的回收，最大电流强度达到了易于氟的回收，最大电流强度达到了150-160KA。由于世界各国对环境保护要求日趋严格；碳素生产技术日益由于世界各国对环境保护要求日趋严格；碳素生产技术日益

12、发展，成功制造出大规格预焙阳极碳块；同时，随着氧化铝产发展，成功制造出大规格预焙阳极碳块；同时，随着氧化铝产量的日益增长，量的日益增长，在在20世纪世纪60年代年代开始开发运用大型预焙阳极电开始开发运用大型预焙阳极电解槽，槽中央部位实现自动下料，电流强度达到了解槽，槽中央部位实现自动下料，电流强度达到了230-350KA以上，电流效率以上，电流效率94%-95%，公斤铝电耗达到，公斤铝电耗达到13 kwh. 工业铝电解槽槽型有：工业铝电解槽槽型有： 侧插棒自焙阳极铝电解槽；侧插棒自焙阳极铝电解槽； 上插棒自焙铝电解槽；上插棒自焙铝电解槽； 预焙阳极铝电解槽；（连续、间断）预焙阳极铝电解槽；（连

13、续、间断） 三者各具特点。三者各具特点。 自焙阳极铝电解槽自焙阳极铝电解槽 铝电解自焙阳极槽。生产中，根据其阳极消耗情况，定期地从上部添加阳极糊；利用电解槽运行产生的热量，将新加入的阳极糊焙烧成为坚实的固体阳极。阳极因此能连续使用，这正好与电解的连续过程相适应。但自焙槽在运行中，焙烧阳极时散发出有害的沥青烟气，它的回收又较为困难，净化费用较高，造成的污染较严重。“二次阳极”质量问题在技术上解决困难，阳极发生病变的概率高，造成指标不理想。 预焙阳极铝电解槽。预焙阳极铝电解槽。使用预先焙烧过使用预先焙烧过的阳极，待阳极消耗到一定高度时要进行的阳极，待阳极消耗到一定高度时要进行更换，把旧极取出换上新

14、极。更换，把旧极取出换上新极。因此阳极不因此阳极不能连续使用，还会产生残极，而且更换阳能连续使用，还会产生残极，而且更换阳极的过程会给铝电解生产造成较大的波动极的过程会给铝电解生产造成较大的波动和影响。预焙阳极在生产过程中沥青烟气和影响。预焙阳极在生产过程中沥青烟气已进行净化处理，因而不会给厂房内环境已进行净化处理，因而不会给厂房内环境造成影响。造成影响。 图16 连续式预焙阳极电解槽简图1阳极炭块 2阳极棒 3阳极母线 4槽壳5阳极炭块接缝 6阴极炭块 7阴极棒 8保温层 就机械化和自动化程度而论:以预焙阳极铝电解槽的机械化和自动化程度最高，特别是中部下料的预焙阳极电解槽。上插棒自焙阳极铝电

15、解槽次之。侧插棒自焙阳极铝电解槽最低。 各种类型的电解槽,产生电极电压高低的顺序为：上插棒自焙阳极铝电解槽最高，侧插棒自焙阳极铝电解槽居中，预焙阳极铝电解槽最低 。 从投资来看:预焙阳极铝电解槽的上部结构和阳极装置比较简单，电解槽本身造价较低，但制造预焙阳极需要额外的阳极成型、阳极焙烧和阳极组装等一整套设备，从而增加的投资较多，这一般适于大型铝电解厂。上插棒自焙阳极铝电解槽上部机构比较复杂，投资较高，侧插棒自焙阳极铝电解槽投资则相对低些。 按电解槽容量而言:预焙阳极铝电解槽容量最大，上插棒自焙阳极铝电解槽次之，侧插棒自焙阳极铝电解槽最小。 在现代铝电解工业中，由于，中部加在现代铝电解工业中，由

16、于，中部加料的预焙阳极铝电解槽，在电解过程中无料的预焙阳极铝电解槽，在电解过程中无沥青烟害产生，密闭程度高，烟气收集和沥青烟害产生，密闭程度高，烟气收集和净化率好，环保效应较高，阳极电压降低，净化率好，环保效应较高，阳极电压降低，操作机械化，自动化程度高，适于电子计操作机械化，自动化程度高，适于电子计算机控制管理，因而被广为采用。算机控制管理，因而被广为采用。而中小而中小型铝厂采用自焙阳极电解槽组织生产，给型铝厂采用自焙阳极电解槽组织生产，给社会带来的资源浪费和环保负担，正迫使社会带来的资源浪费和环保负担，正迫使企业面临强制改造和关闭的压力。企业面临强制改造和关闭的压力。 、纵向排列：、纵向排

17、列：+-供电车间供电车间一般用于100KA以下容量的电解系列、横向排列：、横向排列：+-供电车间供电车间一般用于160KA以上容量的大型预焙电解系列电解槽上部机构就位电解槽上部机构就位螺旋起重机螺旋起重机一、一、 溶质溶质氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝是铝电解的主要原料。铝电解对氧化铝的要是铝电解的主要原料。铝电解对氧化铝的要求，首先是它的化学纯度，其次是物理性能。求，首先是它的化学纯度，其次是物理性能。在化学纯度方面，要求氧化铝中杂质和水分的含量在化学纯度方面，要求氧化铝中杂质和水分的含量低。因为氧化铝中那些电位正于铝的元素的氧化物，低。因为氧化铝中那些电位正于铝的元素的氧化物，如如SiOSiO2

18、 2、FeFe2 2O O3 3、等。在电解过程中会被铝还原，还原、等。在电解过程中会被铝还原，还原出来的出来的SiSi和和FeFe进入铝中，从而降低铝的品位；而那些进入铝中，从而降低铝的品位；而那些电位负于铝的元素的氧化物杂质，如电位负于铝的元素的氧化物杂质，如NaNa2 2O O和和CaOCaO会分解会分解冰晶石，还会增加铝液中的氢含量。其它杂质，如冰晶石，还会增加铝液中的氢含量。其它杂质，如P P2 2O O5 5、TiOTiO2 2、V V2 2O O5 5、CrCr2 2O O3 3等都会影响电流效率。等都会影响电流效率。 工业氧化铝的物理性能，对于保证电解过工业氧化铝的物理性能，对

19、于保证电解过程正常进行是很重要的。通常要求它具有较程正常进行是很重要的。通常要求它具有较小的吸水性，能够较快地溶解在熔融电解质小的吸水性，能够较快地溶解在熔融电解质里，在加料时飞扬损失少，并能够严密地覆里，在加料时飞扬损失少，并能够严密地覆盖在碳阳极上以防止阳极在空气中氧化，同盖在碳阳极上以防止阳极在空气中氧化，同时在凝固的电解质结壳表面上起良好的保温时在凝固的电解质结壳表面上起良好的保温作用。这些物理性能取决于氧化铝晶格的晶作用。这些物理性能取决于氧化铝晶格的晶型、粒度和几何形状。氧化铝分：砂状、粉型、粒度和几何形状。氧化铝分：砂状、粉状和中间状，其安息角分别为状和中间状，其安息角分别为30

20、303535，4545和和36364444。 增加氧化铝超浓相输送系统槽上料箱天车料箱天车加料系统新鲜氧化铝+渣壳载氟氧化铝氧化铝+渣壳+结壳块+脏料人工添加转变成铝换极带走漏到楼下飞扬损失氧化铝输送过程损失纯度损失槽极上、加工面及槽内铺底净化系统损失结壳块氧化铝粉槽极上、加工面及槽内铺底会发生变化减少过磅、水份损失？（41kg）（2.124%）与理论比与理论比97.88%5.34%回收95%，损失：5kg。（0.26%）纯度98.6%，损失：27kg。换极60kg回收95%，损失：3kg。（0.16%）其它损失总和：其它损失总和：6kg。（0.31%）生产1吨铝氧化铝的实际消耗情况序号项目氧

21、化铝的理论需求Kg占计划数的百分比%按回收铝95%计损失Kg占总数的百分比%备注1反应生成铝188997.88/按化学反应式计算2阳极交换带走1035.3450.26以1块极带走150kg.电流238KA.电流效率90%计，每生产1吨铝需要氧化铝：150*32/27/（238*0.9*0.3355*24）/1000=1033漏到楼下603.1130.16实际每换1块极漏到楼下90kg,同理计算，每生产1吨铝漏下楼的氧化铝数。4氧化铝纯度损失271.4按照氧化铝质量标准，一级品氧化铝含量98.6%以上计。1930*98.6%=275其他损失60.31包括输送损失、净化系统损失、飞扬损失等。6正常

22、加工漏料10.740.56换出的残极覆盖料增加（10块增加500kg)7增减覆盖料厚度10.740.56以增加1cm覆盖料厚度多加500kg，折氧化铝吨耗增加：500/27*（238*0.9*0.3355*24）/1000=10.748增减出铝190.98以增加100kg铝，折氧化铝吨耗增加：19kg.二、二、 熔剂熔剂氟化盐氟化盐铝电解生产用的主要溶剂是冰晶石，氧化铝能够溶解在冰晶石铝电解生产用的主要溶剂是冰晶石，氧化铝能够溶解在冰晶石中，在中，在962962时约能溶解时约能溶解11%11%的氧化铝。另外还有氟化铝、氟化的氧化铝。另外还有氟化铝、氟化钙、氟化镁、氟化鋰。钙、氟化镁、氟化鋰。

23、冰晶石冰晶石氧化铝能够溶解在熔融冰晶石里，构成的冰晶石氧化铝能够溶解在熔融冰晶石里，构成的冰晶石氧化铝这种电解质基氧化铝这种电解质基本能够满足铝电解的需要：本能够满足铝电解的需要：首先纯冰晶石里不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，因而可以保首先纯冰晶石里不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，因而可以保证产品铝的质量。证产品铝的质量。其次，熔融冰晶石能够较好地溶解氧化铝，而且所构成的冰晶石其次，熔融冰晶石能够较好地溶解氧化铝，而且所构成的冰晶石氧化氧化铝溶液可以在冰晶石的熔点铝溶液可以在冰晶石的熔点10081008以下进行电解。以下进行电解。第三，在此电解温度之下，冰晶石第三，在此电解温度之下

24、，冰晶石氧化铝溶液的密度比铝液的密度小氧化铝溶液的密度比铝液的密度小10%10%，因此电解出来的铝液能沉积在电解质液下的阴极上，这就能够减少，因此电解出来的铝液能沉积在电解质液下的阴极上，这就能够减少铝的氧化损失，而且更为重要的是可以大大简化电解槽的结构。铝的氧化损失，而且更为重要的是可以大大简化电解槽的结构。第四，这种电解质具有相当良好的导电性。此外，冰晶石第四，这种电解质具有相当良好的导电性。此外，冰晶石氧化铝溶液氧化铝溶液基本上不吸水，在电解温度下它的蒸汽压不高，这就能保证电解质成份相基本上不吸水，在电解温度下它的蒸汽压不高，这就能保证电解质成份相对稳定。对稳定。 氟化铝氟化铝 氟化铝可

25、用来降低电解质分子比，改善电解质氟化铝可用来降低电解质分子比，改善电解质性质，目前在铝工业上得到广泛运用。作为冰晶石性质，目前在铝工业上得到广泛运用。作为冰晶石氧化铝溶液的一种添加剂，它既可以弥补电解质氧化铝溶液的一种添加剂，它既可以弥补电解质中氟化铝的损失，又可以降低电解质的分子比，降中氟化铝的损失，又可以降低电解质的分子比，降低电解质温度。工业氟化铝是一种白色粉末，其粒低电解质温度。工业氟化铝是一种白色粉末，其粒度比氧化铝稍大，不粘手。它在常压下加热时不熔度比氧化铝稍大，不粘手。它在常压下加热时不熔化，但在高温下升华（不经过液态直接气化），化，但在高温下升华（不经过液态直接气化），1200

26、1200时蒸汽压达到时蒸汽压达到760760毫米。毫米。 三、导电介质三、导电介质预焙阳极碳块组预焙阳极碳块组沥青石油焦沥青焦残极破碎煅烧中碎筛分中粒料破碎粗粒料清理中碎筛分粗粒料中粒料贮仓贮仓贮仓贮仓贮仓细粉碎细粉料定量给料（配料）预热连续混捏（两段）计量振动成型生碳块焙烧清理阳极组装预焙阳预焙阳极组极组熔化静置泵循环水池循环水池外部高压电源外部高压电源室内开关站室内开关站主控楼主控楼整流机组、动力室整流机组、动力室露天变压器室露天变压器室电解二厂房电解二厂房电解三厂房电解三厂房供电平面配置图供电平面配置图强大的直流电送往强大的直流电送往240KA电解系列电解系列阳极交换作业；阳极交换作业；

27、出铝作业；出铝作业；熄灭阳极效应作业；熄灭阳极效应作业；抬母线作业；抬母线作业；各种测量，数据收集作业；各种测量，数据收集作业；对电解槽的巡视、检查作业；对电解槽的巡视、检查作业；打捞碳渣作业；打捞碳渣作业；局部扎边部作业。局部扎边部作业。 在铝电解生产中，衡量生产效果优劣的主要技术经济指在铝电解生产中，衡量生产效果优劣的主要技术经济指标通常有：产量、电流效率、直流电耗、质量、原材料标通常有：产量、电流效率、直流电耗、质量、原材料及能源消耗。它们是铝生产成本的决定性因素。及能源消耗。它们是铝生产成本的决定性因素。一、一、 原铝产量原铝产量 电解槽系列铝产量是指电解条件下所生产的原铝量。铝产电解

28、槽系列铝产量是指电解条件下所生产的原铝量。铝产量与电流强度、电流效率和运行的槽昼夜总数有关。通过提量与电流强度、电流效率和运行的槽昼夜总数有关。通过提高电流强度、电流效率和增加运行的槽昼夜总数，都能够增高电流强度、电流效率和增加运行的槽昼夜总数，都能够增加铝产量。因此电解生产中提高铝产量的途径通常有：加铝产量。因此电解生产中提高铝产量的途径通常有： 保持生产的稳定性；保持生产的稳定性； 提高电流强度；提高电流强度； 增加电解槽系列的槽昼夜总数；增加电解槽系列的槽昼夜总数； 提高电流效率提高电流效率 。二、二、 电流效率电流效率铝电解的电流效率是指阴极上实际产出的铝量相对于理论铝电解的电流效率是

29、指阴极上实际产出的铝量相对于理论上按照法拉第定律计算的铝量的百分数或小数。铝电解电上按照法拉第定律计算的铝量的百分数或小数。铝电解电流效率是铝电解生产的一项重要技术经济指标，在其它条流效率是铝电解生产的一项重要技术经济指标，在其它条件不变的情况下与铝产量、物耗、能耗是密切关联的。件不变的情况下与铝产量、物耗、能耗是密切关联的。 电流效率与铝产量和电耗率的关系电流效率与铝产量和电耗率的关系铝电解电流效率直接影响铝的产量和电耗率，铝电解电流效率直接影响铝的产量和电耗率，它们之间的关系可用下式表示：它们之间的关系可用下式表示：吨铝千瓦时平均电压/1029803VW 电流效率降低的原因：电流效率降低的

30、原因：铝电流效率总是达不到铝电流效率总是达不到100%100%，其主要原因是阴极上电解析出，其主要原因是阴极上电解析出的铝又重新溶解或机械地混入电解质中，并被循环着的电解质的铝又重新溶解或机械地混入电解质中，并被循环着的电解质带到阳极空间或电解质表面被阳极气体中的二氧化碳或空气中带到阳极空间或电解质表面被阳极气体中的二氧化碳或空气中的氧所氧化。的氧所氧化。此外，也可能有其它离子放电和电流空耗。归纳此外，也可能有其它离子放电和电流空耗。归纳起来，引起电流效率降低主要有以下四种：起来，引起电流效率降低主要有以下四种：1 1铝的重新溶解再氧化造成的损失。铝的重新溶解再氧化造成的损失。2 2在一定条件

31、下，钠离子同铝离子一起放电，析出钠，造成在一定条件下，钠离子同铝离子一起放电，析出钠，造成电流损失。电流损失。3 3电流空耗电流空耗高价离子在阴极上放电不完全，生成低价离子，此低价离子高价离子在阴极上放电不完全，生成低价离子，此低价离子以后又在阳极上氧化，重新生成高价离子，如此循环，造成电以后又在阳极上氧化，重新生成高价离子，如此循环，造成电流空耗。此外，融盐的电子导电或阴极和阳极短路也会造成电流空耗。此外，融盐的电子导电或阴极和阳极短路也会造成电流空耗。流空耗。4 4其它损失其它损失槽内生成槽内生成ALAL4 4C C3 3，融盐中所含水分的电解，杂质化合物的电解，融盐中所含水分的电解，杂质

32、化合物的电解，出铝和铸锭过程中的铝损失等。，出铝和铸锭过程中的铝损失等。 铝的电流效率的计算公式：铝的电流效率的计算公式： 电流效率（%）= m/m100% = m/0.3355 I t100%式中：m 铝的实际产量，g； I 平均电流强度，A； t 电解时间，h； 0.3355 铝的电化学当量，g / Ah。原铝产量（吨）= 0.335524I槽昼夜106三、三、 原铝直流电耗原铝直流电耗 直流电耗的基本概念直流电耗的基本概念直流电耗率是用于表示电能利用效率的一项重要指标。直流电耗率是用于表示电能利用效率的一项重要指标。它是指铝电解产出单位金属铝量所消耗的电能量。它是指铝电解产出单位金属铝量

33、所消耗的电能量。 计算出计算出每公斤铝的理论耗电量为每公斤铝的理论耗电量为6.32kwh6.32kwh。而实际的铝电而实际的铝电解电耗量远大于理论量。理论量与实际量之比的百分数称为解电耗量远大于理论量。理论量与实际量之比的百分数称为电能效率。实际的铝电解电能消耗通常按下式进行计算：电能效率。实际的铝电解电能消耗通常按下式进行计算： 吨铝千瓦时平均电压/1029803VW式中：式中：2980 2980 为电化当量；（为电化当量；（0.33550.3355的倒数）的倒数） W W 吨铝的电耗率吨铝的电耗率kwh/t-Alkwh/t-Al；V V平均电压平均电压 铝电解槽的平均电压（伏）；铝电解槽的

34、平均电压（伏）； 电流效率（电流效率（%）；）；从式中看出，铝电解生产中实际的电能消耗与平均槽从式中看出，铝电解生产中实际的电能消耗与平均槽电压成正比，与电流效率成反比。电压成正比，与电流效率成反比。 降低直流电耗的途径降低直流电耗的途径 1 1提高电流效率；提高电流效率； 2 2降低电解槽的平均电压。降低电解槽的平均电压。 电解槽的平均电压电解槽的平均电压由极化电压降、阳极压降、阴极压降、由极化电压降、阳极压降、阴极压降、电解质压降、槽内母线压降、槽外母线电压降以及效应电压电解质压降、槽内母线压降、槽外母线电压降以及效应电压降的分摊值降的分摊值组成。因此，通过采取有效措施，降低以上压降组成。

35、因此，通过采取有效措施，降低以上压降值，即可以达到降低电解槽平均电压的目的。值，即可以达到降低电解槽平均电压的目的。 四、四、 原铝质量原铝质量 铝的质量通常按铝中金属的杂质的含量来评定，铝中金铝的质量通常按铝中金属的杂质的含量来评定，铝中金属杂质有二十多种，其中最主要的是属杂质有二十多种，其中最主要的是SiSi、FeFe、CuCu等，此外铝等，此外铝中 还 有 非 金 属 杂 质 ， 如 氢 、 氧 化 铝 、 炭 化 铝 等 。 按中 还 有 非 金 属 杂 质 ， 如 氢 、 氧 化 铝 、 炭 化 铝 等 。 按GB/T11962002GB/T11962002可将重熔用铝锭分为可将重熔

36、用铝锭分为AL99.90AL99.90、AL99.85AL99.85、AL99.70AAL99.70A、AL99.70AL99.70、AL99.60AL99.60、AL99.50AL99.50、AL99.00AL99.00等七个质等七个质量等级。量等级。原铝中的主要的杂质是硅和铁，同时，还存在其它如：钠原铝中的主要的杂质是硅和铁，同时，还存在其它如：钠、钙、磷、硼、钛、钡、锌、镓等杂质金属。他们绝大部分、钙、磷、硼、钛、钡、锌、镓等杂质金属。他们绝大部分随氧化铝等原料带入原铝中。随氧化铝等原料带入原铝中。 进入原铝的非金属杂质主要进入原铝的非金属杂质主要有：氢、氧化铝、炭化铝等。有：氢、氧化铝

37、、炭化铝等。 五、五、 原材料消耗原材料消耗原材料消耗在原铝成本中占很大比例，降低其消耗、能有效原材料消耗在原铝成本中占很大比例，降低其消耗、能有效降低成本。降低成本。 物料消耗问题物料消耗问题理论上每生产一吨铝要消耗理论上每生产一吨铝要消耗18891889公斤氧化铝，但是由于工业公斤氧化铝，但是由于工业氧化铝中只含有氧化铝中只含有98.5-99%98.5-99%的氧化铝，炭阳极并非纯炭，冰晶石的氧化铝，炭阳极并非纯炭，冰晶石在电解过程中亦有所分解和蒸发，各种物料都有一些机械损失在电解过程中亦有所分解和蒸发，各种物料都有一些机械损失，实际上的物料消耗量大约超过上述理论需要量的，实际上的物料消耗

38、量大约超过上述理论需要量的5%5%。要降低消耗，须使运输管道、储槽、加料设备等严密不漏，要降低消耗，须使运输管道、储槽、加料设备等严密不漏，包括氧化铝的袋子要防止破损，倒装时要倒干净，加料操作要包括氧化铝的袋子要防止破损，倒装时要倒干净，加料操作要认真仔细，不要将料撒到槽外，泄漏、飞扬的氧化铝尽量回收认真仔细，不要将料撒到槽外，泄漏、飞扬的氧化铝尽量回收，烟气废料要净化回收并提高回收效率，对氧化铝粒度应尽量，烟气废料要净化回收并提高回收效率，对氧化铝粒度应尽量控制不能过细。控制不能过细。 氟化盐单耗氟化盐单耗 1 1冰晶石、氟化铝、氟化纳、氟化钙、氟化镁等总冰晶石、氟化铝、氟化纳、氟化钙、氟化

39、镁等总称氟盐。称氟盐。一般单耗如下：冰晶石一般单耗如下：冰晶石5kg/t.Al5kg/t.Al，氟化铝，氟化铝27kg/t.Al,27kg/t.Al,氟化氟化铝铝1kg/t.Al1kg/t.Al，氟化镁，氟化镁3-5kg/t.Al3-5kg/t.Al。2 2氟化盐消耗的原因氟化盐消耗的原因氟盐理论上不消耗，实际消耗的原因主要有：高温蒸发，氟盐理论上不消耗，实际消耗的原因主要有：高温蒸发，炭渣带走、槽衬吸收、水解，运输损失，加料损失等。炭渣带走、槽衬吸收、水解，运输损失，加料损失等。3 3降低消耗的途径降低消耗的途径由于氟化铝易挥发，添加时切忌直接加入液体电解质，而由于氟化铝易挥发，添加时切忌直

40、接加入液体电解质，而应将其加在氧化铝打壳下料口处，再覆盖一层氧化铝，待下应将其加在氧化铝打壳下料口处，再覆盖一层氧化铝，待下次加工时打入电解槽内，以防造成严重的挥发损失。另外添次加工时打入电解槽内，以防造成严重的挥发损失。另外添加的原料要尽量减少水份的含量，以防造成电解槽中氟盐的加的原料要尽量减少水份的含量，以防造成电解槽中氟盐的水解损失。其它添加物也应尽量减小其机械损失水解损失。其它添加物也应尽量减小其机械损失。 炭阳极消耗炭阳极消耗1 1不论是阳极块或阳极糊，按不论是阳极块或阳极糊，按理论计算，假设反应全部理论计算，假设反应全部生成生成COCO2 2，碳需要消耗，碳需要消耗333333公斤

41、公斤/ /吨吨-AL-AL。而如果反应生成而如果反应生成70%CO70%CO2 2、30%CO30%CO，计算得出碳的消耗为，计算得出碳的消耗为433433公斤公斤/ /吨吨-AL-AL。目前。目前，在各种不同类型的槽上，炭阳极单耗存在着明显的差异：，在各种不同类型的槽上，炭阳极单耗存在着明显的差异：上插槽（阳极糊）上插槽（阳极糊）560-630560-630公斤公斤/ /吨吨ALAL侧插槽（阳极糊）侧插槽（阳极糊）500-550500-550公斤公斤/ /吨吨ALAL预焙槽（阳极块）毛耗预焙槽（阳极块）毛耗520-580520-580公斤公斤/ /吨吨ALAL 净耗净耗430-480430-

42、480公斤公斤/ /吨吨ALAL2 2炭阳极消耗增加的原因：炭阳极消耗增加的原因： 机械损耗，阳极上炭粒没有参加反应，即脱落进入电机械损耗，阳极上炭粒没有参加反应，即脱落进入电解质内，成为电解质中的炭渣（自焙槽漏糊）。解质内，成为电解质中的炭渣（自焙槽漏糊）。 在高温下直接与空气接触而被氧化。在高温下直接与空气接触而被氧化。 铝的重熔损失。铝的重熔损失。 杂质放电带来的碳阳极损失。杂质放电带来的碳阳极损失。 铝的成本铝的成本成本管理是企业经营管理中的重要环节，企业要想取得好的经济成本管理是企业经营管理中的重要环节，企业要想取得好的经济效益，就必须降低产品成本，用尽可能低的人力、财力、物力消耗，

43、效益，就必须降低产品成本，用尽可能低的人力、财力、物力消耗，生产更多，更好的产品。生产更多，更好的产品。1 1成本开支范围成本开支范围工业企业产品成本开支范围由国家统一规定，未经批准任何单位工业企业产品成本开支范围由国家统一规定，未经批准任何单位不得自行扩大成本支出范围。内容包括：不得自行扩大成本支出范围。内容包括：1 1）为制造产品而耗用的各种原料、材料、外购半成品。）为制造产品而耗用的各种原料、材料、外购半成品。2 2）为制造生产产品而耗用的燃料及动力。）为制造生产产品而耗用的燃料及动力。3 3）生产工人、管理人员的工资和按工总额提取的职工福利基金。）生产工人、管理人员的工资和按工总额提取

44、的职工福利基金。4 4）按规定提取的固定资产折旧基金，大修基金和日常开支的中、）按规定提取的固定资产折旧基金，大修基金和日常开支的中、小修理费。小修理费。5 5）按规定计入产品成本的低值易耗品购置费用。）按规定计入产品成本的低值易耗品购置费用。6 6）产品的包装和销售费用。）产品的包装和销售费用。7 7）经主管部门批准，每平方米造价不超过二十元的简易料棚修理）经主管部门批准，每平方米造价不超过二十元的简易料棚修理费。费。8 8）按规定计入产品成本的停工费和废品损失。）按规定计入产品成本的停工费和废品损失。9 9）其它生产费用如生产管理费用、运输费、材料产品盘盈盘亏、）其它生产费用如生产管理费用

45、、运输费、材料产品盘盈盘亏、利用收支等费用。利用收支等费用。 2 2降低成本的途径降低成本的途径从铝成本构成分析可知：降低成本的途径有很多方面，从铝成本构成分析可知：降低成本的途径有很多方面，其中最主要的是从生产技术和经营管理上下功夫。其中最主要的是从生产技术和经营管理上下功夫。1 1）努力提高机械化和自动化水平；）努力提高机械化和自动化水平；2 2）提高设备利用率，努力增加铝产量；）提高设备利用率，努力增加铝产量；3 3）努力提高产品质量；）努力提高产品质量；4 4）加强经营管理，实行经济核算；）加强经营管理，实行经济核算；5 5）保持电解槽的平稳运行，提高电流效率；）保持电解槽的平稳运行，提高电流效率；6 6）降低电解生产的平均电压，降低原铝直流电耗；）降低电解生产的平均电压，降低原铝直流电耗；7 7）降低各种原材物料的消耗；）降低各种原材物料的消耗；8 8）降低库存、在制品、原料等资金的占用，降低流动资）降低库存、在制品、原料等资金的占用，降低流动资 金，减少财务费用的支出。金，减少财务费用的支出。 此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢