電解鋁工藝流程-編寫

1、電解鋁工藝流程電解鋁就是通過電解得到的鋁，現(xiàn)代金屬鋁的生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示匏化鋸軾化鹽冰骷石曉陽概送電解1鋁電解工藝直流電通入電解槽，電解槽溫度控制在 940-960 C，熔融冰晶石是溶劑， 氧化鋁作為溶質(zhì)，以炭素體作為陽極，鋁液做為陰極，使溶解于電解質(zhì)中的氧 化鋁在槽內(nèi)的陰、陽兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在陰極電解析出金屬鋁，在陽極電 解析出CO和CO2氣體。鋁液定期用真空抬包析出，經(jīng)過凈化澄清后，澆鑄成 商品鋁錠。陽極氣體經(jīng)凈化后，廢氣排空，回收的氟化物等返回電解槽。電解鋁的主要設(shè)備是電解槽，現(xiàn)代鋁工業(yè)主要有兩種形式的槽式分別為自焙 陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解

2、槽。以下為兩種槽的比較：自焙槽預(yù)焙槽優(yōu)點：陽極可連續(xù)使用；不需專門工廠進行陽極成型, 焙燒，裝爪等4缺點：煙害大;槽電壓比預(yù)焙槽約高0J-0.2V,電耗比預(yù)焙槽高 約1（順度；上插棒槽的上部金屬結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜，機械化程度，投資 大優(yōu)點：電耗低，槽電壓低；電解槽造價少；可大型化，操作的機械化程度高；煙害小4缺點：非連續(xù)式預(yù)焙陽極電解槽需 更換陽極；需成套的陽極制備工廠，投 資多。圖一:目前世界上大部分國家及生產(chǎn)企業(yè)都在使用大型預(yù)焙槽，槽的電流強度很大，不僅自動化程度高，能耗低，單槽產(chǎn)量高，而且滿足了環(huán)保法規(guī)的要 求。從鋁電解槽的發(fā)展來看，目前電流強度達到17-22KA的大型化各類陽極 電解槽，產(chǎn)

3、鋁量為1200-1500Kg/d，電能消耗降低到13.5KW*H。下圖為一種鋁電解槽參數(shù)千安121a1816鋁電解槽配垃圏240臺電解槽慕系列電流130千安，電壓1100伏）所刀一電解槽圖二：一種鋁電解槽配置圖2.電解煙氣干法凈化2.1干法凈化原理干法凈化就是以某種固體物質(zhì)吸附另一種氣體物質(zhì)所完成的凈化過程。具有吸附作用的物質(zhì)稱吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。鋁電解含氟 煙氣的干法凈化使用電解鋁生產(chǎn)用的氧化鋁，作為吸附劑吸附煙氣中的氟 化氫等大氣污染物來完成對煙氣的凈化。氧化鋁對氟化氫的吸附過程分三 個步驟：（i）氟化氫在氣相中不斷擴散，通過氧化鋁表面氣膜到達氧化鋁表面。(2) 氟化氫受氧化鋁離

4、子極化的化學(xué)鍵力的作用，形成化學(xué)吸附。(3)被吸附的氟化氫和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成表面化合物一氟化鋁。氟化氫的吸附率可達 98%99%,瀝青煙的吸附率在95%以上。載 有氟和瀝青煙的氧化鋁由布袋除塵器分離后供電解使用。 回收的氟返回電 解槽可補充電解生產(chǎn)過程中損失的氟元素，瀝青焦油返槽后可逐步被燒 掉。2.2干法凈化工藝流程圖3干法凈化工藝流程圖干法凈化工藝流程包括電解槽集氣、 吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機械排風(fēng)等五個部分，如圖3所示。(1) 電解槽集氣。電解槽散發(fā)的煙氣呈無組織擴散狀態(tài)，為了有效 地控制污染， 必須對電解槽進行密封。 收集的煙氣通過電解槽的排煙支管 匯到電解廠房外的排

5、煙總管，然后送往凈化系統(tǒng)集中處理。（2）吸附反應(yīng)。將吸附劑新鮮的氧化鋁粉加入到電解煙氣中，并使 之與煙氣充分接觸而吸附煙氣中的氟化氫，然后送到布袋除塵器袋濾室。（3）氣固分離。吸附后的氧化鋁為載氟氧化鋁，載氟氧化鋁與煙氣 的分離是由布袋除塵器來完成的。 分離下來的載氟氧化鋁， 一部分作為循 環(huán)氧化鋁繼續(xù)參與吸附反應(yīng)， 另一部分由氧化鋁輸送系統(tǒng)送入載氟氧化鋁 料倉，供電解使用。（4）氧化鋁輸送。新鮮氧化鋁定量地由新鮮氧化鋁料倉排出，經(jīng)輸 送風(fēng)動溜槽給入到文丘里反應(yīng)器中。 吸附后的載氟氧化鋁由除塵器的沸騰 床的溢流口，經(jīng)輸送風(fēng)動溜槽及垂直輸送氣力提升機輸送到載氟氧化鋁料 倉，供電解使用。（5）機械

6、排風(fēng)。排風(fēng)是整個凈化系統(tǒng)的主動力源。凈化系統(tǒng)的煙氣 輸送、氧化鋁輸送、除塵器等均在負(fù)壓狀態(tài)下操作， 不向外界排放污染物。 機械排風(fēng)的設(shè)備為離心風(fēng)機。2.3 電解煙氣凈化系統(tǒng)的組成干法凈化所用主要設(shè)備有反應(yīng)器、 脈沖袋式除塵器、 風(fēng)動溜槽、 氣力 提升機以及排煙風(fēng)機等。（1）反應(yīng)器，其工作原理和特點是煙氣向上通過反應(yīng)器的喉口時， 流速突然增大， 形成湍流。 在此加入氧化鋁， 氧化鋁與煙氣由于湍流而充 分混合，進行充分反應(yīng)， 煙氣自下而上穿過這層斷面與氧化鋁接觸， 完成 氧化鋁對氟化氫的吸附過程。 喉口上方形成的湍流使氧化鋁能充滿整個管道斷面，縮短了所需的管道長度，提高了凈化效率。(2)脈沖袋式除

7、塵器，如圖4所示，含塵氣體從袋式除塵器進口引入后，通過煙氣分配裝置均勻進入濾袋，在此過程中粉塵即被濾袋的外側(cè) 所阻擋，經(jīng)過凈化處理的氣體從出口排出，當(dāng)濾袋表面的粉塵不斷增加到 一定的厚度，導(dǎo)致設(shè)備阻力上升到設(shè)定值時，微壓差控制信號有信號輸出 控制儀發(fā)出信號，使噴吹系統(tǒng)工作，電磁脈沖閥打開，此時壓縮空氣從氣 包順序經(jīng)脈沖閥和噴嘴向濾袋內(nèi)噴射，附于袋外的粉塵脫離濾袋落入灰 斗，然后由回轉(zhuǎn)排灰閥將粉塵排出圖4脈沖袋式除塵器(3) 氣力提升機是一種低壓吹送的垂直提升氣吸式輸送設(shè)備，其工作原理：靠真空來吸取物料，即當(dāng)排風(fēng)機工作后，整個系統(tǒng)被抽成一定的 真空度，在壓力差的作用下，大氣中的空氣流從物料堆的間

8、隙通過， 把物 料吸入吸嘴，并沿輸料管進入分離器中，在分離器中物料和空氣被分離， 物料直接從底部卸出，空氣進入除塵器，凈化后的空氣通過排風(fēng)機進入大 氣。(4) 風(fēng)動溜槽分為下充氣層、中透氣層和上輸料層，由風(fēng)機給予低 壓小容量的空氣，由充氣層透過透氣層，使物料流態(tài)化，從而實現(xiàn)物流的 移動。循環(huán)氧化鋁加入到反應(yīng)器的輸送都采用風(fēng)動溜槽。3電解鋁的技術(shù)問題（1） 由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個 系列產(chǎn)能可達20萬 噸以上）,巨大的用電負(fù)荷集中在一個生產(chǎn)系列上（一般達40萬KW以上）， 電解系列生產(chǎn)的任何波動都會造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響， 甚至威脅 供電安全。（2） 缺乏建立在對陰極破損機理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計” 技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施，電解槽難以達到設(shè)計壽命，早期破損 率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認(rèn)為的陰極炭素材料亙 量方面的原因外，電解槽的設(shè)計、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動、正常 生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。 導(dǎo)致這些問題的深層次原因 是，中國尚缺乏對鋁電解槽破損（常稱為陰極破損）機理與規(guī)律的深入掌 握及在此基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。 隨著 電解槽容量的不斷擴大，槽壽命問題就更加突出。缺乏先進的生產(chǎn)操作技術(shù)，作業(yè)成本