手机什么时候发明的电解法冶炼铝

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-12-13 23:02 标签： 手机什么时候发明的
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铝冶炼技术的发展历史与现今国内外比较(精华)铝冶炼技
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铝冶炼技术的发展历史与现今国内外比较(精华)
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3秒自动关闭窗口想知道：电解铝和炼铝的过程？以及二种过程所产生的污染！_百度知道氯化铝电解法制铝_金属冶金_中国百科网
氯化铝电解法制铝
    
氯化铝电解法制铝
把直流电流通入溶有氯化铝的碱金属和碱土金属氯化物电解质中，在电解槽阴极析出铝的一种铝电解方法。本法目前虽然还无法与冰晶石一氧化铝熔盐电解法竞争，但仍为人们不断进行研究。
早在冰晶石一氧化铝熔盐电解法发明之前，德国的本生(J．Bunsen)和法国的德维叶(C．Deville)在1854年曾经成功地电解NaAICl4熔盐制得金属铝。1973年美国铝业公司(AluminiumCompanyofAmerica)的阿尔阔(Alcoa)分公司宣布研究出一种新的氯化铝电解制铝法。
这种方法采用了多室电解槽的新工艺，与冰晶石一氧化铝熔盐电解法相比，可节电30%，还有占地面积小、单槽产量高，可避免强磁场等优点。该公司于1976年在得克萨斯州建成一座年生产能力为1．5万t铝的试验工厂。
阿尔阔(Alcoa)氯化铝电解法制铝主要由氯化铝制备和氯化铝电解两大过程组成(图1)。
氯化铝制备 为避免硅、铁等氯化物杂质污染AlCl3，仍采用工业纯Al2O3为原料。氯化过程在流态化氯化炉中进行。掺有焦炭颗粒的氧化铝从加料口加入，氯气从炉底通入。氯气要保持一定压力，以便使炉料处于流态化状态。氯化温度为973～1173K。在此氯化温度下，炉料中的Al2O3与氯气和焦炭发生生成AlCl3的反应：
前一个反应是吸热反应，后一个反应是放热反应。在氯化过程中鼓入适量的氧气，可使这两个反应的热量互补。从流态化氯化炉中出来的AlCl3气经过初步提纯，在冷凝器中得到固体AlCl3作为电解的原料。
氯化铝电解Alcoa法的关键是采用双极性电极多室电解槽(图2)。这种电解槽的电极有阳极、阴极和诸多双极性电极，所有电极均由石墨制成。石墨电极几乎不消耗，不必象冰晶石一氧化铝熔盐电解那样要经常更换阳极，阳极、阴极和双极可密封在电解槽中，从而可使电解操作大为简化。
这种电解槽的极间距很小，石墨双极电极的上表面作为阴极，下表面作为阳极，这样每一个室就是一个电解槽，整个电解槽相当于多个单室电解槽串联的多室槽。因此，每台电解槽的生产能力很大。电解槽极间距小、双极多室是Alcoa法节能的关键。电解槽的外壳用钢板焊成，内衬为耐高温、不导电、侧部的相对位置不变，有利于气体和铝液按希望的路线运动，电解槽侧部不能生长炉帮，在电解槽侧部和电极之间采用了氮化硅、氮化硼等较贵重的耐火材料。
当电流密度为0.8～2．3A/cO时，单室的室电压为2．7V，其中含氯化铝的理论分解电压1．8V，阴、阳两极的超电位0.37V，电解质电压降大约为0.5V，其他还有少量导线和电极电压降。
氯化铝电解法制铝的电解质组成有两类。一类是纯氯化物组成的电解质体系，如NaCl-KCl-AICl3系或NaCl-KCl-LiCl-A1Cl3系；另一类是氯化物与氟化物混合体系，如NaCl-CaCl2-CaF2-A1C13系等。AICl3的蒸气压很大，在453K温度左右即达到0.1MPa。为了减少AlCl2的挥发损失，一般采用主要由蒸气压较小的NaCl、KCl、Cacl2、CaF2等组成的电解质。
AlCl3几乎不导电，在接近熔点时电导率只有0.56×10-4S/m因此，电解质中的其他组分要具有较好导电性，以提高电解质的导电性和降低电耗。此外，电解质中的氧化物含量要低，因为当有氧化物存在时，氧离子会优先在阳极上放电：
2O2-+C-4e------CO2
从而消耗石墨阳极。欲使石墨电极使用3a而不更换，则电解质中的氧化物浓度不得高于0.03%。
Copyright by ；All rights reserved.铝的精炼工艺的制作方法
专利名称铝的精炼工艺的制作方法
技术领域本发明涉及电解法精炼铝技术领域。
电解法冶炼精铝，目前国内外普遍采用的方法，是在电解法生产普铝的基础上，单独设立精炼厂或精炼车间，设置母液槽和精铝槽，以母液槽生产精炼用的电解质，以精铝槽采用三层液法冶炼精铝。这种生产方法，需建立一套独立于普铝电解的供电和整流系统，精铝车间的占地面积和供电设施的花费均较大。
本发明的目的在于提供一种直接将精铝槽与普铝电解槽电串联生产精铝的方法，无需再建新的供电整流系统。
本发明是在60KA电解厂实现的。
众所周知，将精铝槽与普铝电解槽串联冶炼精铝，由普铝电解槽的阳极效应所引起的电流波动，会造成精铝槽发生阴极打火、翻铝等不正常现象，从而影响表层精铝的质量和槽的产量。本发明的核心内容即在于通过适当提高精铝槽内阳极铜铝合金中铜的含量，和对槽体采取保温措施，实现在电流强度不稳定情况下的正常生产。在电流强度波动时，如果槽内三层液分离不清楚或电流分布不均匀，会出现上述阳极打火、翻铝现象，对此，可采取提高阳极铜铝合金中铜的含量的办法来克服，提高铜的含量，既可增加阳极合金的导电性能，又能加大阳极合金的比重，使其与电解质层更清楚地分离。本发明中，阳极合金中的铜的含量从现有技术中的40-44%提高到45-49%。此外，电流强度向下波动过程中会引起槽温下降，为保持精炼铝的操作温度(720°-780℃)，本发明精铝槽采用保温型槽体，并在槽的顶部加盖防尘罩，加盖防尘罩是因为普铝电解粉尘较大，如落入精铝槽会影响表面精铝的质量。
此外，本发明不另设母液槽生产电解质，而采取在精炼之前直接用精铝槽生产电解质，待生产的电解质足以满足一个周期的精炼生产后，即可进行精铝生产。
本发明精铝槽电解过程向阴极析出理想，提纯效果较佳，加入的阴极普铝液杂质含量较快地降低，在半个月内就可达到高二级品位(A1＞99.95%)的精铝。利用本发明，不用花费大量投资建设精铝厂(车间)，只要在60KA电解厂改建一些电解槽为精铝槽即可实现容量为60KA的精铝生产。
本发明精炼槽焙烧、启动、精炼过程与现有三层液法精炼铝技术相同，其它一些主要参数如下1、电解质成分BACl2(氯化钡)58-60%AlF3(氟化铝)17-19%Na3AlF6(冰晶石)18-20%Nacl(氯化纳)3-5%
2、槽内三层液水平铜铝合金21-23cm电解质8-9cm阴极铝液19-20cm3、槽工作电压5.4v-5.6v4、电流密度0.6-0.73A/cm3附图为本发明精铝槽工作状态时的纵剖面图。
本发明的一个实施例。
图中，槽内三层液自上而下分别为阴极铝液层〔1〕，电解质层〔2〕和阳极铜铝合金层〔3〕，槽内衬〔6〕采用镁炭砖、保温砖、硅酸钙板填充，在槽侧〔4〕和槽底〔5〕的表面敷贴有一层硅酸钙保温板，槽的上部置有保温板〔7〕和防尘罩〔8〕。槽底炭块〔10〕采用半石墨化炭块，以降低槽压降。
该精炼槽的焙烧、启动、精炼过程如下1、焙烧灌入电解槽普铝液，然后将石墨电极〔9〕的下部埋入铝液，接通电源，加盖组分为氯化钡、氟化铝、冰晶石的保温料，电解4-6天，使保温料熔化。
2、启动阶段待炉温升至650℃-700℃时提升阴极，加普铝电解槽液体电解质(组分为冰晶石、氟化钠、氟化铝)，再加入电解铜，并补充氯化钡，使槽内铜铝合金和电解质的成份分别控制在前述铜铝合金和电解质范围内，电解1-2小时，从槽内取出电解质备冶炼精铝时使用。
3、精炼阶段将焙烧过程中灌入的铝液换成高五铝或特一铝液，生产6-8天后，将石墨阴极更换成精铝固体阴极，更换时应使炉温保持在800℃以上，此后转入正常生产。在生产过程中固体铝阴极会不断地消耗，更换这些固体铝阴极时，为使槽内电流分布均匀，不致出现阴极打火、翻铝等现象，应采用交替更换的办法，使得铝阴极的更换在时间上错开。
下面给出了按本实例所述方法生产的两种精铝产品经“国家轻金属质量监督检验中心”检验的数据和生产过程中电流波动的情况
表中两种产品均达到高一级品位精铝(A1＞99.99%)的标准。本实施例采用固体精铝阴极生产与采用石墨阴极相比，生产成本大大降低，因为精铝固体阴极可以循环使用，同时精铝槽槽底、槽侧散热较少，有利于节能，加上槽底炭块采用半石墨化炭块，可使每吨铝的生产成本降耗700-1000KWH，吨铝电耗降低到1850KWH以下。
1.一种铝的精炼工艺，采用三层液法电解生产精铝，其特征为(a)所使用的精铝槽直接与60KA普铝电解槽电串联，(b)精铝槽采用保温型槽体，使其在电流波动过程中能保持720℃-780℃的操作温度，在槽的上部加盖防尘罩，(c)槽内三层液中阳极铜铝合金中的铜含量控制在46-49%，(d)直接用精铝槽生产精炼用的电解质。
2.根据权利要求1所述的铝的精炼工艺，其特征为，所用精铝槽的槽内衬〔6〕采用镁碳砖、保温砖和硅酸钙板填充，槽侧〔4〕和槽底〔5〕敷贴有一层硅酸钙保温板，槽的上部加盖保温板〔7〕。
本发明涉及铝的精炼工艺，通过对精铝槽采取保温措施和适当提高阳极铜铝合金中的铜含量，提供一种将精铝槽直接串联在电解槽中生产精铝的方法。利用本发明，可直接把60KA电解槽改建为精铝槽生产精铝。
文档编号C25C3/24GK10545
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者宋井刚, 宋俊夫, 徐志明, 庞永训, 魏基绵, 王新华 申请人:濉溪铝厂【图文】铝电解基础理论一_百度文库
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铝电解基础理论一
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