铝电解槽发展史

中国铝工业发展历程新中国成立伊始的1949年12月，当时的重工业部召开了“全国有色金属会议”，会议决定建设完善的中国铝工业，于是在苏联的援助下，于1950年秋我国开始筹建新中国第一个电解铝厂，即抚顺铝厂（301厂），厂址在抚顺望花区，是在原日本住友化学工业公司的满洲铝厂的基础上建设的。

但当时的情况是满洲铝厂原有的设备已经几乎全部被苏联以战利品的名义拆走，后又遭国民党军队的破坏，基础十分薄弱。

1952年4月30日，抚顺铝厂一期工程破土动工，设计原铝生产能力15kt/a，采用45kA侧插槽和水银整流器，全系列144台槽，配套建设的有生产能力11kt/a的阴极糊车间与2.1kt/a的氟化盐车间，1954年10月1日建成投产，1954年10月19日，新中国第一批重熔铝锭在抚顺铝厂铸造生产线下线，这标志着新中国从此有了自己的铝工业，当年该厂共生产了19吨重熔用铝锭。

1955年8月，抚顺铝厂二期铝电解工程开始基建施工，1957年7月28日投产。

1957年重熔铝锭产量29.2kt。

60年来，抚顺铝厂（现名抚顺铝业有限公司）为国民经济的发展生产了大量的铝，而且为中国铝工业的发展在生产技术、管理、人才培养方面积累了经验，成就巨大。

1958年~1965年，中国铝电解工业经历了“大跃进”和调整时期。

1958年2月23日，毛泽东主席视察了抚顺铝厂，这是他视察过的唯一的一家铝企业。

1958年7月30日，抚顺铝厂精铝车间12台6kA精铝槽投产，当年生产精铝81吨，开中国高纯铝工业的先河。

1959年5月1日，中国自行设计的抚顺铝厂三期扩建工程投产，同年12月5日，包头铝厂第一批电解槽也生产出铝；1959年12月，兰州铝厂、山东铝厂电解铝分厂投产，1960年3月，郑州铝厂电解铝车间投产，1960年5月，包头铝厂投产。

同时在这期间，全国各地也相继建成了一些小型铝厂，如保定铝厂、石家庄铝厂、平阴铝厂、合肥铝厂、南平铝厂、广东铝厂、南宁铝厂、兰溪铝厂、佳木斯铝厂等14家，形成了以五大铝厂为骨干，各省区有小型铝厂为支撑的格局。

大型预焙槽工艺技术发展一、我国大型预焙电解槽的发展我国现代大型预料电解槽的发展起步较晚。

国外在六十年代较快发展了大型预焙槽生产，而我国于1973年才开始于抚顺铝厂进行大型预焙槽的开发研究工作，经两年的筹建，1975年4月10日我国第一台135kA预焙槽投入工业试验。

经过二十年的努力，至1995年，通过引进和消化引进技术，我国已形成大型预焙槽各具特色的生产系列，拥有135kA、140kA、155kA、160kA、180kA、280kA 大型预焙槽，总槽数达近1600台，产能为60万吨。

至2002年底，我国电解铝企业已达136家，生产能力达到5300kt/a，居世界首位；其中年产100kt/a生产规模的企业已达17家，产能2650kt/a，占总产能的50%；电解槽容量在160kA 以上的企业有35家，能力达2800kt/a，占总产能的53%。

我国电解铝企业技术改造、扩建和新建的项目，一直以200～240kA电解槽为投资主流，对于300kA级电解槽的三场、槽寿命等问题，许多人一直持有怀疑态度。

随着我国第一个200kt/a规模300kA级电解系列在河南豫港龙泉铝业有限公司的顺利建成投产，不但使SY300（300kA）电解槽在国内外得到广泛认可，而且它还标志着中国电解铝工业的综合技术已达到世界先进水平。

SY300电解槽已成为国内众多新建的200～250kt/a规模电解铝项目的主要槽型。

西方发达国家的原铝生产主要集中于加铝、美铝、俄铝、法铝、海德鲁、科马尔科等大型企业集团，主要槽型为AP18、AP21、AP30、Hydro23和CD200等，单系列产量为100～250kt/a。

在20世纪90年代，建成的电解铝系列（除中国外）80%采用了法国彼施涅公司的电解铝技术，特别是300kA级预焙阳极电解槽技术几乎全部采用AP30技术，单系列产能达到250kt/a。

加入WTO后，中国电解铝工业面临进一步发展，做大做强的机遇，为了满足中国电解铝工业全球发展战略的需求，建设一批规模大、技术起点高、有竞争能力的现代化的企业势在必行。

铝电解槽发展史铝电解槽发展史从1886年到现在，Hall—Heroult的冰晶石—氧化铝熔盐电解法，已经快有120年历史了，在此期间，此电解炼铝的工艺和方法原理没有变化，然而期电解槽的结构发生了很大变化。

铝电解生产由最初的电耗40kWh/kg.Al【】电流效率75%，（1889年Heroult槽）】和电耗31 kWh/kg.Al【电流效率80%，（1892年Hall槽）】，降到现在的电耗12.5 kWh/kg.Al（直流电耗），电流效率96%以上。

电解槽的容量（电流）由最初的几千安培，增加到现在的500kA。

电解槽结构按阳极特性来划分，经历了从预焙阳极到侧插自焙阳极，到上插自焙阳极，又到预焙阳极的阶段。

期间也出现过连续预焙阳极试验电解槽，但未成功推广。

电解槽初期阶段，是小型预焙阳极电解槽，图1.图1 1912年Heroult的12000A电解槽电耗25000k W·h/tAl,阴阳极电流密度1.0～1.2A/㎝2当时槽容量是12000A，电耗25000kw.h/t.Al，阳极电流密度1.0—1.2A/㎝2 ,特点是电流小，电压高，阳极电流密度大，电耗高，电流效率低。

现代铝工业上有两类、共四种形式的电解槽：·自焙阳极电解槽侧插棒式上插棒式·预焙阳极电解槽不连续式连续式自焙槽起始于1923年，是由挪威人在生产铁合金电路连续自焙电极的基础上发展起来的。

在20世纪60年代，侧插自焙槽最大电流达到100kA，上插自焙槽在20世纪50—70年代，在世界范围内得到了很大发展，其电解槽的最大电流达到了170—180kA，当时指标是：电流效率88～90%，电耗15000kw.h/t.Al。

自焙槽特点有：①使用的阳极糊靠电解槽自身的热量使其焙烧成良好的导电体，使电解槽上部散热得到合理利用。

综合节能。

②由于直接使用阳极糊，节省了预制阳极过程的成型，被烧，加工，阳极组装等工艺与工序工程，以及该过程需要的燃料和各种消耗及劳动费用于投资。

浅谈铝电解工艺发展分析摘要：目前我国铝电解工业的发展水平虽然完整，但尚未完全成熟，铝电解生产过程中仍涉及很多可优化的方面。

从铝电解的实际生产过程中可以了解到，电解过程以电解槽为中心，阳极、氧化铝、电解质、催化剂等在其内发生电化学反应的过程。

而热量平衡和物料平衡是电解槽赖以正常运行的两大条件，当物料平衡或者热量平衡遭到破坏时，电解槽就会出现病槽，物耗、能耗增加，槽寿命降低等问题，影响生产指标和成本。

基于此，本文主要对铝电解工艺发展进行了简要的分析，以供参考。

关键词：铝电解；工艺发展；分析1、铝的性质及用途铝是自然界中分布极为广范的元素之一，地壳中铝的含量为7.5%，仅次于氧和硅而居第三位。

由于铝是化学性质极为活泼的元素，所以在自然界中未发现单质的金属铝，而是以铝的各种化合物形式存在。

1.1 铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。

这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶、航天航空等。

1.2 铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。

铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。

1.3 铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

1.4 铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100℃～150℃时可制成薄于0.01mm的铝箔。

这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品[1]。

1.5 铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

1.6 铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉末状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。

铝电解槽节能技术发展历程及特点摘要：中国是全球最大的原铝生产国，已经连续数年电解铝产量占全球年总产量的一半以上。

电解铝工业则是有色行业中的传统耗能大户，电解铝高耗能的现状与国家提出的绿色发展以及建设资源节约型、环境友好型社会等发展理念不吻合。

因此，铝电解节能技术受到电解铝行业的高度重视并成为木行业科研工作的重点和难点。

本文将对近十几年比较重要的铝电解槽节能技术做介绍和分析，同时指出了未来铝电解节能技术发展的方向和趋势，以供铝电解技术工作者参考。

关键词：铝电解槽；节能技术；特点；发展方向节能减排是当今中国各工业领域工作的重中之重，国家高度重视节能减排工作。

电解铝工业则是有色行业中的传统耗能大户，因此加强铝电解行业的节能减排显得尤为重要［1，2］。

在节能减排、绿色发展成为当今世界经济发展主题的今天，各大铝业公司从来没有停止过在电解铝领域的研发工作，一直投入巨资开展节能技术开发研究，以占领铝电解绿色发展的制高点。

近十几年来，中国电解铝产量快速增长，从2005年778万吨，迅速发展到2018年的3430万吨，伴随着产量的快速增长，铝电解节能技术也在国内蓬勃发展，国内铝电解科技工作者在降低铝电解槽电压方而研发了多种新的节能技术［3-5］,如无效应低电压技术、异形阴极技术、双钢棒技术等，槽电压较之前有较大幅度的降低，取得了良好的节能效果，这些技术在不同的阶段对推动节能降耗均发挥了重要作用。

最新出现的新型稳流保温铝电解节能技术及更低能耗铝电解节能技术是目前铝电解节能方面最为先进的技术，使行业吨铝直流电耗大幅降低。

木文详细介绍各种节能技术, 通过对铝电解节能特点分析，为以后铝电解节能技术的研发提供一些参考，同时指出了未来铝电解节能技术发展的方向和趋势。

1铝电解节能技术现状我国的电解铝产量在国际上处于遥遥领先的地位，铝电解技术在国际上也处于领先水平，伴随着产量的不断增长，铝电解节能技术同样取得了巨大进步，形成了一系列先进技术，这些技术在节能降耗方而发挥了重要作用，下而就对这些有代表性的铝电解节能技术作较为详细的介绍和分析。

电解铝的基础知识1、铝的性质：熔点低、熔点660℃、沸点高、密度小、电阻率小、有良好的导电性和反射光的能力、无磁性。

具有两性，可与多种金属构成合金，与氧反应。

其电化当量C=0.3356g.A-1.h-12、电解质主要成分是冰晶石,电解炼铝主要原料是氧化铝。

炼铝历史：化学法炼铝（1886年前）、电解法炼铝（1886年后）。

3、电解槽是电解炼铝的核心设备；根据阳极分可以分为预焙阳极和自焙阳极，自焙阳极按导电方式分为旁插棒式和上插棒式，预焙阳极按连续使用与否分为连续式与不连续式；电解槽系列有横向和纵向两种。

4、冰晶石即氟铝酸钠，分子式为：Na3AlF6,或3NaF.AlF3，它有人造冰晶石和天然冰晶石两种。

人造冰晶石生产方法主要有酸法，碱法，干法和磷肥副产法。

5、电解铝电解质以冰晶石为主体的原因（H-H法优点）：1）冰晶石中不存在析出电位比铝正的元素，这可避免其他金属离子在阳极放电而降低Al的质量，2）熔融的冰晶石易溶解Al2O3，3)Al2O3的熔点为 2030℃，而Al2O3与Na3AlF6形成熔体后，其初晶温度降为930—980℃,4)熔融的冰晶石-氧化铝熔体具有较小的密度,5)具有较好的导电性和适合的粘度,6)不与槽内衬发生电化学反应,7)在电解温度下不吸水，挥发性不大，8）在电解温度下，具有较小的挥发度。

6、铝电解生产中向电解质加入添加剂的目的：改善原有电解质的性质，满足电解需求。

对添加剂的基本要求：1）在电解过程中不被电解成其他元素而影响Al的质量；2）应能对电解质的性质有所改善 3）吸水性和挥发性要小； 4）对Al2O3的溶解度不能有太大影响 5）来源广泛，价格低廉。

7、分子比：MR=NaF分子百分数/ AlF3分子百分数 M<3 酸性电解质 MR=2WR WR=NaF质量百分数/AlF3质量百分数。

8、添加剂对铝电解质熔体密度的影响：CaF2，MgF2的添加使电解质的密度增大。

就影响程度而言，CaF2甚于MgF2，但是在添加量为5—10%时，对电解质的密度影响很小。

我国电解铝发展历史论文
中国是世界上最早发现和利用铝资源的国家之一。

早在公元前2000多年，中国就开始使用含铝矿石制作器具和装饰品。

然而，直到19世纪末，中国才开始工业化生产铝。

随着工业革
命的到来，铝的广泛应用使其需求急剧增加，这促使许多国家包括中国开始大规模开发铝资源。

20世纪初，中国的电解铝工业起步，并逐步发展。

1925年，
上海德力铝业公司在中国首次成功建立了电解铝生产线，这标志着中国电解铝工业的开创。

然而，在随后的几十年里，由于历史原因和外部因素的影响，中国的电解铝产量一直维持在较低水平。

到了改革开放时期，中国的电解铝产业迎来了快速发展的机遇。

1981年，中国在山东建成了第一座电解铝厂，实现了自主生
产电解铝的里程碑。

随后，中国陆续建立了许多大型电解铝生产企业，成为全球重要的铝生产国之一。

近年来，中国电解铝产业呈现出了高速增长的趋势。

随着新技术的应用和生产规模的不断扩大，中国的电解铝产量和出口量逐年增加。

同时，中国电解铝企业也在注重环境保护和节能减排方面取得了显著成就，为可持续发展打下了坚实基础。

总的来说，中国电解铝产业经历了从起步发展到快速增长的过程，为国家经济的发展和国际合作做出了重要贡献。

在未来，中国电解铝产业将继续积极探索创新，提高技术水平和管理水
平，以更好地满足国内市场需求，打造具有国际竞争力的铝产业集群。

电解铝生产基础知识培训一、电解铝发展慨况。

1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁特发明冰晶石－氧化铝熔盐电解法，取代了化学法，1887年电解法投产。

电解铝发展经历了预焙阳极——自焙阳极——大型预焙阳极的发展历程。

我国在八十年代之前电解铝主要以自焙阳极电解槽为主，在八十年代后期开始发展大型预焙阳极电解槽，到2000年已基本淘汰了自焙阳极电解槽，以大型预焙阳极电解槽为主。

二、电解原理：AL2O3+C——AL+CO2三、创元铝业电解铝生产简介湖南创元铝业有限公司电解铝工程采用国内较为先进的240KA大型预焙阳极中间点式下料电解槽生产技术，其母线配置采用较为先进的大面四点进电，槽底补偿的方式，设计槽内垂直磁场3.961Gs ，铝液平均流速3.92cm/s；槽内衬采用国际国内较为领先的干式防渗料和上下复合氮碳化硅侧部碳块技术；工艺上采用四低一高即低分子比、低电解温度、低氧化铝浓度、低效应系数、高极距的新工艺；氧化铝输送采用国内成熟先进的浓相输送和超浓相输送相结合的方式；供电整流系统是国内先进的技术设备，多功能天车是国内成熟的厂家制造，性能稳定可靠；计算机控制系统采用的是国内较先进的智能模糊控制系统。

这些先进的技术和设备在创元的应用必将为创元铝业有限公司经营高效益奠定坚实的基础。

1、工艺流程示意图220KV 交流电 排入大气屋顶烟气 排入大气铝 液废渣场铝锭2、电解槽电解槽是炼铝的主要设备。

外壳是钢壳，内衬是耐火材料和炭素材料，直流电流是由阳极经过电解质后到达铝液、阴极。

预焙阳极电解槽结构如图2。

1) 主要工艺参数电流强度(kA)： 240阳极电流密度(A/cm2)：阳极组数(组)： 16(双阳极组块)阳极炭块组尺寸(mm)： 1550×660×550每块阳极钢爪数(个)： 4每个钢爪直径(mm)： 140每个钢爪电流密度(A／cm2) 12.18铝导杆截面：(mm) 200×170槽膛面积：(mm) 11700×3840槽膛深度：(mm) 550操作面尺寸(mm) 大面 280小面 390中缝 180阴极炭块尺寸(mm) 3320×515×450阴极炭块组数(组) 20阴极钢棒尺寸(长×宽×高)： 4280×65×180每组阴极炭块的阴极钢棒数(根) 2阳极升降速度(mm／min)： 100图2 预焙阳极电解槽结构1——槽罩 2——钢爪梁 3——阳极 4——电解质 5——槽壳 6——涂层 7——铝 8——阴极炭块 9——阴极棒 10——保温砖 11——排烟装置 12——氧化铝 13——导杆 14——夹板 15——螺栓 16——打壳和筒式下料器17——氧化铝 18——壳面19——边部砖 20——侧部炭氮化硅复合块 21——结壳 22——人造伸腿 23——密封圈 24——钢壳槽壳尺寸：内壁(长×宽×高)(mm) 11940×4080×1357外壁(长×宽)(mm) 12684×4938摇篮架组数：活动(组) 17固定(组) 2阳极母线规格(mm) 550×180阳极最大行程(mm)： 4002)槽上部结构电解槽由阳极、阴极和槽罩三部分组成，其中：阳极结构，包括阳极、阳极母线、阳极传动机构及腹板支承梁等。

50年中国铝工业发展历程第一篇：50 年中国铝工业发展历程年中国铝工业发展历程第一阶段从中国第一家电解铝厂－抚顺铝厂1952 年4 月开工建设到70 年代末期，可以认为是中国电解铝工业的发展初期。

1952 年当抚顺铝厂一期工程开工建设时，其设计产能仅为年产1.5 万吨。

1958 年中共中央、国务院分布了《关于大力发展铜铝工业的指示》，铝被定为国民经济的第二大金属材料。

从此，国家开始对铝工业的发展给予巨大的政策支持和资金扶持，使中国铝电解工业开始走上了发展轨道。

这一时期，贵州铝厂、兰州铝厂、包头铝厂、青铜峡铝厂、连城铝厂、郑州铝厂电解分厂等相继建成投产，初步形成了八大铝厂的生产格局。

电解技术基本是以旁插和上插自焙阳极铝电解梢工艺和设备为主，产量达到了36 万吨。

50 一60 年代中国电解自焙槽主要缺点是电流效率低、能耗高、劳动生产力低，特别是电解槽密闭性能差，电解烟气中含有大量的沥青挥发物，对生产操作和环境污染影响极大。

70 年代中后期，我国自行设计并建造了135 KA 中间下料预焙阳极铝电解槽系列。

在1979 年贵州铝厂扩建过程中，引进了日本当时还处于试验阶段的160 KA 中间下料预焙阳极电解槽技术。

从此，中国电解铝工业的技术水平开始有了很大的提高。

第二阶段从80 年代改革开放到90 年代初，是中国电解铝工业步入常规发展时期。

1982 年在国家“优先发展铝”的方针指导下，一些建于60 一70 年代的铝厂开始纷纷进行改扩建，以提高生产规模和效率。

如贵州铝厂与贵阳铝镁设计研究院合作开发了186 KA 大容量、高效能预焙槽；包头铝厂兴建了135 KA预焙槽系列；青海铝厂在吸收消化贵州铝厂技术的基础上建成了20 万吨电解铝厂等。

这一系列项目的相继建成，预示着中国铝工业开始向规模化大生产方向发展。

与此同时，在市场利益的驱动下，一些具有电力优势和铝土矿优势的地区也纷纷投资兴建了一批小型60KA 白焙槽电解铝厂。

铝电解槽炉帮的形成与节能降耗铝电解槽炉帮的形成与节能降耗铝电解产业是我国国民经济的重要部分，也是我国对外出口资源的主要来源之一。

而铝电解槽炉帮（以下简称槽帮）则是电解铝生产中不可或缺的核心设备之一。

槽帮的形成与改进，直接关系到铝电解生产的质量、效率和节能降耗，这是一个需要不断进步和完善的领域。

槽帮最早的形式是碳块槽帮，它的主要构成是碳块、槽底和槽内铝液。

碳块作为电解铝与固定阳极之间的导电材料，起着重要作用，但是由于它循环使用时间短，容易断裂、剥落和氧化而形成二氧化碳，导致电解难度加大，效率下降，且碳块状态不佳还会污染铝液。

因此，人们逐渐将注重焦炭质量，改良焦炭具有更加规则的形状，尽量减小氧化层以保持炭块导电性不降低，避免炭块的局部过热和爆炸，提高碳块的使用效率，从而改进了碳块槽帮的质量和效率。

在碳块槽帮的基础上，人们不断研究探索改良铝电解槽炉帮，提高生产效率和降低能源消耗。

在20世纪70年代，磁化槽帮逐渐被广泛应用。

磁化槽帮是在碳块槽帮的基础上，通过给导电碳块注入高频磁场，使铝液在碳块间形成多个小液相并互相流动，增加了反应面积，分散了电解反应时的局部热量，提高了反应效率，达到了节能降耗的效果，受到了广泛的欢迎。

但是，磁化槽帮也存在一些问题，如设备复杂，维护难度大，磁感应容易产生银点，等，因此，人们又提出了新的槽帮改进方案，如导电陶瓷槽帮、氧化铝槽帮和石墨化槽帮等。

导电陶瓷槽帮是在20世纪80年代初期开始使用，它的主要优点是能够减少碳块的使用，提高金属铝纯度，降低铝液的含铁，减少铝液中杂质，更加环保，并且导电陶瓷槽帮具有优良的耐腐蚀性、高温稳定性和尺寸稳定性。

氧化铝槽帮是在90年代初期应用的新型槽帮。

它采用氧化铝砖作为阳极和阴极，取代了传统的碳块，氧化铝槽帮具有导电性能好、稳定性好、阴极损耗小、降低了铝液杂质含量等优点，但由于氧化铝材料成本较高，以及制造技术上还存在一些问题，目前应用还不够广泛。

石墨化槽帮则是近年来新兴的一种槽帮，它是以石墨为主体的槽体，相对于碳块槽帮，石墨化槽帮除了保持了碳块导电性好，使用寿命长的优点外，还减少了铝液中的杂质含量，具有更加优越的节能效果。