阳极组装车间工艺流程图

标准

文案 SY预焙阳极电解槽大修施工法

一、前言

针对电解铝的产能过剩和国家对环保生产的要求，近几年国内新建电解铝项目较少，主要以电解槽大修为主。经过几年的焙烧生产后，电解槽内衬筑炉结构会发生较大的变化。例如，阴极炭块出现大面积破损；扎固的周围糊出现起皮脱落；侧部炭块破损比较严；电解槽槽壳长侧在受热后的变形等；以上原因都会导致电解槽不能正常生产及发生漏槽。因此，必须要对电解槽进行大修，保证铝电解槽的正常生产和运行。目前电解槽大修的关键技术是解决电解槽槽壳的大修和内衬筑炉的大修，槽壳大修质量的好坏直接决定了内衬筑炉的施工质量，内衬筑炉的施工质量又决定了电解槽后续启动生产的使用寿命，尽可能的提高电解槽的使用寿命，可以降低电解槽的大修次数和数量，提高电解槽的产能，减少材料的消耗，提高企业的经济效益。

二工法特点

电解槽的大修都是在正常生产的车间施工，即一边生产，一边施工，因此在施工中存在很多复杂的情况。本工法主要是应用于电解槽槽壳进行校正及修复；内衬拆除重新筑炉，阳极平衡母线及阴极爆炸片带电焊接及修复等关键工序。槽壳的修复在电解场房外进行，在经历不同时期的受热变形，槽壳长侧出现严重的变形，发生漏槽时，侧壁出现烧损及漏洞，根据槽壳的不同损坏程度，对槽壳进行校正和补焊，校标准

文案 正槽壳主要是对长侧和摇篮架、槽底板和槽底工字钢进行加固。本工法内衬拆除采用机械和人工配合，能够加快施工工期，降低工程成本，提高工作效率。

三、适用范围

本工法适用于SY300KA、SY400KA及各种大修预焙阳极电解槽的大修工程。

四、工艺原理

经过大修后的电解槽，在后期的使用中，通过对校正后槽壳的质量进行跟踪及检查，控制好槽壳的热变形；通过控制大修后槽壳的热变形来控制好内衬筑炉的施工质量；通过槽底、槽周测量放线，保证槽壳内衬砌筑的内在几何尺寸；通过阴极炭块组压降的测量和阴极炭块组的编排顺序，保证电流均匀分布，降低生产过程中的电压效应和电流损耗；在扎固周围缝中采用多使用爪型锤，减少使用板锤的要求，达到糊料的密实度、层与层之间的紧密结合及导电性能，提高铝电解槽的使用年限及寿命。使各道工序之间形成稳定的流水作业，消除在施工生产过程中的不稳定因素，有效的保证每个分项的施工质量。

电解铝行业清洁生产工艺分析　

孙宏　周蕾　张立民　叶青　

（１．本溪市环境科学研究所，辽宁本溪１１７０２１；２．抚顺市顺城区环境保护局，辽宁抚顺１１３００６）　

摘要：通过对电解铝清洁生产工艺分析，结合电解铝生产特点及污染成因分析，从工艺入手，重点对资源利用、降低污染　物排放进行剖析，促进电解铝清洁生产健康发展。　

关键词：清洁生产；生产ｘ－．艺；电解铝行业　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｌｅａｎｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ，ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅ　ａｎｄ　

ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃａｕｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ，ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　

ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｓｏｕｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｌｅａｎｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｌｅａｎｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　中图分类号：Ｘ３８３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—１０２１（２０１１）０４—００３７—０２　

１　引言　

目前，电解铝企业全力推进科技进步，加大生产　

工艺技术研发力度，随着清洁生产工艺技术的不断　

应用，使电解铝企业经济运行质量有了大幅度提高，　

而且取得了显著经济效益、环境效益。　

２生产工艺分析　

电解铝生产采用熔盐电解法。铝电解生产所需　

的原材料为氧化铝和氟化盐，电解所需的直流电由　

铝电解习题

1、铝电解⽣产的主要技术参数及主要操作有哪些？

答：主要技术参数有；系列电流强度，槽电压，电解温度，极距，电解质组成，两⽔平，效应系数等。

主要操作有；出铝，阳极更换，熄灭阳极效应2、分析电解⽣产中产⽣阳极掉块的原因？

答：发⽣阳极掉块的原因主要有：(1)阳极组装质量不好。在阳极组装过程中，炭碗中的焦粉没有清理⼲净，阳极钢⽖伸⼊炭碗的深度不够，这样阳极易掉块。

(2)由于阳极氧化严重，磷⽣铁碗周围的炭块全部氧化掉，造成阳极掉块。

阳极氧化严重的原因；a、炭块本⾝的抗氧化性能差；

b、预焙极上的氧化铝保温料少；

c、电解温度⾼；

d、阳极电流分布不均从⽽造成阳极掉块；

e、电压保持不当，造成长时间压槽，阳极与伸腿或沉淀接触；

f、阳极安装时下得过深或卡具没有夹紧，导致阳极下滑,造成阳极电流负荷过重；

g、电解质⽔平过⾼，电解质全部淹没炭块，发⽣阳极效应也易造成阳极掉块。

3、为什么铝电解⽣产中要采⽤弱酸电解质？

答：A.此电解质具有较低的初晶点.B.能减⼩Al的溶解损失，减少钠的析出，改善炭渣的分离情况

C.槽⾯结壳酥松易打碎

4、铝电解⽣产的基本原理是什么？请画出其⼯艺流程图。

答：基本原理：以熔融冰晶⽯为电解质，氧化铝为原料，通⼊强⼤的直流电压，在阴极上析出铝，在阳极上放出⼆氧化碳等。其主要反应式；2Al2O3+3C=4Al+3CO25、⽤润湿性变差学说来分析阳极AE的反应机理。并说说如何熄灭阳极效应？

答：由于存在于熔融冰晶⽯中的氧化铝，是能降低电解质在炭阳极上的表⾯张⼒的表⾯活性物质。所以在冰晶⽯—氧化铝熔体中，Al2O3的浓度较⾼时，电解质能很好地湿润阳极表⾯。因此，可在很⼤的D阳下进⾏电解。在这种条件下，由于电解质与阳极间的界⾯张⼒很⼩，阳极⽓体容易以⼩⽓泡形式从阳极表⾯逸出。随着电解过程的进⾏，Al2O3浓度降低，电解质对阳极的湿润性就变坏起来，因此⽓泡的体积增⼤，难以从阳极表⾯逸出。当电解质中Al2O3含量降低到⼀定浓度后，阳极与电解质的界⾯张⼒变得很⼤，以致⽓泡很容易把电解质从阳极表⾯推开，因⽽使它⾃⼰在阳极表⾯停留下来，在阳极表⾯上形成⼀⽚⽆隙的⽓体薄膜，因⽽使电压升⾼，产⽣⽕花放电，⽓体停⽌析出，电解质沸腾停⽌，阳极效应于是到来。

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铝电解槽生产工艺与施工概述

铝电解槽生产是铝工业生产的核心。近几年西方国家新建或扩建的大型铝厂几乎全部采用300KA级（包括160KA~600KA）铝电解槽生产铝。

铝工业生产主要是由三大块互相独立又相互依存的生产组成，即氧化铝生产、电解铝生产、铝用炭素材料生产。三大块中电解铝生产是核心。

从工艺复杂程度看：氧化铝生产最复杂，铝用炭素材料生产排第二，电解铝生产排第三。

从投资额大小看：氧化铝生产最大，铝电解生产仅次，铝用炭素材料生产排后。

从施工工期看：氧化铝生产最长，铝电解生产其次，铝用炭素材料生产再次。

电解铝生产主要是铝电解槽。

一、电解厂房

电解厂房一般为装配式钢筋混凝土排架结构。厂房内为两层楼结构，底层有钢筋混凝土设备基础，安装铝电解槽及阴极母线等；第二层为操作层，标高一般约2~3m左右。设备基础和二层楼结构均为钢筋混凝土结构。屋面一般采用轻型钢屋盖，轻型墙面围护结构。

厂内配有多功能天车，供更换阳极炭块、出铝、运输等作业，轨顶标高一般为9m左右。吊车梁一般为钢筋混凝土预制构件。

从建筑工程的角度，土石方、杯口基础、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁、现浇钢筋混凝土设备基础、轻型钢屋架、铝板瓦或彩板瓦等，都是常规施工方法施工。

二、铝电解槽主要工艺

电解铝生产是把氧化铝中的铝转变为金属铝的过程。其生产的主要原理是以熔融的冰晶石—氧化铝体系作为电解质，以炭素材料作为两极（即阳极和阴极），炭素阳极安装在电解槽上部，阳极母线强大的直流电（30~320KA，不同的铝电解槽采用不同的电流）通过炭素阳极材料导入电解槽的电解液与.

铝液层并参与电化学反应，然后从炭素阴极材料经阴极母线导出。直流电在电极间产生热能并保持正常的电解温度（920~950℃），使冰晶石和氧化铝熔融体变成离子状态，在炭素阳极底部发生分解氧化铝的复杂的电化学反应（称阳极反应），阳极的最终产物是CO和CO2的混合气体（一般情况下，生成的CO约占30%左右），在阴极上析出液态金属铝，再铸成铝锭，完成铝的生产。工业铝电解槽装置图如下：