铝电解中阳极效应的危害

浅谈铝电解阳极效应危害作者：杜治平来源：《中国科技博览》2014年第21期[摘要]阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。

生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。

它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。

[关键词]电解阳极效应危害中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0096-011.阳极效应发生的机理到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭，但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为：阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，当达到一定程度后，则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒，这些炭粒附在阳极表面上，阻止了电解质与阳极的接触，使电解质不能很好地湿润阳极，就像水不能湿润涂油的表面一样，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，引起阳极效应。

当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。

2.阳极效应危害在铝电解生产中阳极效应的危害性，不仅表现在对生产的危害上，而且对生态环境的危害极其严重。

笔者将从几个方面进行阐述。

2.1 阳极效应危害性对生产的危害生产中当阳极效应发生时，电解质的温度急剧升高，由正常值的940℃～955℃急速升高到980℃～990℃，炉帮熔化变薄，增加了侧部炭块被侵蚀的可能性。

电压的急剧升高，使系列电流波动，影响电解槽的产量。

电耗增加。

生产中阳极效应的熄灭方法是：将效应棒即（大约2～3米直径2～4cm的树枝）插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜，清洁阳极底部，实际是在燃烧铝液，整个过程大约持续3～5分钟，而此时电解的电化学过程是停止的，这也就是电解职工常说的"效应时间不产铝，而且还要跑电耗的"原因所在。

电解铝基础知识五、简答题1、保持适当的铝水平有什么作用？答：保持适当铝水平的作用是：1)它保护着阴极碳块，减少生成炭化铝；2)它使阳极底掌中央部位多余的热量通过这层良导体传输到阳极四周，使槽内各部分温度趋于均匀；3)它填充了槽底上高洼不平之处，使电流比较均匀地通过槽底；4)高铝液层能够削弱磁场产生的作用力。

2、什么叫做阳极效应系数？阳极效应对电解生产有什么利弊?答：阳极效应系数是指每台槽每天发生的阳极效应次数。

优点：1）可调整电解槽的热平衡，当槽子出现冷态时，发生效应产生的大量热量作为临时补充，使热平衡很快恢复到正常；2）可作为Al2O3投入量的校正依据；3）可洁净电解质，清理阳极底掌，规整炉膛；4）效应期间产生的高热量，可使局部突出的伸腿熔化使炉膛规整。

缺点：1）由于发生效应时，电压较高，耗费较多电能；2）发生效应时，电解温度瞬时提高，造成氟化盐挥发损失加大；3）发生效应后的一段时间内，槽温较高，电流效率会下降；4）多槽同时来效应，会对系列电流造成一定影响；5）恶化工作环境，使工人劳动强度加大。

3、简述换极质量会对电解生产造成哪些影响？如何确保换极作业质量？答：换极质量对生产的影响：1）换极时捞块不干净或划线不准，导致电解槽电压摆；扒料不干净造成氧化铝沉淀增加，严重影响电解生产；3）换极时不与计算站联系，造成电解槽无附加电压，从而可能导致电解槽走向冷行程；4）换极和封极速度较慢时，造成电解槽的突发效应增加，电解槽趋向冷行程。

确保换极质量必须做到：1）兜尺划线准确；2）必须与计算机联系；3）扒料和捞块要干净；4）封极时不能掉入大块；5）尽量缩短换极时间，减少散热。

4、铝电解生产过程中，铝液水平过高或过低对生产有哪些负面影响？答：1）铝液水平过高，散热量大，会使槽底发冷，电解质水平不易控制，易产生大量沉淀和炉底结壳，伸腿过大给正常生产带来许多困难，更不便于机械化和自动化操作。

2）铝水平过低，阳极浸入电解质中过深，使阳极底下和周边温差过大，加剧电解质循环，增加铝损失。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载阳极炭块基础知识地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容阳极炭块基础知识：碳素是什么？炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。

为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。

炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。

石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极、高功率电极、超高功率电极。

炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。

炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。

炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。

炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。

我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。

这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。

下面介绍炭素制品的分类及说明。

一、炭和石墨制品(一)石墨电极类主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。

石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。

允许使用电流密度低于 17A/m2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

（2）抗氧化涂层石墨电极。

电解铝生产中存在的隐患及防范措施电解铝生产是靠矿山煤、电、铝产业链发展起来的，它在生产过程当中存在的安全隐患与井下的顶板、瓦斯等五大隐患有所不同。

那么，在电解铝生产中到底存在哪些隐患，怎样去防范呢？这得从电解铝的工艺说起：电解铝是用直流电使电解槽的两极产生热量熔融冰晶石和氧化铝，保持一定的电解温度来实现电化学反映，反应生成二氧化碳和铝。

二氧化碳、氟化氢气体及部分氧化铝粉尘成为电解烟气经烟管送净化处理，铝液经真空包吸出运到浇铸车间，倒入混合炉后浇铸成铝锭。

这一工艺流程，我们新一代铝业人苦苦经营了十年，十年的探索路让我们对隐患有一种特殊的认识。

在这条不断探索、不断求知、不断地去学习、不断成长的征途上也伴随着一起起事故的发生。

关于“11·6”铝水烫伤人员的事故经过分析：那是在2022年11月6日下午4：05时，浇铸车间发生的一起启拉母线的结晶器内铝水爆炸事故，造成陈某等5人被铝水烫伤，通过组织有关人员进行事故原因分析认为：第一个是二次冷却水管被人踩动发生扭曲而改变了喷水方向，水流向结晶器引起铝水爆炸；第二个是受伤人员轮岗时违反规章管理制度未穿戴好劳保用品而造成烫伤。

事后为了不再有类似的事故的发生，采取了以下防范措施：1.重新认真组织员工学习《安全规程》及有关规章管理制度，并要求工作人员穿戴好劳保用品；2.加强工作现场管理，为工作人员创造一个良好的安全环境。

对以上发生的事故进行分析，此类事故属烫伤事故，事故源于高温的铝液。

这就是在电解铝生产过程当中存在的隐患之一。

让我们来看看这是怎么一回事：在电解铝生产过程当中，电解的温度应当保持在945℃—965℃，也就是说液态铝水的温度只有控制在此范围以内才能完成理论上的电化学反应，生成铝。

可见，这样高的温度相对人体所能承受的常温之比悬殊甚大，要是以人体所能承受的温度40℃来计算，铝液的温度相当于人体温度的21—24倍还要多，在电解铝生产过程当中，虽然人们采用在电解质熔液表面加盖了保温料，尽可能减少热扩散和热辐射，从而避免高温直接对人体的伤害，同时用以提高电流效应，但是在出铝、换阳极、测两水平、打渣、捞块等工作时，必须与高温的铝液接触，这就难免再次发生类似的烫伤事故。

铝电解生产安全注意铝电解生产是指通过电解铝矾土、氧化铝、金红石等铝原料，将其溶解在熔融氟化铝熔剂中，经电解槽电解得到铝金属的生产过程。

在铝电解生产过程中，由于涉及高温、高压、高电流等工艺条件，且使用的氟化铝熔剂等物质对人体具有一定的毒性，因此需要高度重视生产安全。

本文将从职工个人防护、设备操作、生产环境等方面详细介绍铝电解生产的安全注意事项。

一、职工个人防护1. 职工对铝电解生产过程的危险性与安全措施应有充分的了解和培训，并根据工作内容分配合理的防护装备。

2. 在高温、高压环境中工作时，职工应佩戴适当的工作服、防护罩、隔热手套、隔热鞋等防护装备，确保自身的安全。

3. 职工应注意个人卫生，保持良好的身体状况，避免皮肤抵抗力下降，导致易受感染。

4. 职工在工作中应遵守安全操作规程，禁止单独操作，必要时应有人相互配合，保证工作的安全进行。

二、设备操作1. 对电解槽的操作要严格按照操作规程进行，不得超负荷操作，以免引发意外事故。

2. 定期对电解槽进行检查和维护，确保设备的正常运行。

3. 在电解槽使用过程中，应定期清理熔渣，避免熔渣堵塞并引发危险事故。

4. 对于电解槽周围的设备和管路，要定期进行巡视和维护，确保设备的安全运行。

5. 对破损和老化的设备要及时更换和修理，避免因设备问题导致安全事故的发生。

三、生产环境1. 电解槽周围应设有明显的警示标志，以提醒人员注意安全。

2. 生产现场应保持整洁，做好防滑措施，减少地面的滑倒和摔伤事故。

3. 严禁在铝电解厂内吸烟，以防引发火灾事故。

4. 正常运行时，电解槽周围应设有充足的通风设备，保证空气流通，避免有害气体积蓄而导致安全事故。

5. 储存铝金属和氟化铝熔剂的仓库应符合相关防火、防爆要求，定期检查防火设施的使用性能。

四、应急措施1. 生产过程中应配备专业的急救人员和急救设备，发生意外时能够及时处理。

2. 定期组织演练应急预案，使员工熟悉应急措施和逃生路线，提高应急处理能力。

铝电解阳极效应装置的问题及技术改进作者：毛小浩徐本军来源：《电子技术与软件工程》2016年第16期摘要在铝电解教学实验过程中需要人为产生阳极效应，加深学生对该现象的理解。

针对传统效应发生装置的不足进行了改进及创新，实验由教师演示操作转变为学生自主动手操作，提高了实验效率和效果。

【关键词】铝电解阳极效应技术改进创新铝电解生产过程中发生阳极效应会导致电解状态不稳定，及时预测阳极效应发生和熄灭是极为关键的。

在实验教学中通过模拟产生阳极效应方式来加深学生对效应现象的理解。

传统实验装置存在危险性高及成功率低等问题，现通过使用小型低温熔盐电解槽及改变熔盐成份、配比等技术改进及创新，使得实验教学由难变易，学生可独立动手操作，极大提高了学生的实验积极性和理解能力。

1 传统效应装置的缺点1.1 装置构成及运行传统装置组成如图1所示，主体由马弗炉、直流电源、坩埚支架、阳极升降支架组成，电解质由冰晶石-氧化铝组成。

实验时将调配好电解质装入坩埚中，将坩埚及坩埚支架放入炉膛，通电升温至1000℃，待电解质熔化后补加电解质至液面接近坩埚边缘，调整阳极升降装置使阳极与液面接触。

缓慢调节直流电源电流至效应发生。

1.2 装置存在的缺陷1.2.1 装置及实验过程不稳定实验过程中为便于操作和观察，炉口一直处于开启状态，电解质熔化缓慢，单组实验需耗时>5小时。

而炉温变动易导致电解质导电性能不佳而无法产生效应。

在长时间高温状态下装置极易出现故障。

1.2.2 实验过程危险实验中电解质会释放出少量HF气体，对实验人员及场地有一定危害，学生无法长时间观测实验。

实验过程的高温（约1000℃）热辐射极强，现象不易观察，也容易造成实验人员的人身伤害。

高温下阳极与液面接触程度很难确定，调节电流可超过20A，为安全学生需离电解装置有一定距离，更不易观测到现象的变化。

1.2.3 实验损耗大每次实验均要损坏坩埚及支架数套。

由于高温氧化导致坩埚破裂电解质流出损坏炉膛及加热元件，降低了设备寿命。

控制电解铝生产中阳极效应的新技术摘要：铝电解槽产生阳极效应时，铝电解槽电压迅速增加，可达20-50伏。

这种现象可能导致电力效率下降，破坏整个电力系统的电力供应稳定，影响铝电解中铝的生产和质量。

阳极是熔盐电解的一种特殊现象，其阳极在电解铝生产中最为明显。

业界人士逐渐倾向于认为铝电解更有害。

因此，世界上许多国家密切监测阳极对铝电解生产的影响。

结合生产实践，分析了复杂电解液系统铝电解槽阳极反应的危害和原因，以及控制阳极效应的具体措施。

关键词：电解质；铝电解；阳极效应；分析；控制前言预焙阳极质量将直接决定铝电解液的影响以及铝电解液生产和经济技术指标。

在同一个电解生产环境中，高质量的预焙阳极可以稳定铝电解生产过程，主要技术和经济指标也可以很好，特别是在电流较高的情况下，从而产生更好的电解效果，并有助于缺少高质量预焙阳极可能对铝电解产生严重影响。

此外，它还增加了因裂纹而移除区块的可能性，从而大大减少阳极总面积，从而增加电流密度。

这也会改变阳极电流分布并降低电流效率。

拆除掉的残块增加了工人的工作量，妨碍了残块的正常运作，并影响了他们的工作环境。

因此，保证阳极质量必然提高电解技术指标。

1阳极效应的发生机理概述专家们以各种方式解释了铝电解槽反应中阳极效应的原因，其中最合理和最广为人知的机制是:随着铝电解槽反应的进展，当氧离子减少到一定程度时，电解槽中的氧离子逐渐减少当四氯氟化碳分解时，小的碳颗粒会沉淀。

这些碳颗粒附着在阳极表面，形成电解液表面和阳极表面之间的屏障，使电解液不能很好地滋润阳极，阳极产生的气体不能顺利及时排出，从而导致介质中形成气流，严重影响其行为阳极张力增大，最终产生阳极效应。

当你再次添加氧化铝时，氧气再次冲向阳极此时氧气与碳粉反应，阳极表面平静，铝电解过程逐渐恢复正常。

一些人认为，铝电解槽正常生产中产生的阳极效应可以反映电解槽的工作状态，补充电解槽的热量，清洁电解槽和阳极。

此时阳极效应有积极的一面但是，随着科技的发展，铝电解技术和电解工艺的改进和优化，阳极的好处越来越少，阳极的负面影响越来越大。

第1篇一、基础知识部分1. 请简述铝厂的生产流程。

2. 铝厂生产过程中，常见的原材料有哪些？3. 铝厂生产过程中，如何控制铝的质量？4. 请列举铝厂生产过程中常用的设备，并简要介绍其作用。

5. 铝厂生产过程中，如何确保生产安全？6. 请简述铝厂生产过程中的环保措施。

7. 铝厂生产过程中，如何进行节能减排？8. 请解释什么是氧化铝、电解铝和铝合金？9. 铝厂生产过程中，如何进行质量控制？10. 请简述铝厂生产过程中的能耗情况。

二、操作技能部分1. 请详细描述铝厂生产过程中氧化铝的生产工艺。

2. 请说明铝厂生产过程中电解铝的生产工艺。

3. 请解释铝厂生产过程中铝合金的生产工艺。

4. 请描述铝厂生产过程中铝锭的铸造工艺。

5. 请说明铝厂生产过程中铝材的加工工艺。

6. 请列举铝厂生产过程中常用的检测设备，并简要介绍其检测原理。

7. 请描述铝厂生产过程中如何进行原材料、半成品和成品的检验。

8. 请说明铝厂生产过程中如何进行设备维护和保养。

9. 请描述铝厂生产过程中如何处理设备故障。

10. 请说明铝厂生产过程中如何进行生产调度。

三、安全与环保部分1. 请简述铝厂生产过程中的主要安全风险。

2. 请说明铝厂生产过程中如何进行安全教育培训。

3. 请描述铝厂生产过程中如何进行应急预案的制定和演练。

4. 请说明铝厂生产过程中如何进行事故调查和处理。

5. 请简述铝厂生产过程中的环保风险。

6. 请说明铝厂生产过程中如何进行环保设施的运行和维护。

7. 请描述铝厂生产过程中如何进行废水、废气、固废的处理。

8. 请说明铝厂生产过程中如何进行节能减排技术的应用。

9. 请描述铝厂生产过程中如何进行环保设施的改造和升级。

10. 请说明铝厂生产过程中如何进行环保法规的遵守。

四、管理能力部分1. 请简述铝厂生产过程中的生产管理流程。

2. 请说明铝厂生产过程中如何进行生产计划的制定和执行。

3. 请描述铝厂生产过程中如何进行生产成本的核算和控制。

阳极效应的管理阳极效应（AE），是电解槽熔盐电解过程发生在阳极上的一种特殊现象。

在传统的电解槽管理模式中，总是突出阳极效应的优点，逐渐养成了以效应管理为中心的电解槽管理理念。

随着现代国际上对环境保护问题的重视，阳极效应过程中产生温室气体问题日益成为全世界关注的问题。

再加上近代大型预焙电解技术的发展，以“阳极效应管理为中心”的技术控制思路逐渐被以“控制过热度为中心”的控制思想所取代，阳极效应的控制问题也就日益成为铝电解行业发展的瓶颈。

零效应系数的控制思想逐渐得到全球铝行业的广泛认同。

今天，我想就以目前我所熟知的一些方面浅谈一些有关阳极效应的控制方法，希望能对大家有所裨益。

一、阳极效应发生的原因有关阳极效应的机理，业界存在多种理论和说法，但不论是那种理论和说法，有关阳极效应发生的本质都是电解质中缺乏氧化铝。

二、业界对阳极效应利弊的一些看法和观点目前，有关阳极效应，普遍认为的优点是可以利用效应来检测电解槽中的氧化铝浓度；利用效应清理电解质中的碳渣。

普遍认为的缺点是增加电能消耗和原料损失；影响系列电流的稳定；增加劳动量；增加温室气体的排放量，加剧环境污染。

实际上，大家可以从以上认为的有关阳极效应的优点方面还是渗透着一些希望通过阳极效应以改善技术条件的思想成分。

至于阳极效应的缺点方面讲的比较透彻。

按照目前盛行的零效应控制思想：想要处理炉膛，可以借助改善技术条件的途径解决，那么，阳极效应除在焙烧启动期间有清理阳极底掌碳渣的优点外，几乎无任何优点可谈。

因此，在实际生产中一定要树立的思想是：尽量控制阳极效应系数保持在很低的范围，最好是少来甚至是不要发生阳极效应。

三、AE的控制1、效应等待时间（AEW）的作用之所以设置AEW，其目的是为了保证每台电解槽按计划发生效应，定期检测电解质中氧化铝含量。

从另一个方面来讲，也是目前电解槽的控制水平和现场工人的操作水平尚未达到实现零效应管理目标的能力。

另外，在实际生产过程中，为了获取较高的电流效率，就必须保持较低的分子比，而降低分子比阶段对炉膛的控制就成为一个难点问题。

电解一车间电解题库一、填空：1、电解正常生产中氧化铝浓度控制范围是（1.5~3.5%）。

2、过热度是指电解温度高出（初晶温度）以上的温度，正常生产槽过热度控制在（8~15）℃。

3、铝是地球上极丰富的（金属）元素，其贮藏量在金属中居第（2）位。

4、铝是一种（银白）色的金属，具有良好的性能，纯铝熔点在（660）摄氏度，沸点为（2500）摄氏度。

5、铝在常温下密度是（2.7），即铝的质量为同体积水的（2.7）倍，但约为钢铜质量的（三）之一。

6、在实际生产中，阳极气体不全是二氧化碳，而是二氧化碳和（一氧化碳）的混合物。

7、分子比是指冰晶石中所含（氟化钠）的摩尔数与（氟化铝）的摩尔数之比，俗称（摩尔比）。

8、铝电解质的性质主要是指初晶温度、（密度）、（粘度）、表面性质、（挥发性）等。

9、初晶温度是指混合液体开始形成（固态晶体）的温度。

10、密度是指单位体积的某种物质的（质量），其单位为。

11、挥发性是指液体低于（沸点）的状况下，分子以气态溢出的程度。

12、氧化铝俗称（铝氧粉），分子式（2O3），熔点为（2050）℃，33沸点为（3000）℃。

13、冰晶石分为（天然）冰晶石和（人造）冰晶石。

14、阴极结构是指电解槽的（槽体）部分，它是由（槽壳）和内衬砌体组成。

15、铝电解槽的结构分为（阴极）、（上部）、（母线）结构和电气绝缘四个部分。

16、电解槽预热焙烧的目的是预热（阴极）、烘干（内衬）。

17、铝电解槽预热焙烧的四种方法是（铝液预热）、（焦粒焙烧）、石墨粉焙烧法、燃料预热法。

18、电解槽启动方法分为干法启动和（湿法）启动。

19、电解槽正常生产具备的条件，一是各项技术条件达到（正常生产）范围，二是建立规整的（槽膛内型）。

20、电解槽生产中常见的三种槽膛内型是冷槽槽膛、（热槽）、（正常）。

21、铝电解槽的主要操作（换极）、（出铝）、（抬母线）、捞碳渣等。

22、换极过程中质量控制点（与计算机联系）、（捞壳）和新极安装精度。