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电解铝工艺介绍第一章铝电解的基本理论1第一章铝电解的基本理论1.1铝的性质及用途铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第二位。
在地壳中含量低于氧和硅而位居第三位。
由于铝的化学性质很活泼，因而在自然界里没有单质的金属铝存在，而是以含铝的各种化合物状态存在。
铝的化合物在自然界中分布极广，含铝的矿物有250种，但在工业上有开采价值的铝矿，只有为数不多的几种。
铝是一种银白色的金属，具有一系列良好的性能。
纯铝焙点为660冗，沸点为2 500冗。
铝是一种很轻的金属。
在常温下密度为2.7 即铝的质量为同体积水重的2.7倍，但约为钢、铜的质量的三分之一。
在铝中加人少量的铜、镁、锰、铬、硅做成的合金，具有质轻强度大，可机加工性、物理和力学性能好，抗氧化能力强等一系列优良性能，从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济实用的结构材料之一。
铝有较好的抗腐蚀能力。
暴露在空气中的铝块，很快氧化为一层致密的氧化铝薄膜，可防止铝进一步氧化。
因而在大多数环境条件下，包括在空气、水〈或盐水〕、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性能。
铝的导电性良好，只比金、银、铜差一点。
铝的导电性随其纯度而有所不同，约为铜的导电率的619^，但制造同样导电率的电线所使用的铝的质量只有铜的一半。
因此铝广泛地用于电气、电子工业，如用来制造母线、电线、电动机、电容器等。
铝的导热性能也很好，导热率为银的一半，比铁的大三倍。
铝合金的导热率是铜的509?609，所以工业上许多散热器、加热电器、热交换器等都是铝制成的。
铝的可塑性好，可以加工成各种型材，虽然纯铝极软且富延展性，但仍可靠冷加工及做成合金来使它硬化，用合金铝可以铸成形状复杂的零件，例如发动机的气缸体及外壳，精密仪表上的零件等。
2 大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践铝是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。
铝是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。
第一章铝的性质及用途铝是自然界中分布极广的元素之一，地壳中铝的含量约为7.35％，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存在。
铝的矿石在自然界中已发现有250多种，其中最常见的是硅酸盐族，以及它们的风化产物－粘土，其余的重要化合物有水和氧化物。
目前能够用于工业提炼金属铝的矿石只有少数几种，如铝土矿、霞石、明矾石、蓝晶石等。
我国河南、贵州、山东、山西、广西等省都蕴藏着丰富的铝土矿，浙江、安徽等省有丰富的明矾石矿，因此，铝工业在我国具有广阔的发展前景。
尽管在自然界中含有极为丰富的铝，但铝第一次从实验室中制取出来还仅是不到二百年前的事。
1825年丹麦的厄尔施泰（H·C·Oersted）在实验客观存在中用钾、汞还原无水氯化铝（ALcl3），在世界上第一次得到铝。
到1887年电解法生产之前，世界上仅用钾、钠、镁等活泼金属置换氯化铝或氯化铝的络合盐而制取铝。
这一阶段铝产量极低，使铝成为世界上极为昂贵的金属之一。
1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁特发明冰晶石－氧化铝熔盐电解法炼铝，很快电解炼铝法取代了化学法，而且使产量迅速提高，成本迅速下降。
到目前为止的百余年间，铝工业发展成为仅次于钢铁工业的第二大金属冶炼工业。
铝是一种银白色的金属，它以质轻，并兼以其它优良性质在工业上被誊为万能的金属。
它的主要特性如表：原子序数 13相对摩尔量 26.98154原子价（通常）＋3密度（g/cm3） 2.699（20℃固态）2.3（660℃液态）比热（J/gcm3） 0.90（20℃固态）熔点（℃） 659沸点（℃） 2467焦耳（J/g） 386.6导热系数（J/cm·S·℃） 2.08（20℃固态）2.18（200℃固态）导电系数（10—4 ） 36～37（20℃）体积增长率（％） 6.5（由固态变为液态）平均线膨胀率（10－6/℃） 24（20－100℃）线收缩系数（％） 1.7～1.8（650～20℃）电化当量（g/A·h） 0.3356（A·h/g） 2.980铝很轻，在常温下，它的比重约为2.7，铝可与许多金属形成合金，某些铝合金的机械强度很高，甚至可以超过结构钢，而且仍保持着质轻的优点，因此，铝被广泛用于制造飞机的外壳，火车、汽车的车厢以及快速转动的零部件等。
电解铝生产培训教材工艺篇安全技术部第一章铝电解概述第一节铝电解发展及现状铝（Aluminium）在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为7.5%，仅次于氧（O）和硅（Si），居第三位，在各种金属元素当中，铝居首位。
铝的化学性质十分活泼，但是自然界中发现了少量元素状态的铝，与其他矿物共生。
含铝的矿物总计有250多种，其中主要的是铝土矿、高岭土、明矾石等。
我国开采和利用铝矿有悠久的历史，很早就开始从明矾石提取（古称矾石），供医药及工业上使用。
汉代《本草经》一书中记载了16中矿物药物，其中就包括矾石、铅丹、石灰、朴硝、磁石。
明代宋应星所著《天工开物》一书中记载了矾石的制造和用途。
金属铝最初用化学法制取。
1825年，丹麦Oersted用钾贡还原无水氯化铝，得到一种灰色的金属粉末，在研磨时呈现金属光泽，但当时未能加以鉴定。
1827年，德国Wohler 用钾（K）还原无水氯化铝，得到少量细微的金属颗粒。
1845年，他把氯化铝气体通过熔融的金属钾表面，得到金属铝珠，每颗铝珠的质量为10~15mg，于是铝的一些物理性质和化学性质得到了测定。
1854年，法国Deville用纳代替钾还原NaCl-AlCl3络合盐，制取金属铝。
钠和钾同为一价碱金属，但钠的相对原子质量比钾小，制取1Kg铝所需的钠大约是3.0~3.4Kg，而用钾大约需要5.5Kg，故用钠比较经济。
当时称铝为“铝土中的银子”1855年，Deville在巴黎世界博览会上展出了12块小铝锭，总量约为1 Kg。
1854年，在巴黎附近建成了世界上第一座炼铝厂。
1865年，俄国Beketob提议用镁还原冰晶石来生产铝。
这一方案后来在德国Gmelingen铝镁工厂里被采用。
自从1887~1888年电解法炼铝工厂开始投入生产后，化学法便渐渐停止了，在此之前的30多年内采用化学法总共生产了200T铝。
原来在采用化学法炼铝期间，德国Bunsen和法国Deville继英国Davy之后研究电解法炼铝。
铝电解理论知识“中国铝业杯”首届全国有色金属行业职工技能竞赛铝电解工复习大纲第一部分：铝电解基础理论知识：1 铝的性质及用途2 铝电解基本原理；3 铝电解生产技术经济指标；4 铝电解槽基本结构；5 铝电解计算机控制知识；6 铝电解物料输送与烟气净化知识；7 炭阴极、炭阳极对电解生产影响的相关知识；8 电解质特性9 电解铝生产相关计算；10 铝电解槽破损与维护。
第二部分：铝电解操作技能知识：1 通电、焙烧、启动及后期管理；2 更换阳极、抬母线、出铝3 测量作业；4 病槽处理5 效应及异常效应处理；6 异常情况处理（停动力电、停直流电、停风等）7 漏炉处理8 停槽处理9 技术条件调整；10 提高技术经济指标的途径；11 原铝质量控制12 延长槽寿命的途径；13 多功能机组的作业；14 计算机控制第三部分：电解槽生产情况分析与判断1 根据测量数据分析判断槽况及作相应处理2 根据计算机报表分析处理电解槽3 电解槽炉膛规整分析4 电解质成分分析判断；5 电解槽应急情况分析判断及措施；6 阳极、阴极电流分布测量分析与判断7 “电压摆动”原因分析及判断第四部分：电解槽的节能减排;2 工艺及设备新技术；3 降低效应系数、降低槽电压的途径；4 强化电流技术；5 提高电流效率的途径；6 铝电解槽烟气治理；7 铝电解槽的节电。
一、铝电解工理论知识复习资料（一）填空题1、电解系列中，电解槽均以（串联）形式连接的。
2、铝在常温下密度为（2.7 ）g/cm3 ，在电解温度下密度为（2.3 ）g/cm3 ，在电解温度下电解质密度为（2.1 ）g/cm3 。
写出下列物质的分子式：氧化铝（Al2O3 ）、氟化氢（HF ）、二氧化硅（SiO2 ）、四氟化碳（CF4 ）。
4、电流效率低的主要原因是（铝的再溶解损失5, 理论上生产一吨铝需要氧化铝（1889 ）Kg。
6、阳极气体的主要成分是（CO2 ）、（CO ）。
7、理论上用1安培电流，电解1小时可在阴极上析出（0.3356 ）克铝。
