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鋁電解生產(chǎn)概述

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2008-9-8  頁面功能 【字體: 】【打印】【投稿】【評論


  1、通常金屬元素分為哪兩大類,鋁屬于其中的哪一類?
答:通常金屬元素分為黑色和有色兩大類。除了鐵、錳、鉻屬黑色金屬外,其余均為有色金屬,鋁屬于有色金屬之類。

2、有色金屬按其某些特性又可分為哪幾類?
答:有色金屬按其某些特性又可分為重金屬、輕金屬、貴金屬、稀有金屬、半金屬等。鋁是有色輕金屬類的一種金屬。

3、鋁有哪些性質(zhì)和用途?
答:性質(zhì):鋁是一種輕金屬,具有銀白色的金屬光澤,在工業(yè)上被稱譽(yù)為萬能金屬。鋁的比重為2.7/cm3,熔點為660℃。鋁具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和防腐蝕性,同時還具有良好的延展性、可塑性,而鋁合金又具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。
    用途:由于鋁比重輕,鋁及其合金強(qiáng)度高,因此鋁可用做輕型結(jié)構(gòu)材料和建筑工業(yè)材料,如飛機(jī)、輪船、型材等,還可制作電氣材料,熱器材料以及耐腐蝕材料,食品包裝材料等。

4、煉鋁的歷史可劃分為哪兩個階段?
答:化學(xué)法煉鋁和電解法煉鋁兩個階段。

5、什么是電解法煉鋁?
答:電解法煉鋁就是冰晶石一氧化鋁融鹽電解法,它是以冰晶石作為溶劑,氧化鋁為熔質(zhì),強(qiáng)大的直流電通入電解槽內(nèi),在陰極和陽極上起電化學(xué)反應(yīng)。電解產(chǎn)物,陰極上是鋁液,陽極上是CO2和CO氣體(炭素作陽極),這種方法就是電解法煉鋁。

6、鋁電解用的原材料是什么?
答:鋁電解用的原材料大致分三類:原料——氧化鋁;熔劑——氟化鹽(包括冰晶石、氟化鋁、氟化鈉、氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰等);陽極材料——預(yù)焙炭塊(預(yù)焙槽)。

7、鋁電解通入直流電的目的是什么?
答;向電解槽內(nèi)通入直流電,一方面是利用它的熱能將冰晶石熔化呈熔融狀態(tài),并保持一定的電解溫度;另一方面主要的也是要在兩極實現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng),也就是使電解質(zhì)中的鋁離子從陰極上得到電子而析出,從而得到鋁,氧離子則在陽極上放電與炭生成CO2、CO的混合氣體。

8、氧化鋁原料中的雜質(zhì)對生產(chǎn)有什么危害?
答:鋁屯解生產(chǎn)對氧化鋁的純度要求比較高,一般工業(yè)氧化鋁,純度為98%以上,通常含有少量二氧化硅,三氧化二鐵,氧化鈉,氧化鈣,和水分等。這些雜質(zhì)對鋁電解都有不利影響。那些電位正于鋁的元素的氧化物雜質(zhì),如氧化硅,和氧化鐵,二氧化鈦,電解過程中都會被鋁還原,還原出來的Si和Fe進(jìn)入鋁內(nèi),從而使鋁的品位降低,而那些電位負(fù)于鋁的元素的氧化物雜質(zhì),如Na20和CaO,會分解冰晶石,使電解質(zhì)成分發(fā)生改變并增加氟鹽消耗。水分會分解冰晶石,還會增加鋁液中的氫含量。若水分過多,還會引起電解質(zhì)爆炸,危害工人的安全生產(chǎn).P205和SO2則會降低電流效率。所以鋁工業(yè)對于氧化鋁的純度提出了嚴(yán)格的要求。

9、工業(yè)鋁電解對A1203物理性能的要求是什么?
答:工業(yè)氧化鋁的物理性能,對于保證電解過程正常進(jìn)行和提高氣體凈化的效率,關(guān)系甚大。一般要求它具有較小的吸水性,能夠較多較快地溶解在熔融冰晶石里,加工時飛揚(yáng)損失少,并能較好地封閉炭陽極,防止它在空氣中氧化,保溫性能好,同時對于氣體凈化還要求它具有良好的活性和足夠的比表面積,從而能夠有效地吸收HF氣體。這些物理性能取決于氧化鋁晶體的晶型、粒度和形狀。

10、根據(jù)Al2O3,的物理性能可把氧化鋁的形狀分為哪三類?其中哪一類型對生產(chǎn)較好
答:根據(jù)氧化鋁的物理性能,可把氧化鋁分為砂型、中間型和粉型三類。其中砂型氧化鋁對生產(chǎn)較好。

11、冰晶石熔劑的作用是什么?
答:冰晶石作為電解鋁的熔劑;它的作用是:第一能較好地溶解氧化鋁,并且所構(gòu)成的熔體可在純冰晶石熔點以下進(jìn)行電解,并且流動性較好;第二在電解溫度下,冰晶石一氧化鋁熔液的密度比鋁液密度要小10%,故電解出來的鋁液能沉積在電解液下面的陰極上,這樣可減少鋁的氧化損失,又大大簡化了鋁電解槽的結(jié)構(gòu);第三,冰晶石具有良好的導(dǎo)電性;第四,冰晶石中不含有電位順序比鋁更正電性的金屬雜質(zhì),能保證產(chǎn)品鋁的質(zhì)量,目前,冰晶石還是鋁電解生產(chǎn)中最理想的一種熔劑。

    12、鋁電解為什么采用炭陽極?
答;在鋁電解過程中,高溫且具有很大侵蝕性的冰晶石熔液直接同電極接觸。作為導(dǎo)電的陰陽兩極的各種材料中,既能良好導(dǎo)電,又能耐高溫,抗腐蝕、同時價格又低廉的唯有炭素材料。因此鋁工業(yè)生產(chǎn)都采用炭素材料作兩極。

13、系列電流是怎樣流經(jīng)電解槽的?
答:系列中的電解槽均是串聯(lián)形式,直流電從整流的正極經(jīng)鋁母線送到第一臺電解槽的陽極,然后經(jīng)過電解質(zhì)和鋁液層導(dǎo)致到陰極,而又通過大母線導(dǎo)入第二臺電解槽的陽極,這樣依次類推,從最后一臺電解槽陰極出來的電流又經(jīng)大母線回到整流器的負(fù)極,使整個系列成為一個封閉的串聯(lián)線路。
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