电解铝厂生产流程简介ppt课件
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电解铝ppt
一、铝电解的基本知识
图3.1 上世纪60～80年代以前广为使用现仍有少量存在的 侧插阳极棒自焙阳极电解槽
一、铝电解的基本知识
图3.2 上世纪60～80年代广为使用的上插阳极棒 自焙阳极电解槽
在上世纪60～70年代，上插棒自焙阳极电解槽在世界范围内得到了很大发展， 其电解槽的最大电流强度达到了170～180kA。
此外，还有两个重要的辅助环节：
(1) 炭素电极制造 (2) 氟盐生产
二、铝电解生产的基本原理
Anode reaction: 2Al2O2F62- +C → CO2+4AlF3 +4e-
Cathode reaction: AlF63- + 3e- → Al + 6FAlF4- + 3e- → Al + 4F-
二、铝电解生产的基本原理
1 铝电解的电流效率
q= 0.3356It×10-3
式中 q—每台电解槽的铝产量 I—系列电流，A t—电解时间，h
七、铝电解槽电流效率
1.1 铝电解槽电流效率降低的原因
1.二次反应，铝从阴极表面溶解（物理的或化学的）
Al CO2 CO Al2O3
二、铝电解生产的基本原理
一、铝电解的基本知识
Héroult申请专利的铝电解槽简图 1887年的Héroult专利电解槽简图 (1886年4月23日)
一、铝电解的基本知识
4国内外工业铝的生产现状
铝电解槽作为熔盐电解法炼铝的最主要设备，自 发明以来发生了很大变化。首先是结构发生了较 大变化,这主要表现在阳极最终由自焙型逐渐演变 为预焙型; 最直观和最重要的变化还当属电解槽 容量(尺寸，电流强度)的变化。
铝电解PPT课件
❖ Na3AlF6熔体中加入LiF后2AlF5的活度都随着LiF含量的增加而 降低。提高电解质的导电性能，降低电解质的初 晶温度，降低电解质熔体的蒸汽压，降低铝在电 解质中的溶解度。LiF应用在稳定性不好，槽龄较 长，需要增加极距的电解槽时，可能会其得较好 的效果。
❖ 氧化铝中含有少量杂质如SiO2 、 Fe2O3 、TiO2 、CaO、 Na2O等。在电解过程中，比铝更正电型的金属氧化物（ SiO2 、 Fe2O3 、TiO2）将会被电解析出的铝还原成金属 进入铝液，从而污染金属铝，降低质量品级。比铝更负电 性的金属氧化物（CaO、Na2O）则会与冰晶石发生反应 ，从而使电解质成分发生改变而影响电解过程，增大氟盐 的消耗。水分同样也会分解冰晶石，还能生成有害的氟化 氢气体而污染环境，并增加液体铝中的氢含量。
1.3 溶剂——氟化盐
❖ 铝电解生产中用的溶剂氟化盐有冰晶石、氟化铝以及作 为添加剂使用的氟化钙、氟化镁、氟化锂等几种。
（1）冰晶石（Na3AlF6）是氧化铝的溶剂，是组成电解质 的主要成分。现代铝电解工业使用的冰晶石为人工合成 冰晶石。下表为人造冰晶石的质量标准：
等级 不小于
F Al 特级 53 13
铝电解惰性可润湿性阴极
2012.05.19
❖ 1.铝电解概述
❖ 1.1铝电解生产流程 ❖ 1.2 原料——氧化铝（Al2O3） ❖ 1.3 溶剂——氟化盐 ❖ 1.4 预焙阳极 ❖ 1.5 铝电解槽的阴极
❖ 2.惰性可润湿阴极
❖ 2.1 TiB2涂层阴极 ❖ 2.2 TiB2陶瓷阴极 ❖ 2.3TiB2复合阴极
附和机械损失等原因，使冰晶石在生产中有一定
的消耗量，一般情况下，每生产1t铝的冰晶石消
耗为5~15kg。
(2)氟化铝（AlF3)
❖ 氧化铝中含有少量杂质如SiO2 、 Fe2O3 、TiO2 、CaO、 Na2O等。在电解过程中，比铝更正电型的金属氧化物（ SiO2 、 Fe2O3 、TiO2）将会被电解析出的铝还原成金属 进入铝液，从而污染金属铝，降低质量品级。比铝更负电 性的金属氧化物（CaO、Na2O）则会与冰晶石发生反应 ，从而使电解质成分发生改变而影响电解过程，增大氟盐 的消耗。水分同样也会分解冰晶石，还能生成有害的氟化 氢气体而污染环境，并增加液体铝中的氢含量。
1.3 溶剂——氟化盐
❖ 铝电解生产中用的溶剂氟化盐有冰晶石、氟化铝以及作 为添加剂使用的氟化钙、氟化镁、氟化锂等几种。
（1）冰晶石（Na3AlF6）是氧化铝的溶剂，是组成电解质 的主要成分。现代铝电解工业使用的冰晶石为人工合成 冰晶石。下表为人造冰晶石的质量标准：
等级 不小于
F Al 特级 53 13
铝电解惰性可润湿性阴极
2012.05.19
❖ 1.铝电解概述
❖ 1.1铝电解生产流程 ❖ 1.2 原料——氧化铝（Al2O3） ❖ 1.3 溶剂——氟化盐 ❖ 1.4 预焙阳极 ❖ 1.5 铝电解槽的阴极
❖ 2.惰性可润湿阴极
❖ 2.1 TiB2涂层阴极 ❖ 2.2 TiB2陶瓷阴极 ❖ 2.3TiB2复合阴极
附和机械损失等原因，使冰晶石在生产中有一定
的消耗量，一般情况下，每生产1t铝的冰晶石消
耗为5~15kg。
(2)氟化铝（AlF3)
电解铝介绍文档ppt
氧化铝浓度影响（右） (AlF3浓度过量8.5％； 5％CaF2； 电解温度965℃)
二、铝电解节电的基本原理
一、铝电解的基本知识
5、铝工业发展趋势
近几年世界铝产量和消费量
万吨
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2006 2007 2008 2009 2010(预计) 世界铝产量 世界铝消费量
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 中国 俄罗斯 加拿大 澳大利亚 美国 330 300 197 1285
抚顺铝厂——中国最早的铝厂 百色平果铝厂——中铝公司 贵州铝厂 ——中国铝业公司 青海铝厂——中国铝业公司 青铜峡铝业集团公司 云南铝业股份有限公司 包头铝业集团公司 总电投集团旗下的铝厂 兰州铝业股份有限公司和兰州连城铝业有限公司 郑州铝厂——中国铝业公司
一、铝电解的基本知识
二、铝电解生产的基本原理
现代铝工业有三个主要生产环节：
(1) 从铝土矿提取氧化铝 (2) 用冰晶石－氧化铝熔盐电解法生产铝。电解产物，阴
极上是液体铝，阳极上是气体CO2和CO，在工业电解槽内， 电解质通常由95%wt冰晶石和5%氧化铝组成，电解温度为 950～970℃。铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤， 烧铸成商品铝锭，其纯度可达到9.5%~99.8%。生产1吨铝 所需的工业氧化铝量大约是1.92～1.94吨。 (3) 铝加工
一、铝电解的基本知识
Hé roult申请专利的铝电解槽简图 (1886年4月23日)
1887年的Hé roult专利电解槽简图
一、铝电解的基本知识
4国内外工业铝的生产现状
铝电解槽作为熔盐电解法炼铝的最主要设备，自
二、铝电解节电的基本原理
一、铝电解的基本知识
5、铝工业发展趋势
近几年世界铝产量和消费量
万吨
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2006 2007 2008 2009 2010(预计) 世界铝产量 世界铝消费量
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 中国 俄罗斯 加拿大 澳大利亚 美国 330 300 197 1285
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一、铝电解的基本知识
二、铝电解生产的基本原理
现代铝工业有三个主要生产环节：
(1) 从铝土矿提取氧化铝 (2) 用冰晶石－氧化铝熔盐电解法生产铝。电解产物，阴
极上是液体铝，阳极上是气体CO2和CO，在工业电解槽内， 电解质通常由95%wt冰晶石和5%氧化铝组成，电解温度为 950～970℃。铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤， 烧铸成商品铝锭，其纯度可达到9.5%~99.8%。生产1吨铝 所需的工业氧化铝量大约是1.92～1.94吨。 (3) 铝加工
一、铝电解的基本知识
Hé roult申请专利的铝电解槽简图 (1886年4月23日)
1887年的Hé roult专利电解槽简图
一、铝电解的基本知识
4国内外工业铝的生产现状
铝电解槽作为熔盐电解法炼铝的最主要设备，自
电解铝厂生产流程简介
电解铝厂生产工艺流程简介
一、铝的性质及用途
二、电解生产原材料及原理简介 三、主要生产系统及其工艺
一、铝的性质与用途
1.铝的性质 铝的密度在常温下为2.7（液态时为2.3），是铜和铁的三分之 一，其熔点为660℃左右。 铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中很快生成一层光滑 致密的氧化铝薄膜，使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能 力。 铝是一种良好的导电材料。 铝具有良好的导热和反光性能。 铝具有良好的延展性和可塑性。 铝的再利用率高。 铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性， 又可显著提高其机械性能。
3、铝电解质及其性质
• 在电解生产过程中，液体电解质是保证电解过程能够进行的 重要条件之一。液体电解质即指冰晶石－氧化铝均匀熔融体， 其主要成分是冰晶石（占85%左右）。 • 冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为分子 比。正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右， 呈弱酸性。 • 冰晶石理论上讲，在电解过程中是不消耗的，但实际上由于 冰晶石中的氟化铝被电解液中的水分分解，或自身挥发；氟 化钠被电解槽内衬吸收以及操作时的机械损失等原因，在生 产过程中是有一定损耗的。 • 冰晶石在熔点处的密度为2.112g/㎝3
氧化铝浓相输送—以压力罐为中心，以压缩空气为动力， 通过浓相管路实现把氧化铝输送到现场贮仓。
氧化铝仓库
加料
下料
浓相输送
氧化铝料仓
烟气净化系统
• 烟气净化——以除尘器为中心，利用电解生产的原料Al2O3对烟气中
的有害成分（氟化物）进行吸附（ Al2O3 +6HF=2AlF3+3H2O），利 用VRI反应器使吸附剂（ Al2O3）能够与烟气充分接触，从而达到降
一、铝的性质及用途
二、电解生产原材料及原理简介 三、主要生产系统及其工艺
一、铝的性质与用途
1.铝的性质 铝的密度在常温下为2.7（液态时为2.3），是铜和铁的三分之 一，其熔点为660℃左右。 铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中很快生成一层光滑 致密的氧化铝薄膜，使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能 力。 铝是一种良好的导电材料。 铝具有良好的导热和反光性能。 铝具有良好的延展性和可塑性。 铝的再利用率高。 铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性， 又可显著提高其机械性能。
3、铝电解质及其性质
• 在电解生产过程中，液体电解质是保证电解过程能够进行的 重要条件之一。液体电解质即指冰晶石－氧化铝均匀熔融体， 其主要成分是冰晶石（占85%左右）。 • 冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为分子 比。正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右， 呈弱酸性。 • 冰晶石理论上讲，在电解过程中是不消耗的，但实际上由于 冰晶石中的氟化铝被电解液中的水分分解，或自身挥发；氟 化钠被电解槽内衬吸收以及操作时的机械损失等原因，在生 产过程中是有一定损耗的。 • 冰晶石在熔点处的密度为2.112g/㎝3
氧化铝浓相输送—以压力罐为中心，以压缩空气为动力， 通过浓相管路实现把氧化铝输送到现场贮仓。
氧化铝仓库
加料
下料
浓相输送
氧化铝料仓
烟气净化系统
• 烟气净化——以除尘器为中心，利用电解生产的原料Al2O3对烟气中
的有害成分（氟化物）进行吸附（ Al2O3 +6HF=2AlF3+3H2O），利 用VRI反应器使吸附剂（ Al2O3）能够与烟气充分接触，从而达到降
铝电解教程.ppt
• 电解槽排布方式：
• 横向排列 l 纵向排列
单行排列 双行排列
铝电解槽配置图
铝电解槽的母线配置
图4-2-8
未来铝电解槽的改进
•
目前的铝电解槽尚存在一些问题：生产过程能量
利用率较低，电流效率不太理想，单位产品的投资费
用较高，控制污染的设备费用也很贵。
• 4.2.4.1 原有电解槽的改造
•
原有电解槽的改造包括阴极材料、阳极材料及槽
⑷炭阳极对阳极糊的要求
阳极糊要求有一定的塑性（或流动性），以便 填满拔棒后留下的孔洞；但流动时不能引起焦 粒偏析，孔洞不能被富含沥青的糊所填充，以 免此处焦化后孔隙率过高；
流动性与糊中沥青配比、沥青的软化点、阳极 上部温度等因素有关。
阳极糊的质量主要取决于固定炭粒的粒度组成， 沥青配比由粒度组成确定。
化作用，基本上同旁插棒槽。在焦化过程
中，也形成了烧结锥体。阳极棒通过上层
的液体糊，一直插到阳层的
阳极糊来充填，结果生成所谓“二次阳
极”。这对于阳极的质量有一定的影响。
自焙阳极上插棒式电解槽简图
图4-2-5
(3) 连续预焙阳极电解槽
相对于非连续式有如下特点： • 优点： 无阳极残极，预焙炭块消耗量小； 阳极电流分布均匀，故阳极消耗均匀； 生产的连续性。 • 缺点： 阳极不能用氧化铝保温，热损失大； 炭块之间接缝存在接触电压降，故槽电
铝电解工业初期的小型预焙电解槽； 20世纪20~40年代，相继采用旁插棒式 自焙阳极和上插棒式自焙阳极； 50年代后大型预焙阳极。
铝电解槽的发展从19世纪末至今已经有了一百多 年的历史。
ã 初期：电流强度为4~8kA的小型预焙阳极电 解槽，产铝量为20~40kg/d；电能消耗为 42kW·h。
铝电解课件
度和防止电解质界面凝固； (c) 热稳定性和化学稳定性良好，使阳极能够在高温和腐 蚀性的环境下工作； (d) 杂质含量低，防止对金属铝的污染；
(e) 适宜的机械性能，以便经受粗糙的搬运；
(f) 合适的密度和空隙率，减少金属铝的侵入； (g) 气体渗透率低，减少阳极内部氧化； (h) 应有适宜的抗热震性。
常压下加热不熔化，但在高温下升华。
它的作用是可以弥补电解质中氟化铝的损失，又可以调整
电解质的分子比，主要用于降低熔体的分子比，降低电解
温度。以保证生产技术条件的稳定。
铝电解用其它氟化盐
铝电解生产中所用的氟化盐主要是冰晶石和氟化铝， 其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如
氟化钙、氟化镁、氟化钠和碳酸钠等。
(8) 导电性：
高纯铝（99.995%）的电阻率在293K时为(2.62~2.65)×10-8Ω·m-1。
2.1 概述
7.铝的用途
铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力
学性能好，以及抗腐蚀性好，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。 铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为
阴极碳块生产
无烟煤经过1500~2100℃电煅烧处理，使得后料部分石墨 化，并配入部分人造石墨，制成阴极碳块，经过焙烧后进 行机械加工，即可得到半石墨质阴极碳块。
在电解过程中，阳极是消耗的，其理论消耗是334kg/t· Al， 而实际消耗一般为380~450kg/t· Al，这与阳极质量、电解 技术条件有关。降低阳极消耗可以提高铝厂的电流效率、 降低电耗和增加铝产量，从而提高经济效益。
1.
2.
(e) 适宜的机械性能，以便经受粗糙的搬运；
(f) 合适的密度和空隙率，减少金属铝的侵入； (g) 气体渗透率低，减少阳极内部氧化； (h) 应有适宜的抗热震性。
常压下加热不熔化，但在高温下升华。
它的作用是可以弥补电解质中氟化铝的损失，又可以调整
电解质的分子比，主要用于降低熔体的分子比，降低电解
温度。以保证生产技术条件的稳定。
铝电解用其它氟化盐
铝电解生产中所用的氟化盐主要是冰晶石和氟化铝， 其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如
氟化钙、氟化镁、氟化钠和碳酸钠等。
(8) 导电性：
高纯铝（99.995%）的电阻率在293K时为(2.62~2.65)×10-8Ω·m-1。
2.1 概述
7.铝的用途
铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力
学性能好，以及抗腐蚀性好，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。 铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为
阴极碳块生产
无烟煤经过1500~2100℃电煅烧处理，使得后料部分石墨 化，并配入部分人造石墨，制成阴极碳块，经过焙烧后进 行机械加工，即可得到半石墨质阴极碳块。
在电解过程中，阳极是消耗的，其理论消耗是334kg/t· Al， 而实际消耗一般为380~450kg/t· Al，这与阳极质量、电解 技术条件有关。降低阳极消耗可以提高铝厂的电流效率、 降低电耗和增加铝产量，从而提高经济效益。
1.
2.
铝电解生产原理PPT课件
移；阴离子到达阳极表面发生电化学反应，失
去电子，生成气态物质；阳极离子到达阴极表
面，发生电化学反应，获得电子，变成铝原子，
从熔体中，阳离子有络合的Al3+和单 质的Na+。在电解温度为940～970℃条件下，钠的平 衡析出电位比纯铝的析出电位负250mV，因此，通 上直流电以后，在阴极上的络合的Al3+放电，发生 电化学反应：
❖ 铝的导电、导热性好，导电率相当于国际标准退火 铜的64.94％，约为银的一半，如果就相同的重量而 言，铝的导电能力超过这两种金属；铝的导热性几 乎比铁的导热率大3倍；铝的反光性能很强，反射 紫外线比银还强，铝在碰击时不产生火花。铝的比 强度(强度与重量之比)高，某些高强度铝合金的机 械强度超过了结构钢；纯铝没有磁性，铝在低温下 (-198℃)也不变脆，仍具有较好的机械性能；铝可
.
8
❖ 电解铝工艺流程图
.
9
四、电解铝基本原理
❖ 目前铝工业中仍然采用熔盐电解法生产铝，其 基本原理：将氧化铝溶解于冰晶石熔体中，接 通直流电，在阳极和阴极上发生电化学反应， 阳极上产生阳极气体，阴极上析出铝。
❖ 电解铝生产铝的过程可以描述为：将固体氧化
铝加入Na3AlF6熔体中，发生化学溶解，生成主 要由Na+、AlxOyF2（2+2y-3x）－、AlF63－、AlF4－以 及F－等离子构成的Na3AlF6-Al2O3熔体；通入直 流电以后，Na3AlF6-Al2O3熔体中的阴、阳离子 在电场力的作用下，分别向阳极和阴极方向迁
.
7
三、铝电解生产工艺流程
❖ 自霍尔-埃鲁法熔盐法应用于电解铝生产 以来，一直是工业生产金属铝的主要方法。 其生产过程是：直流电通过铝电解槽，依 靠电流的焦耳热使电解质融化并维持 930～950℃的电解温度。直流电通过电解 质使Al2O3分解，在阴极上析出铝，在阳 极上析出氧并与阳极碳氧化而成CO2和 CO。铝液真空抽出，经澄清净化浇铸成 铝锭。阳极气体中常含有少量的有害氟化 物气体和粉尘，经过净化，废气排放到大 气，回收的氟化物返回到电解槽。铝电解 生产工艺流程图如下图所示。
电解铝原理和工艺流程
电解铝原理和工艺流程
电解铝原理：电解铝是用电熔融铝锭，使铝锭中的氧化物与铝析出，
然后再经过提纯、熔化成型而成的生产过程。
工艺流程：
1、准备原料：电解铝的原料主要是铝锭，铝锭是以经过破碎、舂烂、筛选和改性后的原矿砂和废弃炉料经过熔炼而成。
2、电解过程：将铝锭放入电解池内，将池内通入电，再加入碱性溶液，使铝锭中的氧化物与铝析出，形成沉淀物，金属铝析出到池内，形成
熔融铝。
3、提纯：将熔融铝进行提纯，去除熔融铝中的杂质。
4、成型：将提纯的铝液分装到压铸机上，经过熔化和压铸而成型成
电解铝。
5、检验：通过检验，保证电解铝的质量符合标准要求。
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9
1.整流所
A、工艺流程：由电厂来的110kV、220kV电压经动力变压
器，变为铝厂所需的10kV电压；通过调压变压器及整流 变压器利用二极管的单向导通性能将交流电变为直流电以 供电解铝的需要。
B、工艺流程图
110KV或 220KV
10KV动力电
C、主要经济指标：整流效率（整流机组输出的直流电量与 输入的交流电量的比值）
10
D、整流机组
整流柜
整流变压器 有载调压变压器
11
2.空压站
工艺原理：大气中的空气经空气过滤器除去其灰尘及杂质 后，洁净的空气进入空气压缩机进行多级压缩，达到一定 的压力后，然后进入干燥机进行干燥，干燥后的压缩空气 进入压缩空气管网供用风单位使用。
12
空压站实物图
13
3.供水系统
工艺原理：水源地→铝厂蓄水池→由变频泵+工频泵→供 水母管→各用水单位。
化学反应式：2Al2O3(溶解的)+3C（固）＝4Al（液）+3CO2 在冰晶石－氧化铝融盐电解法中，熔融冰晶石是溶剂，氧
化铝作为溶质溶解在其中，以碳素材料作为阴、阳两极。 通入强大的直流后，在两极间发生电化学反应，阴极上的 产物为铝液，阳极上的产物为二氧化碳等气体。
通入直流电的目的：一方面是利用它的热能将冰晶石熔化 呈熔融状态，并保持恒定的电解温度；另一方面是要实现 电化学反应。
冰晶石理论上讲，在电解过程中是不消耗的，但实际上由于 冰晶石中的氟化铝被电解液中的水分分解，或自身挥发；氟 化钠被电解槽内衬吸收以及操作时的机械损失等原因，在生 产过程中是有一定损耗的。
冰晶石在熔点处的密度为2.112g/㎝3
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三、主要生产单位及其工艺
动力分厂 电解分厂 铸造分厂 净化分厂 阳极组装分厂
电解铝厂生产工艺流程简介
一、铝的性质及用途 二、电解生产原材料及原理简介 三、主要生产单位及其工艺
1
一、铝的性质与用途
1.铝的性质 铝的密度在常温下为2.7（液态时为2.3），是铜和铁的三分之
一，其熔点为660℃左右。 铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中很快生成一层光滑
致密的氧化铝薄膜，使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能 力。 铝是一种良好的导电材料。 铝具有良好的导热和反光性能。 铝具有良好的延展性和可塑性。 铝的再利用率高。 铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性， 又可显著提高其机械性能。
7
自 备 电 厂
交 流 电
整 流
阳 极 组 装
各生产单位之间的关系
净 化 系 统
载 氟 料
新鲜氧化铝
烟 气
直流电 载氟氧化铝
供风
阳极组
原 铝
铸 造 厂
氧 化 铝 仓 库
空 压 站
铝 产 品
8
（一）、动力分厂
动力分厂主要任务：就是负责公司内部所有单位的 （生产和生活）用电、用水和用风，并负责电解槽 计算机控制系统的维护。
经济指标：控制烧损率不大于0.6%
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工艺流程图
原铝预调包
炉前
调包配料
烟气排放 精炼搅拌
电解槽
铝灰
灰渣分选
★粉尘排放■废渣排放
打渣 ﹌噪音 打印 接收
调流控流 水冷却
取样打眼生产
清炉扒渣静置
堆垛
打捆
检验入库
说明： 烟气排放粉尘排放废渣排放 ﹌噪声
装铝箔。
3
二、电解生产原材料及原理简介
1.铝电解生产所用的原材料大致分三类：
原料－氧化铝：熔点为2050℃、沸点为3000 ℃，它的流动 性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔体中。 熔剂――氟化盐（它包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、 氟化钙、氟化锂等） 阳极材料――预焙炭块
4
2、电解生产原理
现代铝工业生产，普遍采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。 它的主要设备是铝电解槽。
2
2.铝的用途 可做轻型结构材料 如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。 建筑工业材料 如：铝合金型材。 电气工业材料 制造电线、电缆、电容器、整流器、母线。 耐腐蚀材料 在化学工业上常用铝及其合金制造各种反应
器、储槽和管路等。 食品包装材料 仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包
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3、铝电解质及其性质
在电解生产过程中，液体电解质是保证电解过程能够进行的 重要条件之一。液体电解质即指冰晶石－氧化铝均匀熔融体， 其主要成分是冰晶石（占85%左右）。
冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为分子 比。正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右， 呈弱酸性。
工艺流程：
氧化铝
冰晶石
氟化盐
阳极炭块
废气
阳极气体 气体净化 载氟氧化铝
电解槽 铝液 送铸造
直流电能
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电解生产掠影
。
17
串联式预焙阳极电解槽
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槽控机
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20
铝电解生产主要操作
阳极更换 出铝 熄灭阳极效应 抬母线 原铝/电解质水平测上的特殊现象，随着电 解质中氧化铝含量的降低，电解质对阳极碳块的湿润能力 下降，电解反应所产生的气体排不出来，聚集在阳极下方， 形成气膜，使槽电压急剧上升，俗称阳极效应。
阳极效应的利和弊 利：洁净槽底，规整炉膛，清理阳极底掌，校正Al2O3
浓度，清洁电解质。 弊：浪费大量电耗、人力、物力，严重时烘化炉帮，使
系列最大负载值增加。
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换极作业
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出铝作业
24
运铝
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（三）铸造分厂
主要任务：是企业的加工中心，在这里实现了原 铝的成型和品位的调配与确定。
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（二）电解分厂
任务：是生产出合格的铝液。 工艺：冰晶石-氧化铝熔盐电解法。该工艺是由美国的霍
尔和法国的埃鲁1886年分别申请的世界专利。 主要经济指标：电流效率 、氧化铝单耗 、直流电单耗 、
可比交流电耗 、阳极毛耗 、氟化盐单耗 。 主要设备是：电解槽、多功能机组等。
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工艺原理：氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，形成具有良好导电性的 均匀熔体，采用碳素材料做阴阳两极，当通入直流电后，即在两极上 发生电化学反应。在阳极上产生阳极气体，阴极上析出液态铝，用真 空抬包周期性从电解槽吸出，送铸造分厂铸重熔用铝锭。电化学反应 过程中，阳极不断消耗，阳极母线不断下降，要进行阳极更换和母线 提升作业，另外通过计算机控制，通过超浓相输送向电解槽定时添加 氧化铝，保证生产连续平稳进行
1.整流所
A、工艺流程：由电厂来的110kV、220kV电压经动力变压
器，变为铝厂所需的10kV电压；通过调压变压器及整流 变压器利用二极管的单向导通性能将交流电变为直流电以 供电解铝的需要。
B、工艺流程图
110KV或 220KV
10KV动力电
C、主要经济指标：整流效率（整流机组输出的直流电量与 输入的交流电量的比值）
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D、整流机组
整流柜
整流变压器 有载调压变压器
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2.空压站
工艺原理：大气中的空气经空气过滤器除去其灰尘及杂质 后，洁净的空气进入空气压缩机进行多级压缩，达到一定 的压力后，然后进入干燥机进行干燥，干燥后的压缩空气 进入压缩空气管网供用风单位使用。
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空压站实物图
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3.供水系统
工艺原理：水源地→铝厂蓄水池→由变频泵+工频泵→供 水母管→各用水单位。
化学反应式：2Al2O3(溶解的)+3C（固）＝4Al（液）+3CO2 在冰晶石－氧化铝融盐电解法中，熔融冰晶石是溶剂，氧
化铝作为溶质溶解在其中，以碳素材料作为阴、阳两极。 通入强大的直流后，在两极间发生电化学反应，阴极上的 产物为铝液，阳极上的产物为二氧化碳等气体。
通入直流电的目的：一方面是利用它的热能将冰晶石熔化 呈熔融状态，并保持恒定的电解温度；另一方面是要实现 电化学反应。
冰晶石理论上讲，在电解过程中是不消耗的，但实际上由于 冰晶石中的氟化铝被电解液中的水分分解，或自身挥发；氟 化钠被电解槽内衬吸收以及操作时的机械损失等原因，在生 产过程中是有一定损耗的。
冰晶石在熔点处的密度为2.112g/㎝3
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三、主要生产单位及其工艺
动力分厂 电解分厂 铸造分厂 净化分厂 阳极组装分厂
电解铝厂生产工艺流程简介
一、铝的性质及用途 二、电解生产原材料及原理简介 三、主要生产单位及其工艺
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一、铝的性质与用途
1.铝的性质 铝的密度在常温下为2.7（液态时为2.3），是铜和铁的三分之
一，其熔点为660℃左右。 铝具有良好的耐腐蚀性。铝表面在空气中很快生成一层光滑
致密的氧化铝薄膜，使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能 力。 铝是一种良好的导电材料。 铝具有良好的导热和反光性能。 铝具有良好的延展性和可塑性。 铝的再利用率高。 铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性， 又可显著提高其机械性能。
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自 备 电 厂
交 流 电
整 流
阳 极 组 装
各生产单位之间的关系
净 化 系 统
载 氟 料
新鲜氧化铝
烟 气
直流电 载氟氧化铝
供风
阳极组
原 铝
铸 造 厂
氧 化 铝 仓 库
空 压 站
铝 产 品
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（一）、动力分厂
动力分厂主要任务：就是负责公司内部所有单位的 （生产和生活）用电、用水和用风，并负责电解槽 计算机控制系统的维护。
经济指标：控制烧损率不大于0.6%
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工艺流程图
原铝预调包
炉前
调包配料
烟气排放 精炼搅拌
电解槽
铝灰
灰渣分选
★粉尘排放■废渣排放
打渣 ﹌噪音 打印 接收
调流控流 水冷却
取样打眼生产
清炉扒渣静置
堆垛
打捆
检验入库
说明： 烟气排放粉尘排放废渣排放 ﹌噪声
装铝箔。
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二、电解生产原材料及原理简介
1.铝电解生产所用的原材料大致分三类：
原料－氧化铝：熔点为2050℃、沸点为3000 ℃，它的流动 性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔体中。 熔剂――氟化盐（它包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、 氟化钙、氟化锂等） 阳极材料――预焙炭块
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2、电解生产原理
现代铝工业生产，普遍采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。 它的主要设备是铝电解槽。
2
2.铝的用途 可做轻型结构材料 如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业。 建筑工业材料 如：铝合金型材。 电气工业材料 制造电线、电缆、电容器、整流器、母线。 耐腐蚀材料 在化学工业上常用铝及其合金制造各种反应
器、储槽和管路等。 食品包装材料 仓库储槽、容缸、食品罐头盒子、零用包
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3、铝电解质及其性质
在电解生产过程中，液体电解质是保证电解过程能够进行的 重要条件之一。液体电解质即指冰晶石－氧化铝均匀熔融体， 其主要成分是冰晶石（占85%左右）。
冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为分子 比。正常生产过程中，电解质的分子比一般保持在2.4左右， 呈弱酸性。
工艺流程：
氧化铝
冰晶石
氟化盐
阳极炭块
废气
阳极气体 气体净化 载氟氧化铝
电解槽 铝液 送铸造
直流电能
16
电解生产掠影
。
17
串联式预焙阳极电解槽
18
槽控机
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20
铝电解生产主要操作
阳极更换 出铝 熄灭阳极效应 抬母线 原铝/电解质水平测上的特殊现象，随着电 解质中氧化铝含量的降低，电解质对阳极碳块的湿润能力 下降，电解反应所产生的气体排不出来，聚集在阳极下方， 形成气膜，使槽电压急剧上升，俗称阳极效应。
阳极效应的利和弊 利：洁净槽底，规整炉膛，清理阳极底掌，校正Al2O3
浓度，清洁电解质。 弊：浪费大量电耗、人力、物力，严重时烘化炉帮，使
系列最大负载值增加。
22
换极作业
23
出铝作业
24
运铝
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（三）铸造分厂
主要任务：是企业的加工中心，在这里实现了原 铝的成型和品位的调配与确定。
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（二）电解分厂
任务：是生产出合格的铝液。 工艺：冰晶石-氧化铝熔盐电解法。该工艺是由美国的霍
尔和法国的埃鲁1886年分别申请的世界专利。 主要经济指标：电流效率 、氧化铝单耗 、直流电单耗 、
可比交流电耗 、阳极毛耗 、氟化盐单耗 。 主要设备是：电解槽、多功能机组等。
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工艺原理：氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，形成具有良好导电性的 均匀熔体，采用碳素材料做阴阳两极，当通入直流电后，即在两极上 发生电化学反应。在阳极上产生阳极气体，阴极上析出液态铝，用真 空抬包周期性从电解槽吸出，送铸造分厂铸重熔用铝锭。电化学反应 过程中，阳极不断消耗，阳极母线不断下降，要进行阳极更换和母线 提升作业，另外通过计算机控制，通过超浓相输送向电解槽定时添加 氧化铝，保证生产连续平稳进行