提升电解铝业清洁生产水平途径[论文]
试论铝电解生产中提高原铝质量的途径
试论铝电解生产中提高原铝质量的途径摘要：在进行铝电解的生产过程之中，会产生原铝这种中间产物，而这一中间产物是否具备较高的质量一定程度上会决定最终产品质量的高低，也就是说，这一中间产物决定着铝锭和铝合金产品的优劣，更会对最终产品的销量以及价值产生十分深远的影响。
要想进一步提升铝电解企业的生产回报率，就应该从原铝的生产质量抓起。
笔者以自身的工作经验为基础，从根源上对能够给原铝质量造成影响的因素进行了分析，同时综合考虑了“翔吉有色金属有限公司铝厂240kA预焙槽”的生产经验与教训，给出了能够进一步保障原铝生产质量的有效方案，以期为电解铝产业的发展助力。
关键词：铝电解；生产实践；原铝；质量前言铝作为应用十分广泛地一种金属材料，它不仅质量轻、导电能力强、导热能力强，而且还耐高压耐腐蚀，具备很强的可塑性。
要想生产出质量上乘的铝合金，就必须首先生产出高质量的原铝，如果原铝不具备较好的质量，那么在此基础之上生产的铝合金等产品就无法得到质量方面的保障，故而对于从事电解铝生产的企业而言，保障并进一步提升原铝质量是当务之急。
而铝电解的整个过程十分的复杂且多变，因为铝是轻金属中的一种，铝的特殊属性使得其电解过程必须借助熔盐电解法才能够完成，这种方法的难度较高、可变因素太多，使得原铝的质量不好得到管理与控制，基于此，本文挖掘出了能够对原铝质量造成影响的主要因素，并在分析的基础之上给出了进一步提升原铝质量的方案。
1原铝质量的分级原铝往往产生于铝电解的生产过程之中，原铝是否具备较高的质量会极大程度上决定最终产品质量的高低，如果电解产生的原铝不具备较高的质量，那么在此基础之上生产的铝锭产品就无法符合质量标准与要求，产品的性能也无法得到满足，这一定程度上会影响电解铝企业的收益。
一般而言，原铝之中包含的杂质越多，其质量越低，从生产时间上来看，原铝可能含有大约二十种其他金属杂质，在这些金属杂质之中含量最高且最普遍的有铁、硅、铜等金属元素，这几种金属杂质含量相对比较固定，不易产生较大的含量波动，故而通常衡量原铝的质量是看铁和硅具体含量的高低，并根据不同的含量对应不同的原铝质量等级。
电解铝行业清洁生产实践
２ 我 国 电 解 铝 行 业 现 状
我 国电解 铝工 业 经历 了 ５ 年 的发 展 ， 目前 ０多 到
为止 ， 已逐 步成 为 电解 铝生 产 大 国 ， 大 容量 预焙 电 但 解 槽 的 开发 技 术 尚未 经 过 生 产 过 程 的 逐 步完 善 ， 特 别 是 在 生 产 运 行 实 际 中缺 乏 应 有 的 技 术 积 累 和 支 撑 。由于 在生 产领 域 中深层 技术 开发 不 足 ， 致 了实 导
面实 施 清洁 生产 审 核提 供技 术 支持 和 导 向 ，将 会 全 面 提 升 电解 铝 清 洁 生 产 审 核 工 作 的执 行 水 平 和 效 率 ， 进 电解 铝业 污染 控 制技 术 推广 ， 促 真正全 面实 现
电解 铝业 节能 降耗 、 减污 增效 …。
改革 委 员会 ２０ ０７年下 达 了《 行业 准 人 条 件 》 ６ 铝 第 ４ 号 ， 告要 求 “ 请核 准 的 电解 铝淘 汰 落后 生产 能力 公 报
“ 十一 五 ” 间 ， 期 电解 铝 的产量 不 断攀 升 ， 已经严 重影 响 了氧 化 铝价格 ， 时也是 造 成 国 内电力 、 炭 同 煤
紧张 的主要 原 因之 一 ， 特别 是 产能 、 量 的增 长超 过 产 了 国 内实 际需 求 的增 长 。 于这 种状 况 ， 基 国家 发展 和
电解 铝 行 业清 洁 生产 实践
周 蕾 张立民 孙宏 叶青
（． １ 本溪市环境科学研 究所 ， 辽宁本溪 １ ７ ２ ；． ０ １２抚顺市顺城区环境保 护局 ， １ 辽宁抚顺 ： 述 了电 解 铝 行 业 清 洁 生 产 实践 ， 概 分析 说 明 企 业 实 施 清 洁 生 产 后 ， 够 达 到 污 染 减 排 、 能 降耗 、 高企 业 经 济 能 节 提
电解铝行业清洁生产工艺分析
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 整 流所 供给 。 将原 料 加到 预焙 阳极 电解 槽 中 ， 电解 在 槽 中通 过 预焙 阳极 导人 强大 直流 电 ， ９５ ０℃左 右 在 ０ 高 温条 件下 ，溶 解 在 电解 质 中 的氧化 铝 在 直流 电的
ｐ ｌ ｔ ｎ ｃ ｕ ａｉｎ ｏ ｌ ｃｒ ｌ ｔ ｌ ｍｉ ｉ ｍ，ｒ ｓ ｕ ｃ ｔｌ ａｉ ｎ ａ ｄ ｐ ｌ ｔ ｎ ｓ ｄｓ ｈ ｒ ｅ ｒ ｄ ｃｎ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｈ ｏｌ ｉ ａ ｓ ｔ ｆｅ ｅ ｔ ｙｉ ａ ｕ ｎ ｕ ｕ ｏ ｏ ｏ ｃ ｅ ｏ ｒ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｎ ｏｌ ａ ｔ ｉｃ ａ ｇ ｅ ｕ ｉ ｇ ｗｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｉ ｏ ｕ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｒ ｍｏｉ ｇ ｓ ｕ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｌａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｏ ｌｃｒ ｌ ｔ ｌ ｍｉ ｉ ｍ ｄ ｓｒ ． ｒ ｃ ｓ ｒ ｏ ｔ ｏ ｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｎ ｒ ｏ ｕ ｔ ｆ ｅ ｔ ｙｉ ａｕ ｎ ｕ ｉ ｕ ｔｙ ｆ ｐ ｎ ｏｃ ｐ ｏ ｅ ｏ ｃ ｎ Ｋｅ ｒ ｓ ｃｅ ｎ ｒ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｅｅ ｔ ｌ ｔ ｌ ｍｉ ｉ ｍ ｄ ｓｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌａ ｅ ｏ ｕ ｔ ；ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｉ ｕ ； ｌ ｃｒ ｙｉ ａ ｕ ｎ ｕ ｉ ｕ ｔ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｃ ｎ ｙ
杆 按工 艺 要求 处 理后 重新 组 装 阳极 。铝 电解 生产 用 的直 流 电能 ，由整 流所 通过 连 接母 线 导人 串联 的 电
电解铝业清洁生产案例分析及对策
０ 引 言
２ ０ ０ ２ －２ ０ １ ２年 是 中国铝 工业不 断发 展 的 １ ０年 ，创 造 了一个 个奇 迹和 辉煌 ：２ ０ ０ １ 年 我 国成 为 世 界第
一
原 铝生 产大 国 ；２ ０ ０ ５年成 为全 球第 一 个 全 部 淘 汰 电解 铝 自焙 槽 的 国家 ，并 成 为 继 美 、法 外 ，第 三 个 向外 输 出具有 自主知识 产权 大型 预 焙 电解 槽 的 国家 ，实 现 了铝工 业 技 术 输 出 的零 的 突破 ；２ ０ ０ ７年 原 铝
电解 铝 业 清洁 生产 案例 分 析 及 对 策
陈利 生 ，徐 征 ，黄 卉 ，杨 志 鸿
（ 昆明冶金高等专科学校 冶金材料学院 ，云南 昆明 ６ ５ ０ ０ ３ ３ ）
摘 要 ：通过对某一具体铝电解项 目清洁生产水平分析 ，并与我 国铝 电解行业 清洁生产水平现 状相 比较 ， 揭示了
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２—１ ２— ０ ４
ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｎ Ｃｈｉ ｎ ａ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ
提升电解铝业清洁生产水平的途径
提升电解铝业清洁生产水平的途径清洁生产铝电解业生产水平1引言2002～2012年是中国铝工业不断发展的十年，创造了一个个奇迹和辉煌：2001年我国成为世界第一原铝生产大国。
2005年底成为全球第一个全部淘汰电解铝自焙槽的国家。
2005年我国成为继美、法外，第三个向外输出具有自主知识产权大型预焙电解槽的国家，实现了铝工业技术输出的零的突破。
2007年中国原铝产量达到1228万吨，首次实现单有色金属产量超千万吨。
2011年中国铝产品产量再创历史新高，其中电解铝以1806万吨的产量连续11年居世界第一。
电解铝行业是我国有色金属冶金工业的重要的分支，同时也是典型的高污染、高能耗、资源消耗大的行业之一。
为此，电解铝行业必须严格按照国家环境保护总局发布的环境保护行业标准《清洁生产标准—电解铝业》（HJ 473-2009）的要求，大力推进清洁生产走可持续发展道路。
2 制约我国铝电解业清洁生产水平提升的因素通过对以上案例进行分析说明我国铝电解业的技术水平是可以达到国家清洁生产一级水平的，但是目前哪些因素制约了我国铝电解业清洁生产水平的提升呢？通过该项目与我国铝电解业现状进行对比，找出制约因素。
2.1企业规模小。
我国130余家铝电解企业2011年共生产原铝1806万吨，厂均年产13.89万吨原铝，规模小、生产率低。
2.2槽型多而杂。
国内目前使用预焙槽，呈现出槽型多而杂的特点。
200 kA～500kA系列槽型均用厂家使用，而且同系列电流槽槽型设计也不统一。
2.3电解铝工艺参数三高一低。
与国际先进水平相比，国内铝电解工艺参数三高一低：过程温度高（10～20℃）和电解质分子比高（0.1～0.2）氧化铝浓度高（0.5～1.0%）和电流密度低（0.15A/cm2）。
2.4电流效率低、电耗高。
与国际先进水平相比，国内预焙槽平均电流效率低1～4%，吨铝直流电单耗高300～500kWh/t。
2.5槽寿命短。
国内目前采用的预焙槽平均寿命为1500天左右，比国外短1000～1500天。
电解铝行业清洁生产工艺分析
科技论坛1概述电解铝的相关企业在成产和经营的过程中，不断提升自身的经济实力和科技应用能力，在技术研发工作中也做到了优先的特点。
现如今，清洁生产工艺的不断发展，为电解铝的运行质量提供了较大的契机。
环境效益也是电解铝生产过程中体现比较明显的方面。
2生产工艺分析对于电解铝来说，在其生产的过程中，主要采用的是熔盐来实现电解。
铝电解在生产的过程中主角要是以氧化铝和氟化盐为主要的材料。
其中，直流电的主要来源是整流电。
将所用材料应用到电解槽中，通过预焙阳极导入所需的直流电，在相对比较强大的高温下进行。
作为电解质中大的氧化铝成分，在经过化学反应之后会逐渐被分解，呈现出一定的金属状态，其中，实验所用的电解槽主要是以阳极和阴极两个方面为主。
其中阳极的所用碳块在经过组装之后才在电解槽中应用，所以，阳极碳块的科学性比较高。
不仅如此，在实际的生产中，如果存在着残极的现象，需要尽快在电解槽中拆卸，将其送到装组的车间进行处理。
铝结构的导杆需要按照组装的特点以及科学的工艺来进行，并且保证铝电解在生产过程中采用直流电的形式来进行，所以，需要整流和母线的串联结构有机结合，保证电解槽功能的高效性。
在电解槽工作的过程中，很容易出现液态铝的现象，如果压缩空气就会造成严重的负压现象。
要根据压缩空气的状况来将其送到相应的生产车间，同时将液态铝和其他成分进行混合处理。
在此过程中，需要按照产品的牌号以及调配的要求来进行处理，同时要对其进行合理地浇筑。
在完成之后需要对铸造的成品进行检测和验证，如果符合相关的质量标准就可以被送入到成品的位置，如果其质量没达标就需要进行重新的生产和加工。
可见，这一流程比较复杂，在进行的过程中还需要对技术人员和操作人员提供较高的要求，否则就会对生产的流程产生严重的影响。
需要注意的是，如果其中一个生产环节出现了问题就会直接影响到整个流程的顺利进行，牵一发而动全身，所以，生产流程的每一个环节都应该慎重仔细。
3主导生产工艺流程资源消耗3.1生产工艺与设备要求对于生产工艺和设备要求两个方面来说，具体的数据以及相关的参数等可以从表1中得到。
电解铝行业节能降碳改造升级实施指南
电解铝行业节能降碳改造升级实施指南电解铝行业是我国重要的有色金属行业之一，也是能源消耗较大的行业之一。
为了实现节能降碳的目标，推动电解铝行业的可持续发展，需要进行改造升级。
本文将从技术、管理和政策三个方面提出电解铝行业节能降碳改造升级的实施指南。
一、技术方面1. 采用先进的电解槽技术：选择具有高效低能耗特点的电解槽技术，如静电槽、新型氧槽等，提高电解效率，减少能源消耗。
2. 推广新型电解液配方：研发新型电解液配方，减少电解液的浓度和温度，降低能源消耗，提高电解效率。
3. 引进高效节能设备：更新电解槽、电解设备等关键设备，采用高效节能设备，提高生产效率，降低能源消耗。
4. 应用智能化控制系统：引入先进的智能化控制系统，实现对生产过程的精细化控制和优化，降低能源消耗。
二、管理方面1. 建立能源管理体系：制定电解铝行业的能源管理标准和指导文件，建立能源管理体系，加强对能源消耗的监测和控制。
2. 培训提升员工意识：加强对员工的节能降碳培训，提升员工的节能意识和技能，促进能源管理的落实。
3. 加强设备维护和管理：加强对关键设备的维护和管理，定期进行设备巡检和检修，确保设备的正常运行和高效节能。
三、政策方面1. 减少能源消耗的税收政策：制定减少能源消耗的税收政策，对采用节能降碳技术的企业给予税收优惠，鼓励企业进行改造升级。
2. 建立排放减排指标制度：建立电解铝行业的排放减排指标制度，对企业进行碳排放的约束和监测，推动企业减少碳排放。
3. 资金支持政策：提供资金支持，鼓励企业进行节能降碳改造升级，推动电解铝行业的可持续发展。
电解铝行业节能降碳改造升级是实现可持续发展的必然要求。
通过技术创新、管理提升和政策支持，可以降低能源消耗，减少碳排放，推动电解铝行业向着绿色、低碳、可持续发展的方向迈进。
希望相关部门能够制定出切实可行的实施指南，引导电解铝行业做好节能降碳工作，为推动我国经济转型升级做出积极贡献。
电解铝清洁生产思路分析
摘
５ ５ ０ ０ １ ４ ）
要 ：通过对电解铝生产工艺 、资源能源消耗及 污染成 因分析 ，结合 中铝贵卅１ 分公 司电解 铝厂实施 案例 ，
分析 了在 电解铝行业实施 清洁生产 的思路及具体做法 ，可以为电解铝企业 开展清洁生产审核提供参考和借鉴。 关键词 ：电解铝 ；清洁生产审核 ；清 洁生产标准
１ 引言
清洁 生产是 指不 断采 取 改进设 计 、使用 清 洁 的 能源 和原料 、采 用 先进 的工艺 技术 与设 备 、改 善管 理 、综 合 利用 等措施 ，从 源 头削减 污染 ，提 高 资源
时降低 环境 风 险 ，实施清 洁 生产 审核 是有效 及 系统
化 的解 决方 案 。
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ：Ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｉ ｎ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｕ ｍ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｏｕ ｒ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
提升电解铝业清洁生产水平的途径
清洁生产铝电解业生产水平1引言
2002～2012年是中国铝工业不断发展的十年，创造了一个个奇迹和辉煌：2001年我国成为世界第一原铝生产大国。
2005年底成为全球第一个全部淘汰电解铝自焙槽的国家。
2005年我国成为继美、法外，第三个向外输出具有自主知识产权大型预焙电解槽的国家，实现了铝工业技术输出的零的突破。
2007年中国原铝产量达到1228万吨，首次实现单有色金属产量超千万吨。
2011年中国铝产品产量再创历史新高，其中电解铝以1806万吨的产量连续11年居世界第一。
电解铝行业是我国有色金属冶金工业的重要的分支，同时也是典型的高污染、高能耗、资源消耗大的行业之一。
为此，电解铝行业必须严格按照国家环境保护总局发布的环境保护行业标准《清洁生产标准—电解铝业》（hj 473-2009）的要求，大力推进清洁生产走可持续发展道路。
2 制约我国铝电解业清洁生产水平提升的因素
通过对以上案例进行分析说明我国铝电解业的技术水平是可以
达到国家清洁生产一级水平的，但是目前哪些因素制约了我国铝电解业清洁生产水平的提升呢？通过该项目与我国铝电解业现状进
行对比，找出制约因素。
2.1企业规模小。
我国130余家铝电解企业2011年共生产原铝1806万吨，厂均年产1
3.89万吨原铝，规模小、生产率低。
2.2槽型多而杂。
国内目前使用预焙槽，呈现出槽型多而杂的特点。
200 ka～500ka系列槽型均用厂家使用，而且同系列电流槽槽型设计也不统一。
2.3电解铝工艺参数三高一低。
与国际先进水平相比，国内铝电解工艺参数三高一低：过程温度高（10～20℃）和电解质分子比高（0.1～0.2）氧化铝浓度高（0.5～1.0%）和电流密度低
（0.15a/cm2）。
2.4电流效率低、电耗高。
与国际先进水平相比，国内预焙槽平均电流效率低1～4%，吨铝直流电单耗高300～500kwh/t。
2.5槽寿命短。
国内目前采用的预焙槽平均寿命为1500天左右，比国外短1000～1500天。
2.6阳极质量差。
我国炭阳极质量标准较低，导致阳极质量差，吨铝阳极消耗量超出国际先进水平40～60kg /t-al。
3 提升我国铝电解业清洁生产水平的途径
通过分析找出制约我国铝电解业清洁生产水平提升的因素，结合我国铝电解业的实际生产情况，找到合理的途径，是可以大力提升铝电解业清洁生产水平。
3.1扩大企业规模。
扩大铝电解企生产规模，通过电解槽升级换代和兼并重组，力争将铝电解企业厂均年产原铝量提高到100万吨。
只有将企业规模扩大，才可能产生规模效益—具备采用环境无害化技术，全面实施清洁生产的能力。
3.2提升配套碳素产品质量。
提升我国铝电解配套碳素产品（阳
极炭块、阴极炭块）质量，降低吨铝阳极炭块消耗，延长阴极碳素寿命，有效提高电解槽寿命。
3.3改进电解铝工艺。
按照“五低三窄一高”：低电压：3.83～3.88v、低电解温度：925～935℃、低过热度：10℃左右、低氧化铝浓度：1.8～2.5%、低阳极效应系数：≤0.02、窄物料平衡工作区、窄热平衡工作区、窄磁流体稳定性调节区、高电流密度：
0.83a/cm2的方向对现有电解铝工艺进行改造。
3.4对现有200 ka系列主力电解槽进行升级改造。
现有200 ka 系列主力电解槽是国内最主要的预焙槽型，属国际20年前技术装备水平。
通过采用新型阴极结构、控制系统升级改造等措施，可以提升200 ka系列主力电解槽清洁生产水平。
3.5加强具有自主知识产权铝电解先进系列标准化电解槽研发。
为彻底解决国内铝电解生产槽型多而杂的问题，必须要加强具有自主知识产权铝电解先进系列标准化电解槽研发，整体提升铝电解槽设计、制造、生产水平，促进清洁生产。