对我国发展高纯铝工业的思考(精)
铝工业发展情况调研报告调研报告
铝工业发展情况调研报告调研报告[铝工业发展情况调研报告]一、调研目的及背景铝是一种重要的工业金属，广泛应用于建筑、汽车、航空航天和包装等领域。
本次调研旨在了解铝工业发展的现状、趋势和挑战，为相关企业和政府部门提供决策参考。
二、调研方法与范围1. 方法：采用文献研究、实地调研和专家访谈相结合的方法进行调研。
2. 范围：主要调研国内铝矿资源储量、铝工业链条的发展情况以及国内外铝产业政策。
三、铝矿资源储量情况1. 国内铝矿资源储量：据统计，中国铝矿储量居世界首位，占全球储量的40%左右。
2. 国际铝矿资源储量：澳大利亚、巴西、印度尼西亚等国也拥有丰富的铝矿资源。
四、铝工业链条发展情况1. 铝生产：中国铝产量居世界首位，但产品结构偏重低附加值产品。
2. 铝加工：中国铝加工业规模庞大，涵盖了建筑、汽车、电子和航空等多个领域，但技术水平仍有待提升。
3. 铝深加工：中国铝深加工能力有限，高端产品仍需要大量进口。
五、铝工业发展趋势1. 绿色发展：环保要求提高，铝工业将向低能耗、低污染、低排放的方向发展。
2. 高端产品：随着国内经济的升级和消费升级，对高端铝产品的需求不断增加。
3. 国家政策支持：政府将加大对铝工业的支持力度，加快铝工业结构调整和技术创新。
六、铝工业发展面临的挑战1. 铝矿资源开发利用方式亟待改变，提高资源利用率。
2. 技术水平与国际先进水平相比有差距，需要加大研发投入。
3. 产品结构偏重低附加值产品，需要加强高端产品的研发和生产。
七、建议1. 政府部门应加大对铝工业的政策支持力度，提高铝工业发展环境。
2. 铝企业应加大技术创新力度，提高产品质量和附加值。
3. 加强铝工业与相关行业的合作，提升整体竞争力。
八、结论铝工业作为重要的工业基础材料，发展态势良好。
然而，仍需解决资源开发利用方式、技术创新和产品结构的问题，以适应市场需求和环保要求。
政府、企业和科研机构应加强合作，共同推动铝工业实现可持续发展。
高纯铝偏析提纯工艺及其性能探究
高纯铝偏析提纯工艺及其性能探究摘要：随着现代工业对高纯铝需求的不断增长，高纯铝偏析提纯工艺成为提高铝材料性能的重要手段。
本文对高纯铝偏析提纯工艺及其性能进行了深入研究，主要包括高纯铝偏析提纯工艺概述、原理及影响因素、流程及关键技术、性能研究、实际应用与发展趋势等方面。
研究结果表明，通过优化高纯铝偏析提纯工艺，可以有效提高铝材料的机械性能、物理性能和化学性能。
同时，针对高纯铝偏析提纯工艺的实际应用与发展趋势进行了分析，为后续研究提供参考。
关键词：高纯铝；偏析提纯工艺；性能研究；实际应用；发展趋势前言随着现代工业的迅速发展，高纯铝材料因其优异的性能在各个领域都得到了广泛应用。
然而，在实际生产中，铝材料容易受到杂质和偏析的影响，导致其性能下降。
因此，通过优化高纯铝偏析提纯工艺，提高铝材料的性能具有重要意义。
1高纯铝偏析提纯工艺概述1.1高纯铝的定义及分类高纯铝是指纯度在99.99%以上的铝金属，其具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性和加工性能。
根据纯度不同，高纯铝可分为4N、5N和6N等不同级别。
1.2高纯铝的应用领域及需求高纯铝广泛应用于航空航天、电子信息、汽车工业、能源和生物医学等领域。
随着科技的不断发展，对这些领域的材料性能要求越来越高，因此对高纯铝的需求也日益增长。
1.3高纯铝的制备方法与现状高纯铝的制备方法主要有电解法、化学法和物理法等。
目前，工业上主要采用电解法生产高纯铝，但其生产成本较高，且难以满足日益增长的高性能铝材料的需求。
因此，开发新的高纯铝制备方法和优化现有工艺具有重要意义。
2高纯铝偏析提纯工艺的原理、影响因素及优化措施2.1高纯铝偏析提纯工艺的原理高纯铝偏析提纯工艺是通过调整工艺参数和控制合金成分，使铝材料中的杂质和偏析物质在结晶过程中逐渐聚集，形成细小的晶粒，从而提高材料的均匀性和性能。
其主要原理包括以下几个方面：结晶过程中的杂质和偏析物质分布控制；晶粒细化和微观结构控制；界面反应和相变控制。
2024年铝管市场分析现状
2024年铝管市场分析现状引言铝管是一种重要的工业材料，广泛用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。
在全球范围内，铝管市场经历了快速增长，但也面临一些挑战。
本文将对当前铝管市场的现状进行分析，包括市场规模、市场竞争、技术发展等方面。
市场规模铝管市场在过去十年里呈现出持续增长的趋势。
全球范围内，铝管的需求不断增加，主要受到航空航天和汽车制造业的推动。
同时，建筑和电子行业对铝管的需求也在不断增加。
根据市场研究数据，预计在未来几年内，铝管市场将保持稳定增长。
市场竞争铝管市场竞争激烈，主要厂商包括阿尔科、尼尔尼尔森和中铝等。
这些厂商不仅在国内市场占有一定份额，还在全球市场上具有一定竞争力。
与此同时，一些新兴企业也进入了铝管市场，进一步加剧了竞争。
厂商之间通过提高产品质量、降低价格和开发新技术来争夺市场份额。
技术发展随着科技的进步，铝管的生产技术也在不断改进和发展。
先进的生产技术使得铝管的质量更加稳定可靠。
同时，新的制造工艺也提升了铝管制造的效率和生产能力。
例如，采用冷挤压技术可以生产出高精度、高强度的铝管。
此外，环保意识的增强也推动了铝管制造过程中的绿色技术研究与应用。
市场前景在未来几年里，铝管市场有望继续保持稳定增长。
航空航天和汽车制造业的发展将继续推动铝管需求的增加。
同时，建筑和电子行业的发展也将为铝管市场带来新的机遇。
随着新的技术和制造工艺的应用，铝管的性能将不断提升，满足不同领域的需求。
结论铝管市场目前处于快速增长阶段，面临着激烈的市场竞争。
厂商需要通过提高质量、降低价格和开发新技术来保持竞争力。
随着科技的进步，铝管的制造技术将不断创新，市场前景可期。
然而，厂商也需要认识到市场波动和环境因素带来的挑战，灵活应对市场变化，适应行业的发展趋势。
以上是对铝管市场现状的分析，该文档旨在提供对铝管市场的整体了解，为相关行业的从业者及投资者提供参考和决策依据。
我国电解铝行业现状分析及环保优化发展的对策
我国电解铝行业现状分析及环保优化发展的对策发布时间：2021-05-07T10:52:10.663Z 来源：《科学与技术》2021年29卷第3期作者：李亮[导读] 近年来，随着社会的进步，电解铝行业得到了进一步发展，李亮新疆众和股份有限公司新疆乌鲁木齐 830013摘要：近年来，随着社会的进步，电解铝行业得到了进一步发展，其消费和生产能力呈上升趋势。
从环境保护的角度来看，中国电解铝行业带来了高污染，由于没有有效利用清洁生产技术，难以适应中国的可持续发展战略。
因此，在新时期，深入探讨我国电解铝行业的现状和环保发展对策，具有重要的现实意义，值得关注。
关键词：电解铝；现状；环保；发展；基于铝工业布局、技术现存的主要问题。
从环境保护出发，提出充分考虑环境承载力，合理布局电解行业，提高铝行业清洁生产技术和装备水平;提高电解烟气集气效率和净化效率，加大电解烟气净化系统治理力度;杜绝高硫石油焦进入电解铝行业，采用高效率脱硫净化技术治理煅烧炉烟气;确保环保设施高效、稳定运行。
一、中国电解铝行业现状现阶段，中国电解铝产量逐渐提升，2013年其产量为2474（单位：万吨），到2019年其产量已经达到了3840（单位：万吨），始终保持着增长的态势。
从电解铝的消费量来看，也有了大幅度的增长，2013年为2495.7（单位：万吨），到2018年达到了3672（单位：万吨），2019年也得到了进一步增长。
从其消费结构方面来看，主要消费领域包括3个，一是交通领域，二是建筑领域，三是电子电力领域，可见电解铝行业发展具有广阔发展前景的。
近年来，我国电解铝行业在技术装备方面有所进步，500kA电解槽系列投产是其良好发展的一大标志，推动着该行业的进步。
在电解铝行业不断发展下，伴随而来的是激烈的行业企业竞争，在2015年，此类企业已经超过了100家，相关电解铝企业面临着重大的发展压力。
因此，要想在市场中脱颖而出，务必做出创新，并响应国家号召，也就是要朝着环保方向发展，最大限度降低污染。
高纯度铝制备技术与应用研究进展
高纯度铝制备技术与应用研究进展文章主要介绍了高纯度铝的定义、应用领域，以及生产高纯度铝的主要方法的工作原理和技术特点，包括三层液电解法和偏析法。
通过对这两种工艺方法的基本原理进行了较为详细的描述和比较，对国内高纯度铝生产技术及应用现状进行了总结分析，对未来实现高纯铝高效环保生产进行了展望。
高纯铝；三层液电解法；偏析法；应用引言根据国内相关标准（YS/T 275-2018高纯度铝锭、YS/T 665-2018重熔用精铝锭）和纯度划分，纯铝可以分为原铝、精铝、高纯铝，其纯度范围分别为99wt%～99.85wt%、99.9wt%～99.996wt%、高于99.999wt%，为了便于描述，本研究将原铝、精铝、高纯铝统称为“高纯度铝”。
由于铝中杂质元素极低，高纯度铝的纯度级别通常采用“N”（英文Nine的首字母）来描述。
例如，杂质元素的总和等于10 ppm，其纯度为99.999wt%，即5N；含有5 ppm杂质的金属具有99.9995wt%的纯度，因此将纯度描述为5N5。
各国对高纯度铝的定义有不同的标准，比如美国将不同纯度的铝分为5种，而中国分为3种，日本和俄罗斯也分为3种，其他国家高纯度铝的纯度范围均区别于中国标准[1-3]。
以下对高纯度铝的应用和生产技术特点进行介绍。
1 高纯度铝的下游应用纯度越高的铝，具有更加优异的高导电性、高导热性、低磁导率、低温力学性能等等[4-7]，可应用于制造电解电容器、半导体器件、超导体、金属溅射靶材等高科技产品[8,9]。
随着高端制造业的发展以及日渐严苛的环保政策，高纯度铝（包括精铝、高纯铝）的需求不断增长，同时对高纯度铝的纯度、提纯效率、能耗指标的要求也越来越高。
5N以下高纯度铝主要应用于制造电解电容器[1]。
对于纯度3N8～4N8的高纯度铝，超过总量的75%被用作电解电容器用铝箔，其中阳极箔的纯度要求为99.95%，阴极箔的纯度要求为99.998%。
铝电解电容器在各种产品和技术中都有广泛的应用，其中包括轨道车辆、荧光灯和视频设备[8]。
高纯铝制备的研究进展
201中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.07 （下）高纯铝因其优异的性能被用于制备阴极溅射靶材、集成电路配线、光电子存储媒体等，已被广泛应用于航空航天、精密仪器以及电子信息等高新技术领域。
高纯铝制备方法主要分为化学法和物理法，而其中应用最广泛的就是三层液电解法和偏析法，几乎85%以上的高纯铝是采用这两种方法来生产。
1 三层液电解法三层液电解法是原铝精炼提纯制备高纯铝的主要方法，电解槽内的熔体按密度大小自上而下分为：精铝层、电解质层、阳极合金熔体层。
其中阳极合金熔体层是由待精炼的原铝和加重剂组成，通常由Cu-Zn 合金构成（原铝70%，铜30%），密度为3.2~3.7g/cm 3；中间电解质层一般由纯氟化物或氟氯化物体系组成，密度为2.7~2.8g/cm 3；精铝层的密度为2.3g/cm 3，并与石墨阴极相接触成为实际的阴极。
三层液电解法是利用杂质与铝的电极电位差异而实现精铝的提纯。
铜、硅、铁等正电性比铝强的杂质元素不发生阳极溶解，而残留于阳极合金中；钙、钠、镁等比铝电极电位更负的杂质元素不在阴极放电析出，而残留于电解质中。
在电解过程中，电解质只是一种传递介质，理论上不会被消耗。
但在实际的作业过程中，电解质会向耐火砖层浸渗，另外还会发生逸散，一定程度上会造成电解质的损耗。
此外，为了避免阳极中铝的浓度降低后，铜、铁等比铝更显正电性的元素会发生放电而进入电解质，因此必须定时向阳极合金中补充铝。
1901年，美国铝业公司发明了三层液电解法，并于1922年首次开始工业生产实验，首次成功生产纯度大于99.99%的高纯铝。
1932年法国科学家Gadeau 对该法进行了优化，其实用性更强，并成功制得99.99％纯度的精铝。
1935年瑞士约翰逊铝业公司开始用三层电解法生产高纯铝，开启了商业提取高纯铝的先河。
在此基础上，日本住友化学工业公司于1942年对此法进行了改进优化，成功采用全氟化物体系电解质制备出了纯度为99.99％的精铝。
中国铝业现状分析
中国铝业现状分析一、中国铝工业发展历程中国电解铝工业50 年的发展历程大致可以分为三个阶段：第一阶段从中国第一家电解铝厂－抚顺铝厂1952年4月开工建设到70年代末期，可以认为是中国电解铝工业的发展初期。
1952年当抚顺铝厂一期工程开工建设时，其设计产能仅为年产1.5万吨。
1958年中共中央、国务院分布了《关于大力发展铜铝工业的指示》，铝被定为国民经济的第二大金属材料。
从此，国家开始对铝工业的发展给予巨大的政策支持和资金扶持，使中国铝电解工业开始走上了发展轨道。
这一时期，贵州铝厂、兰州铝厂、包头铝厂、青铜峡铝厂、连城铝厂、郑州铝厂电解分厂等相继建成投产，初步形成了八大铝厂的生产格局。
电解技术基本是以旁插和上插自焙阳极铝电解梢工艺和设备为主，产量达到了36万吨。
50-60年代中国电解自焙槽主要缺点是电流效率低、能耗高、劳动生产力低，特别是电解槽密闭性能差，电解烟气中含有大量的沥青挥发物，对生产操作和环境污染影响极大。
70年代中后期，我国自行设计并建造了135 KA中间下料预焙阳极铝电解槽系列。
在1979年贵州铝厂扩建过程中，引进了日本当时还处于试验阶段的160 KA中间下料预焙阳极电解槽技术。
从此，中国电解铝工业的技术水平开始有了很大的提高。
第二阶段从80年代改革开放到90年代初，是中国电解铝工业步入常规发展时期。
1982年在国家“优先发展铝”的方针指导下，一些建于60-70年代的铝厂开始纷纷进行改扩建，以提高生产规模和效率。
如贵州铝厂与贵阳铝镁设计研究院合作开发了186 KA大容量、高效能预焙槽；包头铝厂兴建了135 KA预焙槽系列；青海铝厂在吸收消化贵州铝厂技术的基础上建成了20万吨电解铝厂等。
这一系列项目的相继建成，预示着中国铝工业开始向规模化大生产方向发展。
与此同时，在市场利益的驱动下，一些具有电力优势和铝土矿优势的地区也纷纷投资兴建了一批小型60KA白焙槽电解铝厂。
这段时期，全国电解铝的产员由70年代末的36万吨发展到1992年的109万吨，使中国电解铝生产首次突破厂100万吨大关。
铝冶炼技术现状及发展趋势
我国铝冶炼技术现状及发展趋势摘要：全面回顾了我国铝冶炼技术的发展现状,在分析了国内铝冶炼技术存在不足的基础上,指出了我国铝冶炼技术的发展趋势.关键词：铝冶炼；技术现状；发展趋势我国的铝冶炼工业经过几十年的发展,取得了前所未有的成绩,2000年氧化铝产量达429万t,铝锭283万t,我国已成为世界铝生产和消费的大国.这一成绩的取得,与科技的贡献是不可分的.现就我国氧化铝和电解铝方面所取得的成绩作一回顾,并就我国氧化铝生产技术的发展趋势作一分析.1 氧化铝生产技术我国铝土矿资源绝大多数为一水硬铝石,高铝、高硅、低硫、低铁、中低铝硅比,Al2O3,含量一般在40％-75％,SiO2含量一般在4％-18％,铝硅比小于4的占7. 42％,4—7的占％,7—10的占％,大于10的仅占％. 由于我国铝土矿资源的这一显着特点,国内氧化铝生产大多采用混联法,此外,还有拜耳法和烧结法.氧化铝生产所取得的主要技术成就1矿石均化和多碎少磨技术,包括矿山块矿石及进厂碎矿石均化, 多碎少磨提高了磨矿效率,降低了磨矿成本；2烧结法熟料烧成强化技术,包括高品位铝土矿强化烧结技术、铝土矿浮选精矿强化烧结技术、生料浆配料、非饱和配方、石灰配料和高浓度碳酸化分解,生料加煤排硫、窑体改造及操作改进、单枪喂料；3烧结法熟料溶出技术,包括低苛性分子比溶出、高碳酸钠浓度二段磨溶出、低碳酸钠浓度一段磨溶出；4粗液脱硅技术,包括高压釜间接加热连续脱硅、管道化间接加热连续脱硅、深度脱硅；5拜耳法强化溶出技术,包括管道化溶出、单管预热一高压釜溶出、管道一停留罐溶出、混联法中的拜耳法不平衡溶出、新型高压隔膜泵；6一水硬铝石选矿一拜耳法生产氧化铝技术, 该技术将选矿技术和拜耳法有机结合,有效地利用了我国大量的中低品位铝土矿,降低了氧化铝的生产成本；7赤泥分离技术,包括絮凝沉降分离、Φ 42m × 6m 大型钢索扭矩沉降槽、100m2辊子卸料真空转鼓过滤机、385m2单筒凯利叶滤机；8分解技术,包括连续碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2 立盘过滤机、51 m2水平盘式过滤机、270m2大型板式换热器、27m2水平带式真空过滤机；9氧化铝闪速焙烧技术,包括美国闪速焙烧炉、丹麦气体悬浮燃烧炉；10蒸发技术,包括降膜蒸发器,高效闪蒸器等.此外,在多品种氧化铝生产,赤泥综合利用、镓回收、仪表及生产过程自动控制等方面也取得了很大的成绩.存在的主要问题1原料质量差、铝土矿A／S低我国铝土矿资源与国外三水铝石和一水软铝石相比,原料质量差,铝土矿A／S 低,需要高温高压溶出,这给氧化铝生产带来了困难.2能耗高由于混联法既有完整的拜耳法系统,又有完整的烧结法系统,流程异常复杂.接踵而来的是能耗很高,就是处理铝硅比约为10的优质矿石,能耗仍高达38GJ／t 氧化铝,是国外一般拜耳法的3倍多.很显然,随着矿石品位下降,经济的拜耳法比例减少,昂贵的烧结法比例增加,能耗还要增加.3产品质量不高,多为中间状氧化铝目前国内冶金级氧化铝产品多为中间状氧化铝,产品粒度较细,产品的磨损指数较大,要很好满足现代电解铝工业大型预焙槽的要求,还要加快砂状氧化铝的开发.4产品结构不合理目前我国氧化铝厂多以生产冶金级氧化铝产品为主,产量达406万t,而非冶金级氧化铝产品的年产量23万t左右,与市场需求相比差距很远.5技术的产业化程度需要进一步提高这几年,铝行业开发了不少先进技术,但是推广应用的程度还不够,今后要进一步在项目立项、研发和产业化的各个环节加强与生产的结合,提高技术成果的产业化率.氧化铝冶炼技术的发展方向1加速铝土矿选矿工艺的产业化步伐铝土矿选矿工艺研究通过“九五”科技攻关,已经完成了工业试验,形成了一套完整的工艺路线,“十五”期间要加快该技术的产业化,并开展铝土矿的反浮选技术研究.2强化和革新现有生产方法溶出是拜耳法的关键工序.我国现在已经有了3种强化溶出技术：a、长城铝业公司引进的德国管道化溶出；b、山西铝厂引进的法国单管预热一高压釜溶出；c、我国自行开发的管道一停留罐溶出.应该在总结生产实际效果的基础上,尽快推广应用.强化熟料烧结过程,如降低烧成温度,改变供料方式,改进窑体结构等,其次是提高溶液浓度,强化湿法各工序.采用各种添加剂,例如沉降絮凝剂、过滤助滤剂、分解添加剂、溶出添加剂等,可以显着强化生产过程,而且很容易被工业上采用.种子搅拌分解是氧化铝生产中贮存液量最多,时间最长的工序,它的强化必将显着提高工厂的生产能力.3加快砂状氧化铝生产技术的攻关,提高我国氧化铝产品质量我国氧化铝工业由于以一水硬铝石型铝土矿为主要生产原料,致使种分和碳分分解原液的氧化铝浓度高、苛性比值也较高,生产砂状氧化铝的技术难度较大.“ 十五”期间要重点解决铝酸钠溶液分解过程粒子成核控制技术、铝酸钠溶液分解过程产品粒度控制技术、铝酸钠溶液分解过程产品强度控制技术和添加剂强化分解技术等.通过科技攻关,形成一套适合我国砂状氧化铝生产技术.4加快氧化铝技术成果的产业化加快石灰拜耳法、双流法新技术、间接加热连续脱硅、高效沉降槽、降膜蒸发技术等技术在氧化铝生产过程中的产业化应用,进一步降低生产能耗和生产成本.2 电解铝生产技术目前铝全部采用熔盐电解方法生产,其生产设备从较早的单一侧插自焙槽,发展到拥有侧插自焙、上插自焙、预焙槽等各种槽型.我国已完成了180kA、280kA和320kA的现代化预焙槽的工业试验和产业化. 以节能增产和环保达标为中心的技术改进与改造,促进自焙槽生产技术向预焙槽转化,获得了巨大成功.我国已经成为大型预焙槽开发的先进国家.电解铝所取得的主要技术成绩1大型预焙槽的开发1992年完成180kA预焙槽工业试验,电流效率达到 93 ％, 铝直流电耗达13 800kW·h／t左右,生产工艺技术条件与160kA槽基本相同.1996年完成了280kA预焙槽工业试验, 这一技术已成功地应用于焦作万方铝业集团公司.目前电流效率达到93％以上,铝直流电耗达13 400kW·h/t 左右, 生产运行平稳.2000年完成了320kA大型预焙槽工业试验,电流效率达％,平均铝直流电耗13192kW·h／t,达到了法国铝业公司开发的AP—30大型电解槽的技术指标, 最近已和印度一家公司签定了技术转让合同,实现了技术的输出.2计算机控制技术目前我国主要电解铝厂均采用了计算机控制.自适应控制技术、模糊控制技术和智能模糊控制技术的开发应用使吨铝节电在100kW·h左右.3采用添加剂电解质中添加氟化镁、氟化铝和锂盐等物质可以改善电解质的某些物化性能,从而提高电解过程中电流效率约2％左右.降低电解成本. 在电解质中加入添加剂目前已被广泛应用.4电解槽结构的改进电解槽结构的改进已先后完成了槽壳结构的改进、槽底保温结构的改进、阴极结构及材料的改进、,阳极系统的改进和点下料系统的试验和应用.此外,在电解工艺制度和烟气净化方面也取得了显着成绩.存在的技术问题1整体机械化装备水平尚待提高尽管我国在铝电解生产实践中研究开发了一系列专用设备,如多功能联合机组、地爬打壳机、筒式下料器等,但与国际先进水平相比,机械化装备水平尚需进一步提高,主要表现在：a、国产多功能联合机组故障频繁,制造质量还不高, 关键部件需要进一步开发,如扭拔机构,空压系统及电气控制部分.b、相配套的供料系统和槽上部下料系统跑、冒、漏现象严重, 多功能机组受料问题需改进提高；对闸刀式下料和插板式下料装置应改造成点式下料.c、与工艺操作相配套的设备需研究开发,如出铝及清理抬包的机械化, 与电子计算机控制相适应的打壳下料电磁阀的质量及工作性能提高等.d、保证大型预焙铝电解槽生产用的压缩空气水分较大, 这是目前全国各大铝厂普遍存在的问题,尽管设有气水分离器,但效果不理想,极易损坏各种电磁阀,造成一系列设备故障而影响生产.e、与铝电解工艺操作相配套的其它设备需开发,如阳极更换设备, 要求不仅能准确地拆卸和安装,而且在更换时能处理残极周围的结壳及掉入槽中的电解质块,现场卫生清理设备及电解槽一系列技术测试设备等.2铝电解槽寿命短现在国际上的大型预焙铝电解寿命在7年以上,有的已达10年, 而我国铝电解槽平均寿命仅4年左右.尽管经过几年的生产实践,采取了一系列技术措施, 基本克服了电解槽早期破损问题,但槽寿命仍与世界先进水平差距较大.3自动控制水平尚待进一步提高尽管我国大部分铝电解厂采用了电解槽槽控技术,但整体的自动控制水平仍然不高,与国外相比差距较大,主要表现在控制电解槽生产过程的信息取样不完整,电解槽专家系统不完备,与计算机控制技术相配套的设备故障较多以及综合的动态研究不充分等.铝电解技术的发展方向1完善大型预焙槽技术在现有开发成功的180kA、280kA和320kA大型预焙槽的基础上,逐步完善. 使其各项技术指标进一步提高,达国际领先水平.2自焙槽改造技术自焙槽目前约占我国铝的总产能的一半左右,鉴于我国目前的经济状态,在短期内全部淘汰是不可能的,因此,对自焙槽进行技术改造是势在必行的.3加强“三场”技术研究只有认真进行“三场”技术研究,才能从根本解决目前电解槽结构的不足,提高铝电解技术水平.。
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中国有色金属报/2003年/11月/29日/第003版
对我国发展高纯铝工业的思考
王祝堂
高纯铝的主要用途
高纯铝是高技术高附加值材料,所以它的主要用途是在一些高技术领域和科学研究用。
例如精铝(3N8~4N8的78%左右用于轧制电解电容器铝箔,即常说的电子箔,照明灯具的用量占12%,其他用途的为6%,计算机存储硬盘的用量约4%(图1。
超纯铝(5N~6N,每种杂质的最大含量0.4ppb的95%用于制造半导体器件,5%用作超导电缆的稳定化材料(图2。
3N~4N精铝主要用于制造电解电容器铝箔,分为阳(正极箔与阴极箔两种,前者
采用纯度为3N5~4N8的铝;后者则用2N7~3N的铝或采用含有微量合金元素如铜、锰等的低合金化铝箔。
电容器在轨道车辆、演播室冲击测量仪(studiosurge-measuringinstruments、荧光灯与汽车灯具、摩托车电子设备、影视设备中有着广泛的应用。
精铝在照明灯具中有着重要用途,铝越纯对光的反射率就越高,哪里有现代化的照明灯具,哪里就有精铝在起着至关重要的作用。
航空航天器要用很多高强度、高韧性、高抗蠕、高抗疲劳的铝合金,这些铝合金须用杂质含量低的铝制造。
在制造航空航天发动机与导弹发射发动机方面的叶片须用超级合金,而精铝是超级合金的一个不可或缺的元素。
用含铝的超级合金单晶体制造透平发动机叶片的主要优点是,既有极高的室温强度又有高的高温强度与抗高温氧化能力,因而大大提高了燃气发电机与水力涡轮发电机的工作性能与效率。
5N及6N的高纯铝在当今的高新技术中起着不可估量的作用。
计算机存储硬盘是用高纯铝或高纯铝合金制造的。
在制造集成电路芯片时阴极溅镀是一种必不可少的工艺,这是一种特殊的高技术工艺,蒸发的呈等离子状态的铝沉积于阴极靶面,即
在硅片(siliconw afer上形成一层薄薄的均匀的极少缺陷的铝膜,随后在膜上涂一层感光性树脂,经曝光后除去无用的部位即未感光的树脂,也就是把这些处的树脂腐蚀掉,而保留的极窄的铝条便是所需的导电体。
阴极溅镀用的铝越纯,其电导率也就越高。
超纯铝的另一重要用途是作为集成电路的配线。
5N超纯铝用于制造光电子存储媒体,如CD、CD-ROM、CD-RW、数据盘或微型盘、DVD银盘等。
在银盘中用5N超纯铝溅射膜作为光反射层。
高纯铝在高能物理研究与探测物质基本粒子方面起了功不可没的作用。
例如欧洲核研究中心(Euro-peanCentreForNuclearReserch探测器的超导结构与电缆用高纯铝作为铌-钛(Nb-T i超导线的稳定化材料,使它们始终处于超导状态。
超纯铝在航天飞机科学研究中发挥了重要作用。
1998年秋美国发射的航天飞机中装有德国亚琛工业大学(AchenUniversityOfT echnol-ogy提供的AlMnSi3合金样品,是用5N超纯铝制造的。
此项研究的目的是探索金属在微重力作用下的凝固行为,希望能建立理论模型以预测凝固系统中金属微观结构的形成,以及探讨金属固/液相界面模型。
我国精铝与高纯铝工业现状
中国精铝生产始于1958年,距原铝工业化生产约4年。
那年抚顺铝厂的工程技术人员设计与制造了12台三层电解法精铝槽,电流强度5.8kA,生产能力0.18kt/a。
1964年对精铝生产线进行了改扩建,槽数增至44台,电流强度提高到8kA,生产能力增加到950t/a。
20世纪70年代中期将电流强度提高到12kA,电耗却高达
19000kWh/t精铝。
2000年该厂精铝生产线关闭,因电耗仍高达15000kWh/t精铝以上,电价约占成本50%,无利可图。
20世纪80年代初期,抚顺铝厂的科研人员在实验室研究过偏析提纯法,虽然获得了少量精铝,但不具备工业化生产条件,不久放弃研究开发。
三层电解法槽现已全部拆除。
1976年,贵州铝厂(现在的中铝公司贵州分公司建成一条三层电解法精铝生产线,14台电解槽,电流强度12kA,生产能力0.35kt/a;1980年又增建6台槽,产能达到0.6kt/a;后来又经过扩建使生产能力达到3kt/a。
2003年,该厂从日本引进的三层电解法精铝生产线于4月份投产,生产能力5kt/a。
虽然现代化的三层电解法的电耗有较大下降,但直流电耗仍高达12500kWh/t左右,原铝消耗约1030kg/t精铝。
所以精铝的制造成本主要决定于原铝价格与电耗。
众和精铝股份有限公司是中国最大的精铝与高纯铝生产企业,也是世界上最大的这类生产厂之一。
至2003年底,精铝的总生产能力为23kt/a,全部采用三层电解法;还有一条生产能力为0. 2kt/a的偏析法高纯铝生产线,可生产99.9993%(5N3的高纯铝。
该公司共有3条精铝生产线,第一条即一期工程,1988年投产,32kA槽,生产能力5kt/a;第二期工程同一年开始生产,65kA,生产能力10kt/a;三期工程80kA槽,生产能力8kt/a,可于今年晚些时候投产。
此生产线投产后,将关闭一期工程电解槽。
包头铝业有限责任公司与法国普基铝业公司合资建设的精铝项目的一期工程于2003年9月开工建设,计划于2004年10月建成投产,采用普基公司的偏析提纯法,可生产纯度>99.99%的精铝。
该公司一期工程的生产能力为5kt/a,公用设施及厂房等具备将生产能力扩大到10kt/a的条件。
我国拟建精铝项目的企业有:关铝股份有限公司、红鹭铝业有限公司、神火集团铝业公司等。
它们很有可能在2005年形成10kt~15kt/a的生产能力。
对发展高纯铝工业的设想
中国已成为全世界高纯铝生产大国,到2004年底可生产高纯铝企业有3个,总生产能力33kt/ a,仅次于日本居全球第二。
2005年的生产能力有可能达45kt/a,从而跃居世界第一。
因而谈谈世界与我国高纯铝工业的现状与发展前景看来很有必要。
2002年中国的精铝产量约11kt,全球的总产量约65kt,而据海德鲁铝业公司的数据约为70kt。
全世界高纯铝的产量约为原铝总产量的0.27%,在2010年以前不可能突破0.3%。
2010年以前全世界原铝产量的年平均增长率为3%~3.5%,而高纯铝的年平均增长率可达5%;而中国高纯铝的年平均增长率可达15%以上。
建议中国取消精铝!这一概念,而采用原铝、高纯铝、超纯铝的叫法,以便与国际接轨。
中国提取高纯铝的工艺虽已有三层电解法与偏析法,但前者占的比例过大,到2004年底将占总生产能力的84.35%。
由于偏析法具有能耗低、不排放污染物、装备较简单、产品的纯度高等优点,所以今后不宜发展三层电解法,对现有的三层电解法也可逐步改为偏析法。
偏析法有六七种,主要的有日本法、普基法与海德鲁法。
中国已成为头号原铝生产大国,理所当然也可以成为高纯铝生产大国,然而世界高纯铝的消费量是有限的。
据笔者预测,全世界2005年的消费量为81kt,2010年的消费量也只不过104kt,而可产高纯铝的国家却有日本、德国、法国、挪威、美国等,日本的企业已几乎全部淘汰了高能耗的三
层电解法,而其他国家也大多采用低能耗的偏析法,并具有质量高、成分稳定的优点,所以将它们逐步挤出市场并不是一件轻而易举的事。
现在我们假设日本全部退出高纯铝生产市场,则可让出40kt/a的生产能力,这就是说2010年中国高纯铝的生产能力以70kt/a为极限,产量以65kt为限度;2005年的生产能力不宜超过40kt/a,产量以35kt为目标。
拟建高纯铝项目的企业务必对高纯铝的性能、生产技术、应用领域与市场情况、发展前景有一个清晰的了解。
2003年上半年,众和精铝有限公司向日本出口20t高纯铝,受到市场的欢迎与好评,这说明中国的高纯铝是有国际市场竞争力的,前景广阔。
生产高纯铝的装备既不庞大也不复杂,但相当精巧,需严格控制各项工艺参数,以便能生产成分稳定的产品。
生产高纯铝是一项精细的高新技术,需以较强的科研开发力量与高超的成分光谱分析技术为后盾,特别是对6N以上超纯铝的光谱、化学分析,须有一批精密的分析仪,能够定量分析约70个化学元素,分析工程师的素质极为关键。
中国成为高纯铝工业大国仅是咫尺之遥,可是要成为一个可与海德鲁铝业公司一决高低的强者却还有一段相当长的路要走。