探讨铝电解烟气净化系统集气效率37

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如何提高铝电解烟气净化系统集气效率

（ｎｈｉｒｎｈ，ｈｎｌｍｍｕｏｔ．Ｄｔｇ１１８，ｈｎ）ＱｉａＢａｃＣｉａＡｕｉｍＣ．Ｌｄ，ａｎ８００Ｃｉａｇｏ
ＡｂｔａｔＴｉａｔｌｎｖｅｏｅａｕｎｍｌｃｒｌｓａｅｐｒｃｔｎｓｓｅｇｔｅｎｆｇｓｅｆｉｎｙｑｅｔｎ，ｓｒｃ：ｈｓｒｃｅｉｉｗｆｔｌｍｉｕｅｅｔｙｉｈｚｕｆａｉｙｔｍａｈｒｇｏａｆｅｅｃ￣ｕｓｉｉｈｏｓｉｉｏｉｉｏｔｅｕｉｎａｔａｒｄｃｉｎ，ｐｏｏｅａｏｒｄａｔｇｏｓｉａｓｓｔｅｇｔｅｎｆａｆｃｅｃｈｉｗｏｎ，ｂｈｎｏｃｕｐｏｕｔｌｏｒｐｓｄｔｔｍｅａｅａｖｎａｅｕｎｒｉｅｈａｈｒｇｏｓｅｉｎｙｔｅｖｅｐｉｔｙｈｓｉｇｉｄｓｕｓｓｔｅｒｓａｃｏｅｈｎｅａｈｅｐｒｉａｉｎｇｔｅｉｇｏａｆｃｅｃｒｆｃｉｅｍｅｏｏｅｈｒｉｃｓｅｈｅｅｒｈｔｎａｃａｕｆｔａｈｒｆｇｅｉｉｎｙｍｏｅｅｅｔｔｄｔｇｔｅ．ｚｉｃｏｎｓｖｈＫｅｏｄ：ｕｎｌｃｒｌｓｓｈｚｕｆａｉｎ；ａｈｒｇｏａｆｃｅｃｙＷｒａｍｉｕｅｅｔｙｉ；ａｅｐｒｃｔｌｍｏｉｉｏｇｔｅｎｆｇｓｅｉｎｙｉｉ
２１．排烟量

电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析

电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析发布时间：2022-09-08T05:30:54.057Z 来源：《科学与技术》2022年第9期第5月作者：张伟[导读] 当前，我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题张伟内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司内蒙古呼和浩特市 010010摘要：当前，我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题，电解工序会产生大量的烟气和余热，但没有能够合理处理烟气和利用余热的方法，这也是电解铝行业需要考虑的重要问题。

本文主要对如何合理处理烟气和有效利用余热进行研究，以此来提高公司的经济效益，减少对环境的影响。

关键词：电解铝；烟气净化；余热利用引言：近年来，随着我国经济的高速发展，社会运转所需的能源量也在不断增加，我国的能源供给出现了供不应求的趋势。

电解铝是我国能源需求量极大的一个产业，因此如果想要使电解铝行业得到快速的发展，同时减轻我国的能耗负担，就需要加强对节能技术的研究，提高能源利用率。

一、电解铝工业的发展现状与对环境的影响电解铝正如其名，指的就是由电解反应生成的铝。

在当前的工业中，常用的电解铝工艺是冰晶和氧化铝电解生成铝，反应原材料为冰晶石和氧化铝，电解阳极和阴极分别是碳棒和铝，在通电高温的情况下，电解槽两段发生电化学反应，碳元素不断消耗，阴极则产生铝。

传统的电解铝通常都是采用以上的基础生产方式，但随着电解铝业的迅速发展，各种各样新颖而高效的电解铝工艺不断涌现。

同时，国内对电解铝行业的发展也十分关注，在20世纪90年代的工业快速发展时期，我国的学者就提出了“优先发展铝”的战略政策。

近年来，由于国家高度重视电解铝产业的发展，国内的相关产业在政策的扶持下不断进步，我国的电解年产量得以在国际上遥遥领先，各省市也将铝工业作为经济发展的重要支柱。

近年来，我国电解铝业的发展势头一直保持稳步上升。

然而，即便如此，电解铝产业的发展过程中依旧存在着许多问题，例如资源利用率无法提高，这与电解铝的生产方式有很大关系，电解池尾部排放的烟气以及冶炼过程中的废渣无法得到有效利用，如果能够将这些问题处理好，那么就可以有效提高资源利用率，减少对环境的负面影响。

电解铝烟气净化系统节电技术分析

电解铝烟气净化系统节电技术分析摘要：电解铝即经由电解工艺得到的铝，这种工艺的使用有效解决了我国对于铝的需求，截至2018年初，我国的电解铝产能已达到4630万吨，并有逐步上升趋势，电解铝的生产也开始向着大规模、大槽化方向发展，但随着电解铝工艺的增加，生产电解铝而形成的烟气也在增加，对我国生态环境产生一定危害，因此必须予以重视。

因此电解铝企业在烟气排放之前势必要对其进行烟气超净排放工艺处理，通过本文中介绍的常用的脱硫工艺，能够有效帮助电解铝的烟气排放得到净化，经过文中的综合对比，可以得出石灰-石膏半干法是目前最优的超净排放控制工艺，在技术条件允许的情况下，应倡导使用。

关键词：电解铝；烟气净化；节电技术；分析引言：随着我国对环保事业的逐渐重视，更加关注电解铝工艺在生产过程中的烟气产出问题，根据国家相关部委近几年出台的“双控”、“阶梯电价”及“双碳”政策要求，电解铝企业面临巨大的降电耗压力。

按照国家发改委、工信部等五部委于2021年10月18日发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》中关于《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案(2021－2025年)》的要求，电解铝行业在2025年综合电耗(铝液交流电耗)基准水平：13，350 kWh/t－Al，标杆水平：13，000 kWh/t－Al。

而当前国内的电解铝企业的吨铝平均电耗在13，518 kWh左右，距离目标电耗差距较大。

一旦在规定期限内未完成既定吨铝综合电耗目标，企业将面临高额的电费支出，甚至影响企业的生存。

1.分析电解铝的原理1.1分析电解铝的原材料电解铝生产的原材料主要是包括了以下几种：一是原料，既氧化铝，其熔点和沸点非别为2050、3000℃，具有极佳的流动性，可溶于水晶石熔体，不溶于水；二是熔剂，即氧化盐，主要包括氟化铝、氟化镁、氟化钠、氟化钙、水晶石等；三是阳极材料，也就是预焙炭块。

1.2分析电解铝的生产原理目前的电解铝生产实践依然是应用冰晶石一氧化铝熔盐电解铝方法进行，用到的生产设备主要是为铝电解槽，化学反应式为2Al2O3+3C固=4Al液+3CO2在电解铝生产实践中，电解槽要长期处在温度偏高，电流、磁场、腐蚀性都较强的生产环境中。

浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进

2023年 5月上世界有色金属7冶金冶炼M etallurgical smelting浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进夏云镇，谢清申，王海涛（邹平县汇盛新材料科技有限公司，山东　邹平　２５６２００）摘要：本文主要介绍了国内电解铝烟气干法净化系统以及脱硫系统的发展状况及存在的主要问题，并提出了部分改进建议。

关键词：铝电解烟气；净化中图分类号：ＴＦ８２１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０９－０００７－３Discussion on the main problems and improvements of domestic electrolyticaluminum flue gas purification systemXIA Yun-zhen, XIE Qing-shen, WANG Hai-tao（Ｚｏｕｐｉｎｇ　Ｃｏｕｎｔｙ　Ｈｕｉｓｈｅｎｇ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｚｏｕｐｉｎｇ　２５６２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｄｒｙ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ，　ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｓｏｍｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ；　ｐｕｒｉｆｙ收稿日期：２０２３－０３作者简介：夏云镇，男，生于１９８１年，山东滨州人，本科，工程师，研究方向：轻金属冶炼。

电解铝生产中需要加入冰晶石、氟化盐等含氟物质，生产中会产生大量的含有氟化物的烟气。

探讨铝电解烟气净化系统集气效率

探讨铝电解烟气净化系统集气效率摘要：铝电解的过程中，伴随着电化学反应的同时，也会产生大量的烟尘、灰尘。

烟气以二氧化碳和一氧化碳为主，但还含有一定量的氟化氢、四氟化碳和四氟化硅。

烟气中的含氟气体以及吸附有大量气态氟化物的氧化铝、电解质粉尘，均属有害物质。

若直接排入大气中，被人类和动植物吸收，超过一定量后，就会对人体健康和动植物生长带来很大伤害。

烟气净化系统集气效率提高后，既能减少电解铝生产过程中污染物的排放，符合当前企业“节能、环保、高效”的发展要求。

因此，对铝电解烟气中的有害物质，必须经净化系统处理，达到国家排放标准后方可排放。

1 影响净化系统集气效率的因素铝电解烟气净化系统的集气效率是指由净化系统所收集到的烟气量占电解槽所产生的烟气总量的百分比，影响集气效率的因素是多方面的，主要表现为：（1）铝电解槽槽型的影响由于不同槽型的电解槽的加工作业方式和密闭长度不同，因此他们的集气效率也就不同，中间下料加工不打开集气罩，因此集气效率高，一般能够达到98%以上；上插棒槽的集气系统是由安装在阳极下部周围的裙式集气罩所构成，其集气效率一般为50%-85%，旁插槽通常是用槽罩或槽帘来使其密闭，集气效率可达到80%-90%，边部加工预焙槽在阳极侧部和端部打壳和加料，槽上虽然有密闭罩，但由于打开罩子的次数多，故集气效率只能达到80%-90%，由于中间下料预焙槽具有良好的密封性能，且加工方便，同时集气效率高，因此目前大部分电解铝生产系统都采用该槽型电解槽生产，国内大部分其他槽型的电解槽都已经逐步通过技改由中间下料预焙槽代替。

（2）铝电解烟气净化系统布局影响：铝电解生产系统的烟气净化布局合理，也会影响到铝电解烟气净化系统的集气效率，要合理的选择烟气净化系统的布局，选择合理的管道布局方式，尽可能降低净化系统集气管道的长度和管道阻力系数，以降低系统运行过程中管道压力损失，在风机提供同样的动压的情况下，为电解槽集气罩内提供最大的负压，减少电解槽集气罩的漏气量，提高电解槽的集气效率，在选择主排烟机时，要避免由于风机选型不合理，造成电解槽内集气负压不足的现象。

浅析提高铝电解烟气净化系统集气效率的途径

ＨＦ气体，载氟氧化铝和净气在布袋除尘器进行气固分离，分离后的载氟氧化铝通过风动溜槽进入气力提升机（式提升机）提升至载氟氧化铝贮仓，斗，通过超浓相（相）送系统供电解生产使用［。净气由浓输２】
综述发展
浅析提高铝电解烟气净化系统集气效率的途径
衡茂林
（中国铝业青海分公司，青海西宁８００）１１８
摘要：要分析影响铝电解烟气净化系统集气效率的因素，合电解铝烟气干法净化系统的生产实践，结出提简结总高铝电解烟气净化系统集气效率的有效途径。
碳为主，还含有一定量的氟化氢、但四氟化碳和四氟化硅【 ” 。烟气中的含氟气体以及吸附有大量气态氟化物的氧化铝、电解质粉尘，均属有害物质。若直接
排入大气中，人类和动植物吸２影响烟气净化系统集气效率的因素
２１净化系统的烟气流程．
电解槽产生的含氟含尘烟气，净化系统主排在
２１年第１麟啦誓ｊ５００期７
综述发展
小，水平烟道、地下烟道是否畅通，化系统的运行净情况，电解车间的作业是否规范，无一次打开多台有电解槽槽盖板的作业习惯等。
１述概
铝电解生产过程中，伴随着电化学反应的同时，也产生大量烟气、尘。烟气以二氧化碳和一氧化灰

探讨电解铝节能降耗措施探究

探讨电解铝节能降耗措施探究摘要：电解铝属于高耗能产业，由于当前我国电力供应存在电力供应紧张的相关问题，尽管国家已经开始逐步实施了调控方案，电解铝行业的生产获得相应的控制，但是该产业仍旧属于高耗能产业。

与此同时在，高耗能产业整体发展的环境中，仍旧需要突破与完善的问题为，保证该产业经济效益的同时，提升其节能良好的能力。

关键词：铝电解；节能降耗；措施1、电解铝时电流效率降低的因素1.1铝的二次反应所谓“铝的二次反应”，是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散转移到阳极附近，被阳极气体氧化造成的铝损失，称为铝的溶解与损失，即“铝的二次反应”，这就是电流效率降低的本质和主要原因。

其反应式：2AL（溶解的）+3CO2（气）=AL2O3（溶解的）+3CO（气）[1]。

1.2 一些离子在阴极上放电耗电在铝电解过程中，一些离子，例如钠离子等会在阴极上放电，从而使耗电量增大，使电流效率大大较低，一般情况下，这一现象发生在分子比较高的时候。

1.3电流空耗电流空耗指的是三价铝离子放电不彻底，以及电解质时的五价钒离子、五价磷离子、四价钛离子等高价离子不彻底放电后就会产生一些相应的低价离子，这些低价离子会再次被电解质转移到阳级空间，氧化成高价离子，这一过程无疑降低了电流效率。

1.4其它损失包括槽内生成AL3C4、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过程中的铝损失等[2]。

2、铝电解节能降耗措施2.1利用信息技术控制电解槽极距通过上述分析可知，电解铝在实际的生产朱红小号的能源数量较大，影响电解铝节能降耗因素主要被分成两个方面：一方面为槽平均电压，另一方面建则为电流的流通效率[6]。

因此，若想保证电解铝节能降耗的质量，企业可以从上述两种因素处着手，寻找其他的解决途径。

2.2保持较低的炉底降压电极槽的集聚对于槽电压的影响较大，这主要是因为槽电压的高低与极距的高低有着重要关联，槽电压升高，极距必然处于升高状态。

与此同时，电解铝的能量消耗情况也随之上升。

浅谈电解铝环境问题的管理及控制措施

总第23卷260期2021年4月大众科技Popular Science&TechnologyVol.23No.4April2021浅谈电解铝环境问题的管理及控制措施陆希俭(广西华磊新材料有限公司，广西平果531499)【摘要】电解铝工业产生的污染物会对生态环境造成严重破坏，影响到水体中各种生物的生存，人们的饮水质量、饮水安全等也会受到影响，而且周边的农作物生长也将会受到严重的威胁。

因此，文章针对电解铝环境问题的管理现状进行分析，提出应充分考虑环境承载能力，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；杜绝电解铝所使用含高硫石油焦阳极，采用高效率脱硫净化技术治理电解烟气；对危险废物采取资源化、减量化和无害化处理等有针对性的控制措施，尽可能避免污染物的扩散。

【关键词】电解铝；环境问题；管理现状；控制措施【中图分类号】X75【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2021)04-0033-03Discussion on the Management and Control Measures of of EnvironmentalProblems of Electrolytic AluminumAbstract:The pollutants produced by electrolytic aluminum industry will cause serious damage to the ecological environment,affect the survival of various organisms in the water body,the quality and safety of drinking water of people will also be affected,and the production of crops around will be seriously threatened.Therefore,this paper analyzes the management status of electrolytic aluminum environmental problems,and puts forward that we should fully consider the environmental canying capacity,improve the gas collection efficiency and purification efficiency of t he electrolytic flue gas,and strengthen the treatment of t he electrolytic flue gas purification system; put an end to the use of high sulfur petroleum coke anode in electrolytic aluminum,and adopt high efficiency desulfurization and purification technology to treat the electrolytic flue gas;and take the measures of resource utilization and reduction of hazardous waste quantitative and harmless treatment and other targeted control measures,as far as possible to avoid the spread of pollutants.Key words:electrolytic aluminum;environmental problems;management status;control measures引言电解铝已成为生产铝产品工业中不可或缺的一环，是国民经济的支柱产业。

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探讨铝电解烟气净化系统集气效率
摘要：铝电解的过程中，伴随着电化学反应的同时，也会产生大量的烟尘、灰尘。

烟气以二氧化碳和一氧化碳为主，但还含有一定量的氟化氢、四氟化碳和四
氟化硅。

烟气中的含氟气体以及吸附有大量气态氟化物的氧化铝、电解质粉尘，
均属有害物质。

若直接排入大气中，被人类和动植物吸收，超过一定量后，就会
对人体健康和动植物生长带来很大伤害。

烟气净化系统集气效率提高后，既能减
少电解铝生产过程中污染物的排放，符合当前企业“节能、环保、高效”的发展要求。

因此，对铝电解烟气中的有害物质，必须经净化系统处理，达到国家排放标
准后方可排放。

1 影响净化系统集气效率的因素
铝电解烟气净化系统的集气效率是指由净化系统所收集到的烟气量占电解槽所产生的烟
气总量的百分比，影响集气效率的因素是多方面的，主要表现为：
（1）铝电解槽槽型的影响
由于不同槽型的电解槽的加工作业方式和密闭长度不同，因此他们的集气效率也就不同，中间下料加工不打开集气罩，因此集气效率高，一般能够达到98%以上；上插棒槽的集气系
统是由安装在阳极下部周围的裙式集气罩所构成，其集气效率一般为50%-85%，旁插槽通常
是用槽罩或槽帘来使其密闭，集气效率可达到80%-90%，边部加工预焙槽在阳极侧部和端部
打壳和加料，槽上虽然有密闭罩，但由于打开罩子的次数多，故集气效率只能达到80%-90%，由于中间下料预焙槽具有良好的密封性能，且加工方便，同时集气效率高，因此目前大部分
电解铝生产系统都采用该槽型电解槽生产，国内大部分其他槽型的电解槽都已经逐步通过技
改由中间下料预焙槽代替。

（2）铝电解烟气净化系统布局影响：
铝电解生产系统的烟气净化布局合理，也会影响到铝电解烟气净化系统的集气效率，要
合理的选择烟气净化系统的布局，选择合理的管道布局方式，尽可能降低净化系统集气管道
的长度和管道阻力系数，以降低系统运行过程中管道压力损失，在风机提供同样的动压的情
况下，为电解槽集气罩内提供最大的负压，减少电解槽集气罩的漏气量，提高电解槽的集气
效率，在选择主排烟机时，要避免由于风机选型不合理，造成电解槽内集气负压不足的现象。

（3）生产运行控制的影响：
在铝电解生产系统运行过程中，影响铝电解槽集气效率的因素是多方面的，主要有电解
槽支烟管调节阀门开启角度影响、净化系统密封性能的影响等。

2 集气效率的确定
电解槽产生的含氟烟气，主要是通过电解车间的天窗和烟气净化系统的烟囱2条途径排放。

国际上一般采用“吨铝排氟量”这个指标，来衡量一个电解铝厂的环保水平，国际工程中
一般采用目前世界上最为严格的PARCOM标准来作为设计保证值。

该标准规定：新建电解铝
厂吨铝排氟量应低于016kg，而西方一些专业的烟气净化公司现在也提出了013～014kg的吨
铝排氟量指标。

而电解车间天窗排出的无组织烟气，由于烟气量大，有害物含量低，治理成
本很高。

因此，必须提高烟气的捕集效率，减少从天窗排放的无组织烟气。

但是建设地区的
污染物总控指标，实际上也只控制了相应污染物的排放总量。

由此可见，对于电解槽烟气中
的污染物控制，是总量的控制。

即总量为烟气有组织地通过净化系统净化后从烟囱排出的氟量，与烟气以自然通风方式通过车间天窗排出的氟量之和，而不仅仅只是控制烟气净化系统
后的排放量。

目前我国的电解铝厂，对从电解车间天窗排出的烟气均没有采取任何净化措施，而是直接排空。

所以，如何高效地把这些电解槽排放的污染物捕集起来集中处理，是治理电
解槽烟气的关键，这就需要保证有较高的集气效率。

3 烟气净化效率的保证
先进的电解烟气干法净化技术，是减少污染物排放的有效途径。

国内外已广泛使用的我
院的“铝电解烟气n型喷射两级逆流吸附干法净化工艺”技术、ALSTOM公司的ABBART净化技术、SOLIOS公司的TGTRE净化技术等，都是高效成熟的净化技术，净化效率可达9815%以上，净化后烟气中的氟化物浓度达到1～2mg/Nm3，粉尘浓度低于10mg/Nm3。

4 集气效率的确定
有了先进的生产工艺和高净化效率的保证，提高集气效率是有效控制污染源扩散的关键。

目前的预焙电解槽吨铝排氟量为16～25kg，如烟气净化系统净化效率按9815%计，要达到吨
铝0197kg的国家排放水平，集气效率η按下式计算：（16～25）×（1-η）+（16～25）×η×
（1-9815%）≤0197则η≥9514%～9716%。

由此可见，要满足上述指标，烟气净化系统的集气
效率必须要保证大于9514%～9716%。

对于国际工程烟气净化效率，按99%计，按照PARCOM的标准，吨铝排氟量指标要达到016kg的水平，则集气效率必须大于9713%～9816%。

采用小型活动盖板的电解槽要达到95%以上的集气效率，对设备的制造、生产和净
化工艺的设计、生产运行管理，都有很高的要求，目前国内实际投入运行的电解厂往往难以
达到。

所以，如何提高集气效率已成为铝电解烟气治理急待解决的问题。

5 排烟量对集气效率的影响
电解槽烟气的有组织排放，是通过净化系统排烟风机产生的负压来实现的，保证槽盖板
缝隙处有微负压而使烟气不散至室内。

排烟量的大小，关系到电解槽的集气效率的高低，增
大排烟量有利于提高集气效率，控制污染源的无组织排放。

但是，排烟量的增加，必须导致
净化系统处理烟气量的增大，造成烟气净化系统的投资和运行费用增加。

因此，必须合理选
择电解槽排烟量，才能保证电解槽集气效率和烟气净化系统经济合理。

目前，大型预焙电解
槽的吨铝排烟量一般按120000～130000m3来进行设计。

结语
通过对铝电解烟气净化系统集气效率的探讨，加强对铝电解烟气净化进行更进一步深入
的研究，掌握其性能、特点，结合先人总结的经验，符合当前经济发展所需求的“节能减排”
型企业的要求。

参考文献
[1]李志娟.刘芎杉.我国电解铝工业质量管理存在问题与策略[J].中国新技术新产品，2011，44：13-14.
[2]李积良.浅谈进一步加强电解铝企业节能减排的重要意义[A].有色金属工业科学发展——中
国有色金属学会第八届学术年会论文集[C].2010年.
[3]艾秀娟.电解铝烟气净化技术的发展与展望[J].世界有色金属，2012，13：10-02.。