电解铝工艺介绍
铝电解生产工艺流程

铝电解生产工艺流程
《铝电解生产工艺流程》
铝是一种重要的金属材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
铝电解生产工艺是指利用电解法从铝土矿中提取铝的生产过程。
该工艺流程包括矿石选矿、铝的还原和电解过程等。
首先,选矿是铝电解生产的第一步。
从铝土矿中提取铝的过程称为选矿。
选矿过程主要包括磨矿、浸出、浮选等步骤。
通过这些步骤,可以将矿石中的铝分离出来,为后续的还原工艺提供原料。
其次,铝的还原是铝电解生产的关键步骤。
在还原熔炼过程中,将选矿获得的氧化铝还原为金属铝。
这一过程通常在高温下进行,需要消耗大量的电能。
最后,电解是铝电解生产的最后一步。
经过还原的金属铝会被放入电解槽中,在电解槽中通过电解的方法进行进一步的提纯,最终得到高纯度的铝。
在整个铝电解生产工艺中,能源消耗较大,电解槽也需要定期更换。
同时,工艺过程中产生的氧化铝渣也需要进行处理和回收。
因此,在铝电解生产工艺流程中,要注重能源的节约和环境保护。
总的来说,铝电解生产工艺流程是一个复杂的工艺过程,需要
高温、高电压和高能耗。
随着科技的发展,新型的铝电解生产工艺也在不断涌现,以降低能耗和环境污染,提高生产效率。
电解铝 工艺

电解铝工艺电解铝是一种工业上常用的铝的生产工艺。
它通过电解法将铝离子还原成金属铝,从而实现大规模的铝的生产。
本文将详细介绍电解铝的工艺流程和相关知识。
一、电解铝的基本原理电解铝的基本原理是利用电解池中的电解质,通过电流的作用将铝离子还原成金属铝。
在电解铝的过程中,铝离子从电解质中脱离,被电流带动向阴极移动,然后在阴极上还原成金属铝。
而在阳极上,铝原本的产生则发生氧化反应,生成氧气。
二、电解铝的工艺流程电解铝的工艺流程主要包括电解池的搭建、电解质的制备、电流的供应以及产出铝的收集等步骤。
1. 电解池的搭建电解铝的第一步是搭建电解池。
电解池通常由坚固的容器和阳阳极、阴极组成。
阳极和阴极之间要保持一定的距离,以避免短路现象的发生。
阳阳极和阴极的材料也需要选择合适的材质,以保证电解过程的稳定性和高效性。
2. 电解质的制备电解质在电解铝过程中起着重要的作用。
常用的电解质是氟化铝,它能够提供足够的铝离子供电解过程使用。
电解质的制备一般需要将氟化铝溶解在适当的溶剂中,并进行一定的浓缩处理,以获得适合电解的电解质液。
3. 电流的供应电解铝过程中需要大量的电流供应。
电流一般通过外部的电源供应给电解池,然后在阳极和阴极之间形成闭合回路,使电解铝过程能够顺利进行。
为了保证电流的稳定性,通常还会设置一些电流调节装置,用于调整电流的大小和稳定性。
4. 产出铝的收集在电解铝的过程中,阴极上还原出来的铝会逐渐积累。
为了保证铝的纯度和质量,需要定期将阴极上的铝收集起来,并进行一些后续的处理。
收集到的铝可以通过再加工成不同形状的铝材料,用于各种不同的工业应用。
三、电解铝的应用领域电解铝是铝的主要生产工艺之一,广泛应用于各个领域。
铝是一种轻便、耐腐蚀的金属材料,常用于航空、建筑、汽车等行业。
电解铝生产出来的铝材料具有优良的性能,能够满足不同行业对铝材料的需求。
总结:电解铝是一种重要的铝的生产工艺,通过电解法将铝离子还原成金属铝。
电解铝的工艺流程包括电解池的搭建、电解质的制备、电流的供应以及产出铝的收集等步骤。
铝冶炼中的电解制铝工艺

铝土矿的破碎与磨细
将铝土矿破碎成小块,然后通过磨矿 机将其磨细,以便于后续的化学处理 。
电解槽的启动与运行
电解槽的构造
电解槽由阳极、阴极和电解质组 成,是电解制铝的核心设备。
通电电解
在电解槽中通入直流电,使铝离子 在阴极上还原成铝,同时氧气在阳 极上析出。
电解槽的维护
定期检查电解槽的运行状况,确保 电解过程的稳定和安全。
02
电解制铝是现代铝工业中最主要 的生产方式,具有高效、环保、 节能等优点。
电解制铝的原理
电解制铝的原理基于电解反应,即电 流通过电解质时,在阴极上发生还原 反应,析出铝;在阳极上发生氧化反 应,生成氧气。
电解过程中,电流效率、电压效率和 电能效率是衡量电解制铝工艺效率的 重要指标。
电解制铝的工艺流程
电解槽故障及处理方法
电解槽漏电
检查电解槽的绝缘材料是否老化或破损,及时修复或更换。
电解槽温度异常
调整电解槽的冷却水流量,保持适宜的温度。
电解槽电压波动
检查电解槽的电源电压是否稳定,调整电解槽的负载平衡。
电解铝质量问题的解决措施
铝含量不达标
优化电解工艺参数,提高电解铝的纯度。
铝锭表面质量差
调整电解铝的冷却速度和结晶工艺,改善铝锭表面质量。
电解铝的提取与处理
铝的收集
电解过程中产生的铝通过收集系 统集中收集。
铝的熔炼
收集到的铝经过熔炼,形成一定 规格的铝锭。
铝的精炼
通过精炼去除铝中的杂质,提高 铝的纯度。
电解铝的质量控制
质量检测
对电解铝进行质量检测,确保其符合相关标准和 客户要求。
质量追溯
建立质量追溯体系,对每个生产环节进行记录和 监控,以便于问题追溯和解决。
电解铝的生产工艺流程

电解铝的生产工艺流程电解铝是指通过电解方法从富铝氧化物中得到金属铝的生产工艺。
其主要工艺流程如下:1. 选矿:从富铝矿石中选取含铝量较高的矿石作为原料。
常用的富铝矿石有波克岩、脉石矿等。
2. 粉碎和磨细:将选矿得到的铝矿石进行粉碎和磨细,使其颗粒度适合后续的工艺要求。
3. 提纯:通过矿石的酸浸、碱浸等方法,去除其中的杂质,提高铝的纯度。
常用的提纯方法有熔融法、氢化法、溶液浸出法等。
4. 溶解和搅拌:将提纯后的铝矿石与氢氧化钠溶液混合,进行搅拌使其充分溶解。
5. 沉淀:通过对溶解液进行加热、搅拌和过滤,使其中的杂质和颗粒物沉淀到底部,得到含铝的溶液。
6. 电解槽:将含铝溶液注入电解槽中,电解槽一般由炭块和炭块之间嵌入的炭质电极组成。
在电解过程中,阴极吸收阴离子,产生金属铝;阳极吸收阳离子,同时氧化成氧气。
7. 分离和收集:经过一段时间的电解,金属铝会在阴极上以形成铝屑状。
通过机械或手工方法,将铝屑从电解槽中分离,并进行收集。
8. 精炼和浇铸:收集的铝屑会进行进一步的精炼处理,去除其中的杂质。
然后,将精炼后的铝液浇铸成铝坯或铝合金。
9. 加工和制造:经过精铸的铝坯可进一步进行加工和制造,生产不同形状和规格的铝制品。
加工方法常见的有冲压、挤压、铸造等。
10. 检测和包装:对生产出的铝制品进行质量检测,确保其符合相关的标准和要求。
然后进行包装,以便储运和销售。
综上所述,电解铝的生产工艺流程包括选矿、粉碎和磨细、提纯、溶解和搅拌、沉淀、电解槽、分离和收集、精炼和浇铸、加工和制造、检测和包装等步骤。
每个步骤都起着关键的作用,确保最终产品的质量和性能。
电解铝是怎样制造的工艺

电解铝是怎样制造的工艺
电解铝制造的工艺主要分为三个步骤:冶炼氧化铝、电解还原、熔炼铝。
1. 冶炼氧化铝:首先,将铝矿石经过磨矿、脱硅、煅烧等处理步骤,转化为氧化铝。
矿石经过粉碎和研磨后,与氢氧化钠等碱性物质反应生成含铝的氢氧化物。
随后,经过溶液的过滤、浓缩、酸化等处理,得到氢氧化铝。
最后,氢氧化铝通过高温煅烧,将其转化为氧化铝。
2. 电解还原:将氧化铝作为电解质,置于熔融状态的电解槽中。
电解槽由碳质的阴极(铝阴极)和石墨质的阳极(一般为石墨槽壁)构成。
通过向电解槽中通入电流,同时加热使氧化铝熔融,铝离子(Al3+)被还原成金属铝,在阴极上析出。
此过程中,阳极中的碳质慢慢被氧化为二氧化碳,并释放出氧气。
3. 熔炼铝:电解得到的铝通过各种方式进行处理和精炼,如除去杂质、去氢氧化物等。
最终得到的铝液可以用于铝制品的生产。
铝液可能被铸造成各种形状的铝型材,或者通过进一步的压延和轧制工艺制成铝板、铝箔等产品。
需要注意的是,电解铝的制造工艺涉及高温、高压、高电流等条件,同时也需要耗费大量的能源。
因此,铝产业在实施工艺技术改进、节能减排等方面也持续进行研究和探索,以提高生产效率和环境友好性。
电解铝生产工艺与设备

电解铝生产工艺与设备
电解铝生产工艺是一种将氧化铝还原为金属铝的过程。
一般来说,电解铝的生产可以分为以下几个步骤:
1. 氧化铝的制备:首先从矿石中提取铝的氧化物,如白云石、黄铁矿等,然后通过冶炼、烧结等工艺将其转化为氧化铝。
2. 溶解氧化铝:将氧化铝与熔融剂、电解质等混合,然后加热至高温,使其溶解成含有氧化铝的电解液。
通常的电解液成分为氟化铝、氯化铝等。
3. 电解过程:将已经溶解的氧化铝电解,使用电流通过阳极和阴极,产生氧化铝的电解反应。
阳极通常由炭素或石墨制成,阴极则是由金属铝制成。
4. 收集产物:在电解过程中,金属铝会在阴极上析出,然后定期将其从阴极上收集下来。
5. 冶炼精炼:将收集到的金属铝进行冶炼和精炼处理,去除杂质,并进一步提高纯度。
关于设备方面,电解铝生产通常需要以下主要设备:
1. 电解槽:用于溶解氧化铝并进行电解反应的容器。
电解槽通常以钢板或钢制框架为基础,内部涂有耐腐蚀材料,如陶瓷或钢化玻璃钢。
2. 电源:提供电流给阳极和阴极,驱动电解反应。
3. 阳极:通常使用炭素块或石墨块制成的阳极,用于电解反应中的氧化反应。
4. 阴极:由金属铝制成,用于电解反应中的还原反应。
5. 收集系统:用于将析出的金属铝收集起来,通常是通过滚动式收集器或铝铸块等方式进行。
6. 冶炼设备:用于冶炼和精炼收集到的金属铝,去除杂质并提高纯度,如熔炉、电磁搅拌设备等。
需要注意的是,以上仅是电解铝生产的一般工艺与设备介绍,实际的生产工艺和设备会根据具体的工厂和生产规模而有所不同。
电解铝工艺介绍

电解铝工艺介绍第一章铝电解的基本理论1第一章铝电解的基本理论1.1铝的性质及用途铝是地球上含量极丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第二位。
在地壳中含量低于氧和硅而位居第三位。
由于铝的化学性质很活泼,因而在自然界里没有单质的金属铝存在,而是以含铝的各种化合物状态存在。
铝的化合物在自然界中分布极广,含铝的矿物有250种,但在工业上有开采价值的铝矿,只有为数不多的几种。
铝是一种银白色的金属,具有一系列良好的性能。
纯铝焙点为660冗,沸点为2 500冗。
铝是一种很轻的金属。
在常温下密度为2.7 即铝的质量为同体积水重的2.7倍,但约为钢、铜的质量的三分之一。
在铝中加人少量的铜、镁、锰、铬、硅做成的合金,具有质轻强度大,可机加工性、物理和力学性能好,抗氧化能力强等一系列优良性能,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的结构材料之一。
铝有较好的抗腐蚀能力。
暴露在空气中的铝块,很快氧化为一层致密的氧化铝薄膜,可防止铝进一步氧化。
因而在大多数环境条件下,包括在空气、水〈或盐水〕、石油化学和很多化学体系中,铝能显示优良的抗腐蚀性能。
铝的导电性良好,只比金、银、铜差一点。
铝的导电性随其纯度而有所不同,约为铜的导电率的619^,但制造同样导电率的电线所使用的铝的质量只有铜的一半。
因此铝广泛地用于电气、电子工业,如用来制造母线、电线、电动机、电容器等。
铝的导热性能也很好,导热率为银的一半,比铁的大三倍。
铝合金的导热率是铜的509?609,所以工业上许多散热器、加热电器、热交换器等都是铝制成的。
铝的可塑性好,可以加工成各种型材,虽然纯铝极软且富延展性,但仍可靠冷加工及做成合金来使它硬化,用合金铝可以铸成形状复杂的零件,例如发动机的气缸体及外壳,精密仪表上的零件等。
2 大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践铝是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。
铝是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。
电解铝 铝水 铝锭

电解铝铝水铝锭电解铝是一种将铝氧化物分解成纯净铝金属的重要工艺。
铝是一种广泛应用的金属,它具有轻质、导电性好、耐腐蚀等优点,广泛用于航空、汽车、建筑等领域。
而电解铝工艺就是将铝矿石经过一系列处理后,通过电解的方式从铝氧化物中提取出纯净的铝金属。
电解铝的工艺过程并不复杂,但却需要严格的控制条件和高质量的原材料。
首先,将铝矿石经过破碎、磨粉等处理后,得到铝氧化物。
然后,将铝氧化物与熔剂混合,加热至高温。
在高温下,铝氧化物会被还原成纯净的铝金属,并沉积在电解槽底部的铝池中。
而氧化物则被氧化还原剂氧化为气体,排出电解槽。
在这个过程中,控制温度、电流和化学物质的浓度是非常重要的。
过高或过低的温度都会影响铝金属的纯度和质量。
而电流过大或过小则会导致电解槽中的铝金属无法正常沉积或产生气泡,影响整个工艺的稳定性。
此外,熔剂的浓度也需要严格控制,以保证足够的导电性和还原能力。
经过一段时间的电解反应,铝池中逐渐积累起来的铝金属就会形成一块块的铝锭。
这些铝锭经过冷却后,可以直接用于制造各种铝制品。
铝锭的重要性不言而喻,它是铝工业的基础原料,也是铝制品制造的关键环节。
铝水是指电解铝过程中产生的铝金属与熔剂的混合物。
它具有较高的温度和导电性,是电解铝工艺中重要的中间产物。
铝水的温度需要保持在适宜的范围内,以确保铝金属能够顺利沉积。
同时,铝水中的杂质含量也需要控制在较低的水平,以保证铝金属的纯度。
虽然电解铝是一种成熟的工艺,但仍然需要不断进行技术改进和优化。
例如,近年来,人们开始探索使用新型电解槽和熔剂,以提高工艺效率和节能减排。
同时,也在努力研发更环保的电解铝工艺,减少对环境的影响。
电解铝、铝水和铝锭是铝工业中不可或缺的关键环节。
电解铝工艺的发展和优化,对于提高铝金属的质量和降低生产成本具有重要意义。
通过不断创新和改进,我们可以更好地利用铝这种优秀的金属资源,为社会发展和人类福祉做出更大的贡献。
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第一章铝电解的基本理论1.1铝的性质及用途铝是地球上含量极丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第二位。
在地壳中含量低于氧和硅而位居第三位。
由于铝的化学性质很活泼,因而在自然界里没有单质的金属铝存在,而是以含铝的各种化合物状态存在。
铝的化合物在自然界中分布极广,含铝的矿物有250种,但在工业上有开采价值的铝矿,只有为数不多的几种。
铝是一种银白色的金属,具有一系列良好的性能。
纯铝焙点为660冗,沸点为2 500冗。
铝是一种很轻的金属。
在常温下密度为2.7 即铝的质量为同体积水重的2.7倍,但约为钢、铜的质量的三分之一。
在铝中加人少量的铜、镁、锰、铬、硅做成的合金,具有质轻强度大,可机加工性、物理和力学性能好,抗氧化能力强等一系列优良性能,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的结构材料之一。
铝有较好的抗腐蚀能力。
暴露在空气中的铝块,很快氧化为一层致密的氧化铝薄膜,可防止铝进一步氧化。
因而在大多数环境条件下,包括在空气、水〈或盐水〕、石油化学和很多化学体系中,铝能显示优良的抗腐蚀性能。
铝的导电性良好,只比金、银、铜差一点。
铝的导电性随其纯度而有所不同,约为铜的导电率的619^,但制造同样导电率的电线所使用的铝的质量只有铜的一半。
因此铝广泛地用于电气、电子工业,如用来制造母线、电线、电动机、电容器等。
铝的导热性能也很好,导热率为银的一半,比铁的大三倍。
铝合金的导热率是铜的509〜609,所以工业上许多散热器、加热电器、热交换器等都是铝制成的。
铝的可塑性好,可以加工成各种型材,虽然纯铝极软且富延展性,但仍可靠冷加工及做成合金来使它硬化,用合金铝可以铸成形状复杂的零件,例如发动机的气缸体及外壳,精密仪表上的零件等。
铝是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。
铝是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。
铝无毒性,通常用于制造盛装食品和饮料的容器。
它的自然表面状态具有宜人的外观,它柔软、有光泽,而且为了美观,还可着色或染上纹理图案。
铝的表面具有高度的反射性。
辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射,而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的,也可以是吸收性的,抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性,因而具有各种装饰用途及具有反射功能性的用途。
铝在工业中用途很广,从19世纪末开始,铝成为在工程应用中具有竞争力的金属,且风行一时。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属。
自氧化铝-冰晶石熔盐电解诞生开始,世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世,随之而来的便是作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料一一铝及其合金对汽车工业的发展开始起重要的作用。
电气化也要求将大量质轻的导电金属铝用于长距离输送电,用于建造支撑架空电缆网络所需要的塔架,以便于发电厂传输电能。
铝工业的发展还不只限于上述内容。
铝在商业上应用于诸如镜框、门牌和餐用托盘之类的新颖物品。
铝制的炊事用具也成为市场上的一类商品。
现在,铝已发展成具有各种各样用途的材料,其范围之广足以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。
铝最大的用途是在运输和建筑业。
铝广泛地用在各种交通工具的制造上,在建筑业上,由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到很大的应用,高强度钢线补强的铝缆,厨房用具则是铝最早的用途,在今日仍为一个极为广大的市场。
基于其化学抗药性,铝特别适合用在化学药品制造和储运的构件上,铝对氧的亲和力很高,故也大量用于钢和铁的除氧剂。
世界上的产铝量集中于美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、巴西、挪威,上列国家的产铝量占全球产量的609^以上。
铝的供应来源除了原铝外,回收铝也占有很高的比例,回收铝又分为旧料回收(主要来源是饮料罐和汽车废件)、新料回收(加工过程中的铝屑)两种。
由于环保意识升高,回收铝量年年创新高。
铝工业是产业关联度较高的产业,铝与原材料制造业和装备制造业的关系非常密切。
在我国,现有124个产业中,有113个部门使用铝产品,其中:在 101个物质生产部门中,有96个产业部门消耗铝冶炼产品或压延产品;在23 个非物质生产部门中,有17个产业部门消耗铝冶炼产品或压延产品。
根据投人产出表测算,原材料制造业消耗铝产品总量占全部124个产业消耗量的 32^ 6^,装备制造产业消耗铝产品总量占全部124个产业消耗量的58^ 3,原材料制造业和装备制造业合计消耗占90^ 9。
制造业包括消费品制造业、原材料制造业和装备制造业,而这些产业都是我国经济增长的发动机,产业结构优化的推动力。
制造业加速发展,将会带动国民经济保持较长的高速增长期。
预计我国在今后一定时间里,仍将处在工业化进程中。
因此,作为工业基础的铝工业的发展状况就显得更加重要。
我国经济将继续保持相对较高的增长率,一方面对铝工业的发展提供了巨大的需求空间,另一方面也更提高了铝工业在国民经济中的地位,增加了快速发展铝工业的紧迫性。
1.2铝电解的基本理论知识1.2.1 铝电解的基本原理铝土矿石经过溶出,沉降分离,分解,焙烧等一系列工序处理得到固体氧化铝,作为铝电解的原料。
固体氧化铝溶解在焙融冰晶石焙体中,形成具有良好的导电性均匀熔体,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,在阳极上得到气态物质,阴极上得到液态铝,其过程简单的描述为:溶解的氧化铝通9直!电液态铝(阴极〕十气态物质(阳极〉铝的工业生产全部采用活性阳极〈炭阳极〕。
采用炭阳极生产时,随着电解过程的进行,阳极碳参与电化学反应,生成碳的化合物一一二氧化碳((^:),反应式为:苜流由八1203〈溶解 + 1.5^(固)^^2八1(液)十 1.5(^2其电极反应过程为:八1203〈固)溶解、电由离^2人配合状〉。
(^配合状〉阴极:八配合状〉十^^人“液) 阳极:02一〈配合状〕―知:^^原子)20〈原子)―以固)二⑶2〈气)依据此原理随着反应不断进行,电解质熔体中的氧化铝、固体碳阳极不断被消耗掉,因此,生产中需不断地向电解质熔体中添加氧化铝和补充碳阳极,使生产得以连续进行。
冰晶石在原则上不消耗,但在高温熔融状态下会发生挥发损失和其他机械损失,因此,电解过程中也需做一定补充。
除此之外,还需向反应过程供给大量的直流电,吨铝的直流电能消耗为13000〜15000 ^^ ‘、以推动反应向生成铝的方向进行。
在实际生产中,阳极气体不完全是^0乂二氧化碳),而是^0:和^0的混合物,其中^0主要由电解过程中的副反应所产生,也称为二次气体。
1.2.2铝电解质及其性质铝电解生产中,连接阳极和阴极之间不可缺少的熔盐叫电解质。
在电解过程中,液体电解质是保证电解过程能够进行的重要条件之一。
液体电解质主要以冰晶石为溶剂以氧化铝为溶质而组成,其主要成分是冰晶石〈占859^左右),还含有一定数量的其他有用成分和杂质,如氧化钠、氧化铁、氧化硅等。
冰晶石的化学式为〜^“?6,此种配比的冰晶石称为正冰晶石。
正冰晶石在常温下呈白色固体,其实测熔点约为1010冗,自然界中天然冰晶石的贮量极少,工业上所用冰晶石均为化学合成产品。
冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比称为冰晶石的摩尔比(俗称分子比〕,其表达式为:冰晶石的塵尔比〜-冰晶石中所含氟化钠摩尔数―^冰曰日石的摩小比〜-冰晶石中所含氟化铝摩尔数―〜巧工业上也将冰晶石中氟化钠与氟化铝的组成比用质量比表示其表达式为:冰曰石的质旦比厂冰晶石中所含氟化钠成分的质量冰日日石的质里比尺^冰晶石中所含氟化铝成分的质量^^在关系上,摩尔比二质量比乂2 即8 = 1^2摩尔比等于3〈质量比等于1.5〕的冰晶石形成的电解质称为中性电解质,摩尔比大于3〈质量比大于1. 5〕的冰晶石形成的电解质称为碱性电解质,摩尔比小于3〈质量比小于1 ^ 5〕的冰晶石形成的电解质称为酸性电解质。
目前铝工业上均采用酸性电解质生产。
铝电解质的性质,对铝电解生产十分重要。
了解和掌握电解质的各种性质,有助于指导实际生产条件的控制改善生产技术指标,提高生产效益。
铝电解质的性质主要指电解质的初晶温度、密度、导电度、粘度、表面性质、挥发性等。
下面分别介绍并叙述其与生产的关系。
1.初晶温度初晶温度是指混合物液体开始形成固态晶体的温度。
熔点是晶体物质由固态转变为液态的温度,所以初晶温度与熔点的物理意义是不同的。
电解质的初晶温度与其物质结构有关,纯的正冰晶石的熔点为1010冗,但在其中添加固体氧化铝形成冰晶石-氧化铝均匀熔体电解质后,其初晶温度随氧化铝含量增多而降低。
当氧化铝的含量达到约109时,中性铝电解质熔体的初晶温度达到最低点,约为960冗。
电解质的摩尔比降低,其初晶温度也随之降低,但氧化铝的溶解量却会降低。
对于铝电解而言,由于熔盐电解必须在高于铝熔点的温度下进行,因此铝的熔点决定了熔盐电解的温度。
在此前提之下,生产中需要电解质的初晶温度越低越好,这样可以降低工作温度〈工作温度一般控制在初晶温度以上 10-15冗的范围〕。
另外为了降低能耗和对反应器材料及保温性能的要求,改善工人的工作环境,减小电解质的挥发损失,也希望在较低温度下进行电解,因此生产中一般力求降低电解质的初晶温度。
2^密度密度是指单位体积的某物质的质量,其单位为:8八“。
冰晶石在接近熔点处的密度为1. 112 ^^砠3,随着温度升高,密度呈线性降低。
在电解槽的正常生产过程中,槽内始终存在着两种不相互混合的液体层,上层是电解质,下层是液体铝。
如果电解质的密度与液体铝的密度相同或接近,二者难以分层、分离,对生产则是极不利的。
铝液和电解质的密度随着温度升高而降低,由于两者的性质不同,他们的密度随温度升高而下降的速度不同,这样就在同一电解温度下出现了密度差,从而保证两者能较好的分层。
影响电解质密度的因素较多,其中主要有电解质温度和添加物。
电解质温度升高其密度减少;反之,温度降低,电解质密度增大。
氧化铝含量增多,密度随之降低。
而添加剂也可以改变熔盐电解质的密度。
在常用的各种添加剂中,喊和使电解质密度增大,而添加口?使电解质密度减小。
“203、与电解质中的冰晶石反应生成体积庞大的络合离子,因而它们能使电解质密度减小。
熔融电解质的密度关系着电解质与产物的分离,希望二者密度不同,自然分层,而且密度差愈大愈有利于生产。
例如铝电解时电解质密度为2.08 ^^砠3,而液态铝为2.3 8八砠3,铝水的密度比电解质大些,故沉于电解槽底部。
生产中,为了增大密度差,应尽可能减小电解质的密度,以增大铝液与电解质的密度差,有利于铝液分离,提高电流效率。
、-粘度熔融电解质的粘度一般在1 乂⑴-3〜10 ^!)-3?^ ’8范围之内,数值是较低的。
粘度除影响电导外,对熔盐电解过程影响很大。