第二篇铝电解槽.ppt

铝电解槽 ——融盐电解槽 孝于亲，所当执 ;融盐电解槽;金属元素的物理化学性质决定其生产方法。包括铝、镁和碱金属及碱土金属在内的轻金属以及稀土金属都是负电性很强的元素。 熔盐电解实际上是生产各种轻金属的主要的，有时甚至是唯一的工业方法，熔盐电解也是制取稀土金属的主要方法。 熔盐电解槽是轻金属、稀土金属进行熔盐电解的主体设备，其地位非常重要，融盐电解槽的设计是否合理，直接影响到被电解金属的产量以及能耗等各项技术经济指标。 ;10.2 铝电解槽;铝电解生产流程图;原铝生产的物料流量图;铝电解槽的主要特征示意图;10.2.2.铝电解槽的发展和现状;铝电解槽种类：;1自焙阳极电解槽 （1）侧插式 （2）上插式 2预焙阳极电解槽 （1）连续式 （2）不连续式 根据下料方式又可分为中间下料和边部下料两种槽型。;电解槽的总体结构： 电解槽是在一个钢制槽壳，内部衬以耐火砖和保温层，压型炭块镶于槽底，作为电解槽的阴极。电流通过电解质由炭质阴极流入炭质阳极，完成电解过程。;电解槽的各部分构成： 主要包括阳极装置、阴极装置、母线装置、电器绝缘。 （1）阳极装置（上部结构） 电解过程中，阳极不断消耗，需通过调整极距来调整电解质 温度。电解槽正常操作时要经常升降阳极。因此，阳极装置 主要由阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构组成。此外打壳下料，集气排烟装置等。;（2）阴极装置 由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体组成。;（3）母线装置 包括阴极母线，阳极母线，立柱母线和槽间母线。;氧化铝下料装置立体图;10.2.3.1 不连续预焙阳极电解槽;大型中间下料预焙槽简图 ;预焙阳极电解槽结构;电解槽上部结构;阴极结构;槽罩结构 采用厚度为1.0~1.5mm铝板与铝型材框架焊接而成。 母线配制 母线系统是采用电磁流体动力学模拟及母线断面优化软件进行设计槽周围母线。电解槽采用大面五点进电方式。 ;预焙阳极电解槽阳极炭块组;预焙阳极炭块;自焙阳极电解槽的阳极碳块是利用电解过程中产生的热量以阳极糊焙烧而成，根据阳极母线结构特征可分为自焙阳极旁插??式电解槽和自焙阳极上插棒式电解槽。 ;自焙阳极旁插棒式电解槽;自焙阳极上插棒式电解槽;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，故槽电压较高。;表4-2-4列出连续式预焙槽和不连续式预焙槽的电压对比资料.;预焙槽 优点：电耗低，槽电压低； 电解槽造价少；可大型化 操作的机械化程度高；烟 害小。 缺点：非连续式预焙阳极 电解槽需更换阳极；需成 套的阳极制备工厂，投资 多。 ;四种型式阳极的比较 ;铝电解槽系列 ;铝电解槽排列;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。 1 .原有电解槽的改造:阴极材料、阳极材料及槽内衬等的改造。 2. 新型电解槽: Grjotheim的“理想槽”；该槽具有一系列优点。在双极性电解槽设计中优先采用了不耗惰阳极和可泄性或可湿润性的耐热硬质金属阴极。;作 业