電解鋁

2024年3月1日發(fā)(作者：與我同行作文)

11、冰晶石熔劑的作用是什么?

答：冰晶石作為電解鋁的熔劑；它的作用是：第一能較好地溶解氧化鋁，并且所構(gòu)成的熔體可在純冰晶石熔點以下進(jìn)行電解，并且流動性較好；第二在電解溫度下，冰晶石一氧化鋁熔液的密度比鋁液密度要小10％，故電解出來的鋁液能沉積在電解液下面的陰極上，這樣可減少鋁的氧化損失，又大大簡化了鋁電解槽的結(jié)構(gòu)；第三，冰晶石具有良好的導(dǎo)電性；第四，冰晶石中不含有電位順序比鋁更正電性的金屬雜質(zhì)，能保證產(chǎn)品鋁的質(zhì)量，目前，冰晶石還是鋁電解生產(chǎn)中最理想的一種熔劑。

12、鋁電解為什么采用炭陽極?

答；在鋁電解過程中，高溫且具有很大侵蝕性的冰晶石熔液直接同電極接觸。作為導(dǎo)電的陰陽兩極的各種材料中，既能良好導(dǎo)電，又能耐高溫，抗腐蝕、同時價格又低廉的唯有炭素材料。因此鋁工業(yè)生產(chǎn)都采用炭素材料作兩極。

13、系列電流是怎樣流經(jīng)電解槽的?

答：系列中的電解槽均是串聯(lián)形式，直流電從整流的正極經(jīng)鋁母線送到第一臺電解槽的陽極，然后經(jīng)過電解質(zhì)和鋁液層導(dǎo)致到陰極，而又通過大母線導(dǎo)入第二臺電解槽的陽極，這樣依次類推，從最后一臺電解槽陰極出來的電流又經(jīng)大母線回到整流器的負(fù)極，使整個系列成為一個封閉的串聯(lián)線路。

15、目前，在鋁工業(yè)生產(chǎn)上的電解槽按陽極結(jié)構(gòu)型式可分為多少種?

電解槽按陽極結(jié)構(gòu)型式可分為兩大類四種型式。

1）自焙陽極電解槽 a、旁插棒式 b、上插棒式

2）預(yù)焙陽極電解槽 a、連續(xù)式 b、不連續(xù)式

16、工業(yè)鋁電解槽的構(gòu)造有哪些?

答：工業(yè)鋁電解槽的構(gòu)造，主要包括陰極裝置、陽極裝置、母線裝置、絕緣裝置和集氣裝置。

17、預(yù)焙槽的陽極裝置有哪些構(gòu)成?

答：位于陰極槽體之上的陽極及附屬部件結(jié)構(gòu)均屬陽極裝置。預(yù)焙槽的陽極裝置是由陽極炭塊組和陽極提升機(jī)構(gòu)組成。而陽極炭塊組又由炭塊、鋼爪和鋁導(dǎo)桿三部分構(gòu)成．

18、預(yù)焙槽比自焙槽有哪些優(yōu)點?

答；現(xiàn)在，世界上的預(yù)焙槽都向著大型化和現(xiàn)代化方向發(fā)

展，說明它具有明顯的優(yōu)越性：①預(yù)焙槽容量大，單槽產(chǎn)量增加，勞動生產(chǎn)率顯著提高。②能源利用率有明顯提高，陽極電壓降低，電流效率高，噸鋁電耗低。③生產(chǎn)中煙塵少，便于采用干法或濕法凈化回收。④可實現(xiàn)高度的機(jī)械化和電子計算機(jī)的自動控制。

19、電解槽的槽型按陰極槽體結(jié)構(gòu)可分為哪兩種型式?

可分為有底槽和無底槽。

我們廠的電解槽的陰極槽體結(jié)構(gòu)都屬于有底槽。

20、什么叫電解糟的“伸腿”?

在電解槽內(nèi)，電解質(zhì)疑固在側(cè)部形成的斜坡叫“伸腿”，此“伸腿”起到保溫，防止側(cè)部漏電和規(guī)整爐膛的作用。

21、大型預(yù)焙陽極電解槽按加料方法又可分為幾種?

可分為邊部打殼下料和中間下料預(yù)焙槽。我們廠是屬于中間打殼下料預(yù)焙槽．

22、電解槽的母線配置一般有幾種方式?

一般分為四種方式：縱向排列單端進(jìn)電的母線裝置；縱向排列雙端進(jìn)電的母線裝置；橫向排列雙端進(jìn)電的母線裝置；橫向排列四端進(jìn)電的母線裝置.

23、我們廠的電解槽構(gòu)造怎樣?

答：我們廠的電解槽構(gòu)造屬于預(yù)焙陽極不連續(xù)式電解槽，陰極槽底結(jié)構(gòu)為有底槽，母線配置分別為： 200系列橫向排列四端進(jìn)電。

25、當(dāng)前電解鋁采用冰晶石一氧化鋁融鹽法的優(yōu)缺點是什么?

答，目前，世界上工業(yè)制取鋁的唯一方法自然是冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法。雖然各國都在研究新的制鋁方法，但成效甚少。因此，冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法仍有它的優(yōu)越性。①工藝流程和生產(chǎn)設(shè)備比較簡單，適于大規(guī)模工業(yè)性生產(chǎn)，并可直接得到高品位的純鋁。②冰晶石——氧化鋁融鹽電解法近些年有了很大發(fā)展，有了大型預(yù)焙陽極電解槽。③在環(huán)保上，采用了濕法和干法凈化回收，煙塵危害得到了控制。④操作上，采用了微機(jī)控制生產(chǎn)過程，加料、出鋁和其它各項操作實現(xiàn)了機(jī)械化和自動化，提高了電流效率，降低了能耗，能源利用率得到了提高。因此，冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法仍有較強(qiáng)的生命力。當(dāng)然，該法本身也有很大缺點：它的能量利用率是相當(dāng)?shù)偷模挥?0％以下，制備電解所需原材料的投資大，費用高。

26、電解質(zhì)由哪些成分組成，其特性是什么?

答：在鋁電解生產(chǎn)中，連接陽極和陰極之間不可缺少的熔 融鹽叫電解質(zhì)。它主要是以冰晶石和氧化鋁組成。另外還有—些氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰、氯化鈉等。其中冰晶石是作為熔劑，氧化鋁作為熔質(zhì)，氟化鋁、氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰、氯化鈉等作為添加劑，以改善電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，有利于提高生產(chǎn)指標(biāo)。

27、鋁電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)都包括哪些?

答；鋁電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，包括熔度(熔點或初晶點)、密度、導(dǎo)電度，表面性質(zhì)、粘度、蒸氣壓、氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度等。

28、什么是鋁電解質(zhì)的熔點(初晶溫度)，電解溫度一般要高于初晶點多少度?

答：在鋁電解生產(chǎn)中所用的純鹽類都有固定的熔點，即熔融液體開始有固體析出的溫度，也叫初晶溫度。電解溫度一般要高出初晶溫度15—20℃，即電解溫度= 初晶溫度(熔點)

(15—-20)℃。

29、電解溫度主要取決于什么?

答：在電解過程中，電解溫度除與極距電壓降大小有關(guān)外，主要取決于電解質(zhì)的熔點。欲想保持低溫電解生產(chǎn)，不設(shè)法降低電解質(zhì)的熔點而單純降低電解過程溫度，必然會導(dǎo)致電解質(zhì)過冷，引起病槽，影響生產(chǎn)。30、什么是分子比?分子比對電解溫度有何影響?

答；分子比是電解質(zhì)中的氟化鈉與氟化鋁的分子數(shù)量的 比值．現(xiàn)在電解生產(chǎn)大多數(shù)都采用分子比2.2—2.4，電解質(zhì)呈酸性。分子比低有利于降低電解溫度,提高電流效率，但分子比愈低，氧化 鋁溶解度愈降低，槽內(nèi)易產(chǎn)生大量沉淀。所以分子比不易過低。

31、如何用數(shù)字確定電解質(zhì)的酸堿性?

答：電解質(zhì)分子比等于3時，電解質(zhì)呈中性。若分子比大于3，電解質(zhì)呈堿性。若分子比小于3，電解質(zhì)呈酸性。

32、什么叫電解質(zhì)的粘度?保持適宜粘度的標(biāo)準(zhǔn)是什么?

答：所謂粘度是液體中的質(zhì)點之間相對運動的阻力，也稱內(nèi)部摩擦， 在生產(chǎn)中的電解質(zhì)應(yīng)保持適宜的粘度，其標(biāo)準(zhǔn)：電解質(zhì)的流動性好，溫度均勻，炭渣分離清楚，電解質(zhì)干凈，沸騰力強(qiáng)。

33，什么是電解質(zhì)的揮發(fā)性?其中揮發(fā)性最大的物質(zhì)是什么?

答：在電解溫度狀態(tài)下，電解質(zhì)的分子(氣體)逸出的現(xiàn)象叫電解質(zhì)的揮發(fā)性。在電解質(zhì)成份中揮發(fā)性最大的物質(zhì)是氟化鋁。

34、在電解過程中，電解質(zhì)是怎樣損失的?

答；電解質(zhì)的損失除了揮發(fā)外，還有氧化、水解損失和機(jī)械夾雜損失。

35、鋁電解質(zhì)中的添加劑常用的有幾種?它們的優(yōu)缺點是什么?

答：常用的添加劑有氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰等。它們都具有降低電解質(zhì)初晶溫度的優(yōu)點，LiF還能提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率，但是大多數(shù)具有減小A12O3溶解度的缺點。

36、電解質(zhì)中的添加劑應(yīng)滿足什么條件?

答；添加劑基本上應(yīng)滿足下列各種要求，首先是在電解過程中不被電解成它的組成元素，而影響鋁的質(zhì)量。添加劑應(yīng)能對電解質(zhì)的性質(zhì)有所改善，例如降低電解質(zhì)的初晶點，或者提高電解質(zhì)的導(dǎo)電率，減少鋁的溶解度，減少電解質(zhì)的密度等，提高電解鋁的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。此外，它的吸水性和揮發(fā)性應(yīng)該小些，而對氧化鋁的溶解度不致有較大的影響，來源廣泛而且價格低廉。

37、添加MgF2的作用是什么?

答：①MgF2能降低電解質(zhì)的熔點。

②氟化鎂能增加電解質(zhì)的表面張力，這對減少鋁的再溶 解損失，促進(jìn)電解質(zhì)中的碳渣分離起到有益的作用；所以MgF2間接地起了提高電解質(zhì)導(dǎo)電性的作用，MgF2在這方面的作用比氟化鈣更大些。

③氟化鎂是一種礦化劑，能加速a—Al2O3的礦比作用，這對于在電解槽側(cè)壁上形成穩(wěn)定的結(jié)殼起到有益的作用。④此外，添加MgF2的電解質(zhì)結(jié)殼酥松好打。

但是，缺點是MgF2。會在一定程度上減小氧化鋁的溶解度和溶解速度，增大電解質(zhì)密度，稍稍降低導(dǎo)電率等，所以MgF2只在沿爐幫附近處添加，而不添加在里邊，以免在陽極底下產(chǎn)生多量沉淀。我國鋁廠推行“勤加工，少下料”作業(yè)法，可以彌補(bǔ)因添加MgF2而帶來的缺點。因此，氟化鎂是一種有益的添加劑。一般添加為4—6％，添加氟化鈣的作用基本上與MgF2一致。

38、氟化鋰添加劑的作用是什么?

答；鋰鹽作為鋁電解質(zhì)的組成分所起的作用主要是降低 電解質(zhì)的初晶點，提高其導(dǎo)電率，此外還減小其密度，改善電解質(zhì)的表面張力，從而達(dá)到提高電流效率，降低噸鋁電耗的目的。其缺點是降低A12O3在溶液中的溶解度。由于鋰鹽價格昂貴的關(guān)系，直到最近，鋰鹽才廣泛地在鋁工業(yè)上進(jìn)行試驗和應(yīng)用，有的使用炭酸鋰，因為炭酸鋰在高溫下分解成Li2O，而氧化鋰又與冰晶石發(fā)生反應(yīng)合成為氟化鋰，同樣也可起到添加氟化鋰的作用。

39、在工業(yè)電解生產(chǎn)中，電解質(zhì)的導(dǎo)電率與哪些因素有 關(guān)?

答，在電解生產(chǎn)中，電解質(zhì)的導(dǎo)電率受到多方面的影響。

①與電解溫度有關(guān)。溫度越高，離子運動越快，導(dǎo)電率增加。但是電解溫度高，會造成電流效率降低，能耗和原材料增加，因而提高導(dǎo)電率的效益補(bǔ)償不了降低電流效率和其它的損失。

②與電解質(zhì)分子比有關(guān)。導(dǎo)電率隨分子比的增加而增加。

③與Al2O3濃度有關(guān)。電解質(zhì)的導(dǎo)電率隨Al2O3濃度的增加而降低。

④與電解質(zhì)中的炭粒有關(guān)。當(dāng)電解溫度高時，會使電解質(zhì)中炭粒含量增多，炭含量增多時不僅使電解質(zhì)的導(dǎo)電率降低，還能減少電解質(zhì)對Al2O3晶體的濕潤性，從而也會造成氧化鋁沉淀。

⑤與電解質(zhì)中的添加劑有關(guān)。添加劑對于冰晶石導(dǎo)電率的影響，可分為兩類；向電解質(zhì)中添加氟化鋰和氯化鈉能改善電解質(zhì)的導(dǎo)電性，特別是氟化鋰效果顯著。向電解質(zhì)中添加氟化鈣和氟化鎂能降低電解質(zhì)的導(dǎo)電度，但它們能使炭渣好分離，減少電解質(zhì)中的炭粒含量，可使電解質(zhì)的導(dǎo)電性較好，間接地增加導(dǎo)電率。

40、氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度與哪些因素有關(guān)?

答：氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度對生產(chǎn)具有很大影響。

氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度與電解溫度和電解質(zhì)成分有關(guān)。一般說來，氧化鋁在冰晶石中的溶解度隨溫度升高而增加。而在實際工業(yè)電解質(zhì)中氧化鋁溶解度因其受復(fù)雜的成分和工作條件的影響，一般保持在2—8％之間。電解質(zhì)中的添加劑都會不同程度的降低氧化鋁的溶解度。高分子比電解質(zhì)中溶解氧化鋁的能力大，隨氟化鋁含量的增加而氧化鋁的溶解度降低。尤其分子比過低，電解質(zhì)過酸時氧化鋁的溶解度會更小，以致造成電解槽四周塌殼，沉淀過

多，影響正常槽子加工。

41、鋁電解質(zhì)中含有哪些離子存在?

答：在冰晶石一氧化鋁熔體中主要是Na 離子，鋁氧氟絡(luò)離子( AlOF22-)和含氟鋁離子( AlF63-，AIF4- )。其次有少部分簡單離子（Al3 、F-及O2-）等。所以熔液中Na 離子主要是單體離子，A13 主要都結(jié)合在絡(luò)合離子里。這些離子在直流電場的作用下，所有的陽離子均向陰極運動，所有的陰離子均向陽極運動。離子的這種定向的運動過程就是傳導(dǎo)電流的過程。熔體中各種離子所傳導(dǎo)的電流是不相同的，有多有少，據(jù)試驗室研究：冰晶石--氧化鋁熔體電解時，電流幾乎全是Na 離子傳導(dǎo)的。

42、鋁電解的基本反應(yīng)式是什么?

答，概括地說如下：

在陽極上

3O2-(絡(luò)合的) 1.5C-6e =1. 5 C02

在陰極上

A13 (絡(luò)合的) 6e= 2Al

兩項合并得總反應(yīng)式為:

Al2O3 1.5C=2Al 1.5CO2

43、鋁電解過程中兩極副反應(yīng)都是什么?

答：在冰晶石一氧化鋁熔鹽鋁電解過程中，在電解析出鋁

的同時，在兩極上還伴隨發(fā)生一些重要的過程和現(xiàn)象，因這些過程和現(xiàn)象對生產(chǎn)有害無益，所以稱為兩極副反應(yīng)，，在陰極副反應(yīng)中有金屬鈉的析出，陰極鋁的再溶損失，炭化鋁的生成；在陽極副反應(yīng)中有陽極效應(yīng)、陽極氣體成分的變化。

44、電解槽中金屬鈉的析出有什么危害?

答；金屬鈉的析出的危害主要有：

1） 降低電流效率，增加氟化鹽的消耗；

2） 被陰極炭素吸收而破壞了槽內(nèi)襯，從而縮短槽的壽 命。 因此，降低鈉的析出強(qiáng)度是有利的。這就要求嚴(yán)格控制技術(shù)條件，電解質(zhì)的分子比和陰極電流密度不宜過高，避免熱槽等都是行之有效的方法。

45、什么叫鋁的溶解和損失(或二次反應(yīng))?

答；鋁的溶解和損失是指已電解出來的鋁再反向溶解于電解質(zhì)中，而后為陽極氣體中的CO2所氧化造成損失，反應(yīng)式為：

2Al(溶解的) 3CO2(氣)=A12O3(溶解的) 3CO(氣體)，

這是造成電解槽上電流效率降低的主要原因。

46、什么是陽極效應(yīng)?

答：陽極效應(yīng)是溶鹽電解所固有的一種特征現(xiàn)象。當(dāng)其發(fā)生時，在陽極與電解質(zhì)接觸的周邊上，出現(xiàn)許多細(xì)小的電弧，發(fā)出輕微的噼啪聲，電解質(zhì)沸騰停止，此時槽電壓巳從正常值(例如4.2伏)升高到數(shù)十伏，并聯(lián)在電壓表上的指示信號燈也亮了起來。這就是工廠里所說的陽極效應(yīng)，陽極效應(yīng)可以看做是一種“阻塞效應(yīng)”。它在很大程度上阻礙陽極與熔體之間的電流傳遞，實踐證明，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是電解質(zhì)中缺乏氧化鋁。在其它條件不變時，電解質(zhì)中氧化鋁降低到一定程度，就發(fā)生陽極效應(yīng)。

47、陽極氣體的成分和變化如何?

答；工業(yè)電解槽在正常生產(chǎn)過程中陽極氣體成分含有CO2和CO，通常CO2氣體含量約占70％，CO約占30％，但是當(dāng)槽子快發(fā)生陽極效應(yīng)時，陽極氣體成分含量發(fā)生逆轉(zhuǎn)，CO2含量還逐漸減少，CO含量增加。還有少量的CF4氣體。

48、什么是極化電壓?

答：電解質(zhì)中氧化鋁的分解電壓是施加于電解兩極上的最小外部電動勢，由于鋁電解是采用炭素陽極，電解過程中電極上會產(chǎn)生過電壓，因而實測到的分解電壓數(shù)值要比理論值高出0．4～0．6伏。所以鋁電解過程中把實測到的“分解電壓”的數(shù)值被稱為極化電壓。

極化電壓的組成可由下式表示：

E極化=E分解 E過

式中：E分解——氧化鋁分解電壓(炭陽極)。

E過——陽極與陰極上產(chǎn)生的過電壓。

49、電解槽的正常生產(chǎn)特征有哪些?

正常生產(chǎn)階段的電解槽是在規(guī)定的電流制度下進(jìn)行生產(chǎn)，其特征；(1)電解槽的各項技術(shù)參數(shù)已達(dá)到了規(guī)定范圍，建立了較穩(wěn)定的熱平衡制度。(2)陽極周圍側(cè)壁上已牢固地形成電解質(zhì)——氧化鋁結(jié)殼(俗稱伸腿)，使槽膛有穩(wěn)定的內(nèi)形。(3)陽極不氧化，不發(fā)紅，不長包。(4)陽極周邊的電解質(zhì)均勻沸騰，電解質(zhì)干凈，與炭渣分離清楚，從火眼噴出的炭渣和火苗顏色清晰有力。(5)陽極底下沒有大量沉淀，爐面氧化鋁結(jié)殼完整，并覆蓋一定數(shù)量的氧化鋁保溫。

50、電解槽生產(chǎn)的技術(shù)參數(shù)包括哪些?

電解槽生產(chǎn)的技術(shù)參數(shù)包括工作電壓、極距、電解溫度、電解質(zhì)成分、電解質(zhì)和鋁液的水平、陰極電壓降和陽極效應(yīng)系數(shù)。

51、槽工作電壓由哪些部分組成?

電解槽工作電壓由陽極壓降、電解質(zhì)壓降、陰極壓降、極化電壓和母線壓降組成。

52、槽工作電壓為什么不能保持過高也不能保持過低?

工作電壓對電解溫度有明顯的影響，過高或過低的保持電壓都會給電解槽帶來不利的影響。

槽電壓過高不但浪費電能，而且電解質(zhì)熱量收入增多，會使電解走向熱行程，爐膛被熔化，鋁質(zhì)量受影響，并影響電流效率。槽電壓過低也不行，雖然最初熱收入減少可能出現(xiàn)低溫時的好處，但由于電解質(zhì)冷縮，產(chǎn)生大量的沉淀，會很快使?fàn)t底電阻增加而發(fā)熱，二次反應(yīng)增加速由冷行程轉(zhuǎn)為熱行程，其結(jié)果的損失可能比高電壓時要大得多。槽電壓過低還可能造成壓槽，陽極周邊長包，滾鋁和不滅效應(yīng)等技術(shù)事故，因而在生產(chǎn)中一定要按技術(shù)參數(shù)要求保持。

53、什么是極距?有什么作用?

通常所說的極距系指陽極底掌到陰極鋁液面之間的距離。它既是電解過程中的電化學(xué)反應(yīng)區(qū)域，又是維持電解溫度的熱源中心，對電流效率和電解溫度有著直接影響。增加極距，能減少鋁的損失，會使電流效率提高。縮短極距可降低槽電壓，節(jié)省電能，但是過低的縮短極距會使鋁的損失增加，降低電流效率。

54、電解質(zhì)由哪些成分組成?

電解質(zhì)主要是由熔融的冰晶石和溶解在其中的氧化鋁組成，另外還有少量的氟化鈣和氟化鎂等添加物。

55、低分子比生產(chǎn)有什么好處?(酸性電解質(zhì)有什么優(yōu)點)

低分子比生產(chǎn)有如下好處；

(1)電解質(zhì)的初晶溫度低，可降低電解溫度。

(2)鈉離子(Na )在陰極上放電的可能性小。

(3)電解質(zhì)的密度粘度和有所降低，使電解質(zhì)的流動性較好，并有利于金屬鋁從電解質(zhì)中析出。

(4)電解質(zhì)同炭素和鋁液界面上的表面張力增大，有助于炭粒從電解質(zhì)中分離和減少鋁在電解質(zhì)中的溶解度。

(5)爐面上的電解質(zhì)結(jié)殼松軟，便于加工操作。

56、電解質(zhì)水平高低對電解生產(chǎn)過程有什么影響?

電解質(zhì)水平高，數(shù)量多，可以使電解槽具有較大的熱穩(wěn)定性，電解溫度波動小，并有利于加工時氧化鋁充分溶解，不易產(chǎn)生沉淀。同時，陽極同電解質(zhì)接觸面積增大，使槽電壓減小。但是，電解質(zhì)水平過高，會使陽極埋入電解質(zhì)中太深，陽極氣體不易排出，導(dǎo)致電流效率降低，并易出現(xiàn)陽極底掌消耗不均或長包現(xiàn)象。當(dāng)側(cè)部通過電流過多時，上口爐幫易化難于維持，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)側(cè)部漏電或側(cè)部漏爐現(xiàn)象，特別是電解質(zhì)水平過高而鋁水平過低時，該現(xiàn)象更加明顯，電解質(zhì)水平低，數(shù)量少，電解質(zhì)熱穩(wěn)定性差，對熱量變化特別敏感，氧化鋁的溶解量降低，易產(chǎn)生大量沉淀，陽極效應(yīng)增加，尤其過低時，易出現(xiàn)電解質(zhì)表面過熱或病槽，增加原材料消耗，降低電流效率。

57、鋁液水平過高或過低對電解過程有什么影響?

鋁液水平過高，散熱量大，會使槽底發(fā)冷，電解質(zhì)水平不易控制，易產(chǎn)生大量沉淀和爐底結(jié)殼，伸腿過高過寬給正常生產(chǎn)帶來許多困難，更不便于機(jī)械化和自動化操作。鋁水平過低，陽極浸入電解質(zhì)中過深，使陽極底下和周邊溫差加大，加劇電解質(zhì)循環(huán)，增加鋁的損失。其次易造成伸腿熔化，槽底過熱，電解溫度升高，出現(xiàn)熱槽。另外，陰極鋁液穩(wěn)定性差，最易出現(xiàn)槽電壓擺動現(xiàn)象，這些均降低電流效率。

58、什么是陰極電壓降?影響陰極電壓降有哪些因素?

陰極(爐底)電壓降是槽電壓組成的一部分，它屬于無功電壓損失。陰極電壓降是由鋁液水平壓降，鋁液與炭塊組間壓降，炭塊壓降，炭塊與陰極鋼棒間壓降，鋼棒壓降等五部分組成。

陰極電壓降大小與陰極炭塊、鋁液層—炭塊間、炭塊—鋼棒間的接觸壓降大小有關(guān)。另外，與槽底表面炭化鋁數(shù)量、氧化鋁沉淀多少及形成結(jié)殼大小和厚薄等也有關(guān)。

59、什么是效應(yīng)系數(shù)?效應(yīng)有哪些好處和壞處?

陽極效應(yīng)系數(shù)是每日分?jǐn)偟矫颗_槽子上的陽極效應(yīng)次數(shù)。即每槽每日發(fā)生的效應(yīng)次數(shù)。

陽極效應(yīng)在鋁電解生產(chǎn)中有一定好處：

(1)效應(yīng)發(fā)生時，電解質(zhì)對炭粒濕潤不良，可使炭渣從電解質(zhì)中分離出來，使電解質(zhì)的比電阻下降，從而可降低槽電壓。

(2)陽極效應(yīng)所產(chǎn)生的熱量有60％可用于溶解氧化鋁有助于控制槽內(nèi)沉淀數(shù)量。

(3)補(bǔ)充電解槽熱量的不足。

陽極效應(yīng)過多對鋁電解生產(chǎn)不利方面：

(1)浪費大量電能。

(2)增加氟化鹽的揮發(fā)損失。

(3)效應(yīng)頻繁會影響系列電流的波動下降，從而影響系列中其它槽的產(chǎn)量和使溫度下降。

60、不正常的陽極效應(yīng)主要有哪幾種?如何處理?

(1)暗淡效應(yīng)：電壓過低，指示燈微紅，有時還閃爍。這種槽子電解質(zhì)溫度高而不干凈，極距過低。處理這種效應(yīng)不要急于熄滅，可適當(dāng)抬高陽極，加一些冰晶石或電解質(zhì)塊．將溫度降下去，待炭渣分離出來后撈出炭渣再熄滅。

(2)閃爍效應(yīng)：這種效應(yīng)電壓很高而擺動，指示燈明亮而閃爍，其原因是槽內(nèi)鋁液在磁場變化的影響下，發(fā)生波動并與陽極底掌發(fā)生瞬間短路而造成的。電解槽具有下列情況之一時最易發(fā)生閃爍效應(yīng)，爐膛內(nèi)形不規(guī)整，陽極底掌有突起部分或炭塊，電解質(zhì)溫度過低，電解質(zhì)量極少，極距也低， 處理這種效應(yīng)，應(yīng)查明原因，對癥下藥，如極距和溫度過低，將陽極抬起，加些冰晶石，鋁水平過高時可抽出一部分，待溫度上來后即可熄滅。如是爐膛不規(guī)整或陽極長包的原因，也要將陽極抬起。局部過空的地方用電解質(zhì)塊砸好，或往槽內(nèi)灌液體鋁消除槽底鋁液波動，或處理陽極長包處，等電壓穩(wěn)定，溫度合適之后再熄滅。

(3)瞬時效應(yīng)；電解槽發(fā)生的效應(yīng)一來即自動回去，有時還會反復(fù)出現(xiàn)幾次，稱瞬時效應(yīng)。這種效應(yīng)多發(fā)生在電解質(zhì)水平和溫度低、沉淀多的電解槽上，有時在系列降電流或停電后恢

復(fù)供電的情況下也容易出現(xiàn)。其主要原因是發(fā)生效應(yīng)時由于瞬時加熱以及鋁液的波動攪起部分沉淀溶于電解質(zhì)中，同’時又因鋁溶波動與陽極底掌瞬時短路，使效應(yīng)自動熄滅。如反復(fù)出現(xiàn)幾次，應(yīng)抬高陽極，使電壓穩(wěn)定，待溫度適當(dāng)時即可熄回。

(4)提前或滯后效應(yīng)：提前效應(yīng)一般發(fā)生在冷槽，主要因電解質(zhì)溫度低，溶解氧化鋁能力減小，但由于溶解不了而形成沉淀，故提前來效應(yīng)。滯后效應(yīng)多發(fā)生在熱槽上，因溫度高，二次反應(yīng)增加，而且容易化爐幫和沉淀，相對增加了電解質(zhì)中的氧化鋁含量，因而效應(yīng)推遲。處理方法：一種是提高電解質(zhì)溫度和水平，改善操作方法，防止效應(yīng)．另一種是找出溫度高的原因，及時調(diào)整處理，使溫度轉(zhuǎn)入正常。

6l，無效應(yīng)加工有幾種方法?試詳述之，正常情況下采用哪一種加工方法?

目前鋁廠普遍采用的無效應(yīng)加工有以下四種加工方法：

(1)大加工；就是把確定好的加工面殼全部打開，打到邊和角，把面殼塊扒到爐幫上口靠住。這種加工方法下料多，散熱量大，要求操作迅速，多適應(yīng)于爐膛未建立或上口過空的電解槽上。在電解質(zhì)水平和溫度偏高而爐膛規(guī)整的電解槽上也可采用。

(2)邊部加工；邊部加工是普遍采用的一種正常加工方法。該法實質(zhì)上是不打掉和陽極連接的面殼，只打靠近槽沿板邊部的面殼，其寬度15～20cm，然后加料，重新結(jié)成新殼，該方法特點是；工作量小，下料量少，散熱量小，槽溫比較穩(wěn)定，能促進(jìn)爐底沉淀的熔化和上口爐幫的維護(hù)，對勤加工少下料的操作制度非常適用。

(3)壓殼加工；與邊部加工類似。打殼寬度更窄些，然后將靠陽極的面殼壓塌，使大塊面殼傾斜或浮在電解質(zhì)表面上，然后添加氧化鋁復(fù)蓋，重新結(jié)殼。適于爐膛規(guī)整，槽溫較低或爐膛見長，沉淀多電解質(zhì)水平低的電解槽上。這種方法是使電解質(zhì)涮面殼，減少溫度波動和減少沉淀的形成。

(4)局部和分段加工；也稱調(diào)槽，電解槽局部爐幫熔化厲害，上口過空或某處沉淀較多或某處電解質(zhì)沸騰很差，或陽極某處氧化嚴(yán)重，或防止效應(yīng)的提前發(fā)生等，都是采用這種方法來臨時調(diào)整或處理，正常情況下采用邊部加工方法。

62、出鋁時有哪些主要注意事項?

(1)出鋁前應(yīng)與微機(jī)聯(lián)系，

(2)出鋁速度要與降陽極的速度密切配合好，防止出鋁過快，而使陽極與電解質(zhì)脫離，造成斷路事故，以確保安全正常生產(chǎn)。

(3)出鋁前必須仔細(xì)檢查槽子的結(jié)殼、伸腿與沉淀，防止壓槽。

(4)按任務(wù)數(shù)出鋁，要求出鋁準(zhǔn)確。

(5)打好出鋁口，避免上電解質(zhì)，防止沉淀堵管和化出鋁管。

(6)出鋁后要通知微機(jī)，以便按要求控制電壓。

63、如何更換陽極，操作上應(yīng)遵循哪些基本原則及注意事項(或操作程序)?說出我廠的預(yù)焙陽極更換順序。

(1)陽極更換操作應(yīng)遵循以下原則及注意事項(或主要操作程序)。

①找出該換極的槽號與極號，要求換下的陽極不能露“大餅”，不涮爪頭。

②為確保各陽極組能均勻的分擔(dān)電流，使電流均勻分布，要采用交叉法更換陽極。

a、相鄰的陽極要錯開更換時間，并要把時間隔得長些。

b、要使兩邊陽極橫母線分擔(dān)的電流接近相等，承擔(dān)重量大致均衡。

③所換新陽極的陽極底掌比舊極的要高出1.5----2cm，底掌不得傾斜。

④擦拭大母線及陽極導(dǎo)桿相接觸表面的油漬和積灰,保證二者接觸良好并打緊卡具。

⑤將落入槽內(nèi)的面殼塊，氧化鋁沉淀撈凈，并檢查鄰極工作狀況。

⑥換上的新極應(yīng)及時蓋保溫料。

(2)我廠的200KA系列陽極更換順序是：

附表：商丘鋁廠200KA預(yù)焙槽換極周期表（28天）

序號 1 5 9 13 17 21 25 27 3 7 11 15 19 23

極號 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A 10 A 11 A 12 A 13 A 14

極號 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B 11 B 12 B 13 B 14

序號 16 20 24 28 4 8 12 14 18 22 26 2 6 10

64、鋁電解正常生產(chǎn)時期，為什么分子比會升高?引起分子比升高的原因有三：

(1)原料中雜質(zhì)對電解質(zhì)成分的影響：在電解生產(chǎn)中所用的氧化鋁、氟化鹽和陽極中都含有一定數(shù)量的雜質(zhì)成分，如H2O、Na2O、SiO2、CaO、MgO、SO2等，這些雜質(zhì)均分解氟化鋁或冰晶石，使電解質(zhì)中氧化鋁和氟化鈉增加，分子比增高。其中Na2O、H2O 、SiO2影響最大。

(2)電解質(zhì)的揮發(fā)損失影響；在正常生產(chǎn)中，從電解質(zhì)表面揮發(fā)的蒸氣中絕大部分是氟化鋁，溫度越高損失越大，從而 電解質(zhì)中氟化鈉相對增加則分子比升高。

(3)添加劑對分子比的影響；在電解質(zhì)分子比小于3的情況下，添加MgF2時MgF2與Na3AlF6反應(yīng)生成NaMgAlF6和NaF，使分子比升高。

65、如何調(diào)整分子比?試述正確添加A1F3的方法，應(yīng)注意什么?

分子比高時，添加氟化鋁加以調(diào)整。分子比低時，添加氟化鈉或純堿加以調(diào)整。

氟化鋁添加方法：氟化鋁應(yīng)添加在氧化鋁面殼層的中間部位，即在加工后先加一層氧化鋁后，將氟化鋁均勻地撒在薄殼上，然后再加保溫料。下次加工時，可以不扒料，氟化鋁隨面殼一起打入槽內(nèi)。

添加氟化鋁注意事項：

(1)氟化鋁不能加在電解質(zhì)液面上，也不要加在火眼和陽極附近。

(2)出鋁前加工不宜加氟化鋁。

(3)為了減少氟化鋁損失，可將氟化鋁與冰晶石混合使用，氟化鋁在電解槽出鋁后的首次加工時添加最好，平時可在電解槽小頭加工時添加。

74、什么是電量?其單位是什么?

物體所帶的電荷的量值，稱為電量。

電量的單位是庫侖。它是1安培電流在1秒鐘內(nèi)所輸送的電量。1庫侖＝1安培*秒

75、什么是化學(xué)當(dāng)量及克當(dāng)量?鋁的化學(xué)當(dāng)量及克當(dāng)量是多少?

化學(xué)當(dāng)量是某元素的原子量被該元素的原子價相除所得的商。其公式為；化學(xué)當(dāng)量＝原子量÷原子價

以克為單位的化學(xué)當(dāng)量叫做克當(dāng)量。

鋁的原子量為26.98154，原子價為3

鋁的化學(xué)當(dāng)量＝26.98154÷3=8.9938

鋁的克當(dāng)量即為8.9938克。

76、什么是法拉第定律?

1933年法拉第首先發(fā)現(xiàn)在水溶液和熔融鹽電解中，通過電解槽的電量與在電極上析出的物質(zhì)有一定的數(shù)量關(guān)系，并把這種關(guān)系用定律形式確定下來，這一定律就被稱為法拉第定律。它的內(nèi)容是；

(1)在電極上析出的物質(zhì)的數(shù)量與通過電解質(zhì)的電量成正比，也就是與通過的電流強(qiáng)度和通電時間成正比。

(2)在電解質(zhì)中通過一定的電量所析出的物質(zhì)數(shù)量與其化學(xué)當(dāng)量成正比。

(3)電解過程中，在電極上析出1克當(dāng)量的任何物質(zhì)所通過的電量均為96485庫侖，也稱為1法拉第，即

l法拉第=96485庫侖

法拉第定律的公式為M=K×I×t

式中：M一理論上析出物質(zhì)的重量(克)

K一該物質(zhì)的電化當(dāng)量，或稱電化學(xué)常數(shù)(克／安培時)

I一通過的電流(安培)

t一通電的時間(小時)

77、什么是電化當(dāng)量?試計算鋁的電化當(dāng)量?

電化當(dāng)量是通過1安培小時電量時，理論上應(yīng)析出物質(zhì)的重量(克)。

按照法拉第定律，在電解過程中通過1法拉第電量，理論上析出1克當(dāng)量鋁。

1法拉第=96485庫侖=96485安培·秒

安培·秒單位太小，工業(yè)上用安培·小時表示則

1法拉第= 96485/3600=26. 8安培·小時

按照第2題1克當(dāng)量鋁為26．98154/3＝8.9938克

鋁的電化當(dāng)量K=8.9938/26.8=0.3355克／安培·小時

78、鋁的理論產(chǎn)量如何計算?列出它的計算公式?

按照法拉第定律，任何物質(zhì)理論上應(yīng)析出的重量為：

M= k×I ×t

根據(jù)第4題鋁的電化當(dāng)量為0.3356克／安培·小時 則鋁的理論產(chǎn)量計算公式為

M＝0．3356 × I × t

其中t = 24 × 生產(chǎn)槽日

79、什么叫鋁電解的電流效率?它的計算公式是什么?

在鋁電解過程中，實際生產(chǎn)出的鋁重量，即實際產(chǎn)量總是低于理論產(chǎn)量。我們把鋁電解的電流效率定義為實際產(chǎn)量除以理論產(chǎn)量的百分比，其公式是

η=M實/M理×100%

式中 η一為電流效率(％)

M實一鋁的實際產(chǎn)量(公斤或噸)

M理一鋁的理論產(chǎn)量(公斤或噸)

上述公式也可以下式表示：

η=M實/(0.3355×I×t) ×100%

如果確定了電流效率η，則實際產(chǎn)量可以下式表達(dá)

M實=0.3356×I×t×η

80、某生產(chǎn)大組共有22臺電解槽，平均電流強(qiáng)度為

83000A，槽電流效率為92.5％，問一個月(30天)該大組實產(chǎn)多少噸鋁?

解：已知I：75000A , t＝24×30×22(小時) η＝92.5％

由公式可知M實=0.3355×I×t×l0-3

=0.3355×83000×24×30×22×92.5％× l0-6

=408.01 (噸)

一個月(30天)該生產(chǎn)大組的實際產(chǎn)鋁量408.01噸。

81，某電流強(qiáng)度為200KA的生產(chǎn)大組，共有16臺電解槽，其中一臺槽子某月(30天)僅生產(chǎn)10天，這個大組該月的實際產(chǎn)鋁量為697.08噸，問該大組的電流效率是多少?

解，已知: I=200000A

t=15×24×30 ＋ 24×10(小時)=10824(小時) /M實=679.08噸

該大組的理論產(chǎn)量

M理 = 0.3355×I×t× l0-6= 0.3355×200000×10824× l0-6= 726.29噸

η＝M實/M理=679.08/726.29×100%=93.5%

該大組的電流效率是93.5%。

82、什么是電解鋁的電流效率?為什么把電流效率看作鋁生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)?

所謂電流效率就是在電解過程中實際的鋁產(chǎn)量與同樣條件下(電流強(qiáng)度和時間)鋁的理論產(chǎn)量之比的百分?jǐn)?shù)。 把電流效率看作鋁生產(chǎn)的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的主要原因是，

①鋁的實際產(chǎn)量與電流效率有關(guān),若電流效率提高，在相同條件下(電流強(qiáng)度、時間)電解槽的實際產(chǎn)量就可以提高，反之鋁的實際產(chǎn)量就降低。

②直流電耗與電流效率有關(guān)，若電流效率提高，鋁的直流電耗就降低，反之鋁的直流電耗就增加。由此可見，電流效率提高與降低鋁的成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著密切的關(guān)系。

③電流效率的高低與鋁電解生產(chǎn)的各種工藝參數(shù)關(guān)系重大，因此它是衡量鋁電解生產(chǎn)是否正常、技術(shù)條件是否平穩(wěn)合理的主要標(biāo)志，因此，電流效率是鋁電解生產(chǎn)的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

83、造成鋁電流效率降低的本質(zhì)是什么?其主要因素有哪幾方面?

造成鋁電流效率降低的本質(zhì)是鋁的損失，其主要因素是；①鋁的溶解與損失，已經(jīng)析出的鋁有一部分重新溶解在電解質(zhì)中被再氧化，屬于化學(xué)損失，這是電流效率降低的主要原因。

②高價離子與低價離子的循環(huán)轉(zhuǎn)換。

③電流損失， 陰陽極之間局部短路，溶解在電解質(zhì)內(nèi)呈元素狀的鋁和鈉的電子導(dǎo)電等均屬電流損失。

④其他損失如機(jī)械夾雜損失等。

84、影響電流效率的因素有哪些?

影響電流效率的因素有：

①電解質(zhì)溫度；目前工業(yè)電解槽電解質(zhì)溫度一般保持在 940—960℃之間。電解質(zhì)溫度升高將導(dǎo)致已經(jīng)電解出來的鋁在電解質(zhì)中的溶解度增大，溶解后擴(kuò)散速度加快等，增加鋁的損失，降低電流效率。據(jù)試驗測定電解質(zhì)溫度每升高10℃電流效率降低1～2％。反之電解質(zhì)溫度過低時電解質(zhì)發(fā)粘，鋁與電解質(zhì)的分離不好，氧化鋁溶解度降低，槽內(nèi)沉淀增多，電阻增大，電壓上升，最終導(dǎo)致由冷槽轉(zhuǎn)為熱槽，同樣電解效率也會降低。因此在不破壞正常生產(chǎn)的熱平衡條件下，保持低溫操作是提高電流效率的關(guān)鍵，正常生產(chǎn)的電解質(zhì)溫度比電解質(zhì)的初晶溫度高15—20℃，降低電解質(zhì)溫度的有效方法是降低電解質(zhì)的初晶溫度，初晶溫度的降低可以采用弱酸性電解質(zhì)和適當(dāng)添加氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰等添加劑來實現(xiàn)。

②槽電壓與極距。

在其他條件不變的情況下，槽電壓的大小就表示極距的高低，在溫度不升高的條件下極距增加電流效率提高，但極距足夠大時，再增加極距，電流效率提高的并不明顯，而且因極距增加，使電解質(zhì)電壓降增大，槽電壓升高，電耗增大，槽溫升高，反過來影響電流效率。因此，不能單純用提高電壓的辦法來提高極距，而應(yīng)通過改善電解質(zhì)成分，清潔電解質(zhì)，降低電解質(zhì)的比電阻等的辦法來提高極距，一般情況下電解槽的極距在4～5cm之間。

③電解質(zhì)成分比影響。

a)分子比的影響；電解質(zhì)分子比大于3時，一方面由于加強(qiáng)了鋁自氟化鈉中取代鈉的反應(yīng)，另一方面氟化鈉過剩又大大增加了鈉離子放電的可能性，再者電解質(zhì)初晶溫度高，因此，電流效率降低。分子比小于3時，電解質(zhì)的初晶溫度低，可降低電解溫度；鈉離子在陰極上放電的可能性小；增加鋁液同電解質(zhì)異面的表面張力，減少鋁在電解質(zhì)中的溶解度，對提高電流效率有利。電解質(zhì)中含有大量過剩的氟化鋁時，可能增加鋁的損失，降低了電流效率。另一方面低分子比容易產(chǎn)生沉淀，低分子比電解質(zhì)的揮發(fā)厲害，增大氟化鹽的消耗。目前我國鋁電解生產(chǎn)多采用弱酸性電解質(zhì)，分子比為2.2----2.4。

b)氧化鋁濃度的影響，提高氧化鋁濃度，可降低電解質(zhì)的初晶溫度，減少鋁的溶解損失量，能夠防止在陰極上析出鈉，有助于提高電流效率。氧化鋁濃度高時導(dǎo)電率小，電解質(zhì)粘度增加，槽內(nèi)沉淀可能增加，容易造成病槽，對電流效率不利。目前我國大多采用2---8%的氧

化鋁濃度進(jìn)行電解。

c)添加劑對電流效率的影響， 目前可供選擇的添加劑有氟化鎂，氟化鈣、氟化鋰等，這些添加劑都具有降低電解質(zhì)初晶溫度的作用，有利于實現(xiàn)低溫操作，因此都具有提高電流效率的作用。

④鋁液水平與電解質(zhì)水平。

由于鋁的導(dǎo)電熱性好，因此保持較高的鋁液水平，可以使陽極底部熱量散發(fā)出來，有利降低槽溫，又能使周圍形成堅實的爐膛，收縮鋁液鏡面，提高陰極電流密度，這兩者都有利于提高電流效率，但保持過高的鋁液水平，不僅操作困難，熱散失過多會造成槽底結(jié)殼增厚，爐底電壓降升高，因此，必需保持適當(dāng)?shù)匿X液水平。電解質(zhì)水平是槽內(nèi)電解質(zhì)量多少的標(biāo)志，電解質(zhì)水平高，則電解質(zhì)量大，熱穩(wěn)定性好，氧化鋁溶解多，但電解質(zhì)水平過高不僅使陽極埋入電解質(zhì)過深，同時又易熔化側(cè)部爐幫，不利于提高電流效率，而電解質(zhì)水平過低時，則熱穩(wěn)定性差，氧化鋁溶解少，不易操作易產(chǎn)生大量沉淀。因此，要根據(jù)生產(chǎn)實際保持適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)水平與鋁水平。除此之外，電流密度、爐膛內(nèi)型以及槽齡、加工方法等均與電流效率有關(guān)。

85、提高電解鋁產(chǎn)量的途徑有哪些?

提高電解鋁產(chǎn)量的途徑有三點：

①提高電流強(qiáng)度，在條件許可或者創(chuàng)造條件，增大電流強(qiáng)度可增加鋁的產(chǎn)量。

②增加生產(chǎn)槽數(shù)，電解系列內(nèi)在剩余電壓允許的條件下，增加生產(chǎn)槽數(shù)就可提高產(chǎn)量，增加系列內(nèi)電解槽的數(shù)量，以增加鋁的產(chǎn)量。

③提高電流效率，電流效率的提高不僅增加鋁的產(chǎn)量，而且能降低電耗和原料消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

86、某系列電流強(qiáng)度為200KA，有130臺工作電解槽，若電流效率由93提高到93.5％時，問每年可增加多少噸鋁?

解；已知I＝200000 A, η1=93%，η2=93.5%

由公式可知，

M1=0.3355×200×24×365×130×93%×10-3

M2=0.3355×200×24×365×130×93.5%×10-3

M增= M2 －M1=0.3355×200×24×365×130×(93.5-93)%×10-3 =382.067(噸)

電流效率由93%提高到93.5%時,每年可增加382.067噸鋁。

87，什么是鋁的直流電耗，構(gòu)成直流電耗的兩大因素是什么?并寫出計算公式?

鋁的直流電耗是指每生產(chǎn)一噸鋁所需的直流電的kwh數(shù)。構(gòu)成直流電耗的兩大因素是電解槽平均電壓和電流效率，其公式是：

直流電耗＝V/(0.3355×η) ×103 ( kwh/TAl)

或：直流電耗=2980.6×V/η

式中，V=平均電壓(伏)， η=電流效率％

88、電解槽平均電壓有哪幾部分構(gòu)成?

電解槽平均電壓包括:電解槽工作電壓△V槽，效應(yīng)電壓△V效應(yīng)，聯(lián)結(jié)母線電壓△V線路三部分，其中電解槽工作電壓包括電解槽極化電壓(也稱反電勢)E極化，陰極電壓降△V陰，陽極電壓降△V陽，電解質(zhì)電壓降△V質(zhì)，母線電壓降△V母。

V平均= E極化 △V陰 △V陽 △V母線 △V質(zhì) △V效 △V線路

V槽= E極化 △V陰 △V陽 △V母線 △V質(zhì)

90、某電解槽的工作電壓為4.180伏，某班出鋁若保持0.1伏，一個小時降到正常，出鋁前發(fā)生一次效應(yīng)，效應(yīng)電壓34.05伏，持續(xù)時間為3分鐘，問出鋁的當(dāng)班平均電壓為多少?(6小時工作制)

巳知△V槽＝4.18伏，V出鋁=0.1伏 V效＝34.05伏

V平均＝4.18 0.1×1/6 (34.05-4.18) ×3/(60×6) =4.222 V

平均電壓為4.222伏。

89、某臺電解槽平均電壓為4.185伏，問當(dāng)電流效率由91％提高到92.5％時直流電耗降低多少kwh?

解；已知V＝4．185V, η1＝91％, η2＝92.5％

由公式可知，

W1=V/(0.3355×91%)×103＝13593( kwh)

W2=V/(0.3355×92.5%)×103＝13485 (kwh)

△W=W1- W2＝108( kwh)

噸鋁直流電耗可降低108( kwh)

90、試述降低鋁電解直流電耗的途徑有哪些?

答；降低直流電耗的途徑主要有提高電流效率和降低平均電壓兩個方面，如何提高電流效率見第85題，降低電解槽的平均電壓的主要途徑有：

①降低極化電壓，極化電壓是氧化鋁分解電壓與兩極過電壓之和，其中陰極過電壓很小，而陽極過電壓則很大，增加氧化鋁濃度，提高分子比，向電解質(zhì)中添加氟化鈣、氟化鋁等均能降低極化電壓。

②降低電解質(zhì)電壓降，電解質(zhì)電壓降占平均電壓的主要部分約占25～40％，潛力較大，一般情況下每降1毫米極距，電解質(zhì)電壓降約降低30—40毫伏，噸鋁可節(jié)電100kwh以上，但在實際生產(chǎn)中對降低極距都采取慎重的態(tài)度，因為極距過低將使電解槽失去熱平衡，導(dǎo)致病槽，降低電流效率。因此，只能在保持正常生產(chǎn)的條件下盡可能保持適當(dāng)?shù)偷臉O距，在實際生產(chǎn)中切實可行的就是降低電解質(zhì)比電阻，例如向電解質(zhì)中添氯化鈉和氟化鋰均能在降低電解質(zhì)初晶溫度的同時提高導(dǎo)電率。另外保持電解質(zhì)的干凈，減少炭渣含量等也能降低電解質(zhì)的比電阻。

③降低陽極電壓降；預(yù)焙陽極電壓降有以下幾部分組成；

a、鋁導(dǎo)桿一鋼爪壓降，采用爆炸焊接可降低接觸點電壓降。

b、鋼爪壓降。

c、鋼爪一炭塊壓降；降低陽極電流密度，提高炭塊質(zhì)量外，改善鋼爪一炭塊間的接觸電壓降，具有很大潛力，我廠通過模式與調(diào)優(yōu)技術(shù)，改進(jìn)磷生鐵成分降低鐵炭接觸壓降，取得較好效果。

d、炭塊壓降。

④陰極電壓降(又稱爐底電壓降)指槽內(nèi)鋁液至陰極鋼棒的電壓降：包括

a、鋁液一炭塊間接觸電壓降。

b、陰極炭塊。

c、陰極炭塊與陰極鋼間接觸電壓降：由于炭塊和陰極鋼棒本身電壓降，主要取決于材料性質(zhì)斷面和長度，在正常生產(chǎn)時已成定值，在生產(chǎn)過程中減少爐底沉淀，防止形成結(jié)殼等可降低陰極電壓降，采用新型的陰極材料如半石墨化陰極炭塊及硼化鈦涂層等都可降低陰極電壓降。

⑤導(dǎo)電母線電壓降，在設(shè)計上縮短導(dǎo)電部分的長度和加大母線斷面，使它的電流密度降低，以減少電壓降損失。另外降低陰極母線溝溫度對降低陰極母線壓降是很重要的，必須保持母線溝的整潔，不使氧化鋁和電解質(zhì)等掉入母線溝內(nèi)埋住母線。

⑥降低陽極效應(yīng)系數(shù)，縮短效應(yīng)時間。因為利用效應(yīng)可檢查電解槽生產(chǎn)狀態(tài)和加熱電解槽，清除炭渣的有益作用，但它同時又浪費大量電能、人力和原材料的消耗。因此，應(yīng)盡可能保

持低的效應(yīng)系數(shù)并縮短效應(yīng)時間，除此之外縮短線路減少損耗等均能在一定程度上節(jié)約電能。

91、電流強(qiáng)度為200KA的電解廠房，共有130臺生產(chǎn)槽，若效應(yīng)系數(shù)為0.5／槽·日，效應(yīng)時間由原來的4分鐘降到3分鐘，問每天可節(jié)約多少電(效應(yīng)電壓為34伏，電解槽工作電壓4.2V)。

W=200000×(34－4)×(4－3)×0.5×130×10-3÷60=6500kwh

每天可以節(jié)電6500kwh。

92、試計算A12O3的理論單耗

解：單耗為P

Al2O3→2Al 1.5O2

102 54

P 1000

P：1000=102：54

P=102*1000/54=1889（公斤/T-Al）

Al2O3的理論單耗為1889kg/T-A1。

93、試計算炭素陽極的理論單耗?(全部生成CO2)時．

解：設(shè)每生產(chǎn)1000kg鋁需消耗Pkg炭素陽極

Al2O3 1.5C → 2Al 1.5 CO2

18 54

P 1000

P:1000=18:54

P=18×1000/54=333.3 (公斤/T-Al)

94、目前我廠氧化鋁的單耗為多少?為什么遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值，如何降低氧化鋁的單耗?

目前我廠氧化鋁的理論單耗約為1918kg/T-Al以下，實際消耗高的原因是機(jī)械損失包括運輸、吹料，下料、封料等環(huán)節(jié)會出現(xiàn)飛揚損失，換陽極時帶走的氧化鋁，打掃衛(wèi)生時掃入地溝的氧化鋁、沉淀、爐底結(jié)殼等都造成氧化鋁損失，為減少氧化鋁的消耗應(yīng)做好以下工作，控制好氧化鋁的粒度不應(yīng)過細(xì)，下料時陽極上封料等都要減少飛揚，加工時應(yīng)關(guān)好窗戶，換陽極時舊極上的料要扒凈，殘極上的氧化鋁要清理干凈，控制好沉淀，防止沉淀過多和沉淀變硬等，定期清理地溝并對停槽的料要回收。

95、碳陽極消耗大于理論值的原因及減少消耗的途徑。

碳陽極消耗大于理論值的原因是：

①實際鋁電解生產(chǎn)中電流效率達(dá)不到100％，生成的氣體大部分是CO2，還有少部分CO。

⑧機(jī)械損耗：陽極上的炭粒沒有參與反應(yīng)即脫落進(jìn)入電解質(zhì)內(nèi)成為炭渣．

③在高溫下直接與空氣接觸被氧化．

④預(yù)焙陽極掉塊，爪頭脫落，爪頭化掉等；

⑤殘極。

減少炭素陽極的消耗的途徑有：

①提高電流效率。

②提高炭素材料機(jī)械強(qiáng)度及抗氧化性能減少掉塊及氧化。

③保持陽極工作正常，防止陽極過熱，封好陽極保溫料，防止電解質(zhì)上面的陽極與空氣接觸，減少氧化。

④加強(qiáng)對陽極的檢查，防止過厚的陽極就換掉，保證陽極使用周期，在保證不涮爪頭、不露大餅的條件下延長陽極使用周期。

96、從理論上講氟化鹽消耗嗎?如果消耗其原因是什么?如何降低消耗?

從理論上講氟化鹽并不消耗，但在實際生產(chǎn)中槽內(nèi)電解質(zhì)經(jīng)常減少，要不斷補(bǔ)充氟化鹽，每噸鋁約消耗30---40kg，其主要原因是由于電解質(zhì)溫度高造成氟化鹽(主要是氟化鋁)的揮發(fā)損失，及原料中的水分和新質(zhì)造成氟化鹽分解等。

為減少氟化鹽的消耗應(yīng)采取如下措施；

①控制效應(yīng)系數(shù)和效應(yīng)時間，因為效應(yīng)時電壓升高，電解質(zhì)溫度升高、殼面打開，電解質(zhì)敞開氟化鹽揮發(fā)明顯增加。

②保持加工質(zhì)量，防止?fàn)t面過高，防止加工時跑電解質(zhì)和漏爐。

③換陽極舊極上的面殼塊要清 凈，防止隨舊極一起吊走。

④停槽時盡量把電解質(zhì)塊扣干凈，防止大量電解質(zhì)做為清爐料拉走，

⑤添加氟化鹽過程中應(yīng)減少飛揚，應(yīng)先把爐面上的料扒凈，把氟化鹽均加到殼面上，然后再用氧化鋁封好。

⑥減少爐底沉淀，扒好出鋁口，防止出鋁時把沉淀吸走；

⑦撈炭渣時不能將電解質(zhì)面殼塊撈出，電解質(zhì)太粘時不要撈，時間不能拖得太長。

⑧穩(wěn)定技術(shù)條件，保持低溫生產(chǎn)。

97、如何計算原鋁產(chǎn)量?

原鋁產(chǎn)量是指鋁電解生產(chǎn)單位或生產(chǎn)電解槽所出的鋁液數(shù)量，是鋁電解車間的中間產(chǎn)品，也是鋁電解生產(chǎn)單位計算電流效率和各項單耗指標(biāo)的基礎(chǔ)，原鋁產(chǎn)量等于該時間內(nèi)的出鋁量的總和扣除借鋁后的凈產(chǎn)量。

98、如何計算商品鋁產(chǎn)量？

商品鋁產(chǎn)量是原鋁鑄造單位的最終產(chǎn)品數(shù)量，是經(jīng)過檢驗部門檢驗合格，包裝入庫或已辦理入庫手續(xù)的產(chǎn)品。一般情況下，商品鋁產(chǎn)量等于原鋁產(chǎn)量減去鑄造過程損耗量的差額。

99、某電解大組某月生產(chǎn)的原鋁質(zhì)量及重量如下，試計算該月70級以上率為多少?

Al99.85167噸; Al99.80134 噸 Al99.70 378噸

Al99.6034 噸; Al99.5013噸Al99.000噸

解：(167 134 378)/(167 134 378 34 13)*100%=579/626 =92.49%

該月70級以上率為92.49%。

100、降低鋁成本的途徑有哪些?

答：降低鋁成本的途徑有：

①努力提高機(jī)械化和自動化水平，鋁電解生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化程度水平愈高，愈能取得良好經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率，降低鋁的成本。

②提高設(shè)備利用率，努力增加鋁的產(chǎn)量，提高設(shè)備利用率首先是增加電解槽的開槽率，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，延長電解槽的使用年限和降低設(shè)備的檢修率，這樣既能降低固定資產(chǎn)基本折舊費和大、中、小修理費用的消耗，又能增加鋁的產(chǎn)量，從而降低鋁的成本。

③努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，原鋁質(zhì)量好，生產(chǎn)成本隨之下降，增加經(jīng)濟(jì)效益，能打開銷路，減少積壓，成本也有降低。

④加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)管理，實行經(jīng)濟(jì)核算，有利于降低鋁的成本。