文档介绍：铝电解的工作原理
电解质:冰晶石—氧化铝融盐,
电流:直流电(4~22kA);
电解温度:950~970℃;
电极:阴、阳极均为碳质,阴极上析出铝、而阳极上析出CO2(70%)和CO(30%)气体;
电解总反应:
2Al2O3(aq)+3C(s)=4Al(l)+3CO2(g)
铝电解槽
:
Al3+(配离子)+3e=Al
配离子解离,配离子同时放电;
分子比、温度、Al2O3浓度,阴极电流密度
铝钠析出电位差值减小,可能导致钠离子放电;
采用酸性电解质体系,较低的电解温度,尽可能大的Al2O3浓度,良好的传质以防阴极上N a+过度积累而放电。
:
2O2-(配离子)+C-4e=CO2
配位阴离子中的氧离子在炭阳极上放电析出O2,而后与C反应生成CO2;
炭渣的存在,CO2气体渗入阳极孔隙与C再反应,溶解在电解质中的铝再氧化等因素导致气体非纯CO2,而是CO+CO2的混合物。
铝电解机理——两极过程
铝电解生产流程图
铝电解槽的发展和现状
三个发展阶段:
   铝电解工业初期的小型预焙电解槽;
   20世纪20~40年代,相继采用旁插棒式自焙阳极和上插棒式自焙阳极;
   50年代后大型预焙阳极。
初期:电流强度为4~8kA的小型预焙阳极电解槽,产铝量为20~40kg/d;电能消耗为42kW·h。
目前:电流强度达到了17~22kA的大型化各种类型阳极电解槽,产铝量为1200~1500kg/d;·h左右。
铝电解槽的发展从19世纪末至今已经有了一百多年的历史。
现状:现代铝工业有四种型式的槽型。自焙阳极电解槽,有旁插式和上插式两种。
预焙阳极电解槽,有不连续式(中部打壳式和边部打壳式)和连续式两种。
新型的有多电解槽,采用氯化铝为电解质,预示着铝电解槽的发展将进入新阶段。
铝电解槽的构造及技术参数
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。
自焙槽
优点:
阳极可连续使用;
不需专门工厂进行阳极成型,焙烧,装爪等。缺点:
烟害大;
~,电耗比预焙槽高约1000度;
上插棒槽的上部金属结构比较复杂,机械化程度,投资大。
氧化铝下料装置立体图
氧化铝下料装置剖面图
四种型式阳极的比较