电解铝

2024年3月1日发(作者：与我同行作文)

11、冰晶石熔剂的作用是什么?

答：冰晶石作为电解铝的熔剂；它的作用是：第一能较好地溶解氧化铝，并且所构成的熔体可在纯冰晶石熔点以下进行电解，并且流动性较好；第二在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比铝液密度要小10％，故电解出来的铝液能沉积在电解液下面的阴极上，这样可减少铝的氧化损失，又大大简化了铝电解槽的结构；第三，冰晶石具有良好的导电性；第四，冰晶石中不含有电位顺序比铝更正电性的金属杂质，能保证产品铝的质量，目前，冰晶石还是铝电解生产中最理想的一种熔剂。

12、铝电解为什么采用炭阳极?

答；在铝电解过程中，高温且具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接同电极接触。作为导电的阴阳两极的各种材料中，既能良好导电，又能耐高温，抗腐蚀、同时价格又低廉的唯有炭素材料。因此铝工业生产都采用炭素材料作两极。

13、系列电流是怎样流经电解槽的?

答：系列中的电解槽均是串联形式，直流电从整流的正极经铝母线送到第一台电解槽的阳极，然后经过电解质和铝液层导致到阴极，而又通过大母线导入第二台电解槽的阳极，这样依次类推，从最后一台电解槽阴极出来的电流又经大母线回到整流器的负极，使整个系列成为一个封闭的串联线路。

15、目前，在铝工业生产上的电解槽按阳极结构型式可分为多少种?

电解槽按阳极结构型式可分为两大类四种型式。

1）自焙阳极电解槽 a、旁插棒式 b、上插棒式

2）预焙阳极电解槽 a、连续式 b、不连续式

16、工业铝电解槽的构造有哪些?

答：工业铝电解槽的构造，主要包括阴极装置、阳极装置、母线装置、绝缘装置和集气装置。

17、预焙槽的阳极装置有哪些构成?

答：位于阴极槽体之上的阳极及附属部件结构均属阳极装置。预焙槽的阳极装置是由阳极炭块组和阳极提升机构组成。而阳极炭块组又由炭块、钢爪和铝导杆三部分构成．

18、预焙槽比自焙槽有哪些优点?

答；现在，世界上的预焙槽都向着大型化和现代化方向发

展，说明它具有明显的优越性：①预焙槽容量大，单槽产量增加，劳动生产率显著提高。②能源利用率有明显提高，阳极电压降低，电流效率高，吨铝电耗低。③生产中烟尘少，便于采用干法或湿法净化回收。④可实现高度的机械化和电子计算机的自动控制。

19、电解槽的槽型按阴极槽体结构可分为哪两种型式?

可分为有底槽和无底槽。

我们厂的电解槽的阴极槽体结构都属于有底槽。

20、什么叫电解糟的“伸腿”?

在电解槽内，电解质疑固在侧部形成的斜坡叫“伸腿”，此“伸腿”起到保温，防止侧部漏电和规整炉膛的作用。

21、大型预焙阳极电解槽按加料方法又可分为几种?

可分为边部打壳下料和中间下料预焙槽。我们厂是属于中间打壳下料预焙槽．

22、电解槽的母线配置一般有几种方式?

一般分为四种方式：纵向排列单端进电的母线装置；纵向排列双端进电的母线装置；横向排列双端进电的母线装置；横向排列四端进电的母线装置.

23、我们厂的电解槽构造怎样?

答：我们厂的电解槽构造属于预焙阳极不连续式电解槽，阴极槽底结构为有底槽，母线配置分别为： 200系列横向排列四端进电。

25、当前电解铝采用冰晶石一氧化铝融盐法的优缺点是什么?

答，目前，世界上工业制取铝的唯一方法自然是冰晶石——氧化铝熔盐电解法。虽然各国都在研究新的制铝方法，但成效甚少。因此，冰晶石——氧化铝熔盐电解法仍有它的优越性。①工艺流程和生产设备比较简单，适于大规模工业性生产，并可直接得到高品位的纯铝。②冰晶石——氧化铝融盐电解法近些年有了很大发展，有了大型预焙阳极电解槽。③在环保上，采用了湿法和干法净化回收，烟尘危害得到了控制。④操作上，采用了微机控制生产过程，加料、出铝和其它各项操作实现了机械化和自动化，提高了电流效率，降低了能耗，能源利用率得到了提高。因此，冰晶石——氧化铝熔盐电解法仍有较强的生命力。当然，该法本身也有很大缺点：它的能量利用率是相当低的，只有50％以下，制备电解所需原材料的投资大，费用高。

26、电解质由哪些成分组成，其特性是什么?

答：在铝电解生产中，连接阳极和阴极之间不可缺少的熔 融盐叫电解质。它主要是以冰晶石和氧化铝组成。另外还有—些氟化镁、氟化钙、氟化锂、氯化钠等。其中冰晶石是作为熔剂，氧化铝作为熔质，氟化铝、氟化镁、氟化钙、氟化锂、氯化钠等作为添加剂，以改善电解质的物理化学性质，有利于提高生产指标。

27、铝电解质的物理化学性质都包括哪些?

答；铝电解质的物理化学性质，包括熔度(熔点或初晶点)、密度、导电度，表面性质、粘度、蒸气压、氧化铝在电解质中的溶解度等。

28、什么是铝电解质的熔点(初晶温度)，电解温度一般要高于初晶点多少度?

答：在铝电解生产中所用的纯盐类都有固定的熔点，即熔融液体开始有固体析出的温度，也叫初晶温度。电解温度一般要高出初晶温度15—20℃，即电解温度= 初晶温度(熔点)

(15—-20)℃。

29、电解温度主要取决于什么?

答：在电解过程中，电解温度除与极距电压降大小有关外，主要取决于电解质的熔点。欲想保持低温电解生产，不设法降低电解质的熔点而单纯降低电解过程温度，必然会导致电解质过冷，引起病槽，影响生产。30、什么是分子比?分子比对电解温度有何影响?

答；分子比是电解质中的氟化钠与氟化铝的分子数量的 比值．现在电解生产大多数都采用分子比2.2—2.4，电解质呈酸性。分子比低有利于降低电解温度,提高电流效率，但分子比愈低，氧化 铝溶解度愈降低，槽内易产生大量沉淀。所以分子比不易过低。

31、如何用数字确定电解质的酸碱性?

答：电解质分子比等于3时，电解质呈中性。若分子比大于3，电解质呈碱性。若分子比小于3，电解质呈酸性。

32、什么叫电解质的粘度?保持适宜粘度的标准是什么?

答：所谓粘度是液体中的质点之间相对运动的阻力，也称内部摩擦， 在生产中的电解质应保持适宜的粘度，其标准：电解质的流动性好，温度均匀，炭渣分离清楚，电解质干净，沸腾力强。

33，什么是电解质的挥发性?其中挥发性最大的物质是什么?

答：在电解温度状态下，电解质的分子(气体)逸出的现象叫电解质的挥发性。在电解质成份中挥发性最大的物质是氟化铝。

34、在电解过程中，电解质是怎样损失的?

答；电解质的损失除了挥发外，还有氧化、水解损失和机械夹杂损失。

35、铝电解质中的添加剂常用的有几种?它们的优缺点是什么?

答：常用的添加剂有氟化钙、氟化镁、氟化锂等。它们都具有降低电解质初晶温度的优点，LiF还能提高电解质的导电率，但是大多数具有减小A12O3溶解度的缺点。

36、电解质中的添加剂应满足什么条件?

答；添加剂基本上应满足下列各种要求，首先是在电解过程中不被电解成它的组成元素，而影响铝的质量。添加剂应能对电解质的性质有所改善，例如降低电解质的初晶点，或者提高电解质的导电率，减少铝的溶解度，减少电解质的密度等，提高电解铝的经济技术指标。此外，它的吸水性和挥发性应该小些，而对氧化铝的溶解度不致有较大的影响，来源广泛而且价格低廉。

37、添加MgF2的作用是什么?

答：①MgF2能降低电解质的熔点。

②氟化镁能增加电解质的表面张力，这对减少铝的再溶 解损失，促进电解质中的碳渣分离起到有益的作用；所以MgF2间接地起了提高电解质导电性的作用，MgF2在这方面的作用比氟化钙更大些。

③氟化镁是一种矿化剂，能加速a—Al2O3的矿比作用，这对于在电解槽侧壁上形成稳定的结壳起到有益的作用。④此外，添加MgF2的电解质结壳酥松好打。

但是，缺点是MgF2。会在一定程度上减小氧化铝的溶解度和溶解速度，增大电解质密度，稍稍降低导电率等，所以MgF2只在沿炉帮附近处添加，而不添加在里边，以免在阳极底下产生多量沉淀。我国铝厂推行“勤加工，少下料”作业法，可以弥补因添加MgF2而带来的缺点。因此，氟化镁是一种有益的添加剂。一般添加为4—6％，添加氟化钙的作用基本上与MgF2一致。

38、氟化锂添加剂的作用是什么?

答；锂盐作为铝电解质的组成分所起的作用主要是降低 电解质的初晶点，提高其导电率，此外还减小其密度，改善电解质的表面张力，从而达到提高电流效率，降低吨铝电耗的目的。其缺点是降低A12O3在溶液中的溶解度。由于锂盐价格昂贵的关系，直到最近，锂盐才广泛地在铝工业上进行试验和应用，有的使用炭酸锂，因为炭酸锂在高温下分解成Li2O，而氧化锂又与冰晶石发生反应合成为氟化锂，同样也可起到添加氟化锂的作用。

39、在工业电解生产中，电解质的导电率与哪些因素有 关?

答，在电解生产中，电解质的导电率受到多方面的影响。

①与电解温度有关。温度越高，离子运动越快，导电率增加。但是电解温度高，会造成电流效率降低，能耗和原材料增加，因而提高导电率的效益补偿不了降低电流效率和其它的损失。

②与电解质分子比有关。导电率随分子比的增加而增加。

③与Al2O3浓度有关。电解质的导电率随Al2O3浓度的增加而降低。

④与电解质中的炭粒有关。当电解温度高时，会使电解质中炭粒含量增多，炭含量增多时不仅使电解质的导电率降低，还能减少电解质对Al2O3晶体的湿润性，从而也会造成氧化铝沉淀。

⑤与电解质中的添加剂有关。添加剂对于冰晶石导电率的影响，可分为两类；向电解质中添加氟化锂和氯化钠能改善电解质的导电性，特别是氟化锂效果显著。向电解质中添加氟化钙和氟化镁能降低电解质的导电度，但它们能使炭渣好分离，减少电解质中的炭粒含量，可使电解质的导电性较好，间接地增加导电率。

40、氧化铝在电解质中的溶解度与哪些因素有关?

答：氧化铝在电解质中的溶解度对生产具有很大影响。

氧化铝在电解质中的溶解度与电解温度和电解质成分有关。一般说来，氧化铝在冰晶石中的溶解度随温度升高而增加。而在实际工业电解质中氧化铝溶解度因其受复杂的成分和工作条件的影响，一般保持在2—8％之间。电解质中的添加剂都会不同程度的降低氧化铝的溶解度。高分子比电解质中溶解氧化铝的能力大，随氟化铝含量的增加而氧化铝的溶解度降低。尤其分子比过低，电解质过酸时氧化铝的溶解度会更小，以致造成电解槽四周塌壳，沉淀过

多，影响正常槽子加工。

41、铝电解质中含有哪些离子存在?

答：在冰晶石一氧化铝熔体中主要是Na 离子，铝氧氟络离子( AlOF22-)和含氟铝离子( AlF63-，AIF4- )。其次有少部分简单离子（Al3 、F-及O2-）等。所以熔液中Na 离子主要是单体离子，A13 主要都结合在络合离子里。这些离子在直流电场的作用下，所有的阳离子均向阴极运动，所有的阴离子均向阳极运动。离子的这种定向的运动过程就是传导电流的过程。熔体中各种离子所传导的电流是不相同的，有多有少，据试验室研究：冰晶石--氧化铝熔体电解时，电流几乎全是Na 离子传导的。

42、铝电解的基本反应式是什么?

答，概括地说如下：

在阳极上

3O2-(络合的) 1.5C-6e =1. 5 C02

在阴极上

A13 (络合的) 6e= 2Al

两项合并得总反应式为:

Al2O3 1.5C=2Al 1.5CO2

43、铝电解过程中两极副反应都是什么?

答：在冰晶石一氧化铝熔盐铝电解过程中，在电解析出铝

的同时，在两极上还伴随发生一些重要的过程和现象，因这些过程和现象对生产有害无益，所以称为两极副反应，，在阴极副反应中有金属钠的析出，阴极铝的再溶损失，炭化铝的生成；在阳极副反应中有阳极效应、阳极气体成分的变化。

44、电解槽中金属钠的析出有什么危害?

答；金属钠的析出的危害主要有：

1） 降低电流效率，增加氟化盐的消耗；

2） 被阴极炭素吸收而破坏了槽内衬，从而缩短槽的寿 命。 因此，降低钠的析出强度是有利的。这就要求严格控制技术条件，电解质的分子比和阴极电流密度不宜过高，避免热槽等都是行之有效的方法。

45、什么叫铝的溶解和损失(或二次反应)?

答；铝的溶解和损失是指已电解出来的铝再反向溶解于电解质中，而后为阳极气体中的CO2所氧化造成损失，反应式为：

2Al(溶解的) 3CO2(气)=A12O3(溶解的) 3CO(气体)，

这是造成电解槽上电流效率降低的主要原因。

46、什么是阳极效应?

答：阳极效应是溶盐电解所固有的一种特征现象。当其发生时，在阳极与电解质接触的周边上，出现许多细小的电弧，发出轻微的噼啪声，电解质沸腾停止，此时槽电压巳从正常值(例如4.2伏)升高到数十伏，并联在电压表上的指示信号灯也亮了起来。这就是工厂里所说的阳极效应，阳极效应可以看做是一种“阻塞效应”。它在很大程度上阻碍阳极与熔体之间的电流传递，实践证明，产生这种现象的主要原因是电解质中缺乏氧化铝。在其它条件不变时，电解质中氧化铝降低到一定程度，就发生阳极效应。

47、阳极气体的成分和变化如何?

答；工业电解槽在正常生产过程中阳极气体成分含有CO2和CO，通常CO2气体含量约占70％，CO约占30％，但是当槽子快发生阳极效应时，阳极气体成分含量发生逆转，CO2含量还逐渐减少，CO含量增加。还有少量的CF4气体。

48、什么是极化电压?

答：电解质中氧化铝的分解电压是施加于电解两极上的最小外部电动势，由于铝电解是采用炭素阳极，电解过程中电极上会产生过电压，因而实测到的分解电压数值要比理论值高出0．4～0．6伏。所以铝电解过程中把实测到的“分解电压”的数值被称为极化电压。

极化电压的组成可由下式表示：

E极化=E分解 E过

式中：E分解——氧化铝分解电压(炭阳极)。

E过——阳极与阴极上产生的过电压。

49、电解槽的正常生产特征有哪些?

正常生产阶段的电解槽是在规定的电流制度下进行生产，其特征；(1)电解槽的各项技术参数已达到了规定范围，建立了较稳定的热平衡制度。(2)阳极周围侧壁上已牢固地形成电解质——氧化铝结壳(俗称伸腿)，使槽膛有稳定的内形。(3)阳极不氧化，不发红，不长包。(4)阳极周边的电解质均匀沸腾，电解质干净，与炭渣分离清楚，从火眼喷出的炭渣和火苗颜色清晰有力。(5)阳极底下没有大量沉淀，炉面氧化铝结壳完整，并覆盖一定数量的氧化铝保温。

50、电解槽生产的技术参数包括哪些?

电解槽生产的技术参数包括工作电压、极距、电解温度、电解质成分、电解质和铝液的水平、阴极电压降和阳极效应系数。

51、槽工作电压由哪些部分组成?

电解槽工作电压由阳极压降、电解质压降、阴极压降、极化电压和母线压降组成。

52、槽工作电压为什么不能保持过高也不能保持过低?

工作电压对电解温度有明显的影响，过高或过低的保持电压都会给电解槽带来不利的影响。

槽电压过高不但浪费电能，而且电解质热量收入增多，会使电解走向热行程，炉膛被熔化，铝质量受影响，并影响电流效率。槽电压过低也不行，虽然最初热收入减少可能出现低温时的好处，但由于电解质冷缩，产生大量的沉淀，会很快使炉底电阻增加而发热，二次反应增加速由冷行程转为热行程，其结果的损失可能比高电压时要大得多。槽电压过低还可能造成压槽，阳极周边长包，滚铝和不灭效应等技术事故，因而在生产中一定要按技术参数要求保持。

53、什么是极距?有什么作用?

通常所说的极距系指阳极底掌到阴极铝液面之间的距离。它既是电解过程中的电化学反应区域，又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有着直接影响。增加极距，能减少铝的损失，会使电流效率提高。缩短极距可降低槽电压，节省电能，但是过低的缩短极距会使铝的损失增加，降低电流效率。

54、电解质由哪些成分组成?

电解质主要是由熔融的冰晶石和溶解在其中的氧化铝组成，另外还有少量的氟化钙和氟化镁等添加物。

55、低分子比生产有什么好处?(酸性电解质有什么优点)

低分子比生产有如下好处；

(1)电解质的初晶温度低，可降低电解温度。

(2)钠离子(Na )在阴极上放电的可能性小。

(3)电解质的密度粘度和有所降低，使电解质的流动性较好，并有利于金属铝从电解质中析出。

(4)电解质同炭素和铝液界面上的表面张力增大，有助于炭粒从电解质中分离和减少铝在电解质中的溶解度。

(5)炉面上的电解质结壳松软，便于加工操作。

56、电解质水平高低对电解生产过程有什么影响?

电解质水平高，数量多，可以使电解槽具有较大的热稳定性，电解温度波动小，并有利于加工时氧化铝充分溶解，不易产生沉淀。同时，阳极同电解质接触面积增大，使槽电压减小。但是，电解质水平过高，会使阳极埋入电解质中太深，阳极气体不易排出，导致电流效率降低，并易出现阳极底掌消耗不均或长包现象。当侧部通过电流过多时，上口炉帮易化难于维持，严重时还会出现侧部漏电或侧部漏炉现象，特别是电解质水平过高而铝水平过低时，该现象更加明显，电解质水平低，数量少，电解质热稳定性差，对热量变化特别敏感，氧化铝的溶解量降低，易产生大量沉淀，阳极效应增加，尤其过低时，易出现电解质表面过热或病槽，增加原材料消耗，降低电流效率。

57、铝液水平过高或过低对电解过程有什么影响?

铝液水平过高，散热量大，会使槽底发冷，电解质水平不易控制，易产生大量沉淀和炉底结壳，伸腿过高过宽给正常生产带来许多困难，更不便于机械化和自动化操作。铝水平过低，阳极浸入电解质中过深，使阳极底下和周边温差加大，加剧电解质循环，增加铝的损失。其次易造成伸腿熔化，槽底过热，电解温度升高，出现热槽。另外，阴极铝液稳定性差，最易出现槽电压摆动现象，这些均降低电流效率。

58、什么是阴极电压降?影响阴极电压降有哪些因素?

阴极(炉底)电压降是槽电压组成的一部分，它属于无功电压损失。阴极电压降是由铝液水平压降，铝液与炭块组间压降，炭块压降，炭块与阴极钢棒间压降，钢棒压降等五部分组成。

阴极电压降大小与阴极炭块、铝液层—炭块间、炭块—钢棒间的接触压降大小有关。另外，与槽底表面炭化铝数量、氧化铝沉淀多少及形成结壳大小和厚薄等也有关。

59、什么是效应系数?效应有哪些好处和坏处?

阳极效应系数是每日分摊到每台槽子上的阳极效应次数。即每槽每日发生的效应次数。

阳极效应在铝电解生产中有一定好处：

(1)效应发生时，电解质对炭粒湿润不良，可使炭渣从电解质中分离出来，使电解质的比电阻下降，从而可降低槽电压。

(2)阳极效应所产生的热量有60％可用于溶解氧化铝有助于控制槽内沉淀数量。

(3)补充电解槽热量的不足。

阳极效应过多对铝电解生产不利方面：

(1)浪费大量电能。

(2)增加氟化盐的挥发损失。

(3)效应频繁会影响系列电流的波动下降，从而影响系列中其它槽的产量和使温度下降。

60、不正常的阳极效应主要有哪几种?如何处理?

(1)暗淡效应：电压过低，指示灯微红，有时还闪烁。这种槽子电解质温度高而不干净，极距过低。处理这种效应不要急于熄灭，可适当抬高阳极，加一些冰晶石或电解质块．将温度降下去，待炭渣分离出来后捞出炭渣再熄灭。

(2)闪烁效应：这种效应电压很高而摆动，指示灯明亮而闪烁，其原因是槽内铝液在磁场变化的影响下，发生波动并与阳极底掌发生瞬间短路而造成的。电解槽具有下列情况之一时最易发生闪烁效应，炉膛内形不规整，阳极底掌有突起部分或炭块，电解质温度过低，电解质量极少，极距也低， 处理这种效应，应查明原因，对症下药，如极距和温度过低，将阳极抬起，加些冰晶石，铝水平过高时可抽出一部分，待温度上来后即可熄灭。如是炉膛不规整或阳极长包的原因，也要将阳极抬起。局部过空的地方用电解质块砸好，或往槽内灌液体铝消除槽底铝液波动，或处理阳极长包处，等电压稳定，温度合适之后再熄灭。

(3)瞬时效应；电解槽发生的效应一来即自动回去，有时还会反复出现几次，称瞬时效应。这种效应多发生在电解质水平和温度低、沉淀多的电解槽上，有时在系列降电流或停电后恢

复供电的情况下也容易出现。其主要原因是发生效应时由于瞬时加热以及铝液的波动搅起部分沉淀溶于电解质中，同’时又因铝溶波动与阳极底掌瞬时短路，使效应自动熄灭。如反复出现几次，应抬高阳极，使电压稳定，待温度适当时即可熄回。

(4)提前或滞后效应：提前效应一般发生在冷槽，主要因电解质温度低，溶解氧化铝能力减小，但由于溶解不了而形成沉淀，故提前来效应。滞后效应多发生在热槽上，因温度高，二次反应增加，而且容易化炉帮和沉淀，相对增加了电解质中的氧化铝含量，因而效应推迟。处理方法：一种是提高电解质温度和水平，改善操作方法，防止效应．另一种是找出温度高的原因，及时调整处理，使温度转入正常。

6l，无效应加工有几种方法?试详述之，正常情况下采用哪一种加工方法?

目前铝厂普遍采用的无效应加工有以下四种加工方法：

(1)大加工；就是把确定好的加工面壳全部打开，打到边和角，把面壳块扒到炉帮上口靠住。这种加工方法下料多，散热量大，要求操作迅速，多适应于炉膛未建立或上口过空的电解槽上。在电解质水平和温度偏高而炉膛规整的电解槽上也可采用。

(2)边部加工；边部加工是普遍采用的一种正常加工方法。该法实质上是不打掉和阳极连接的面壳，只打靠近槽沿板边部的面壳，其宽度15～20cm，然后加料，重新结成新壳，该方法特点是；工作量小，下料量少，散热量小，槽温比较稳定，能促进炉底沉淀的熔化和上口炉帮的维护，对勤加工少下料的操作制度非常适用。

(3)压壳加工；与边部加工类似。打壳宽度更窄些，然后将靠阳极的面壳压塌，使大块面壳倾斜或浮在电解质表面上，然后添加氧化铝复盖，重新结壳。适于炉膛规整，槽温较低或炉膛见长，沉淀多电解质水平低的电解槽上。这种方法是使电解质涮面壳，减少温度波动和减少沉淀的形成。

(4)局部和分段加工；也称调槽，电解槽局部炉帮熔化厉害，上口过空或某处沉淀较多或某处电解质沸腾很差，或阳极某处氧化严重，或防止效应的提前发生等，都是采用这种方法来临时调整或处理，正常情况下采用边部加工方法。

62、出铝时有哪些主要注意事项?

(1)出铝前应与微机联系，

(2)出铝速度要与降阳极的速度密切配合好，防止出铝过快，而使阳极与电解质脱离，造成断路事故，以确保安全正常生产。

(3)出铝前必须仔细检查槽子的结壳、伸腿与沉淀，防止压槽。

(4)按任务数出铝，要求出铝准确。

(5)打好出铝口，避免上电解质，防止沉淀堵管和化出铝管。

(6)出铝后要通知微机，以便按要求控制电压。

63、如何更换阳极，操作上应遵循哪些基本原则及注意事项(或操作程序)?说出我厂的预焙阳极更换顺序。

(1)阳极更换操作应遵循以下原则及注意事项(或主要操作程序)。

①找出该换极的槽号与极号，要求换下的阳极不能露“大饼”，不涮爪头。

②为确保各阳极组能均匀的分担电流，使电流均匀分布，要采用交叉法更换阳极。

a、相邻的阳极要错开更换时间，并要把时间隔得长些。

b、要使两边阳极横母线分担的电流接近相等，承担重量大致均衡。

③所换新阳极的阳极底掌比旧极的要高出1.5----2cm，底掌不得倾斜。

④擦拭大母线及阳极导杆相接触表面的油渍和积灰,保证二者接触良好并打紧卡具。

⑤将落入槽内的面壳块，氧化铝沉淀捞净，并检查邻极工作状况。

⑥换上的新极应及时盖保温料。

(2)我厂的200KA系列阳极更换顺序是：

附表：商丘铝厂200KA预焙槽换极周期表（28天）

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

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

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

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

64、铝电解正常生产时期，为什么分子比会升高?引起分子比升高的原因有三：

(1)原料中杂质对电解质成分的影响：在电解生产中所用的氧化铝、氟化盐和阳极中都含有一定数量的杂质成分，如H2O、Na2O、SiO2、CaO、MgO、SO2等，这些杂质均分解氟化铝或冰晶石，使电解质中氧化铝和氟化钠增加，分子比增高。其中Na2O、H2O 、SiO2影响最大。

(2)电解质的挥发损失影响；在正常生产中，从电解质表面挥发的蒸气中绝大部分是氟化铝，温度越高损失越大，从而 电解质中氟化钠相对增加则分子比升高。

(3)添加剂对分子比的影响；在电解质分子比小于3的情况下，添加MgF2时MgF2与Na3AlF6反应生成NaMgAlF6和NaF，使分子比升高。

65、如何调整分子比?试述正确添加A1F3的方法，应注意什么?

分子比高时，添加氟化铝加以调整。分子比低时，添加氟化钠或纯碱加以调整。

氟化铝添加方法：氟化铝应添加在氧化铝面壳层的中间部位，即在加工后先加一层氧化铝后，将氟化铝均匀地撒在薄壳上，然后再加保温料。下次加工时，可以不扒料，氟化铝随面壳一起打入槽内。

添加氟化铝注意事项：

(1)氟化铝不能加在电解质液面上，也不要加在火眼和阳极附近。

(2)出铝前加工不宜加氟化铝。

(3)为了减少氟化铝损失，可将氟化铝与冰晶石混合使用，氟化铝在电解槽出铝后的首次加工时添加最好，平时可在电解槽小头加工时添加。

74、什么是电量?其单位是什么?

物体所带的电荷的量值，称为电量。

电量的单位是库仑。它是1安培电流在1秒钟内所输送的电量。1库仑＝1安培*秒

75、什么是化学当量及克当量?铝的化学当量及克当量是多少?

化学当量是某元素的原子量被该元素的原子价相除所得的商。其公式为；化学当量＝原子量÷原子价

以克为单位的化学当量叫做克当量。

铝的原子量为26.98154，原子价为3

铝的化学当量＝26.98154÷3=8.9938

铝的克当量即为8.9938克。

76、什么是法拉第定律?

1933年法拉第首先发现在水溶液和熔融盐电解中，通过电解槽的电量与在电极上析出的物质有一定的数量关系，并把这种关系用定律形式确定下来，这一定律就被称为法拉第定律。它的内容是；

(1)在电极上析出的物质的数量与通过电解质的电量成正比，也就是与通过的电流强度和通电时间成正比。

(2)在电解质中通过一定的电量所析出的物质数量与其化学当量成正比。

(3)电解过程中，在电极上析出1克当量的任何物质所通过的电量均为96485库仑，也称为1法拉第，即

l法拉第=96485库仑

法拉第定律的公式为M=K×I×t

式中：M一理论上析出物质的重量(克)

K一该物质的电化当量，或称电化学常数(克／安培时)

I一通过的电流(安培)

t一通电的时间(小时)

77、什么是电化当量?试计算铝的电化当量?

电化当量是通过1安培小时电量时，理论上应析出物质的重量(克)。

按照法拉第定律，在电解过程中通过1法拉第电量，理论上析出1克当量铝。

1法拉第=96485库仑=96485安培·秒

安培·秒单位太小，工业上用安培·小时表示则

1法拉第= 96485/3600=26. 8安培·小时

按照第2题1克当量铝为26．98154/3＝8.9938克

铝的电化当量K=8.9938/26.8=0.3355克／安培·小时

78、铝的理论产量如何计算?列出它的计算公式?

按照法拉第定律，任何物质理论上应析出的重量为：

M= k×I ×t

根据第4题铝的电化当量为0.3356克／安培·小时 则铝的理论产量计算公式为

M＝0．3356 × I × t

其中t = 24 × 生产槽日

79、什么叫铝电解的电流效率?它的计算公式是什么?

在铝电解过程中，实际生产出的铝重量，即实际产量总是低于理论产量。我们把铝电解的电流效率定义为实际产量除以理论产量的百分比，其公式是

η=M实/M理×100%

式中 η一为电流效率(％)

M实一铝的实际产量(公斤或吨)

M理一铝的理论产量(公斤或吨)

上述公式也可以下式表示：

η=M实/(0.3355×I×t) ×100%

如果确定了电流效率η，则实际产量可以下式表达

M实=0.3356×I×t×η

80、某生产大组共有22台电解槽，平均电流强度为

83000A，槽电流效率为92.5％，问一个月(30天)该大组实产多少吨铝?

解：已知I：75000A , t＝24×30×22(小时) η＝92.5％

由公式可知M实=0.3355×I×t×l0-3

=0.3355×83000×24×30×22×92.5％× l0-6

=408.01 (吨)

一个月(30天)该生产大组的实际产铝量408.01吨。

81，某电流强度为200KA的生产大组，共有16台电解槽，其中一台槽子某月(30天)仅生产10天，这个大组该月的实际产铝量为697.08吨，问该大组的电流效率是多少?

解，已知: I=200000A

t=15×24×30 ＋ 24×10(小时)=10824(小时) /M实=679.08吨

该大组的理论产量

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

η＝M实/M理=679.08/726.29×100%=93.5%

该大组的电流效率是93.5%。

82、什么是电解铝的电流效率?为什么把电流效率看作铝生产主要经济技术指标?

所谓电流效率就是在电解过程中实际的铝产量与同样条件下(电流强度和时间)铝的理论产量之比的百分数。 把电流效率看作铝生产的主要经济技术指标的主要原因是，

①铝的实际产量与电流效率有关,若电流效率提高，在相同条件下(电流强度、时间)电解槽的实际产量就可以提高，反之铝的实际产量就降低。

②直流电耗与电流效率有关，若电流效率提高，铝的直流电耗就降低，反之铝的直流电耗就增加。由此可见，电流效率提高与降低铝的成本，提高企业经济效益有着密切的关系。

③电流效率的高低与铝电解生产的各种工艺参数关系重大，因此它是衡量铝电解生产是否正常、技术条件是否平稳合理的主要标志，因此，电流效率是铝电解生产的主要经济技术指标。

83、造成铝电流效率降低的本质是什么?其主要因素有哪几方面?

造成铝电流效率降低的本质是铝的损失，其主要因素是；①铝的溶解与损失，已经析出的铝有一部分重新溶解在电解质中被再氧化，属于化学损失，这是电流效率降低的主要原因。

②高价离子与低价离子的循环转换。

③电流损失， 阴阳极之间局部短路，溶解在电解质内呈元素状的铝和钠的电子导电等均属电流损失。

④其他损失如机械夹杂损失等。

84、影响电流效率的因素有哪些?

影响电流效率的因素有：

①电解质温度；目前工业电解槽电解质温度一般保持在 940—960℃之间。电解质温度升高将导致已经电解出来的铝在电解质中的溶解度增大，溶解后扩散速度加快等，增加铝的损失，降低电流效率。据试验测定电解质温度每升高10℃电流效率降低1～2％。反之电解质温度过低时电解质发粘，铝与电解质的分离不好，氧化铝溶解度降低，槽内沉淀增多，电阻增大，电压上升，最终导致由冷槽转为热槽，同样电解效率也会降低。因此在不破坏正常生产的热平衡条件下，保持低温操作是提高电流效率的关键，正常生产的电解质温度比电解质的初晶温度高15—20℃，降低电解质温度的有效方法是降低电解质的初晶温度，初晶温度的降低可以采用弱酸性电解质和适当添加氟化钙、氟化镁、氟化锂等添加剂来实现。

②槽电压与极距。

在其他条件不变的情况下，槽电压的大小就表示极距的高低，在温度不升高的条件下极距增加电流效率提高，但极距足够大时，再增加极距，电流效率提高的并不明显，而且因极距增加，使电解质电压降增大，槽电压升高，电耗增大，槽温升高，反过来影响电流效率。因此，不能单纯用提高电压的办法来提高极距，而应通过改善电解质成分，清洁电解质，降低电解质的比电阻等的办法来提高极距，一般情况下电解槽的极距在4～5cm之间。

③电解质成分比影响。

a)分子比的影响；电解质分子比大于3时，一方面由于加强了铝自氟化钠中取代钠的反应，另一方面氟化钠过剩又大大增加了钠离子放电的可能性，再者电解质初晶温度高，因此，电流效率降低。分子比小于3时，电解质的初晶温度低，可降低电解温度；钠离子在阴极上放电的可能性小；增加铝液同电解质异面的表面张力，减少铝在电解质中的溶解度，对提高电流效率有利。电解质中含有大量过剩的氟化铝时，可能增加铝的损失，降低了电流效率。另一方面低分子比容易产生沉淀，低分子比电解质的挥发厉害，增大氟化盐的消耗。目前我国铝电解生产多采用弱酸性电解质，分子比为2.2----2.4。

b)氧化铝浓度的影响，提高氧化铝浓度，可降低电解质的初晶温度，减少铝的溶解损失量，能够防止在阴极上析出钠，有助于提高电流效率。氧化铝浓度高时导电率小，电解质粘度增加，槽内沉淀可能增加，容易造成病槽，对电流效率不利。目前我国大多采用2---8%的氧

化铝浓度进行电解。

c)添加剂对电流效率的影响， 目前可供选择的添加剂有氟化镁，氟化钙、氟化锂等，这些添加剂都具有降低电解质初晶温度的作用，有利于实现低温操作，因此都具有提高电流效率的作用。

④铝液水平与电解质水平。

由于铝的导电热性好，因此保持较高的铝液水平，可以使阳极底部热量散发出来，有利降低槽温，又能使周围形成坚实的炉膛，收缩铝液镜面，提高阴极电流密度，这两者都有利于提高电流效率，但保持过高的铝液水平，不仅操作困难，热散失过多会造成槽底结壳增厚，炉底电压降升高，因此，必需保持适当的铝液水平。电解质水平是槽内电解质量多少的标志，电解质水平高，则电解质量大，热稳定性好，氧化铝溶解多，但电解质水平过高不仅使阳极埋入电解质过深，同时又易熔化侧部炉帮，不利于提高电流效率，而电解质水平过低时，则热稳定性差，氧化铝溶解少，不易操作易产生大量沉淀。因此，要根据生产实际保持适当的电解质水平与铝水平。除此之外，电流密度、炉膛内型以及槽龄、加工方法等均与电流效率有关。

85、提高电解铝产量的途径有哪些?

提高电解铝产量的途径有三点：

①提高电流强度，在条件许可或者创造条件，增大电流强度可增加铝的产量。

②增加生产槽数，电解系列内在剩余电压允许的条件下，增加生产槽数就可提高产量，增加系列内电解槽的数量，以增加铝的产量。

③提高电流效率，电流效率的提高不仅增加铝的产量，而且能降低电耗和原料消耗，提高经济效益。

86、某系列电流强度为200KA，有130台工作电解槽，若电流效率由93提高到93.5％时，问每年可增加多少吨铝?

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(吨)

电流效率由93%提高到93.5%时,每年可增加382.067吨铝。

87，什么是铝的直流电耗，构成直流电耗的两大因素是什么?并写出计算公式?

铝的直流电耗是指每生产一吨铝所需的直流电的kwh数。构成直流电耗的两大因素是电解槽平均电压和电流效率，其公式是：

直流电耗＝V/(0.3355×η) ×103 ( kwh/TAl)

或：直流电耗=2980.6×V/η

式中，V=平均电压(伏)， η=电流效率％

88、电解槽平均电压有哪几部分构成?

电解槽平均电压包括:电解槽工作电压△V槽，效应电压△V效应，联结母线电压△V线路三部分，其中电解槽工作电压包括电解槽极化电压(也称反电势)E极化，阴极电压降△V阴，阳极电压降△V阳，电解质电压降△V质，母线电压降△V母。

V平均= E极化 △V阴 △V阳 △V母线 △V质 △V效 △V线路

V槽= E极化 △V阴 △V阳 △V母线 △V质

90、某电解槽的工作电压为4.180伏，某班出铝若保持0.1伏，一个小时降到正常，出铝前发生一次效应，效应电压34.05伏，持续时间为3分钟，问出铝的当班平均电压为多少?(6小时工作制)

巳知△V槽＝4.18伏，V出铝=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

平均电压为4.222伏。

89、某台电解槽平均电压为4.185伏，问当电流效率由91％提高到92.5％时直流电耗降低多少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)

吨铝直流电耗可降低108( kwh)

90、试述降低铝电解直流电耗的途径有哪些?

答；降低直流电耗的途径主要有提高电流效率和降低平均电压两个方面，如何提高电流效率见第85题，降低电解槽的平均电压的主要途径有：

①降低极化电压，极化电压是氧化铝分解电压与两极过电压之和，其中阴极过电压很小，而阳极过电压则很大，增加氧化铝浓度，提高分子比，向电解质中添加氟化钙、氟化铝等均能降低极化电压。

②降低电解质电压降，电解质电压降占平均电压的主要部分约占25～40％，潜力较大，一般情况下每降1毫米极距，电解质电压降约降低30—40毫伏，吨铝可节电100kwh以上，但在实际生产中对降低极距都采取慎重的态度，因为极距过低将使电解槽失去热平衡，导致病槽，降低电流效率。因此，只能在保持正常生产的条件下尽可能保持适当低的极距，在实际生产中切实可行的就是降低电解质比电阻，例如向电解质中添氯化钠和氟化锂均能在降低电解质初晶温度的同时提高导电率。另外保持电解质的干净，减少炭渣含量等也能降低电解质的比电阻。

③降低阳极电压降；预焙阳极电压降有以下几部分组成；

a、铝导杆一钢爪压降，采用爆炸焊接可降低接触点电压降。

b、钢爪压降。

c、钢爪一炭块压降；降低阳极电流密度，提高炭块质量外，改善钢爪一炭块间的接触电压降，具有很大潜力，我厂通过模式与调优技术，改进磷生铁成分降低铁炭接触压降，取得较好效果。

d、炭块压降。

④阴极电压降(又称炉底电压降)指槽内铝液至阴极钢棒的电压降：包括

a、铝液一炭块间接触电压降。

b、阴极炭块。

c、阴极炭块与阴极钢间接触电压降：由于炭块和阴极钢棒本身电压降，主要取决于材料性质断面和长度，在正常生产时已成定值，在生产过程中减少炉底沉淀，防止形成结壳等可降低阴极电压降，采用新型的阴极材料如半石墨化阴极炭块及硼化钛涂层等都可降低阴极电压降。

⑤导电母线电压降，在设计上缩短导电部分的长度和加大母线断面，使它的电流密度降低，以减少电压降损失。另外降低阴极母线沟温度对降低阴极母线压降是很重要的，必须保持母线沟的整洁，不使氧化铝和电解质等掉入母线沟内埋住母线。

⑥降低阳极效应系数，缩短效应时间。因为利用效应可检查电解槽生产状态和加热电解槽，清除炭渣的有益作用，但它同时又浪费大量电能、人力和原材料的消耗。因此，应尽可能保

持低的效应系数并缩短效应时间，除此之外缩短线路减少损耗等均能在一定程度上节约电能。

91、电流强度为200KA的电解厂房，共有130台生产槽，若效应系数为0.5／槽·日，效应时间由原来的4分钟降到3分钟，问每天可节约多少电(效应电压为34伏，电解槽工作电压4.2V)。

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

每天可以节电6500kwh。

92、试计算A12O3的理论单耗

解：单耗为P

Al2O3→2Al 1.5O2

102 54

P 1000

P：1000=102：54

P=102*1000/54=1889（公斤/T-Al）

Al2O3的理论单耗为1889kg/T-A1。

93、试计算炭素阳极的理论单耗?(全部生成CO2)时．

解：设每生产1000kg铝需消耗Pkg炭素阳极

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、目前我厂氧化铝的单耗为多少?为什么远远高于理论值，如何降低氧化铝的单耗?

目前我厂氧化铝的理论单耗约为1918kg/T-Al以下，实际消耗高的原因是机械损失包括运输、吹料，下料、封料等环节会出现飞扬损失，换阳极时带走的氧化铝，打扫卫生时扫入地沟的氧化铝、沉淀、炉底结壳等都造成氧化铝损失，为减少氧化铝的消耗应做好以下工作，控制好氧化铝的粒度不应过细，下料时阳极上封料等都要减少飞扬，加工时应关好窗户，换阳极时旧极上的料要扒净，残极上的氧化铝要清理干净，控制好沉淀，防止沉淀过多和沉淀变硬等，定期清理地沟并对停槽的料要回收。

95、碳阳极消耗大于理论值的原因及减少消耗的途径。

碳阳极消耗大于理论值的原因是：

①实际铝电解生产中电流效率达不到100％，生成的气体大部分是CO2，还有少部分CO。

⑧机械损耗：阳极上的炭粒没有参与反应即脱落进入电解质内成为炭渣．

③在高温下直接与空气接触被氧化．

④预焙阳极掉块，爪头脱落，爪头化掉等；

⑤残极。

减少炭素阳极的消耗的途径有：

①提高电流效率。

②提高炭素材料机械强度及抗氧化性能减少掉块及氧化。

③保持阳极工作正常，防止阳极过热，封好阳极保温料，防止电解质上面的阳极与空气接触，减少氧化。

④加强对阳极的检查，防止过厚的阳极就换掉，保证阳极使用周期，在保证不涮爪头、不露大饼的条件下延长阳极使用周期。

96、从理论上讲氟化盐消耗吗?如果消耗其原因是什么?如何降低消耗?

从理论上讲氟化盐并不消耗，但在实际生产中槽内电解质经常减少，要不断补充氟化盐，每吨铝约消耗30---40kg，其主要原因是由于电解质温度高造成氟化盐(主要是氟化铝)的挥发损失，及原料中的水分和新质造成氟化盐分解等。

为减少氟化盐的消耗应采取如下措施；

①控制效应系数和效应时间，因为效应时电压升高，电解质温度升高、壳面打开，电解质敞开氟化盐挥发明显增加。

②保持加工质量，防止炉面过高，防止加工时跑电解质和漏炉。

③换阳极旧极上的面壳块要清 净，防止随旧极一起吊走。

④停槽时尽量把电解质块扣干净，防止大量电解质做为清炉料拉走，

⑤添加氟化盐过程中应减少飞扬，应先把炉面上的料扒净，把氟化盐均加到壳面上，然后再用氧化铝封好。

⑥减少炉底沉淀，扒好出铝口，防止出铝时把沉淀吸走；

⑦捞炭渣时不能将电解质面壳块捞出，电解质太粘时不要捞，时间不能拖得太长。

⑧稳定技术条件，保持低温生产。

97、如何计算原铝产量?

原铝产量是指铝电解生产单位或生产电解槽所出的铝液数量，是铝电解车间的中间产品，也是铝电解生产单位计算电流效率和各项单耗指标的基础，原铝产量等于该时间内的出铝量的总和扣除借铝后的净产量。

98、如何计算商品铝产量？

商品铝产量是原铝铸造单位的最终产品数量，是经过检验部门检验合格，包装入库或已办理入库手续的产品。一般情况下，商品铝产量等于原铝产量减去铸造过程损耗量的差额。

99、某电解大组某月生产的原铝质量及重量如下，试计算该月70级以上率为多少?

Al99.85167吨; Al99.80134 吨 Al99.70 378吨

Al99.6034 吨; Al99.5013吨Al99.000吨

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

该月70级以上率为92.49%。

100、降低铝成本的途径有哪些?

答：降低铝成本的途径有：

①努力提高机械化和自动化水平，铝电解生产过程的机械化和自动化程度水平愈高，愈能取得良好经济技术指标，减轻劳动强度，提高劳动生产率，降低铝的成本。

②提高设备利用率，努力增加铝的产量，提高设备利用率首先是增加电解槽的开槽率，加强设备维护，延长电解槽的使用年限和降低设备的检修率，这样既能降低固定资产基本折旧费和大、中、小修理费用的消耗，又能增加铝的产量，从而降低铝的成本。

③努力提高产品质量，原铝质量好，生产成本随之下降，增加经济效益，能打开销路，减少积压，成本也有降低。

④加强经济管理，实行经济核算，有利于降低铝的成本。