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铝电解生产原理电解铝生产原理?一、铝的性质和用途?二、电解铝发展历程?三、电解铝生产工艺流程?四、电解铝基本原理?五、电解铝原材料?六、电解铝产量?七、电解铝主要经济技术指标一、铝的性质和用途?铝的化学性质非常活泼,与氧的亲和力很强。铝在空气中能与氧迅速化合,生成一层致密而坚硬的氧化铝薄膜,~,成为铝的天然保护层,阻止铝继续被氧化,因而具有好的抗蚀性能,还可以用阳极氧化或电镀的方法,在铝材和铝制品的表面生成彩色鲜艳的氧化膜。?铝的导电、导热性好,%,约为银的一半,如果就相同的重量而言,铝的导电能力超过这两种金属;铝的导热性几乎比铁的导热率大3倍;铝的反光性能很强,反射紫外线比银还强,铝在碰击时不产生火花。铝的比强度(强度与重量之比)高,某些高强度铝合金的机械强度超过了结构钢;纯铝没有磁性,铝在低温下(-198℃)也不变脆,仍具有较好的机械性能;铝可以轧成薄板和箔、拉成细丝、挤压成各种复杂形状?铝由于具有优良的物理性能,所以铝在国民经济各部门和国防工业中得到了广泛的应用。铝作为轻型结构材料,重量轻,强度大,陆、海、空各种运载工具,特别是飞机、导弹、火箭、人造卫星等,均使用大量的铝,一架超音速飞机的用铝量占其自身重量的70%,一枚导弹用铝量占其总重量的10%以上。用铝和铝合金制造的各种车辆,由于重量轻,可以减少能耗,所节省的能量远远超过炼铝时所消耗的能量。在建筑工业中用铝合金作房屋的门窗及结构材料,铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝,用铝制作太阳能收集器,可以节省能源。在电力输送方面,铝的用量居首位,90%的高压电导线是用铝制作的。在食品工业上,从仓库储槽到罐头盒,以至饮料容器大多用铝制成。在其他方面,用铝粉作难熔金属(如钼等)的还原剂和作炼钢过程中的脱氧剂,以及日常生活中的锅、盆、匙等。二、电解铝发展历程?铝是化学性质十分活泼的化学元素,它在自然界中绝大多数以氧化铝形式存在,目前仅有极少数的自然铝被发现以元素状态存在。铝的冶炼技术发展是从化学法制取发展到了现代应用的电解法,目前还有正在研究的溶液离子电解法。?铝的发现首先是对明矾(硫酸铝)认识,在八至九世纪,明矾第一次在俄罗斯生产得到并用于染色业和用山羊皮鞣制皮革。?16世纪,德国医生兼自然科学历史学家帕拉塞斯(Parace/-1541)证实了明矾是“某种矾土盐”,其中一种成分是一种?1754年,德国化学家马格拉夫(-1937)能够分离“矾土”。这正是帕拉塞斯提到过的那种物质。?1807年,英国的戴维才把隐藏在明矾中的金属分离出来,用电解法发现了钾和钠,却没能够分解氧化铝。即使如此,瑞典的贝采尼乌斯已为这无法获得的金属取名“铝土”。后来,戴维又改称它为铝。?1808年,丹麦的Oersted用钾***还原无水***化铝,得到了研磨时可呈现金属光泽的粉未,后来证明他得到的是一些不纯净的铝。?1827年,德国W?hler用钾还原无水***化铝,得到了细微的金属颗粒。1845年,他把***化铝气体通过熔融金属钾表面,得到了金属铝。?1854年,法国Deville用钠还原NaCl-AlCl3络合盐,获得金属铝,同年在巴黎附近建成了世界第一个铝冶炼厂。?1854年,德国Bunsen宣称利用炭电极电解NaCl-AlCl3络合盐得到了金属铝;?1883年,美国Bradley提出了电解冰晶石-氧化铝熔盐技术方案,但末获得专利;?1886年,美国的Hall和法国的Heroult同时申请了冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝的专利并获得批准,这便是我们所称的Hall-Heroult法。一直至今,世界上所有的铝厂都是使用此种技术。三、铝电解生产工艺流程?自霍尔-埃鲁法熔盐法应用于电解铝生产以来,一直是工业生产金属铝的主要方法。其生产过程是:直流电通过铝电解槽,依靠电流的焦耳热使电解质融化并维持930~950℃的电解温度。直流电通过电解质使Al2O3分解,在阴极上析出铝,在阳极上析出氧并与阳极碳氧化而成CO2和CO。铝液真空抽出,经澄清净化浇铸成铝锭。阳极气体中常含有少量的有害***化物气体和粉尘,经过净化,废气排放到大气,回收的***化物返回到电解槽。铝电解生产工艺流程图如下图所示。?电解铝工艺流程图四、电解铝基本原理?目前铝工业中仍然采用熔盐电解法生产铝,其基本原理:将氧化铝溶解于冰晶石熔体中,接通直流电,在阳极和阴极上发生电化学反应,阳极上产生阳极气体,阴极上析出铝。?电解铝生产铝的过程可以描述为:将固体氧化铝加入Na3AlF6熔体中,发生化学溶解,生成主要由Na+、AlxOyF2(2+2y-3x)-、AlF63-、AlF4-以及F-等离子构成的Na3AlF6-

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  • 时间2020-07-08