電解鋁廠生產(chǎn)流程

1、電解鋁廠生產(chǎn)工藝流程簡介,一、鋁的性質(zhì)及用途二、電解生產(chǎn)原材料及原理簡介三、主要生產(chǎn)單位及其工藝,一、鋁的性質(zhì)與用途,1.鋁的性質(zhì) 鋁的密度在常溫下為2.7（液態(tài)時(shí)為2.3），是銅和鐵的三分之一，其熔點(diǎn)為660左右。 鋁具有良好的耐腐蝕性。鋁表面在空氣中很快生成一層光滑致密的氧化鋁薄膜，使其內(nèi)部免受氧化，增強(qiáng)了鋁的防腐能力。 鋁是一種良好的導(dǎo)電材料。 鋁具有良好的導(dǎo)熱和反光性能。 鋁具有良好的延展性和可塑性。 鋁的再利用率高。 鋁易與其他金屬組成合金。這些合金既可保持鋁的某些特性，又可顯著提高其機(jī)械性能。,2.鋁的用途 可做輕型結(jié)構(gòu)材料 如：汽車、國防工業(yè)、宇宙、航天工業(yè)。 建筑工業(yè)材料 如：

2、鋁合金型材。 電氣工業(yè)材料 制造電線、電纜、電容器、整流器、母線。 耐腐蝕材料 在化學(xué)工業(yè)上常用鋁及其合金制造各種反應(yīng)器、儲槽和管路等。 食品包裝材料 倉庫儲槽、容缸、食品罐頭盒子、零用包裝鋁箔。,1.鋁電解生產(chǎn)所用的原材料大致分三類： 原料氧化鋁：熔點(diǎn)為2050、沸點(diǎn)為3000 ，它的流動性很好，不溶于水，能溶于冰晶石熔體中。 熔劑氟化鹽（它包括冰晶石、氟化鋁、氟化鈉、氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰等） 陽極材料預(yù)焙炭塊,二、電解生產(chǎn)原材料及原理簡介,2、電解生產(chǎn)原理 現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)，普遍采用冰晶石氧化鋁融鹽電解法。它的主要設(shè)備是鋁電解槽。 化學(xué)反應(yīng)式：2Al2O3(溶解的)+3C（固）4Al（液）

3、+3CO2 在冰晶石氧化鋁融鹽電解法中，熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)溶解在其中，以碳素材料作為陰、陽兩極。通入強(qiáng)大的直流后，在兩極間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陰極上的產(chǎn)物為鋁液，陽極上的產(chǎn)物為二氧化碳等氣體。 通入直流電的目的：一方面是利用它的熱能將冰晶石熔化呈熔融狀態(tài)，并保持恒定的電解溫度；另一方面是要實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)。,3、鋁電解質(zhì)及其性質(zhì) 在電解生產(chǎn)過程中，液體電解質(zhì)是保證電解過程能夠進(jìn)行的重要條件之一。液體電解質(zhì)即指冰晶石氧化鋁均勻熔融體，其主要成分是冰晶石（占85%左右）。 冰晶石中所含氟化鈉摩爾數(shù)與氟化鋁摩爾數(shù)之比，稱為分子比。正常生產(chǎn)過程中，電解質(zhì)的分子比一般保持在2.4左右，呈弱酸性。

4、 冰晶石理論上講，在電解過程中是不消耗的，但實(shí)際上由于冰晶石中的氟化鋁被電解液中的水分分解，或自身揮發(fā)；氟化鈉被電解槽內(nèi)襯吸收以及操作時(shí)的機(jī)械損失等原因，在生產(chǎn)過程中是有一定損耗的。 冰晶石在熔點(diǎn)處的密度為2.112g/3,動力分廠 電解分廠 鑄造分廠 凈化分廠 陽極組裝分廠,三、主要生產(chǎn)單位及其工藝,各生產(chǎn)單位之間的關(guān)系,載氟氧化鋁,自備電廠,整流,陽極組裝,凈化系統(tǒng),氧化鋁倉庫,空壓站,鑄造廠,鋁產(chǎn)品,交流電,直流電,陽極組,原鋁,新鮮氧化鋁,煙氣,載氟料,供風(fēng),（一）、動力分廠,動力分廠主要任務(wù)：就是負(fù)責(zé)公司內(nèi)部所有單位的（生產(chǎn)和生活）用電、用水和用風(fēng)，并負(fù)責(zé)電解槽計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的維護(hù)。

5、,110KV或 220KV,10KV動力電,1.整流所,A、工藝流程：由電廠來的110kV、220kV電壓經(jīng)動力變壓器，變?yōu)殇X廠所需的10kV電壓；通過調(diào)壓變壓器及整流變壓器利用二極管的單向?qū)ㄐ阅軐⒔涣麟娮優(yōu)橹绷麟娨怨╇娊怃X的需要。 B、工藝流程圖 C、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：整流效率（整流機(jī)組輸出的直流電量與輸入的交流電量的比值）,D、整流機(jī)組,有載調(diào)壓變壓器,整流變壓器,整流柜,2.空壓站 工藝原理：大氣中的空氣經(jīng)空氣過濾器除去其灰塵及雜質(zhì)后，潔凈的空氣進(jìn)入空氣壓縮機(jī)進(jìn)行多級壓縮，達(dá)到一定的壓力后，然后進(jìn)入干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后的壓縮空氣進(jìn)入壓縮空氣管網(wǎng)供用風(fēng)單位使用。,空氣過濾器,空壓機(jī),干燥機(jī)

6、,儲氣罐,主 控 室,空壓站實(shí)物圖,3.供水系統(tǒng) 工藝原理：水源地鋁廠蓄水池由變頻泵+工頻泵供水母管各用水單位。,（二）電解分廠,任務(wù)：是生產(chǎn)出合格的鋁液。 工藝：冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法。該工藝是由美國的霍爾和法國的埃魯1886年分別申請的世界專利。 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：電流效率 、氧化鋁單耗 、直流電單耗 、可比交流電耗 、陽極毛耗 、氟化鹽單耗 。 主要設(shè)備是：電解槽、多功能機(jī)組等。,工藝原理：氧化鋁溶解在熔融冰晶石熔體中，形成具有良好導(dǎo)電性的均勻熔體，采用碳素材料做陰陽兩極，當(dāng)通入直流電后，即在兩極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在陽極上產(chǎn)生陽極氣體，陰極上析出液態(tài)鋁，用真空抬包周期性從電解槽吸出，送鑄造

7、分廠鑄重熔用鋁錠。電化學(xué)反應(yīng)過程中，陽極不斷消耗，陽極母線不斷下降，要進(jìn)行陽極更換和母線提升作業(yè)，另外通過計(jì)算機(jī)控制，通過超濃相輸送向電解槽定時(shí)添加氧化鋁，保證生產(chǎn)連續(xù)平穩(wěn)進(jìn)行 工藝流程：,。,電解生產(chǎn)掠影,串聯(lián)式預(yù)焙陽極電解槽,槽控機(jī),打殼,下料,鋁電解生產(chǎn)主要操作 陽極更換 出鋁 熄滅陽極效應(yīng) 抬母線 原鋁/電解質(zhì)水平測量等,陽極效應(yīng)：是電解過程中發(fā)生在陽極上的特殊現(xiàn)象，隨著電解質(zhì)中氧化鋁含量的降低，電解質(zhì)對陽極碳塊的濕潤能力下降，電解反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體排不出來，聚集在陽極下方，形成氣膜，使槽電壓急劇上升，俗稱陽極效應(yīng)。 陽極效應(yīng)的利和弊 利：潔凈槽底，規(guī)整爐膛，清理陽極底掌，校正Al2O3

8、濃度，清潔電解質(zhì)。 弊：浪費(fèi)大量電耗、人力、物力，嚴(yán)重時(shí)烘化爐幫，使系列最大負(fù)載值增加。,換極作業(yè),出鋁作業(yè),運(yùn)鋁,（三）鑄造分廠,主要任務(wù)：是企業(yè)的加工中心，在這里實(shí)現(xiàn)了原鋁的成型和品位的調(diào)配與確定。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：控制燒損率不大于0.6%,工藝流程圖,原鋁檢斤,原鋁入爐,攪拌 扒渣,打眼,控流 打渣,一次冷運(yùn) 打號,脫模 二次冷運(yùn),分檢,碼垛,打捆,鋁錠下線檢斤,入待驗(yàn)區(qū),鋁錠堆場,銷售,700Kg大塊錠生產(chǎn)線,（四）凈化分廠,主要任務(wù)：負(fù)責(zé)將電解槽排出的煙氣收集凈化處 理；將氧化鋁通過濃相、凈化、超濃相系統(tǒng)輸送到電解分廠的每臺電解槽。,氧化鋁濃相輸送以壓力罐為中心，以壓縮空氣為動力，通過濃相

9、管路實(shí)現(xiàn)把氧化鋁輸送到現(xiàn)場貯倉。,氧化鋁倉庫,加料,下料,濃相輸送,氧化鋁料倉,煙氣凈化系統(tǒng),煙氣凈化以除塵器為中心，利用電解生產(chǎn)的原料Al2O3對煙氣中的有害成分（氟化物）進(jìn)行吸附（ Al2O3 +6HF=2AlF3+3H2O），利用VRI反應(yīng)器使吸附劑（ Al2O3）能夠與煙氣充分接觸，從而達(dá)到降低煙氣中氟化物含量的目的，將含有大量載氟氧化鋁的氣體送入布袋除塵器進(jìn)行氣固分離。凈化氣體經(jīng)煙囪排入大氣，固體載氟氧化鋁經(jīng)溜槽、氣力提升機(jī)送入料倉。,凈化系統(tǒng)控制圖,電解煙管,主引風(fēng)機(jī)室,VIR反應(yīng)器,袋式除塵器,煙氣排空,超濃相輸送系統(tǒng),超濃相輸送系統(tǒng)氧化鋁在密閉的溜槽內(nèi)被高壓離心風(fēng)機(jī)流化后，轉(zhuǎn)變

10、成固氣兩相流體，具有流體的性質(zhì)，通過調(diào)壓閥的控制，溜槽內(nèi)部形成壓力梯度，使流化態(tài)氧化鋁在水平溜槽內(nèi)向前流動，向電解槽內(nèi)輸送氧化鋁作業(yè)。,超濃相輸送,（五）陽極組裝分廠,任務(wù)：負(fù)責(zé)殘極處理和陽極組裝。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：磷生鐵83kg/組 交流電單耗200千瓦時(shí)/組,工藝流程,1、將殘極運(yùn)至陽極組裝分廠，經(jīng)裝卸站掛到積放式輸送機(jī)（簡稱懸鏈）上，由懸鏈吊運(yùn)殘極依次通過殘極壓脫機(jī)、磷鐵環(huán)壓脫機(jī)、導(dǎo)桿矯直機(jī)、鋼爪矯直機(jī)、鋼爪清刷機(jī)、導(dǎo)桿清刷機(jī)、蘸石墨裝置、鋼爪烘干機(jī)等設(shè)備完成殘極處理和導(dǎo)桿及鋼爪修復(fù)等過程后輸送到澆鑄站準(zhǔn)備澆鑄。 2、合格的陽極碳塊從碳素廠運(yùn)送至組裝分廠碳塊庫，碳塊庫里的堆垛天車把碳塊放在板式輸送機(jī)上，板式輸送機(jī)輸送碳塊到澆鑄站準(zhǔn)備澆鑄。 3、中頻爐把已經(jīng)配好的磷生鐵熔煉成鐵水，利用澆鑄機(jī)運(yùn)送到澆鑄站，導(dǎo)桿組和碳塊組嚙合好進(jìn)行澆鑄，質(zhì)量合格的陽極組通