鋁電解工理論知識(shí)復(fù)習(xí)資料-

1、一、鋁電解工理論知識(shí)復(fù)習(xí)資料q6 f# 2 v. E! X* 6 U8 V: f(一填空題1、電解系列中,電解槽均以(串聯(lián)形式連接的。2、鋁在常溫下密度為( 2.7g/cm3,在電解溫度下密度為(2.3g/cm3 ,在電解溫度下電解質(zhì)密度為( 2.1g/cm3 。3、寫出下列物質(zhì)的分子式:氧化鋁(Al2O3、氟化氫(HF、二氧化硅(SiO2、四氟化碳(CF4。! l. 6 k$ J' J4、電流效率低的主要原因是(鋁的再溶解損失。5、理論上生產(chǎn)一噸鋁需要氧化鋁(1889Kg。6、陽極氣體的主要成分是(CO2、(CO。( V( x$ ?2 C3 b7 C8 Y. X7、理論上用1安培電流

2、,電解1小時(shí)可在陰極上析出(0.3356克鋁。8、氧化鋁冰晶石熔體電解時(shí),99%的電流是由(Na+傳導(dǎo)的。9、陽極效應(yīng)發(fā)生的根本原因是(Al2O3濃度降低。10、理論上生產(chǎn)一噸鋁所需的電耗(6320kWh。/ |/ v; c' k' S8 D( o11、鋁電解槽按陽極結(jié)構(gòu)可分為(預(yù)焙槽和(自焙槽。12、鋁的熔點(diǎn)是(660。7 ?! l* x+ , l* f; g813、電流強(qiáng)度是決定(槽型和(生產(chǎn)能力大小的主要因素。14、(氧化鋁是鋁電解所用的原料,又是煙氣凈化的(吸附劑。. 1 d% J- K8 8 j9 C" A! m15、熔融電解質(zhì)開始有(固體析出時(shí)的溫度,叫(

3、初晶溫度。, j6 Q' n Y; J+ x: x16、電解質(zhì)的分子比是指(氟化鈉與(氟化鋁的摩爾分子數(shù)量的比值。4 P' ?2 F5 X; 7 S2 d17、電解槽的極距是指(陽極底掌到(鋁液表面之間的距離。5 l+ P& p ! $ b& z18、生產(chǎn)中,電解質(zhì)的損失除了揮發(fā)外,還有(水解和(機(jī)械損失損失。19、外取電解質(zhì)或鋁液時(shí),工具先要(預(yù)熱,防止(爆炸燙傷。20、發(fā)生漏爐時(shí)除集中力量搶修外,還必須有專人看管(槽電壓,防止(斷路事故發(fā)生。21、鋁電解槽煙氣凈化分(干法凈化和(濕法凈化兩種方法。22、鋁的原子量為(27,鋁的電化學(xué)當(dāng)量為(0.3356克/安

4、培小時(shí)。" Z8 d m- & z o, |j23、鋁電解陰極副反應(yīng)主要有(鈉的析出、(鋁的溶解和損失和碳化鋁的生成。24、決定直流電耗的兩個(gè)因素是(槽平均電壓和(電流效率。 V9 p8 ( V' m: B o/ _% 25、鋁電解生產(chǎn)過程中陽極氣體主要成分為(CO2和(CO的混合物。4 q0 V. 1 M5 N1 ; X! l( c* c26、測量電解溫度的方法主要有(熱電偶測溫法。; h, u9 |* p/ ' u' v O$ D27、原鋁中雜質(zhì)主要有兩類,屬于(金屬雜質(zhì),另一類屬于(非金屬雜質(zhì)。; g3 N" O5 Q5 W0 b0 2

5、8、電解槽生產(chǎn)初期,(焙燒和(啟動(dòng)質(zhì)量好壞是引起陰極內(nèi)襯早期破損的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。29、裝爐過程中,一定要注意(陽極底掌擺平和(爐料不能進(jìn)入陽極底掌內(nèi)。30、計(jì)算機(jī)控制電解槽的原理,實(shí)際上是控制(槽電阻。3 O& 9 c8 b1 p/ N8 ; J; u! y" R31、初晶溫度是指液體開始形成(固體的溫度。生產(chǎn)中電解質(zhì)工作溫度一般控制在初晶溫度以上(1020的范圍。9 E# E- z4 P4 p c1 b( c 32、寫出冰晶石-氧化鋁熔液電解的總反應(yīng)式(2Al2O3 + 3C=4Al +3 CO2,陽極反應(yīng)式(3O2-(絡(luò)合的+ 1.5C-6e 1.5CO2,陰極反應(yīng)式(2Al

6、3+(絡(luò)合的+ 6e 2Al。33、國標(biāo)GB/T1196-2002重熔用鋁錠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:8 C$ r" U1 h9 m( Y. s AL99.70Fe 不大于(0.20%,Si不大于(0.12%,Ga不大于(0.03%,雜質(zhì)總合不大于(0.30%;Al99.70A Fe 不大于(0.20%,Si不大于(0.10%, Ga不大于(0.03%,雜質(zhì)總合不大于(0.30%。" D$ - |- C# N, K# h. X34、我國大型預(yù)焙槽主要采用(稀相、(濃相、(超濃相輸送技術(shù)輸送物料。3 _p+ Q( |* m2 & k35、電解生產(chǎn)工藝技術(shù)參數(shù)主要有系列電流強(qiáng)度、槽

7、電壓、(電解溫度、(分子比、(電解質(zhì)和鋁液水平、(陽極效應(yīng)系數(shù)等。# I' C6 O# S" u. ( 5 H36、我國鋁行業(yè)現(xiàn)階段電解槽的焙燒啟動(dòng)方法有(鋁液焙燒、(焦粒焙燒、(燃?xì)獗簾N。37、陽極設(shè)置過高或過低則會(huì)造成(陽極導(dǎo)電不良,致使陽極(陽極偏流發(fā)紅,導(dǎo)致電壓擺。38、提出殘極后,應(yīng)檢查槽內(nèi)(有無結(jié)殼、(碳渣情況、(鄰極情況、(爐底情況、以及兩水平等項(xiàng)目。39、加極上氧化鋁的目的是(保溫、(防止陽極氧化和(降低鋼爪與炭塊之間壓降。40、料箱有料,電解槽下料點(diǎn)不下料的原因有(電磁閥壞、(下料閥被關(guān)和(風(fēng)動(dòng)溜槽堵塞。41、熄滅AE前應(yīng)檢查(AE電壓,槽控箱是否(處于

8、自動(dòng),下料氣閥(下料氣閥是否打開等情況。: I2 X42、槽控箱具有AE處理、(正常處理、(調(diào)整電壓等控制功能。& K, $ p* c& l1 43、電解槽爐幫較空時(shí),一般出現(xiàn)(殼面裂紋下陷、(火眼多、(電解質(zhì)水平高、(槽溫高、和(電壓擺等現(xiàn)象。" L! J6 h/ # j& 2 v5 p/ # i G/ E: h 44、當(dāng)對地電壓異常,(降電流、(出鋁、(抬母線、(發(fā)生AE和(換極時(shí),應(yīng)終止測定陽極電流分布作業(yè)。(2單項(xiàng)選擇題1、某電解系列生產(chǎn)槽200臺(tái),當(dāng)日發(fā)生陽極效應(yīng)30個(gè),那么當(dāng)日系列效應(yīng)系數(shù)為(D次/日.臺(tái)。A、0.25B、0.32C、0.60D、0

9、.152、某大組全月產(chǎn)原鋁180 t,全月消耗氧化鋁360 t,那么該大組當(dāng)月每噸原鋁氧化鋁消耗為(DKg。+ ?5A、1898 Kg B、1900 Kg C、1945 Kg D、2000 Kg; i3 e* U9 h- X4 O H# e& p3、冰晶石是作為(B往電解質(zhì)中補(bǔ)充添加。A、熔質(zhì)B、熔劑C、添加劑D、原料. A t5 x8 |8 6 m" W/ V4、鋁液的比重要比電解質(zhì)的重,一般兩者相差(Bg/cm3。A、0.05B、0.2C、0.4D、0.60 p3 M: d& _, m2 v5、電解質(zhì)中揮發(fā)性最大的物質(zhì)是(B。A、NaFB、AlF3C、Na3AlF

10、6D、MgF2$ T6 7 |( L" o* I: t/ O$ T6、添加MgF2能(A電解質(zhì)的表面張力,促進(jìn)炭渣分離。k- t: F$ + d8 b$ r4 DA、增大B、減小C、不改變D、去消+ N! R( ' F# t( F% l7、分子比降低使電解質(zhì)的揮發(fā)損失(A。A、增大B、減小C、不改變D、為零8、氟化鹽的理論消耗量為(AKg/tAl' K* f1 U% c# 6 v# X# p0 q4 BA、0B、1020C、2030D、3040! a! v& p' j4 W( 9、在計(jì)算機(jī)控制的中間下料電解槽上,電解質(zhì)中氧化鋁濃度一般應(yīng)控制在(B。A、

11、01.0%B、1.53.0%C、3.55.5%D、68%$ $ ?! S* L: B! O" x4 a. n- r9 u5 f10、電解槽啟動(dòng)后期是指( C 。A、從開始啟動(dòng)到停槽之間B、從啟動(dòng)結(jié)束到停槽之間O. t% b6 i- S8 A+ _C、從啟動(dòng)結(jié)束到正常生產(chǎn)之間D、從正常生產(chǎn)到停槽之間% Q& _" p- c0 m6 ?, E5 g5 11、破損槽爐底修補(bǔ)后在工藝上應(yīng)注意(C。A、多造沉淀形成爐底結(jié)殼B、保持低鋁水平C、保持適當(dāng)?shù)偷碾娊鉁囟群透咪X水平D、勤加工勤扒沉淀12、氧化鋁電解過程中,E極化= E分解(E過8 + i; c# a2 _$ c3 S*

12、 CA、+B、-C、×D、÷13、自然界中的鋁含量極為豐富,幾乎占地殼中全部金屬含量的(。A、二分之一B、三分之一C、四分之一D、五分之一14、在電解溫度下,鋁液比電解質(zhì)的比重(A對生產(chǎn)越有利。A、愈大B、愈小C、不變D、為零15、電解槽煙氣凈化用的吸附劑是(D。A、AlF3B、NaFC、Na3AlF6D、新鮮Al2O316、鋁電解生產(chǎn)電能利用率為(B。 2 + r( t, d6 F; u( nA、2030%B、4050%C、6070%D、8090%$ b1 h# s+ n* G2 W7 m7 k17、電解槽煉鋁通入的電是(B。A、交流電B、直流電C、交直流電D、無線電 |

13、8 S" n. d* w, f18、預(yù)焙槽換陽極采取的方法是按( B 。A、自然數(shù)順序法B、交叉法C、隨機(jī)抽樣D、無順序19、最適合電解生產(chǎn)的氧化鋁是(A。A、砂狀氧化鋁B、中間狀氧化鋁C、粉狀氧化鋁D、微粉氧化鋁20、槽子焙燒結(jié)束時(shí)槽溫一般要達(dá)到(C。; V/ t! k3 r+ V. nA、400600B、600800C、800950D、95010506 b% + S! m' Q3 j, H7 21、電解質(zhì)中炭渣多時(shí)應(yīng)該(D。A、在出鋁口撈炭渣B、在熄效應(yīng)口撈炭渣C、在加工面撈炭渣D、在利用一切機(jī)會(huì)撈炭渣22、下面是某廠電解槽的一組參數(shù),單位正確的是(DA B C D1 x

14、; _/ T# C1 W4 P母線電流密度0.30A/cm2A/mm A/cm2A/mm2陽極電流密度0.80A/cm A/mm2A/mm A/cm2m7 g; P0 A t7 f: P& _23、LiF是一種有益的添加劑,下列說法不準(zhǔn)確的是( CA、LiF能降低電解質(zhì)的初晶溫度B、LiF能提高電解質(zhì)的導(dǎo)電度C、LiF能提高電解質(zhì)中AL2O3的溶解度D、LiF能使電解質(zhì)密度降低24、電解槽工作電壓包括以下各項(xiàng),不正確的一項(xiàng)是(D5 i J. ! * |! ?( V9 nA、極化電壓降B、陰極電壓降C、陽極電壓降D、效應(yīng)分?jǐn)倝航?5、能夠提高電解質(zhì)導(dǎo)電性的物質(zhì)有( C ' k1

15、_! z4 i- GA、氧化鋁B、氟化鋁C、氟化鈉D、氟化鎂j26、雜質(zhì)中含有下列物質(zhì)混入電解原料中,能影響原鋁質(zhì)量的有(DA、氧化鎂B、氯化鈉C、氧化鈣D、二氧化硅" ! h0 K( m$ R1 a27、降低分子比,下列說法不正確的是( D A、降低電解初晶溫度B、增加氟化鹽揮發(fā)損失 F f$ N! l: c4 N& t5 v7 wC、降低電解質(zhì)電導(dǎo)率D、提高Al2O3的溶解度28、正常生產(chǎn)條件下,下列說法正確的是:(D# _9 e& R8 R$ Q1 6 d6 sA、溫度高則陽極單耗低B、電流大則陰極單耗大 6 A/ ?4 x% b4 fC、電流效率高則陽極單耗高

16、D、電流效率高則陽極單耗低$ n0 v$ g+ 1 j. q% i- f1 29、能提高電解質(zhì)初晶溫度的物質(zhì)有(B" o& * p- q' G# A" 1 oA、氟化鋁B、氟化鈉C、氟化鎂D、氟化鋰# p6 9 E" 8 y! Q& X30、陽極效應(yīng)時(shí),陽極氣體成分中(C* D; g% s4 d* N4 kA、CO2含量不變B、CO2含量增加C、CO2含量減少D、CO含量減少x( z. e- l1 K. X. 1 v j" 31、雜質(zhì)中含有下列物質(zhì)混入電解質(zhì)原料中,能影響電解質(zhì)成分的是( C A、氧化鐵B、二氧化硅C、氧化鈣D、氧

17、化銅 5 k6 Q5 g# l! r$ h: E32、工業(yè)生產(chǎn)中,氟化鎂是一種有益的添加劑,下列敘述不正確的是(CA、氟化鎂能降低電解質(zhì)的熔點(diǎn)B、氟化鎂增加電解質(zhì)的表面張力C、氟化鎂能提高電解質(zhì)對Al2O3的溶解度D、氟化鎂是一種礦化劑 5 _/ R! H% P5 j4 8 P 33、鋁的熔點(diǎn)為( B 。$ 0 A/ Y4 m; M' m" G5 : K8 ?A、550B、660C、770D、88034、不能影響陽極消耗速率的是( D A、電解溫度B、電流強(qiáng)度C、陽極電流密度D、陰極電流密度35、160KA系列電解生產(chǎn)中,陽極電流密度是0.72A/cm2,電流效率是92.5%

18、,陽極消耗量為556Kg/t-Al,陽極假比重為 1.55g/cm3,則陽極消耗速度約是(。A、1.4cmB、1.6cmC、1.9cmD、2.2cm三判斷題(對打V,錯(cuò)打X1、一般認(rèn)為電解溫度越低,電流效率越高。(2、陽極電流越小,陽極電壓越高。( ×8 S8 f, Z" x/ j- % M3、陽極電壓降的高低與槽工作電壓升高降低無關(guān)。(8 ! p! m1 M% , w* V3 h( W4、電解質(zhì)液與鋁液界面分離越清亮,鋁的二次反應(yīng)就越少。( K& Y: f6 A$ J5、減少電解槽的熱損失,可為降低電解槽的能耗創(chuàng)造條件。(4 l9 Z- f2 k- l6 V6、原

19、鋁中的雜質(zhì)主要有硅、鐵、銅、鎵、鎂。(7、系列零點(diǎn)位漂移與生產(chǎn)槽的對地絕緣無關(guān)。( ×' 6 & x! ?/ W r8、增加生產(chǎn)槽數(shù)或縮短停槽大修時(shí)間,可增加槽晝夜總數(shù)。(, |9 1 y t, _6 d+ N 9、降低噸鋁直流電耗,主要是降低槽平均電壓和提高電流效率。(10、添加鋰鹽可降低電解質(zhì)初晶溫度和降低電解質(zhì)的導(dǎo)電性。( ×! z. p- L, m4 a( Y9 r- F11、鋁的化學(xué)性質(zhì)十分活潑,鋁在自然界中都是以化合態(tài)形式存在。(12、天然冰晶石呈中性,人造冰晶石呈酸性。(13、電能效率是指每千瓦時(shí)能產(chǎn)多少鋁。(9 m8 c* ?% l5 E!

20、B. z14、電解質(zhì)應(yīng)具有極小的粘度,這樣對生產(chǎn)有利。(×6 U: ?& m1 t8 T2 T9 h5 h015、添加氟化鎂可以降低電解質(zhì)的初晶溫度。(, A% A; q C$ p- B& # d0 p816、金屬鋁在陽極反應(yīng)中析出,然后沉集到陰極碳塊上面。( ×* K2 5 R6 u* 6 f/ K17、電解槽啟動(dòng)后應(yīng)進(jìn)行高分子比、高溫建爐膛。(18、炭素陰極材料在電解槽開動(dòng)初期具有明顯的吸鈉性。($ a: N4 h4 ?5 E0 R19、消除電解槽針振及電壓擺動(dòng)的方法就是提陽極。( ×& m6 k: i. g6 h g* A3 g; L

21、20、侵蝕到陰極炭塊中的黃色顆粒是鈉。( ×21、陽極效應(yīng)的發(fā)生通常與電解質(zhì)中缺少氧化鋁有密切關(guān)系。(22、陽極效應(yīng)通過微機(jī)可以提前預(yù)報(bào)。(23、氧化鋁中過多的雜質(zhì)Fe2O3和SiO2,在電解過程中析出鐵和硅,進(jìn)入鋁中,影響著原鋁質(zhì)量。(24、電解槽在正常生產(chǎn)時(shí),電解質(zhì)成份的變化往往是分子比自動(dòng)升高和添加劑含量自動(dòng)降低。(25、凡是已生產(chǎn)的電解槽因故停產(chǎn)后,經(jīng)過大修又重新啟動(dòng)時(shí)稱為電解槽的二次啟動(dòng)。( ×,26、電流強(qiáng)度和電壓的變化影響電解槽熱量收入的變化,鋁水平和電解質(zhì)水平的高低影響電解質(zhì)熱量支出和熱穩(wěn)定的好壞。(27、化爐膛時(shí),分子比易降低,長爐幫爐膛收縮時(shí),分子比易升

22、高。(×28、槽電阻直接等于槽電壓除以槽電流強(qiáng)度。(×$ G! G! d6 b" K29、鋁電解生產(chǎn)中,“陽極過電壓”遠(yuǎn)大于“陰極過電壓”。(& z3 d! A# Y( Y9 t: h8 - L* F30、電解槽中添加氟化鋁會(huì)使電解質(zhì)密度增加。(× 1 U% R6 q' W4 O' Q2 M31、電解溫度一定大于電解質(zhì)的初晶溫度。(" U- 2 U4 O4 T1 w* u/ : V32、砂狀A(yù)l2O3的粒度大,在電解質(zhì)中不易溶解,因而容易產(chǎn)生沉淀。( ×5 P3 B6 v! |* n% E4 h3 k33、每日

23、分?jǐn)偟矫颗_(tái)槽的陽極效應(yīng)次數(shù)稱為陽極效應(yīng)系數(shù)。(34、鋁電解生產(chǎn)的電流效率就是電能效率。( × 4 s1 v' |$ Q4 F2 z35、由于磁場的作用會(huì)導(dǎo)致鋁液在槽內(nèi)傾斜,使槽極距高低不一致。(36、熱槽下料(Al2O3少也不易來陽極效應(yīng),主要原因是槽溫過高。(37、原鋁直流電耗只與槽平均電壓和電流效率有關(guān)(2 x9 M( k/ ( , K2 M38、調(diào)整電解質(zhì)分子比的方法是向槽內(nèi)加入適量的氟化鋁( ×! a, u3 9 D- h, C4 i x39、出鋁前,電解槽容易發(fā)生陽極效應(yīng)的原因是氧化鋁的溶解度和溶解速度降低。( ×" V*40、啟動(dòng)初期

24、容易造成分子比降低,原因是氟化鋁揮發(fā)損失所造成。( ×(四簡答題& R F- b! M: h# d6 n' r$ i/ m1、簡述影響電流效率的主要因素?' O$ h, S$ h7 a; h f- C 電解質(zhì)溫度,氧化鋁濃度,添加劑,分子比,極距,陰極電流密度,槽齡,陽極效應(yīng)系數(shù),電解質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)含量,兩水平。% H; a. / b0 m; E8 r9 O2、簡述壓槽是什么原因造成的?( E# q3 I" R 槽膛內(nèi)型、電解槽內(nèi)沉淀的分布、電解槽內(nèi)的結(jié)殼、鋁水平低和電壓低。% F0 c2 w9 9 z3、簡述電解槽焙燒的目的?使陰極底部炭塊和側(cè)部炭塊燒成

25、一個(gè)整體、排除內(nèi)襯中含有的水分、均勻升高內(nèi)襯溫度。: E( X# b' f1 S2 i k 4、低分子比生產(chǎn)有什么好處?(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)的密度和粘度有所降低,使電解質(zhì)的流動(dòng)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。5、減少炭陽極消耗的途徑有哪些?$ a" v+ v6 C9 G3 |, b (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,減少氧化及掉塊;(3保持陽

26、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。. g; G! u; G5 e; i! g6、什么叫壓槽?壓槽的處理方法?" C: 7 G5 c, 6 k- D8 r 因極距保持過低,導(dǎo)致電解質(zhì)不沸騰,或因爐膛不規(guī)整而導(dǎo)致陽極接觸爐底沉淀或側(cè)部爐幫的現(xiàn)象稱為壓槽。壓槽的處理方法:(1如果是極距過低造成,只須把極距抬到正?；虮日Ｉ晕⑵呒纯?(2若不是因極距過低引起的壓槽,應(yīng)首先把陽極抬高,離開沉淀結(jié)殼或爐幫;(3為使槽子盡快轉(zhuǎn)入正常,可

27、適當(dāng)提高鋁水平和電解質(zhì)水平;(4為防止出現(xiàn)壓槽,可在出鋁前扒沉淀,用釬子捅結(jié)殼等。壓槽一般都出現(xiàn)在出鋁后或出鋁時(shí),此時(shí)要特別注意。7、砂狀A(yù)l2O3有哪些優(yōu)點(diǎn)?' ; % A6 H 砂狀氧化鋁的優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)在其良好的流動(dòng)性、溶解性、不揮發(fā)性和吸附氟化氫性,這對鋁電解生產(chǎn)極為有利。8、寫出鋁電解槽的陰極和陽極的電化學(xué)反應(yīng)方程式及總反應(yīng)式?在陽極上:3O2-(絡(luò)合的+ 1.5C-6e 1.5CO2在陰極上:2Al3+(絡(luò)合的+ 6e 2Al 總反應(yīng)式:2Al2O3 + 3C = 4Al + 3CO29、鋁電解的生產(chǎn)原理是什么?畫出工藝流程簡圖?鋁電解的生產(chǎn)原理是采用氧化鋁-冰晶石融鹽電解

28、法,它是以冰晶石作為熔劑,氧化鋁為熔質(zhì),強(qiáng)大的直流電通入電解槽內(nèi),使陰陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。電解產(chǎn)物,陰極上是鋁液,陽極上是氣體。這種方法就是電解法煉鋁。 3 q. y( d. p6 F& h/ g% I 化學(xué)反應(yīng)方程式: 2 Al2O3+ 3 C= 4 Al+ 3 CO2工藝流程簡圖為: 5 C# g% W. A8 C S2 l; g S* A10、電流效率降低的原因是什么?其本質(zhì)和主要原因是什么?- h% e, r* h G 引起電流效率降低的因素很多,歸納起來,不外乎下列四種:0 ( Y& R" e! m, 0 H, l5 ' g% (1鋁的溶解和再氧化損

29、失;(2其它離子放電,主要是指鈉的析出;(3電流空耗,包括高價(jià)鋁離子與低價(jià)鋁離子的循環(huán)轉(zhuǎn)換、陰陽極短路和漏電、電子導(dǎo)電等;(4其它損失,包括槽內(nèi)生成Al4C3、熔鹽中水分和雜質(zhì)的電解、出鋁和鑄造過程中的鋁損失等。在這些因素中,最主要的是鋁的溶解與損失。: W* N . b2 h: r 11、什么叫“鋁的二次反應(yīng)”,寫出反應(yīng)式?“鋁的二次反應(yīng)”是指槽內(nèi)陰極上已經(jīng)析出的鋁水,一部分又溶解到電解質(zhì)中,經(jīng)擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移到陽極附近,被陽極氣體氧化所造成的鋁損失,稱為鋁的溶解與損失即“鋁的二次反應(yīng)”,這是電流效率降低的本質(zhì)與主要原因。其反應(yīng)式為:5 i! + C8 _/ ! p 2Al(溶解的+3CO2(氣=

30、Al2 O3(溶解的+ 3 CO(氣 12、目前世界鋁電解槽工業(yè)發(fā)展的方向是什么?答:目前世界鋁電解槽的發(fā)展方向,是向著大型化、高效化、節(jié)能化、環(huán)?；?、自動(dòng)化的現(xiàn)代化預(yù)焙槽方向發(fā)展。13、什么叫電解質(zhì)的“過熱度”?一般保持多高?炭渣對過熱度有何危害?答:電解質(zhì)的“過熱度”,是指電解質(zhì)的實(shí)際溫度減去初晶溫度的差值,即:過熱度=電解質(zhì)溫度-初晶溫度。一般“過熱度”應(yīng)保持在1020。14、什么是極距,有什么作用?極距是指陽極底掌到陰極鋁液鏡面之間的距離,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直接影響,增大極距能減少鋁損失,提高電流效率?？s短極距可降低電壓

31、,節(jié)省電能,但過低極距會(huì)造成鋁的損失增加,降低電流效率。8 $ 6 S# # r" E( F# X; V: | 15、AL2O3原料中雜質(zhì)對電解生產(chǎn)有什么危害?% w; g6 o- j3 d8 d& * p& 工業(yè)氧化鋁中雜質(zhì)主要是SiO2、Fe2O3、Na2O、CaO和H2O對電解均有不利影響。電位正于鋁元素的氧化物雜質(zhì),如SiO2、Fe2O3在氟化鹽中溶解時(shí),其Si、Fe離子先入鋁離子在陰極上放電析出,影響鋁的質(zhì)量,CaO與H2O與氟化鹽反應(yīng),分解了價(jià)高的氟化鹽。使氟化鹽消耗增大,另外,CaO會(huì)造成電解質(zhì)中CaF2實(shí)集偏高,H2O會(huì)造成鋁中氫含量升高。. . B3

32、 w3 h6 J9 u0 X7 P 16、鋁電解通入直流電的目的是什么?鋁電解通入直流電,一方面是利用它的熱能將水晶石熔化或熔融狀態(tài),并保持一定的電解質(zhì)溫度;另一方面主要的也是在兩極實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng),也就是電解質(zhì)中鋁離子從陰極得到電子而析出,從而得到鋁,陰離子則在陽極上放大,與碳生成CO、CO2的混合氣體。(五計(jì)算題 5 K# m" |& J2 u& d; G1、某系列電解槽原電解電流240000安培,槽工作電壓為4.150伏,如果降低電解電流8000安培,求該槽工作電壓降低多少伏?(該槽反電動(dòng)勢為1.600伏,計(jì)算保留三位小數(shù)解:設(shè)降低電解電流8000安培后,槽工作電

33、壓為XV,則有:. G7 u7 R* U% |5 g# QV/I=R,槽電阻不變,那么:(4.15-1.6/240000=(X-1.6/(240000-8000解得:X=4.065V,工作電壓降低值為: 4.15-4.065=0.085V1 & 6 Z$ T* h: U/ t( 2、某系列生產(chǎn)槽160臺(tái),效應(yīng)系數(shù)0.15次/臺(tái).日,系列電流強(qiáng)度200000安培,槽平均效應(yīng)電壓升高35伏,問每年(365天應(yīng)發(fā)生陽極效應(yīng)比正常生產(chǎn)多消耗多少直流電?(每次效應(yīng)持續(xù)3分鐘計(jì)算保留整數(shù)解:依據(jù)題意有:解:已知效應(yīng)電壓升高:U = 35- 4.15 = 30.85(伏,I = 280000A=28

34、0KA,t =3分鐘= 3/60小時(shí)= 0.05小時(shí)," $ X7 b6 K F L# i! _8 P# a則發(fā)生一個(gè)陽極效應(yīng)消耗電能:W = UIt = 30.85×280×0.05 = 431.9(kWh,全系列每天少發(fā)生效應(yīng)數(shù)為:n= 252×(0.25-0.15= 25.2(個(gè),全年全系列可節(jié)電:W年= 25.2×365×431.9 = 3972616.2(kWh= 397.3萬kWh折合節(jié)約電費(fèi):397.3 ×0.4=158.9(萬元折合噸鋁節(jié)約成本: 158.9÷(0.3356×280000&

35、#215;93.3%×24×365×252×10-6×10-4=8.2(元$ U5 A4 B# L: U1 W0 o' o5 _2 G 答:該系列全年可節(jié)約397.3萬kWh的電能, 噸鋁成本因降低陽極效應(yīng)系數(shù)節(jié)電而下降8.2元。8 e ! f0 G. P V3 F 4、某電解廠電流效率在93.30%時(shí)測定陽極氣體中含CO2為75.6%,電流效率在94.30%時(shí)測定陽極氣體中含CO2為77.6%,假設(shè)陽極氣體中全為CO2和CO ,則問電流效率由93.30%提高到94.30%時(shí),理論上噸鋁炭耗應(yīng)節(jié)約多少公斤?解:(1先假設(shè)生成的陽極氣體均

36、為CO 則有:Al2O3+3C=2Al+3CO3×12:2×27X1: 1X1= ×1 = 0.666(噸炭=666公斤# l* C2 X. q x: L$ (2再假設(shè)生成的陽極氣體均為CO2 則有:' L; H1 c4 h2Al2O3+3C=4Al+3CO23×12:4×27X2:1/ 3 |3 H1 U- T# M4 H X2= ×1 = 0.333(噸炭=333公斤(3當(dāng)陽極氣體中組成為75.6% CO2、24.4% CO時(shí),生產(chǎn)一噸原鋁消耗炭為: 333×75.6%+666×24.4%=414(公斤

37、;當(dāng)陽極氣體中組成為77.6% CO2、22.4% CO時(shí),生產(chǎn)一噸原鋁消耗炭為:333×77.6%+666×22.4%=408(公斤。也就是說,電流效率由93.3%提高到94.3%時(shí),理論上噸鋁炭耗應(yīng)節(jié)約: 414-408=6(公斤。答:電流效率由93.30%提高到94.30%時(shí),理論上噸鋁炭耗應(yīng)節(jié)約6公斤。; d3 S1 I. Q& o$ v5 p7 ?# X 5、某廠2005年正常生產(chǎn)有電解槽168臺(tái),電流強(qiáng)度為200000安培,電流效率為93%,2006年有正常生產(chǎn)電解槽253臺(tái),電流強(qiáng)度為210000安培,電流效率為93.5%,問該廠2006年比2005年

38、鋁產(chǎn)量提高多少噸?解:(12005年某廠鋁產(chǎn)量為:M1=0.3356It=0.3356×93%×200000×24×168×365×10-6=91864.619(噸。(22006年某廠鋁產(chǎn)量為:M2=0.3356It=0.3356×93.5%×210000×24×253×365×10-6=146041.77(噸。; u. r6(3某廠2006年比2005年鋁產(chǎn)量提高為:M2-M1=146041.77-91864.619=54177(噸答:某廠2006年比2005年鋁產(chǎn)量提高5

39、4177噸。" M( j+ E; G/ + C; r 6、某系列電流強(qiáng)度為200000安培,有200臺(tái)工作電解槽,若電解效率由92%提高到93%,問每年(365天可增加原鋁多少噸?解:M1=0.3356 I t×1×10-6M2=0.3356 I t210-6則:需加入AlF3的量:Q AlF3=2P(K1-K2/K2(2+K1 m t L4 w = 2×7200×( 2.7-2.6/2.6×(2+2.7=118Kg' g b9 & : P* ?% q$ K( _答:需加入AlF3118Kg。 3 m( z3 Z&qu

40、ot; G. U% B* a 8、某廠有一260臺(tái)槽的電解系列,年平均工作槽數(shù)是253個(gè)槽,年平均供電電流是155kA,系列槽平均電壓4.2V, 年平均電流效率92.5%,若采取措施降低平均電壓100mv,提電流效率1%,則全年可多生產(chǎn)原鋁多少噸?全年可節(jié)約用電多少kWh? 解:(1全年多生產(chǎn)原鋁量:M=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×1%×10-6=1152.865噸;9 h! O( c/ l0 E5 3 d (2噸鋁節(jié)約電能:Q1=V1/(0.3356×1 =4.2

41、/(0.3356×92.5%=13529.6kWh; Q2=V2/(0.3356×2 =4.1/(0.3356×93.5%=13066.2kWh;(3年產(chǎn)原鋁量:M1=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×92.5%×10-6=106639.969(噸。M2=0.3356It×10-6=0.3356×155000×253×24×365×93.5%×10-6=107792.834(4全年節(jié)

42、約用電=M1Q1-M2Q2=13529.6×106639.969-13066.2×107792.834=34353397kWh. r" D; Y0 h. p% o0 m# T' e3Na2CO3+ 2Na3AlF6Al2O3 + 12NaF + 3CO27 J- p. O3 H , j8 p' C U由反應(yīng)可知:1個(gè)分子的曹達(dá)與冰晶石作用后使電解質(zhì)中增加2個(gè)分子的NaF,而減少了2/3個(gè)分子的AlF,Na2CO3的分子量為106,設(shè)8000Kg電解質(zhì)中冰晶石量為P,則P=800×(1-5%-5%=7200Kg,%QAlF=AlF×

43、;7200/(NaF+ AlF=1×7200/(K1/2+1=2×7200/(K1+2=2×7200/(2.1+2=3512Kg0 0 c. s2QNaF=7200-3512=3688Kg若加入100Kg曹達(dá),電解質(zhì)中:NaF增加量=100×2×42/106=79KgAlF減少量=100×84/106×2/3=53Kg此時(shí)電解質(zhì)中分子比變?yōu)?(3688+79/42/(3512-5384=89.69/41.18=2.178故分子比升高 2.178-2.1=0.078,而題中要求分子比增高 2.4-2.1=0.30 j3 Y' s( i# c7 u8 W b設(shè)曹達(dá)加入量為X,由此列出:100/0.078=X/0.3,解得X=384.6Kg答:將分子比從 2.1提高到 2.4,需加入曹達(dá)量384.6Kg% 5 a! $ S4 H3 , f! i( y六、