鋁電解基礎(chǔ)知識

填空題1、 寫出鋁電解反應(yīng)方程式2A12O3+3C==4Al+3CO2f,從這個方程式可以看出，理論上每生產(chǎn)一噸鋁需要1889kg氧化鋁。2、 大型預(yù)焙槽的焙燒方法有鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、燃?xì)獗簾ā?、 效應(yīng)分?jǐn)倝航凳峭ㄟ^對效應(yīng)系數(shù)和效應(yīng)持續(xù)時間來進(jìn)行控制。4、電解溫度實際可表示為 電解質(zhì)初晶溫度和過熱度之和。5、 槽工作電壓是由電解槽的陽極壓降、陰極壓降、分解壓降、電解質(zhì)壓降、槽周圍母線壓降組成。6、 預(yù)焙槽電解煙氣凈化采用干法凈化，其作用主要是為了回收氟 和保護(hù)環(huán)境。7、 電解質(zhì)分子比是指電解質(zhì)中氟化鈉與氟化鋁的分子數(shù)之比。中性電解質(zhì)分子比等于3，分子比大于3的為堿性電解質(zhì)，分子比小于3的為酸性電解質(zhì)。8、 冰晶石—氧化鋁熔鹽體系的導(dǎo)電度取決于體系內(nèi)離子的本性及離子間的相互作用。10、 酸性電解質(zhì)體系的密度隨氧化鋁濃度增大而降低。11、 鋁電解生產(chǎn)中，鋁水與電解質(zhì)的分離靠兩種液體的密度差實現(xiàn)，在實際生產(chǎn)中，只有減小電解質(zhì)的密度來增大密度差使兩種液體分離良好。12、 在鋁電解生產(chǎn)中，隨著極距的增加，電流效率將會提高。13、電解槽的極距一般指陽極底掌到鋁液鏡面之間的垂直距離。14、 在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解體系中,絕大多數(shù)電流是通過鈉離子遷移的。15、直流電單耗是由電流效率和槽平均電壓決定的。16、 現(xiàn)行的鋁冶煉方法是1886年美國的霍耳和法國的埃魯發(fā)明的冰晶石---氧化鋁 熔鹽電解法。17、電解質(zhì)中氧化鋁的溶解量隨分子比的降低而降低 。18、 電解質(zhì)中隨氧化鋁的濃度的增加，電解質(zhì)的導(dǎo)電度降低。19、冰晶石—氧化鋁熔液的粘度隨氧化鋁濃度增大而 增加 。20、氟化鎂的主要優(yōu)點是降低電解質(zhì)的 初晶點。21、 電解槽內(nèi)氧化鋁濃度達(dá)到一定值后，電流效率隨著氧化鋁濃度的增加而增加。22、 造成鋁電解過程中電流效率降低的主要原因是鋁的溶解損失。23、 氟化鎂能減少鋁在冰晶石—氧化鋁溶液中的溶解損失量。24、 氟化鋰的主要優(yōu)點是可明顯提高電解質(zhì)的導(dǎo)電度同時降低電解質(zhì)的初晶點。25、 氟化鋰的主要缺點是明顯降低氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度和溶解速度。26、 電解過程中陰極副反應(yīng)主要包括鋁的溶解反應(yīng)、金屬鈉的析出和碳化鋁的生成。27、 氟化鈣的主要作用是有利于爐幫的形成。28、 電解質(zhì)溶液隨氧化鋁濃度增加，對碳素材料的濕潤性變好。29、 添加碳酸鋰時，要考慮電解質(zhì)中氟化鋁的損失和氧化鋁的生成。30、 在陽極效應(yīng)過程中，產(chǎn)生的過氟化碳?xì)怏w對溫室效應(yīng)影響最大。判斷題（7）1、在熄滅效應(yīng)過程中，應(yīng)根據(jù)效應(yīng)電壓的高低確定熄滅效應(yīng)的時間。（x）2、向電解槽添加氟化鋁時，最好直接加在液體電解質(zhì)表面。（x）3、電解質(zhì)電阻隨著分子比的降低而降低。（7）4、鋁水平具有調(diào)節(jié)電解槽熱平衡的作用。（7）5、焦粒焙燒法是利用焦粒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焙燒。（7）6、發(fā)生陽極效應(yīng)的原因主要是氧化鋁濃度降低。(X)7、隨著電解質(zhì)中氟化鋁量的增加，電解質(zhì)電阻將會下降。(X)8、鋁電解電流效率隨著電解質(zhì)水平的增加而增加。(X)9、降低設(shè)定電壓就能降低直流電單耗。(7)10、砂狀氧化鋁適于在干法氣體凈化中用來吸附氟化氫氣體。(7)11、分子比為2.4?2.55的電解質(zhì)屬于酸性電解質(zhì)。(7)12、在出鋁過程中電壓上升的原因是由于極距增大。(7)13、電解槽發(fā)生效應(yīng)時，如果效應(yīng)指示燈忽明忽暗，閃爍不定，表示電解槽內(nèi)存在局部短路現(xiàn)象。(X)14、氧化鋁的粒度對其溶解性沒有影響。(7)15、電解質(zhì)中有過剩的氟化鋁時，鋁液-電解質(zhì)的界面張力將增大。(X)16、隨著電流強度的增加，電流效率一定增加。(X)17、冰晶石一氧化鋁熔液在960°C時的密度比鋁液大。(7)18、導(dǎo)電率是電阻率的倒數(shù)。(X)19、鋁電解的極化電壓等于分解電壓。(X)20、造成鋁電解槽電壓波動的原因主要是陽極電流分布不均勻。單項選擇題1、鋁的原子量是(D)。A、13 B、16 C、23D、272、 鋁的電化當(dāng)量是(C)。A、0.3356kg/A.h B、2.980kg/A.hC、0.3356g/A.h或2.980A.h/gD、2980A.h/g3、 在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解體系中,電位正于鋁的元素一般是(A)。A、Si和Fe B、Si和CaC、Fe和MgD、Si和Mg4、 陽極碳塊的作用是(C)。A、導(dǎo)電B、平衡磁場 C、導(dǎo)電和參加反應(yīng)D、平衡磁場和參加反應(yīng)5、 鋁電解過程是在(B)中進(jìn)行的。A、鋁液 B、電解質(zhì) C、鋁液和電解質(zhì)D、以上都不是6、 下列添加劑能降低電解質(zhì)熔液密度的是(C)。A、CaF2和NaClB、CaF2和MgF2 C、NaCl和LiFD、MgF2和LiF7、 鋁電解的極化電壓包含(D)。A、分解電壓與陽極過電壓 B、陽極過電壓與陰極過電壓C、分解電壓與陰極過電壓 D、分解電壓與陽極過電壓、陰極過電壓8、 鋁電解過程中，發(fā)生在陰極上的電化學(xué)反應(yīng)方程式正確的是(C)。A、2A12O3+3C==4Al+3CO2f B、A12O3+C==A1+CO2+COC、Al3++3e==Al D、C+2O2——4e==CO29、 對焦粒焙燒法與鋁液焙燒法、燃?xì)獗簾ㄏ啾容^的優(yōu)點的描述，正確的是(A)A、焙燒速度快；B、焙燒能量利用率高；C、焙燒效果好；D、操作簡單。10、 下列添加劑能提高氧化鋁在電解質(zhì)熔液溶解度的是(D)。A、CaF2和NaClB、NaCl和LiFC、MgF2和LiFD、以上都不是11、 鋁電解過程中，隨著氧化鋁濃度的增加，電流效率將會(D)。A、上升 B、下降C、先上升后下降 D、先下降后上升12、 在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法中，陽極上的電解產(chǎn)物是(D)。A、鋁液 B、CO2氣體 C、CO氣體D、CO2和CO氣體13、 在鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、燃?xì)獗簾ㄖ?，能量利用率最高的?C)。A、鋁液焙燒法B、焦粒焙燒法C、燃?xì)獗簾?D、無法比較14、 電耗率（直流電單耗）是由（C）決定的。A、電流強度B、槽電壓 C、槽電壓和電流效率D、電流效率15、 在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法中，陰極上的電解產(chǎn)物是（A）。A、鋁液 B、CO2氣體 C、CO氣體 D、CO2和CO氣體16、 在鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、燃?xì)獗簾ㄖ?，焙燒效果最好的是（C）。A、鋁液焙燒法B、焦粒焙燒法C、燃?xì)獗簾?D、無法比較17、 電解槽正常運行的兩大條件是（C）。A、物料平衡、電壓平衡 B、能量平衡、電壓平衡C、物料平衡、能量平衡 D、以上三項都不是18、 電解質(zhì)分子比是指電解質(zhì)中（A）的分子數(shù)之比。A、氟化鈉與氟化鋁 B、氟化鋁與氟化鈉C、氟化鈉與氧化鋁 D、氧化鋁與氟化鋁19、 在鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、燃?xì)獗簾ㄖ?，操作程度最簡單的是（A）。A、鋁液焙燒法B、焦粒焙燒法C、燃?xì)獗簾?D、無法比較20、 電解槽啟動后期管理的核心目標(biāo)是（B），使電解槽盡快進(jìn)入正常穩(wěn)定的生產(chǎn)階段。A、保持高溫高分子比 B、快速建立規(guī)整穩(wěn)固的槽膛內(nèi)型C、實現(xiàn)高電流效率 D、以上三項都是多項選擇題1、 鋁液焙燒法與焦粒焙燒法、燃?xì)獗簾ㄏ啾容^，描述正確的是（D、E）A、 焙燒速度快；B、焙燒能量利用率高；C、焙燒效果好；D、 操作簡單；E、對內(nèi)襯壽命影響大。2、 濕法效應(yīng)啟動與無效應(yīng)啟動相比的優(yōu)點是（A、B）。A、啟動時間短B、能在短時間內(nèi)提高槽溫，加熱電解槽內(nèi)襯C、 無優(yōu)點3、 新啟動電解槽為形成規(guī)整穩(wěn)定的爐膛，在啟動后期應(yīng)（B、C、D）A、 保持低電解質(zhì)水平；B、保持適當(dāng)高的槽電壓；C、設(shè)置較短的AEW間隔；D、 保持高分子比；E、設(shè)置正常生產(chǎn)時的加料間隔。4、 下面對鋁電解槽陽極效應(yīng)于生產(chǎn)不利影響的描述，正確的是（A、B、C、E、）A、效應(yīng)期間產(chǎn)生的高熱量，使鋁的二次反應(yīng)和溶解量加大，電流效率降低；B、效應(yīng)發(fā)生時，槽電壓較咼，耗費大量的電能；C、效應(yīng)期間產(chǎn)生的咼熱量，提咼了電解質(zhì)和鋁液溫度，一定程度上破壞了電解槽的正常生產(chǎn)狀態(tài)；D、效應(yīng)期間產(chǎn)生的高熱量，熔化了部份爐底沉淀；E、效應(yīng)發(fā)生時，電解質(zhì)溫度升高，造成氟化鋁迅速揮發(fā);F、經(jīng)常發(fā)生效應(yīng)的電解槽,電流效率比較高。5、 以下對確定出鋁量的原則的描述，正確的是（A、C、E）A、正常情況下，每次出鋁量要接近出鋁周期內(nèi)的產(chǎn)鋁量；B、保持高鋁水平生產(chǎn)；C、槽況異常時，可利用出鋁量調(diào)整失控的爐膛和生產(chǎn)技術(shù)條件；D、確保電解槽內(nèi)的在產(chǎn)鋁量；E、 在正常生產(chǎn)時，出鋁量要平穩(wěn)，避免急劇的波動。6、 能夠很好地凈化電解煙氣的氧化鋁必須滿足（B、D）。A、較小的吸水性 B、較好的活性C、較好的溶解性 D、足夠的比表面積7、 鋁電解過程中的電流損失是（A、B、C）。A、鋁的溶解損失 B、電流空耗C、鈉離子放電 D、氧化鋁的溶解損失8、 在冰晶石-氧化鋁熔鹽電解體系中加入A1F3的作用是（A、B、C）。A、降低初晶點 B、降低分子比C、降低電解溫度D、以上三項都不是9、 盤存電解槽中在產(chǎn)鋁量所選擇的惰性指示劑必須滿足（A、B、C）。A、 在鋁液中易于溶解和擴(kuò)散均勻化B、 不進(jìn)入陽極和電解質(zhì)中C、 由原料帶來的惰性指示劑量基本穩(wěn)定D、 惰性指示劑必須具有導(dǎo)電性10、 下面對電解槽發(fā)生陽極效應(yīng)時的特征的描述，正確的是（A、C、D、F）。A、在陽極四周發(fā)生明亮的小火花，并帶有明顯的劈啪聲；B、電解過程仍然正常進(jìn)行；C、陽極與電解質(zhì)界面上的氣泡不再大量析出；D、電解質(zhì)停止沸騰；E、部份鋁液翻到電解質(zhì)上面；F、電解槽電壓升高，一般達(dá)到20?30V。11、 造成鋁電解過程中電流效率降低的原因是（A、B、C）A、鋁的溶解損失 B、電流空耗C、鈉離子放電 D、機械和物理損失12、 燃?xì)獗簾ㄅc鋁液焙燒法、焦粒焙燒法相比較的優(yōu)點的描述，正確的是（B、C）。A、焙燒速度快；B、焙燒能量利用率高；C、焙燒效果好；D、操作簡單。13、 下面對鋁電解槽陽極效應(yīng)于生產(chǎn)有利影響的描述，正確的是（A、B、D、F）。A、可調(diào)整電解槽的熱平衡；B、可作為A12O3投入量的校正依據(jù)；C、可促進(jìn)鋁在電解質(zhì)中的溶解；D、可潔凈電解質(zhì)，清理陽極底掌，規(guī)整爐膛；E、效應(yīng)期間產(chǎn)生的高熱量，可促進(jìn)氧化鋁迅速參與電化學(xué)反應(yīng)；F、效應(yīng)期間產(chǎn)生的高熱量，可使局部突出的伸腿熔化使?fàn)t膛規(guī)整。14、 鋁電解槽電解溫度高的原因主要是（A、B、C）。A、熱收入大于熱支出 B、電解質(zhì)電阻大C、鋁的二次反應(yīng)嚴(yán)重 D、電解質(zhì)水平過高15、 陽極消耗速度與（A、B、C）有關(guān)。A、陽極電流密度 B、電流效率C、陽極假比重 D、陽極真比重16、 在電解槽運行過程中，出現(xiàn)以下（B、D、E）情況需要提高設(shè)定電壓。A、電解槽熱量過剩，效應(yīng)遲發(fā)時；B、出現(xiàn)電壓擺動（又稱針振）時；C、電解質(zhì)水平連續(xù)在上限基準(zhǔn)之上時；D、爐幫變厚、爐底出現(xiàn)沉淀時；E、分子比較低時。17、 導(dǎo)電母線的電壓降取決于（A、B、C）A、電阻率B、電流密度C、母線長度 D、電流效率18、 提高電解質(zhì)密度的添加劑有（C、D）A、氟化鋁B、氟花鋰C、氟花鈣D、氟化鎂19、 降低電解質(zhì)導(dǎo)電度的添加劑有（A、C、D）A、氟化鋁B、氟花鋰C、氟花鈣D、氟化鎂20、 減小氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度的添加劑有（A、B、C、D）A、氟化鋁B、氟花鋰C、氟花鈣D、氟化鎂簡答題1、保持適當(dāng)?shù)匿X水平有什么作用？電解質(zhì)水平過低對電解生產(chǎn)有什么影響？保持適當(dāng)鋁水平的作用是：1）它保護(hù)著陰極碳塊，減少生成炭化鋁；2）它使陽極底掌中央部位多余的熱量通過這層良導(dǎo)體傳輸?shù)疥枠O四周，使槽內(nèi)各部分溫度趨于均勻；3）它填充了槽底上高洼不平之處，使電流比較均勻地通過槽底；4）高鋁液層能夠削弱磁場產(chǎn)生的作用力。電解質(zhì)水平過低對電解生產(chǎn)的影響有：1）電解槽水平過低時，電解槽的熱穩(wěn)定性小，電解質(zhì)溫度容易波動；2）溶解氧化鋁的量減少，電解槽容易生成沉淀；3）電解質(zhì)容易冷縮，粘度增大，甚至造成電壓波動；4）嚴(yán)重時陽極效應(yīng)系數(shù)增大，電耗增加。2、為什么要選擇合適的分子比進(jìn)行生產(chǎn)？選擇合適的分子比進(jìn)行生產(chǎn)的原因是：實驗和實踐證實，當(dāng)電解質(zhì)分子比降低到小于3（有過剩的A1F3）時，電流效率將會提高。這是由于此時鋁液一電解質(zhì)的界面張力增大，有利于分散在電解質(zhì)中鋁珠的匯集。同時，由于表面張力大，也使鋁的溶解性減少。而且隨著分子比的降低，Na+在陰極析出金屬鈉的可能性也降低了。此外，降低分子比也降低了電解質(zhì)初晶溫度。雖然低分子比有利于提高電流效率，但是分子比的降低將增加電解質(zhì)電阻。在同極距條件下生產(chǎn)，將造成電壓上升，電耗增加，所以要選擇合適的分子比進(jìn)行生產(chǎn)。3、 什么叫做陽極效應(yīng)系數(shù)？陽極效應(yīng)對電解生產(chǎn)有什么好處？陽極效應(yīng)系數(shù)是指每臺槽每天