第二章(鋁電解的原材料及能源)

1、章節(jié)章節(jié)2鋁電解原材料及能源課時課時12課時課時教學(xué)方法教學(xué)目標(biāo)：1、要求學(xué)生掌握氧化鋁的制作方法。2、掌握氟化鹽的生產(chǎn)方法。3、掌握預(yù)焙陽極的簡單制作和組裝4、了解鋁電解中直流電是如何獲得的教學(xué)內(nèi)容：鋁電解用的原材料大致分三類：原料——氧化鋁；熔劑——氟化鹽(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(預(yù)焙槽)。2.1氧化鋁氧化鋁是一種白色粉狀物，熔點為2050℃，沸點為3000℃，真密度為3.53.

2、6gcm3，容積比重為1gcm3。它的流動性好，不溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是鋁電解生產(chǎn)的主要原材料。氧化鋁在電解生產(chǎn)中的作用是：a.不斷地補充電解質(zhì)中的鋁離子，使其濃度保持在一定的范圍內(nèi)，保證電解生產(chǎn)的持續(xù)進行；b.氧化鋁覆蓋在電解質(zhì)殼面上可以起到良好的保溫作用，覆蓋在陽極炭塊上防止陽極氧化；c.在煙氣干法凈化系統(tǒng)中充當(dāng)吸附劑，用來吸附電解煙氣中的氟化氫（HF）氣體。根據(jù)氧化鋁的物理性能不同，可分為三類：砂狀、粉狀和中間狀。因

3、為砂狀氧化鋁具有流動性好，溶解快，對氟化氫氣體吸附能力強等優(yōu)點，正好滿足預(yù)焙槽的生產(chǎn)。生產(chǎn)一噸鋁所需要氧化鋁，從理論上計算為1889公斤，實際上由于氧化鋁不純及運輸，加工時的損失，生產(chǎn)一噸鋁實際需要氧化鋁約1925～1940公斤氧化鋁。2.1.1氧化鋁的獲得氟化鈣分子式為CaF2其俗名為螢石粉，是一種經(jīng)過精選品位很高的天然礦物質(zhì)。在正常的鋁電解生產(chǎn)中，往電解質(zhì)中添加一定數(shù)量的氟化鈣能降低電解質(zhì)的熔點，多被用于電解槽啟動前裝爐，其作用是對

4、爐幫形成有好處，可形成比較堅固的爐幫。2.2.1.3氟化鈉氟化鈉的分子式為NaF是一種白色粉末，易溶于水。是鋁電解質(zhì)的一種添加劑，用以調(diào)整由于新槽的炭素內(nèi)襯選擇性吸收鈉鹽及裝爐時裝入大量低分子比冰晶石所造成的分子比下降。一般由于新槽開動也用碳酸鈉（曹達）代替氟化鈉，這樣更加經(jīng)濟且能加速電解質(zhì)的沸騰與循環(huán)，有助于電解質(zhì)成份均勻。2.2.1.4氟化鋰氟化鋰分子式為LiF，是鋁電解生產(chǎn)的一種良好的添加劑，它可以降低電解質(zhì)的初晶溫度，增加電解質(zhì)

5、的導(dǎo)電度，改善電解質(zhì)的性質(zhì)，比氟化鎂、氟化鈣效果更顯著，但氟化鋰比較昂貴，鋁電解廠有時用碳酸鋰（Li2CO3）代替氟化鋰，降低成本。2.2.2鋁用氟化鹽的生產(chǎn)方法2.2.2.1冰晶石生產(chǎn)方法目前國內(nèi)外生產(chǎn)冰晶石主要有以下幾種工藝：氫氟酸法：可分干法和濕法干法是將氣態(tài)氫氟酸在400～700℃和氫氧化鋁反應(yīng)，生成氟鋁酸(H3AlF6)，然后用純堿在高溫反應(yīng)而生成。濕法是將40～60%的氫氟酸與氫氧化鋁反應(yīng)后再加入純堿而制得。氟硅酸法：可分氟