铝电解复合阳极

金属冶金学专业课课程设计—200kA预焙阳极铝电解槽阳极组设计

第一章 绪论

20世纪80年代以前，工业铝电解的发展经历了几个重要阶段，其标志的

变化有：电解槽电流由24kA、60kA增加至100～150kA；槽型主要由侧插棒式（及上插棒式）自焙阳极电解槽改变为预焙阳极电解槽；电能消耗由吨铝22000kW2h降低至15000kW2h；电流效率由70～80%逐步提高到85～90%。

1980年开始，电解槽技术突破了175KA的壁垒，采用了磁场补偿技术，配合点式下料及电阻跟踪的过程控制技术，使电解槽能在氧化铝浓度变化范围很窄的条件下工作，为此逐渐改进了电解质，降低了温度，为最终获得高电流效率和低电耗创造了条件。在以后的年份中，吨铝最低电耗曾降低到12900～13200 kW2h，阳极效应频率比以前降低了一个数量级。

80年代中叶，电解槽更加大型化，点式下料量降低到每次2kg氧化铝，采用了单个或多个废气捕集系统，采用了微机过程控制系统，对电解槽能量参数每5s进行采样，还采用了自动供料系统，减少了灰尘对环境的影响。进入90年代，进一步增大电解槽容量，吨铝投资较以前更节省，然而大型槽（特

铝电解 初 级

一、填 空

1．在铝电解生产过程中（阳极炭块 ）参与电化学反应而消耗需定期更换。 2．铝工业生产，在电解槽内的两极进行电化学反应， （ 阴极 ）极产物是铝液。

3.铝电解用氧化铝的物理性能指标主要有（ α－Al2O3含量 ）、 （粒度 ）、（比表面积 ）、（安息角 ）。

4.引起电流效率降低的主要原因是（铝的溶解损失 ）。 5.初晶温度是指液体开始形成（固态晶体 ）的温度,初晶温 度与熔点的物理意义不同,但（数值 ）相等。

二、单 选

1．阳极效应的发生主要是缺少（ A ）造成的。 a Al2O3 b Na3AlF6 c NaF d CaF2 2．电解质含炭槽是由（ A ）而引起的。 a 热槽 b 冷槽 c 压槽 d 漏槽

3．向电解质中添加的常用添加剂共同的优点都具有降低电解质（ B a 密度 b初晶温度 c 导电度 d 粘度 4. 阴极更换周期是由阳极高度与（ B ）所决定。 a 阳极电流密度 b 阳极消耗速度 c 阳极消耗量 d 电流效率

5．铝电解生产

铝电解电容的寿命

电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。希望有助于提高国人的知识水平。说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。仅供参考。

Chapter 1铝电解电容的特性

1.1 Circuit model （等效模型）

The following circuit models the aluminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性）

CA Cc RP ESR L D = Anode capacitance (阳极电容) = Cathode capacitance(阴极电容)

= Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻)

= Series resistance,

应用铝电解电容器必须考虑的问题

铝电解电容器的失效

一、铝电解电容器失效的最主要原因 电解液干涸！

电解液干涸的原因 电解液自然挥发 电解液的消耗

电解液自然挥发

电解液的挥发速度随温度的升高而变快； 电解液的挥发速度与电容器的密封质量有关，无论在高温还是在低温条件下都要有良好的密封性。

电解液的消耗

漏电流所引起的电化学效应消耗电解液； 铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少；

漏电流随温度升高而增加：250C时漏电流仅仅是850C时漏电流的不到十分之一；

漏电流随施加电压升高而增加：耐压为400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。

电解液干涸的时间就是铝电解电容器的寿命 影响铝电解电容器寿命的因素（温度1）

根据铝电解电容器的电解液的不同，铝电解电容器的最高工作温度可分为： 一般用途：850C；

一般高温用途：1050C： 特殊高温用途：1250C：

汽车发动机舱：140∽1500C；

影响铝电解电容器寿命的因素 （额定寿

铝电解中级工复习题

一、填空题

1、电解质的初晶温度随分子比的升高而 升高 。

2、现代铝工业一直采用的炼铝方法为：__冰晶石-氧化铝熔盐电解法_。 3、电解生产主要作业包括_换极__、__出铝_、__抬母线__三部分 4、铝电解槽按阳极结构可分为 自焙槽 和 预焙槽 。

5、铝电解用的原材料大致分为三类：_氧化铝__、_氟化盐_、__碳素材料_。

6、降低 槽平均电压 或者提高 电流效率 ，都能提高电能效率，从而减少电解槽的电耗量。

7、电解槽的平衡包括__物料平衡__、__磁场平衡_和热量平衡。 8、提高极距对抑制铝的二次损失有益，因此应该通过改善（电解质成分 ）、（电解质清洁度 ）等降低电解质电阻率的办法来提高极距。 9、电解质的初晶温度随分子比的升高而 升高 。

10、现代铝工业一直采用的炼铝方法为：__冰晶石-氧化铝熔盐电解法_。 11、电解槽的焙烧有 燃气焙烧 、 焦粒焙烧 、 铝业焙烧 三种方法。 12、添加剂对电流效率的影响，目前可供选择的添加剂有 氟化铝 、 氟化钙 、 氟化锂 等，总量控制在5%～8%，这些添加剂都具有降低电解质 初晶温度 的作用，有利于实现低温操作，因此都具有提高电流效率的

铝电解中级工复习题

一、填空题

1、电解质的初晶温度随分子比的升高而 升高 。

2、现代铝工业一直采用的炼铝方法为：__冰晶石-氧化铝熔盐电解法_。 3、电解生产主要作业包括_换极__、__出铝_、__抬母线__三部分 4、铝电解槽按阳极结构可分为 自焙槽 和 预焙槽 。

5、铝电解用的原材料大致分为三类：_氧化铝__、_氟化盐_、__碳素材料_。

6、降低 槽平均电压 或者提高 电流效率 ，都能提高电能效率，从而减少电解槽的电耗量。

7、电解槽的平衡包括__物料平衡__、__磁场平衡_和热量平衡。 8、提高极距对抑制铝的二次损失有益，因此应该通过改善（电解质成分 ）、（电解质清洁度 ）等降低电解质电阻率的办法来提高极距。 9、电解质的初晶温度随分子比的升高而 升高 。

10、现代铝工业一直采用的炼铝方法为：__冰晶石-氧化铝熔盐电解法_。 11、电解槽的焙烧有 燃气焙烧 、 焦粒焙烧 、 铝业焙烧 三种方法。 12、添加剂对电流效率的影响，目前可供选择的添加剂有 氟化铝 、 氟化钙 、 氟化锂 等，总量控制在5%～8%，这些添加剂都具有降低电解质 初晶温度 的作用，有利于实现低温操作，因此都具有提高电流效率的

线 种 工 订 位 单 装 名 姓 国家特有工种职业技能鉴定 铝电解工高级技师理论知识试卷（B卷）

注意事项

1. 请首先按要求在试卷的标封外填写你的姓名、考号和所在单位的

名称

2. 请仔细阅读各种题止的回答要求，在规定的位置填写你的答案。 3. 不要在试卷上作任何标记，不要在标封区填写无关内容。 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 一、填空题（请将正确答案填入相应的空格内。每空1分，满分20分）

1、铝电解质是铝电解核心部分，它是连接阳极和阴极之间的（ ），电解质主要以（ ）为溶剂，（ ）为溶质。

2、降低槽（ ）或者提高( )，都能提高

铝电解电流效率理论与实践 的新认识

周乃君中南大学能源与动力工程学院

一 前言

20多年来，对电流效率的理论和实践也有了很大的发展。

本文简单介绍理论和实践方面的新认识。

一 前言1CE W实 W理 100%

电 流 效 率 的 定 义

W理 = 0.3356×I×t= 0.3356 kg.kA-1.h-1

CE=

i阴 i总

100%=

i损 i总 i损 100% 100% =1-CE损 =1i总 i总

i阴：用于产铝的阴极电流密度 i总：总阴极电流密度 i损 ：损失的阴极电流密度

一 前言(1)i1:铝的二次反应 2 关 于 电 流 损 失2Al(溶) + 3CO2(气) = Al2O3 + 3CO(气)

(2)i2:钠的二次反应6Na(溶) + 3CO2(气) + 2AlF3(溶) = 6NaF(溶) + Al2O3 + 3CO(气)

(3)i3:Al4C3的生成和氧化4Al(溶) + 3C(固) = Al4C3(固) Al4C3(溶) + 6CO2(气) = 2Al2O3(溶) + 3C(固) + 6CO(气)

(4)i4:电子导电性溶解的钠使电解质具有微弱的电子导电性，电子导电性形同 短路，这样引起的电流损失估计在 1~2

合阳县隶属陕西省渭南市，地处陕西省关中地区东部，黄河中游西侧，平均海拔为 721 米，年平均气温 11.5 ℃，总面积1437平方公里，总人口45万人（2008年），辖12镇4乡353个村民委员会。 陕西省渭南市合阳县 合阳县，古称：莘国。

县人民政府驻城关镇，邮政编码：715300。行政区划代码：610524。电话区号：0913。

2009年，在市委、市政府和县委的坚强领导下，在县人大、县政协的监督支持下，县人民政府团结带领全县人民，迎难而上，奋力拼搏，圆满完成了县十六届人大三次会议确定的各项目标任务，县域经济和各项社会事业持续快速发展，煤炭等优势资源开发取得突破性进展。先后被评为中国最具特色金融生态示范县、中国著名文化旅游县、陕西省级教育强县、全省平安建设先进县、全省新农合工作先进县、全市环境建设先进县。经济综合实力明显增强。2010全县地方生产总值完成40.27亿元，同比增长14.3%。全社会固定资产投资成32.05亿元，同比增长56.1%。地方财政收入完成10009万元，同比增长59.7%。社会消费品零售总额达到15.67亿元，同比增长18.9%。城镇居民人均可支配收入达到15380元，同比增长18%。农民人均纯收入达到3761元，同

专科论 文

题 目: 专 科 生 姓 名: 学 科、专 业: 学院（系、所）:

业论文

铝用阳极消耗原理及降低阳极消耗途径的

探讨

聂鹏

冶金工程（高起专函授）

内蒙古科技大学成人教育学院

0

毕

内蒙古科技大学成人教育学院

毕业设计(论文)任务书

专业 冶金工程（高起专函授）班级10级冶金班

学号 姓名聂鹏

毕业设计(论文)题目:铝用阳极消耗机理及降低阳

极单耗途径的探讨

设计期限:自2010年 9 月 1 日 至2012年 5 月 20 日

指导老师:宋中平

系 主 任:

2012年 4 月 27日

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目 录

摘要......................................................................... 2 Abstract ........................................