ETFE膜結(jié)構(gòu)鋁合金電解鋁的生產(chǎn)工藝流程及發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)代電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。在這種方法中，熔融的冰晶石是溶劑，而氧化鋁是溶質(zhì)。生產(chǎn)過程中，碳素體被用作陽極，而鋁液被用作陰極。在950℃-970℃的溫度下（但950℃以上的高溫可能會導致熱槽的形成），電解槽內(nèi)的兩極之間通入強大的直流電，從而進行電化學反應，實現(xiàn)電解過程。
現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)中采用的冰晶石-氧化鋁融鹽電解法，工藝流程如下：熔融冰晶石作為溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)。這兩者是電解過程中的電解質(zhì)，用于在電解過程中傳遞電流。碳素體被用作陽極，鋁液被用作陰極。在電解過程中，陽極碳素體會參與氧化反應，釋放出氧氣，而陰極鋁液則會接受電子，形成鋁。通入強大的直流電后，在950℃-970℃的溫度下，電解槽內(nèi)的兩極之間進行電化學反應。這個溫度范圍是鋁電解工藝的關鍵參數(shù)，因為在這個溫度下，氧化鋁可以有效地溶解在冰晶石中，實現(xiàn)電化學反應。通過這個過程，氧化鋁被還原成鋁，并從電解槽中提取出來。氧氣則從陽極釋放出來，與一部分碳素體燃燒產(chǎn)生熱量和二氧化碳。提取出的鋁液通過進一步的處理，可以形成各種不同形狀和規(guī)格的鋁制品。目前世界上所有的鋁都是用電解法生產(chǎn)出來的，而其中最常用的方法是霍爾-埃魯冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。這種方法的原理是以冰晶石為主的氟化鹽作為熔劑，氧化鋁為熔質(zhì)組成多相電解質(zhì)體系，通過電解作用將氧化鋁還原成鋁。在電解鋁工業(yè)中，Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工業(yè)電解質(zhì)的基礎。然而，這個過程對環(huán)境的影響較大，屬于高耗能、高污染的行業(yè)。在電解鋁生產(chǎn)過程中，會排出大量的廢氣，主要包括二氧化碳以及以氟化氫氣體為主的氣-固氟化物等。這些廢氣如果處理不當，可能會對環(huán)境造成嚴重的影響。許多鋁電解企業(yè)都致力于環(huán)保技術和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，例如通過回收和再利用廢氣中的有價成分，減少廢棄物的產(chǎn)生，降低能源消耗，提高資源利用率等方式，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。自70年代末引進160KA中間下料預焙槽技術之后，中國開始消化國外技術，揭開了現(xiàn)代鋁電解技術發(fā)展的序幕。此后，中國在鋁電解槽熱電磁力特性及磁流體數(shù)學模型研究方面開展了廣泛深入的工作，取得了工藝、材料、過程控制及配套技術等方面的成果。九十年代以來，中國在基礎理論、大型鋁電解槽開發(fā)以及工程應用方面取得了一系列成果，開發(fā)成功了280、320KA以上的特大型電解槽技術，使鋁工業(yè)的技術進步顯著。大容量電解槽的開發(fā)使中國鋁電解技術總體上達到了國際先進水平，電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的改變。中國在鋁電解技術方面取得了顯著的進步和發(fā)展，開發(fā)出特大型電解槽技術，使中國鋁電解技術總體上達到了國際先進水平。
