铝电解生产工艺技术（四）

    上插自焙阳极电解槽阳极结构由炭阳极、从上部垂直插在阳极里的阳极棒、阳极框套、集气罩、燃烧器和阳极主副提升机构组成。阳极主提升机构的螺旋起重器安装在槽两端混凝土支柱的横梁上，阳极副提升机构的螺旋起重器固定在水平阳极母线上。阳极和框套的升降分别由主副提升机构来完成，二者也可相对运动。水平阳极铝母线和工字钢是电解槽的承重主梁，阳极棒的作用不仅导电，还要承载阳极的质量。
    预焙阳极铝电解槽有边部和中间加料两种。从上面简图4、图5可看出，其差别是后者在两列预焙阳极块的中间缝上方装设有料箱及全套打壳加料（氧化铝和氟化盐）装置。两种预焙槽其余阳极结构基本相同。由阳极大梁（水平阳极铝母线）、阳极升降装置、预焙阳极块组和其他辅助部分（如阳极卡具、槽罩等）所组成。阳极块、铝导杆和铸钢爪通过浇铸磷生铁把它们联结成一体。阳极块在电解过程中逐渐消耗，到一定周期就用新的阳极块换下不能用的残极。残极碳素部分压脱后破碎，再返回阳极工厂配料制做新阳极。
    ②阴极结构  几种类型的电解槽阴极结构基本相同，电解槽下部金属槽壳和槽壳内的装砌部分属阴极结构。槽壳分为无底和有底两种。因此，铝电解槽又有无底槽和有底槽之分，无底槽通常是用地脚螺栓固定在混凝土基础上，而有底槽槽壳通常又分为臂撑式、框架式和摇篮式三种，其目的是要让阴极槽壳钢结构有足够的强度。
    铝电解槽阴极结构通常由槽基础、钢槽壳、槽内衬隔热保温及绝缘材料、槽内衬碳素材料（侧部炭块、阴极炭块组等）、阴极母线等组成。[next]
    3.国内外铝工业技术发展
    (1)铝电解槽槽型分布情况工业铝电解槽分为自焙阳极铝电解槽和预焙阳极铝电解槽两种。自焙阳极铝电解槽又分为上插式自焙槽和旁插式自焙槽。
    霍尔一埃鲁铝电解工艺自发明一百多年来，经历了预焙一自焙一预焙槽的发展历程，尤其是近50年来，随着世界铝工业科技的不断进步，铝电解槽从落后的50-60kA侧插自焙阳极电解槽逐步发展到今天拥有各项先进技术的超大容量预焙阳极电解槽。高效节能、自动化程度高、环境保护效果好的大型点式下料预焙阳极电解槽的采用，极大地促进了世界原铝工业的迅猛发展。表7列出了1996年全球电解铝厂采用的技术。

    (2)电解铝工业的技术发展世界电解铝工业技术从1948年到1998年50年来，由50-60kA自焙槽发展到先进的大容量预焙槽，达到的技术水平和取得的经济效果，主要几点如下：
    a.电解槽容量由50-60kA经过40年发展到300-325kA;
    b.电流效率由85％提高到95％左右；
    c.直流电耗由每吨铝18500-19000kW.h降低到12900-14000kW.h;
    d.电解槽的单位面积产铝量增加了5-10倍；
    e.槽寿命由50年前的600天提高到2500-3000天；
    f.由于上述的技术进步，50年来，每吨铝的绝对成本降低了400美元。
    国际上高效节能大型现代化预焙阳极铝电解槽系列已达到了下列指标：
    电解槽容量       180-300kA
    电流效率         ≥94.5％
    单槽日产原铝量   ≥1361kg
    直流电耗        （13300±200)kW.h/t Al
    阳极净耗         400kg/t Al
    阳极效应系数     ≤0.2次／（槽旧）
    阴极压降        0．350 V
    槽寿命          3000天
    氟化物排放量     0.5-1.0kg/t AI
    中国铝电解技术水平自20世纪80年代起有了很大的提高，在学习国外先进技术的同时，中国自行开发和应用了160kA, 180kA, 200kA系列电解槽成套技术和装备，并且研制开发了超大容量280kA和320kA工业试验铝电解槽技术，各项技术经济指标正朝着世界先进水平迈进。
    当前中国成熟、先进的大型预焙铝电解槽各项技术经济指标如下：[next]
    电解槽容量            186-200kA
    电流效率              >93％
    单槽日产原铝量        >1392kg
    直流电耗              （13450±100)kW.h/t AI
    阳极净耗              430-450kg/t Al
    阳极效应系数          0.3次/（槽·日）
    槽寿命                1500-1800天
    氟化物排放量          ＜1.0kg/t Al
    4.铝电解生产环境保护
    (1)电解铝生产有害烟气对环境的影响  近年来，入们对霍尔一埃鲁铝电解法生产过程中逸出的有害烟气及烟尘给全球，本地区以及周围环境造成的严重污染越来越重视。电解铝生产过程产生的有害烟气主要是CO₂，以及以HF气体为主的气一固氟化物（包括阳极效应发生时排出的CF₄和C₂F₆）、PAH（多环芳香烃）、SO₂等。最近，近代铝电解槽环境污染与治理技术水平的最新观点指出了这些有害烟气对环境的影响。