铝冶金国内外的发展现状

1、铝冶金国内外的发展现状 主讲人：张杭洲 1. 国内铝工业发展的基本状况 我国铝工业得到迅速发展，氧化铝、电 解铝的生产技术已接近国际水平。从2007年 起，我国已成为世界第一大氧化铝生产国。 2009年，我国已有34家氧化铝生产企业和74 家电解铝企业，氧化铝产量达到2 379万吨， 电解铝产量约1 200万吨。到2011年，氧化铝 实际产量已达3 407.8万吨。目前，大型化的 氧化铝、电解铝企业仍在不断新建、扩建， 氧 化 铝 产 能 已 突 破 4 0 0 0 万 吨 。 2. 国内外电解铝工业技术情况 铝电解工艺经过百余年的生产实践, 尤其 是由于近20年来现代科学技术的飞速发展, 使

2、 人们对铝电解过程有了更深入的认识。特别 是计算机技术的发展及在电解铝工艺上的应 用, 为电解槽建立起热、电、磁力和流动等物 理场的各种数学模型, 使槽型设计更科学化和 生产过程控制更自动化。代表世界先进潮流 的280 kA以上的高效大型预焙槽, 就是在上 述 科 技 进 步 的 基 础 上 开 发 研 制 的 。 电解铝工艺流程 现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝 熔融电解法。以冰晶石为主的氟化盐是溶剂， 氧化铝是溶质，以碳素体作为阳极，铝液作 为阴极，通入强大的直流电后，在950 970下，在电解槽内进行电化学反应。 阳极主要产物是二氧化碳和一氧化碳气 体，其中含有一定量的氟化氢等有害气

3、体和 固体粉尘，该气体需经过净化处理后排空。 阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从电解 槽内抽出，送至铸造车间，在保温炉内经净 化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、 型材等。 据资料介绍, 国外电流强度达到280 kA 以上 的超大容量电解槽比较著名的有3种槽型, 即法 国彼施涅铝业公司的300 kA 预焙槽(AP30 型)、 美铝公司的300 kA预焙槽(A - 817 型) 、俄罗斯 和德国联合铝的300 kA预焙槽(CA300/ VAW 型) 。 2.1国外高效大型预焙槽的发展和技术特点 国外280型预焙槽的特点 1. 指标先进: 电流效率为94.6 % , 直流电耗 为13 240 k

4、Wh/ t- Al , 净炭耗为419 kg/ t - Al , 电流密度0.74 A/cm2 , 密闭效率98 % , 排氟量0.7 kg/ t - Al , 全员劳动生产率390t/ 人1年; 2. 5根立柱进电, 有尺寸为1 450650560 mm的预焙炭块40组, 槽寿命超过6年(2190 天) ; 3. 连续化自动化程度高:微机控制4点打壳下 料、出铝、更换阳极、提升母线; 4. 采用超浓相输送方式输送载氟氧化铝: 载 氟氧化铝用超浓相输送系统往槽上的料仓 中供料,使槽上料箱永远保持满仓, 与电解 槽内要求的氧化铝浓度及下料速度相适应 AP30型预焙槽的特点 1. 与280型槽相比

5、, 投资相同, 但产量提高了; 2. 为适应300kA 的电流改变了AP28 型的阳极系 统, 增大阳极炭块面积, 由原来40块减少到20 块, 用20根阳极导杆单独控制阳极, 阳极电流 密度0.78 A/ cm2 ; 3. 采用半石墨化阴极, 重新设计槽侧部保温层结 构,建立高电流密度下的热平衡; 4. 每套打壳加料器装有2 个气缸, 保证打壳和加 料两种功能独立运作; 5. 加料点位置选在电解质旋流速度快的地方,以 保证下到电解质中的物料快速扩散和溶解, 减 少炉底沉淀; 6. 固体电解质用自动加料装置送到槽上, 与氟化 铝一起通过重力点式加料器加入槽内; 7. 采用装置有分流器的焦粒预热

6、焙烧灌熔体电 解质的方法, 以50 h快速平稳启动, 可以防止 槽子热震冲击和渗铝引发的早期破损现象出 现, 提高槽寿命; 8. 电解槽操作依靠计算机实行自适应控制,使极 距、槽温度、氧化铝浓度和分子比等参数技 术条件的变化始终保持在狭窄的范围内, 保持 电解槽在设定的最佳状态下平稳高效运行; 9. 长期生产统计出的工艺技术参数和技术条件 是: 槽温度955959 , 过剩氟化铝11.6 % , 阳极效应系数0.23次/槽1日。 2.2国内电解铝生产技术 目前铝全部采用熔盐电解方法生产，其 生产设备从较早的单一侧插自焙槽，发展到 拥有侧插自焙、上插自焙、预焙槽等各种槽 型。 我国已完成了180

7、kA、280kA和320kA的 现代化预焙槽的工业试验和产业化。以节能 增产和环保达标为中心的技术改进与改造， 促进自焙槽生产技术向预焙槽转化，获得了 巨大成功。我国已经成为大型预焙槽开发的 先进国家。 2.2.1 我国预焙槽技术发展状况 20 世纪70 年代末, 我国(贵州铝厂) 从国外引 进了160 kA 中间下料预焙槽技术, 并应用于 贵州铝厂和云南铝厂的技改工程中。 1996年, 我国成功开发了280 kA 中间点式下 料超大型预焙阳极电解槽, 并在河南沁阳试验 工厂投产。 1997年, 320 kA 超大型预焙槽技术开发成 功,1999年6月在广西平果铝业公司试验工厂 投产。280

8、kA - 320 kA 大型预焙槽的成功开 发是我国铝工业史上的里程碑, 这标志着我国 大型预焙槽技术开始跻身国际先进行列。 2001年6月, 由沈阳铝镁设计研究院开发研制 的SY300 (300 kA) 预焙阳极铝电解槽, 在河 南伊川铝厂新建256台, 规模20万t/ a , 2002 年11月电解槽全部投产。该槽型已成为我国 铝电解生产的主导槽型。 3. 建议 根据国内外铝工业发展的现状和趋势, 建 议我国铝工业发展采取如下对策: 1. 积极开发和发展大型或超大型高效、智能化 的铝电解槽, 以科技进步推动我国铝工业前进。 2. 引导铝厂联合, 资产重组, 组建以骨干企业为 核心的集团公司, 向大型化、集约化、专业化 方向发展, 做大做强。 3. 制定合理的产业政策, 坚