铝电解基础知识有奖竞答试题

1、铝电解基础知识有奖竞答试题一、填空题! g4 x& V; Y% m7 f7 N1、 写出铝电解反应方程式（ ），从这个方程式可以看出，理论上每生产一吨铝需要（ ） kg氧化铝。; x# p4 xI, f, D2、大型预焙槽的焙烧方法有（ ）焙烧法、（ ） 焙烧法、 （ ） 焙烧法。, w, c* G0 N+ v) , E3、效应分摊压降是通过对 （ ） 和 （ ）来进行控制。4 C* z. c& J3 4 Fa& W* N4、电解温度实际可表示为（ ） 和 （ ） 之和。; r6 J3 T. d; y( 5、槽工作电压是由电解槽的（ ）、（ ）、（ ） 、（ ） 、（ ） 组成。 0 b! F

2、- O- k* y8 i6、预焙槽电解烟气净化采用 （ ）净化，其作用主要是为了（ ） 和（ ）。, V) ! G5 v# J2 eg7、电解质分子比是指电解质中（ ）与 （ ）的分子数之比。中性电解质分子比等于3，分子比大于3的为（ ）电解质，分子比小于3的为（ ）电解质。( R% v; D7 E- / 9 V3 O8、酸性电解质体系的密度随氧化铝浓度增大而（ ）低。9 n3 x0 T5 U ?! J0 Q二、判断题/ k$ N0 D$ g, c# T（）1、在熄灭效应过程中，应根据效应电压的高低确定熄灭效应的时间。0 & x! h6 m * X（）2、向电解槽添加氟化铝时，最好直接加在液体

3、电解质表面。& z* ! v7 j1 u（）3、电解质电阻随着分子比的降低而降低。$ m w/ j0 + S0 b8 a（）4、铝水平具有调节电解槽热平衡的作用。4 Mk! rt- n1 B（）5、焦粒焙烧法是利用焦粒产生的热量进行焙烧。5 o; G7 k& f2 x5 L# Z（）6、发生阳极效应的原因主要是氧化铝浓度降低。+ D1 n1 B% P0 Q: x/ z8 s( X$ U# （）7、随着电解质中氟化铝量的增加，电解质电阻将会下降。; Z0 o9 P+ P （）8、铝电解电流效率随着电解质水平的增加而增加。5 s- L 3 b o. 8 o& S9 + j三、选择题, E3 s j

4、6 ) n b1 d/ m- K4 Z7 b1、铝的原子量是（）。; |) 2 a( P! h3 U/ FA、13B、16C、23 D、278 Y. D- R4 C. j! f- P! K2、铝的电化当量是（）。9 k7 g. i0 W& H% M3 F M! rA、0.3356kg/A.h B、2.980 kg/A.h. P1 M- ?, F# _# _5 P0 l2 z5 O4 pC、0.3356g/A.h或2.980A.h/g D、2980 A.h/g6 2 I! J6 Q2 J# C; A, Y2 a4 R3、阳极碳块的作用是（）。; u) E& X1 y! aA、导电 B、平衡磁场C

5、、导电和参加反应D、平衡磁场和参加反应7 f8 F T z1 Q1 : l: V9 l4、铝电解过程是在（）中进行的。3 I3 N ) Y- j- YA、铝液 B、电解质 C、铝液和电解质D、以上都不是3 Z t! o$ C8 5 - S6 u9 h5、铝液焙烧法与焦粒焙烧法、燃气焙烧法相比较，描述正确的是（ ）0 N5 Y9 ! t- B/ mA、焙烧速度快；B、焙烧能量利用率高；C、焙烧效果好；& l% u& h1 C- X; 3 I jD、操作简单；E、对内衬寿命影响大。+ p2 h/ % o# u: a6、湿法效应启动与无效应启动相比的优点是（ ）。* h G+ TN+ z5 E) c

6、A、启动时间短 B、能在短时间内提高槽温，加热电解槽内衬$ G, / A3 w0 - EC、无优点4 k. B. y9 L7 W, I7、新启动电解槽为形成规整稳定的炉膛，在启动后期应(）9 S/ L* # I6 q* u7 n+ P& zA、保持低电解质水平；B、保持适当高的槽电压；C、设置较短的AEW间隔；% K- l h _. 0 w& nD、保持高分子比；E、设置正常生产时的加料间隔。 ) 5 u. uI8 K7 t% c. f8、下面对铝电解槽阳极效应于生产不利影响的描述,正确的是（ ）7 |. L6 8 b7 - F) 1 E+ h: d1 S3 MA、效应期间产生的高热量，使铝的

7、二次反应和溶解量加大，电流效率降低；B、效应发生时，槽电压较高，耗费大量的电能；C、效应期间产生的高热量，提高了电解质和铝液温度，一定程度上破坏了电解槽的正常生产状态；D、效应期间产生的高热量，熔化了部份炉底沉淀； E、效应发生时，电解质温度升高，造成氟化铝迅速挥发；F、经常发生效应的电解槽，电流效率比较高。2 _0 q+ k7 ; _1 |四、简答题! D6 B& j4 # H, L7 t4 d m1 k0 O1、保持适当的铝水平有什么作用？电解质水平过低对电解生产有什么影响？0 V3 t2 ? ! E3 y3 h2、什么叫做阳极效应系数？ 阳极效应对电解生产有什么好处？铝业技术论坛 氧化铝

8、技术的改进 氧化铝技术的改进 电解复习题一、基本概念1、铝电解用的原材料是什么? 答：铝电解用的原材料大致分三类：原料氧化铝；熔剂氟化盐(包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等)；阳极材料预焙炭块(预焙槽)。2、目前，在铝工业生产上的电解槽按阳极结构型式可分为多少种? 答：电解槽按阳极结构型式可分为两大类四种型式。 1）自焙阳极电解槽 a、旁插棒式 b、上插棒式 2） 预焙阳极电解槽a、连续式 b、不连续式3、什么是阳极效应? 答：阳极效应是溶盐电解所固有的一种特征现象。当其发生时，在阳极与电解质接触的周边上，出现许多细小的电弧，发出轻微的噼啪声，电解质沸腾停止，此时槽电压巳从正

9、常值(例如4.2伏)升高到数十伏，并联在电压表上的指示信号灯也亮了起来。这就是工厂里所说的阳极效应，阳极效应可以看做是一种“阻塞效应”。它在很大程度上阻碍阳极与熔体之间的电流传递，实践证明，产生这种现象的主要原因是电解质中缺乏氧化铝。在其它条件不变时，电解质中氧化铝降低到一定程度，就发生阳极效应。4、什么叫铝电解的电流效率?它的计算公式是什么? 答；所谓电流效率就是在电解过程中实际的铝产量与同样条件下(电流强度和时间)铝的理论产量之比的百分数，其公式是 =M实/M理100% 式中一为电流效率() M实一铝的实际产量(公斤或吨) M理一铝的理论产量(公斤或吨) 上述公式也可以下式表示： =M实/

10、(0.3355It) 100% 如果确定了电流效率，则实际产量可以下式表达 M实=0.3356It 5、什么是铝电解的电能效率？二、主要问题1、目前，在铝工业生产上的电解槽按阳极结构型式可分为多少种? 工业铝电解槽的构造有哪些? 预焙槽的阳极装置有哪些构成?答：电解槽按阳极结构型式可分为两大类四种型式。 1）自焙阳极电解槽a、旁插棒式 b、上插棒式 2） 预焙阳极电解槽a、连续式 b、不连续式 工业铝电解槽的构造，主要包括阴极装置、阳极装置、母线装置、绝缘装置和集气装置。 位于阴极槽体之上的阳极及附属部件结构均属阳极装置。预焙槽的阳极装置是由阳极炭块组和阳极提升机构组成。而阳极炭块组又由炭块、

11、钢爪和铝导杆三部分构成2、电解质由哪些成分组成，其特性是什么? 答：在铝电解生产中，连接阳极和阴极之间不可缺少的熔 融盐叫电解质。它主要是以冰晶石和氧化铝组成。另外还有些氟化镁、氟化钙、氟化锂、氯化钠等。其中冰晶石是作为熔剂，氧化铝作为熔质，氟化铝、氟化镁、氟化钙、氟化锂、氯化钠等作为添加剂，以改善电解质的物理化学性质，有利于提高生产指标。3、铝电解质的物理化学性质都包括哪些? （了解铝电解质的各种性质及各组分对性质的影响）补充详述！答；铝电解质的物理化学性质，包括熔度(熔点或初晶点)、密度、导电度，表面性质、粘度、蒸气压、氧化铝在电解质中的溶解度等。4、试分析铝电解用炭阳极之利弊何？ 答：在

12、铝电解过程中，高温且具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接同电极接触。作为导电的阴阳两极的各种材料中，既能良好导电，又能耐高温，抗腐蚀、同时价格又低廉的唯有炭素材料。因此铝工业生产都采用炭素材料作两极。5、铝电解不用冰晶石是否可能，有无其他方案（讨论新法炼铝）6、铝电解的基本反应式是什么? 答，概括地说如下： 在阳极上 3O2-(络合的) + 1.5C-6e =1. 5 C02 在阴极上 A13+ (络合的) +6e= 2Al 两项合并得总反应式为: Al2O3+1.5C=2Al + 1.5CO27、氧化铝加入冰晶石熔体中生成了什么新离子？8、正常电解时阳极气体组成如何，效应时阳极气体有何变化？答；工

13、业电解槽在正常生产过程中阳极气体成分含有CO2和CO，通常CO2气体含量约占70，CO约占30，但是当槽子快发生阳极效应时，阳极气体成分含量发生逆转，CO2含量还逐渐减少，CO含量增加。还有少量的CF4气体。9、阳极效应的机理答：熔盐电解时发生在碳质阳极上的特征现象。经常出现于冰晶石(NaAlF)-氧化铝电解中，也发生于氯化物电解中。电解质成分不合理或阳极电流密度过高都能导致阳极效应。 机理 产生阳极效应的机理尚未探明，但此现象早已熟知。铝电解时发生阳极效应，显然同阳极表面生成某些化合物和积聚气体有关。 工业铝电解槽里氧化铝含量低于1时,氟离子和氧离子共同在碳阳极上放电，形成氧氟化合物(COF

14、)，随后和其他吸附化合物一起积聚在阳极表面上。此时，电解质对碳阳极的湿润性变坏，电解质会在更大程度上为阳极所排斥，于是阳极的有效电流密度逐渐增加，达到临界电流密度时，便发生阳极效应。其外观特征是：在阳极周围产生明亮的小火花,气泡停止在阳极析出,电解质也停止沸腾。熔盐和阳极间的电子传递受到阻碍，导致槽电压增高（3050伏）和电流下降。10、什么是电解铝的电流效率（电流效率的定义）?为什么把电流效率看作铝生产主要经济技术指标? 答：所谓电流效率就是在电解过程中实际的铝产量与同样条件下(电流强度和时间)铝的理论产量之比的百分数。 把电流效率看作铝生产的主要经济技术指标的主要原因是， 铝的实际产量与电

15、流效率有关,若电流效率提高，在相同条件下(电流强度、时间)电解槽的实际产量就可以提高，反之铝的实际产量就降低。 直流电耗与电流效率有关，若电流效率提高，铝的直流电耗就降低，反之铝的直流电耗就增加。由此可见，电流效率提高与降低铝的成本，提高企业经济效益有着密切的关系。 电流效率的高低与铝电解生产的各种工艺参数关系重大，因此它是衡量铝电解生产是否正常、技术条件是否平稳合理的主要标志。因此，电流效率是铝电解生产的主要经济技术指标。11、电流效率降低的原因？造成铝电流效率降低的本质是什么?其主要因素有哪几方面? 答；造成铝电流效率降低的本质是铝的损失。其主要因素是：铝的溶解与损失，已经析出的铝有一部分

16、重新溶解在电解质中被再氧化，属于化学损失，这是电流效率降低的主要原因。 高价离子与低价离子的循环转换。 电流损失， 阴阳极之间局部短路，溶解在电解质内呈元素状的铝和钠的电子导电等均属电流损失。 其他损失如机械夹杂损失等。 12、影响电流效率的因素有哪些? 答：影响电流效率的因素有： 电解质温度；目前工业电解槽电解质温度一般保持在 940960之间。电解质温度升高将导致已经电解出来的铝在电解质中的溶解度增大，溶解后扩散速度加快等，增加铝的损失，降低电流效率。据试验测定电解质温度每升高10电流效率降低12。反之电解质温度过低时电解质发粘，铝与电解质的分离不好，氧化铝溶解度降低，槽内沉淀增多，电阻增

17、大，电压上升，最终导致由冷槽转为热槽，同样电解效率也会降低。因此在不破坏正常生产的热平衡条件下，保持低温操作是提高电流效率的关键，正常生产的电解质温度比电解质的初晶温度高1520，降低电解质温度的有效方法是降低电解质的初晶温度，初晶温度的降低可以采用弱酸性电解质和适当添加氟化钙、氟化镁、氟化锂等添加剂来实现。 槽电压与极距。 在其他条件不变的情况下，槽电压的大小就表示极距的高低，在温度不升高的条件下极距增加电流效率提高，但极距足够大时，再增加极距，电流效率提高的并不明显，而且因极距增加，使电解质电压降增大，槽电压升高，电耗增大，槽温升高，反过来影响电流效率。因此，不能单纯用提高电压的办法来提高

18、极距，而应通过改善电解质成分，清洁电解质，降低电解质的比电阻等的办法来提高极距，一般情况下电解槽的极距在45cm之间。 电解质成分比影响。 a)分子比的影响；电解质分子比大于3时，一方面由于加强了铝自氟化钠中取代钠的反应，另一方面氟化钠过剩又大大增加了钠离子放电的可能性，再者电解质初晶温度高，因此，电流效率降低。分子比小于3时，电解质的初晶温度低，可降低电解温度；钠离子在阴极上放电的可能性小；增加铝液同电解质异面的表面张力，减少铝在电解质中的溶解度，对提高电流效率有利。电解质中含有大量过剩的氟化铝时，可能增加铝的损失，降低了电流效率。另一方面低分子比容易产生沉淀，低分子比电解质的挥发厉害，增大氟化盐的消耗。目前我国铝电解生产多采用弱酸性电解质，分子比为2.2-2.4。 b)氧化铝浓度的影响，提高氧化铝浓度，可降低电解质的初晶温度，减少铝的溶解损失量，能够防止在阴极上析出钠，有助于提高电流效率。氧化铝浓度高时导电率小，电解质粘度增加，槽内沉淀可能增加，容易造成病槽，对电流效率不利。目前我国大多采用2-8%的氧化铝浓度进行电解。 c)添加剂对电流效率的影响， 目前可供选择的添加剂有氟化镁，氟化钙、氟化锂等，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作用。 铝液水平与电解质水平。 由于铝的导电热性好，因