2025年稀土电解工设备调试考核试卷及答案

2025年稀土电解工设备调试考核试卷及答案一、填空题（每空2分，共20分）1.稀土电解槽阴极通常采用______材质，阳极多为______材质，二者间距需控制在______mm范围内以保证电解效率。2.电解启动阶段，槽电压需从______V逐步升至额定值，升温速率应控制在______℃/h，避免因热应力导致槽体开裂。3.氟化稀土电解质中，氟化锂（LiF）的质量占比一般为______%，其主要作用是______。4.新型智能电解槽配备的温度监控系统精度需达到______℃，电流波动允许范围为额定值的______%。5.电解槽漏炉预警的关键参数是______和______，当其中任一参数超过阈值时需立即停机。二、单项选择题（每题3分，共30分）1.稀土金属镧（La）电解时，适宜的电解质温度范围是（）。A.800-850℃B.900-950℃C.1000-1050℃D.1100-1150℃2.调试过程中发现阳极电流分布不均，优先检查的是（）。A.阳极碳块电阻率B.母线与阳极导杆接触电阻C.电解质黏度D.阴极材料纯度3.以下哪种情况会导致电解产物金属纯度下降？（）A.电解质中氟化钙（CaF₂）含量偏高B.阴极插入深度增加5mmC.电解槽密封良好D.原料氧化稀土（REO）水分含量＜0.5%4.智能电解槽的“一键启动”功能依赖于（）。A.人工经验输入B.历史数据模型C.实时气体成分分析D.阴极重量监测5.电解槽焙烧阶段，若升温速度过快，最可能引发的问题是（）。A.电解质挥发量减少B.槽内衬热膨胀不均C.阳极消耗速率降低D.电流效率提升6.调试时发现槽电压异常升高，且电解槽表面温度分布不均，可能的原因是（）。A.电解质中稀土离子浓度过高B.阳极与电解质接触面积过大C.阴极底部有结壳物堆积D.冷却系统流量增加7.稀土电解中，阳极效应的本质是（）。A.阳极表面气体析出受阻B.阴极电流密度不足C.电解质导电性突然增强D.金属产物与电解质反应8.新型低能耗电解槽采用的阴极结构是（）。A.平板式石墨阴极B.多孔钛基涂层阴极C.铸钢整体式阴极D.铜镍合金螺旋阴极9.调试前需对电解槽绝缘性能进行检测，要求对地绝缘电阻不低于（）。A.0.1MΩB.1MΩC.10MΩD.100MΩ10.电解质配比调试时，若氟化钡（BaF₂）含量过高，会导致（）。A.电解质熔点升高B.金属溶解损失减少C.阳极电流效率提升D.槽电压显著降低三、判断题（每题2分，共20分）1.电解槽启动前，只需检查电源系统是否正常，无需检测槽体气密性。（）2.电解质中氟化锂（LiF）含量越高，导电性越好，因此应尽可能提高其比例。（）3.阴极电流密度过大时，会导致金属产物中杂质含量增加。（）4.阳极效应发生时，槽电压会突然下降，需立即降低电流。（）5.调试过程中，若发现电解槽漏炉，应先切断电源再进行堵漏操作。（）6.智能电解槽的温度传感器需布置在槽体中部，无需监测底部温度。（）7.原料氧化稀土（REO）的粒度越细，电解反应越充分，因此无需控制粒度范围。（）8.电解槽焙烧结束后，需自然冷却至室温再加入电解质。（）9.阴极导杆与母线的接触面氧化会导致接触电阻增大，需定期打磨处理。（）10.调试时若电流无法升至额定值，可能是阳极与电解质未完全接触。（）四、简答题（每题8分，共40分）1.简述稀土电解槽启动前需完成的五项关键检查内容。2.分析电解过程中电解质温度波动（±15℃）对生产的影响。3.列举三种阳极效应的识别方法，并说明处理步骤。4.调试新型智能电解槽时，需重点监测哪些参数？其控制目标分别是什么？5.当调试中发现金属产物含碳量超标，可能的原因有哪些？应如何排查？五、实操题（每题15分，共30分）1.某电解槽调试时，电流升至额定值的80%后无法继续升高，槽电压稳定但阳极无气泡析出。请列出排查步骤及对应的处理措施。2.调试过程中，电解槽侧部温度异常升高（超过950℃），同时监测到槽壳变形量增加。请分析可能原因，并设计应急处理方案。答案一、填空题1.钼/钨；石墨；30-502.3.5-4.0；50-803.10-15；降低电解质熔点，提高导电性4.±1；±25.槽壳温度；漏炉检测电流二、单项选择题1.B2.B3.A4.B5.B6.C7.A8.B9.B10.A三、判断题1.×（需检查气密性，防止空气进入影响产物纯度）2.×（LiF过高会导致电解质挥发加剧，增加成本）3.√（电流密度过大易引发副反应，带入杂质）4.×（阳极效应时槽电压会突然升高）5.√（切断电源可避免触电风险）6.×（需监测底部温度，防止漏炉）7.×（粒度过细易扬尘，且影响电解质流动性）8.×（焙烧后需保持一定温度直接加入电解质）9.√（氧化层会增大电阻，导致电流分布不均）10.√（阳极未接触会导致电流无法传导）四、简答题1.①槽体完整性检查（无裂缝、漏点）；②母线与电极连接电阻检测（≤0.1mΩ）；③绝缘性能测试（对地电阻≥1MΩ）；④冷却系统流量及压力验证（符合设计值±5%）；⑤智能监控系统校准（温度、电流、气体传感器误差≤2%）。2.①温度过高：电解质挥发加剧，原料损耗增加；阳极氧化速率加快，寿命缩短；金属溶解损失增大，电流效率下降。②温度过低：电解质黏度升高，离子迁移受阻，槽电压上升；可能出现电解质结壳，影响电极反应；金属产物凝固，导致阴极“钝化”。3.识别方法：①槽电压突然升高（＞8V）；②阳极表面无气泡析出（正常时有连续小气泡）；③电解槽顶部有刺鼻氟化物气体（因阳极效应时电解质分解加剧）。处理步骤：①降低电流至额定值的50%；②向槽内添加少量氟化铝（AlF₃）或冰晶石（Na₃AlF₆），改善电解质导电性；③用工具搅动阳极周围电解质，破坏气体膜；④待电压恢复至4-5V后，逐步回升电流至正常值。4.重点监测参数及目标：①槽电压（4.2-4.8V，波动≤±0.2V）；②电解质温度（920-960℃，波动≤±5℃）；③阳极电流分布（单阳极电流偏差≤±3%）；④槽壳温度（侧部≤850℃，底部≤700℃）；⑤金属液位（阴极上方保持50-80mm，避免溢出）。5.可能原因：①阳极石墨质量差（灰分或杂质含量过高）；②阳极与电解质接触面积过大（碳颗粒脱落进入金属层）；③电解质中稀土离子浓度过低（金属层与碳阳极直接接触）；④阴极插入深度过浅（金属层未完全覆盖阴极，导致碳颗粒沉积）。排查步骤：①检测阳极石墨成分（灰分应＜0.5%）；②测量阳极浸入深度（应控制在电解质层1/3-1/2处）；③分析电解质中REO浓度（目标值20-25%）；④观察阴极表面状态（是否有碳颗粒附着）。五、实操题1.排查步骤及处理：①检查电源输出（确认整流器电压、电流设定正常，无过载保护触发）；②测量阳极导杆与母线接触电阻（若＞0.1mΩ，需打磨接触面并重新紧固）；③观察阳极浸入电解质深度（若过浅，缓慢下压阳极至电解质层1/2位置）；④检测电解质导电性（取样分析，若LiF含量＜10%，补充LiF至12-14%）；⑤检查阴极与金属层接触（若金属层过薄，适当降低电流并添加REO，待金属层厚度增至50mm以上再升电流）。2.可能原因：①槽内衬局部破损（导致热量直接传递至槽壳）；②侧部冷却水管堵塞（冷却效率下降）；③阳极偏流（某侧阳极电流过大，局