本書以問答的方式將的鋁電解生產控制理念、方法和手段介紹給讀者，所介紹的內容涉及鋁電解生產過程的各主要環節。主要內容包括：鋁電解基本原理，鋁電解原材料及能源，現代預焙鋁電解槽結構，大型預焙槽的陽極，預焙鋁電解槽的預熱焙燒與啟動，鋁電解槽的常規操作，鋁電解槽非正常期生產管理，鋁電解槽正常生產管理，預焙鋁電解槽病槽及防治，鋁電解槽陰極內襯破損及對策，鋁電解生產中的常規測量，鋁電解的計算機控制，鋁電解的電流效率，鋁電解的電能消耗和能量平衡，鋁電解槽煙氣凈化及原料輸送，鋁及鋁合金的熔煉和鑄錠，鋁電解產品質量及檢測，鋁電解廠的環境保護，鋁電解生產指標、成本及發展方向。
本書可作為鋁電解廠技工、技師及現場生產管理人員的技術培訓教材及自學參考書，也可作為職專及高等院校相關專業師生下廠實習的參考資料。
楊昇，1970年出生，992年獲中南工業大學(現中南大學)有色冶金專業學士學位，2003年獲鄭州大學凝聚態物理專業博士學位。曾任鄭州輕金屬研究院鋁電解炭素研究所電解研究室副主任，現任鄭州大學材料物理教育部重點實驗室副教授，主要從事輕金屬冶金及金屬材料的研究工作。曾獲
及時章 鋁電解基本原理
1. 什么是鋁？
2. 鋁的冶煉技術經歷了怎樣的發展過程？
3. 什么是冰晶石？
4. 鋁電解為什么用冰晶石和氟化物作電解質，電解質具備哪些基本性質？
5. 什么是電解質的酸堿度？
6. 怎樣測定電解質的酸堿度？
7. 什么是電解質的初晶溫度，它對鋁電解過程有何重要意義？
8. 電解質初晶溫度主要受哪些因素影響？
9. 怎樣測定電解質初晶溫度？
10. 什么是電解質的密度，它在鋁電解生產中有何重要意義？
11. 影響電解質密度的主要因素有哪些？
12. 怎樣測定電解質的密度？
13. 什么是電解質的電導率，它在鋁電解生產中有何重要意義？
14. 影響電解質電導率有哪些主要因素？
15. 怎樣測定電解質的電導率？
16. 什么是電解質的黏度，它在鋁電解生產中有何重要意義？
17. 電解質的黏度主要受哪些因素影響？
18. 什么是電解質的表面性質，它在鋁電解生產中有何重要意義？
19. 影響電解質表面性質的主要因素有哪些？
20. 什么是電解質的揮發性，它主要受哪些因素的影響？
21. 工業鋁電解槽的電解質主要由哪些物質組成，各組成成分主要起什么作用？
22. 鋁電解的基本過程是怎樣的？
23. 陰極過程主要發生怎樣的反應？
24. 陰極上還可能發生哪些副反應，它們有何危害？
25. 陽極過程主要發生怎樣的反應？
26. 陽極上還可能發生哪些副反應？
27. 什么是陽極效應，它有什么宏觀表現？
28. 陽極效應對鋁電解生產過程有什么影響？
29. 陽極效應發生的機理怎樣？
30. 怎樣才能熄滅陽極效應？
第二章 鋁電解原材料及能源
31. 現代鋁電解生產工藝采用怎樣的基本流程，生產過程中需消耗哪些原材料？
32. 什么是氧化鋁？
33. 氧化鋁是怎樣獲得的？
34. 我國和世界生產的鋁需消耗多少氧化鋁？
35. 地球上的鋁資源多嗎，能滿足人類的需求嗎？
36. 鋁電解對氧化鋁的化學純度有什么要求，為什么？
37. 鋁電解對氧化鋁的物理性能有什么要求？
38. 怎樣測定氧化鋁的安息角？
39. 怎樣測定氧化鋁的真密度？
40. 怎樣測定氧化鋁的松裝密度？
41. 怎樣做氧化鋁的粒度篩分測定？
42. 怎樣測定氧化鋁的磨損指數？
43. 鋁電解用冰晶石是怎樣獲得的，對它有怎樣的質量要求？
44. 鋁電解用氟化鋁是怎樣獲得的，對它有什么質量要求？
45. 對鋁電解所需的其他氟化物的質量有什么要求？
46. 鋁電解對能源條件有什么要求？
47. 怎樣獲得電解槽上所用的低壓直流電？
第三章 現代預焙鋁電解槽結構
48. 預焙鋁電解槽結構大體包括哪些部分？
49. 預焙鋁電解槽的陰極結構由哪幾部分組成？
50. 預焙鋁電解槽槽殼的作用和結構怎樣？
51. 預焙鋁電解槽有怎樣的底部內襯結構？
52. 預焙鋁電解槽底部內襯所用各種材料有什么質量要求？
53. 預焙鋁電解槽側部內襯是什么樣的結構，各有何優缺點？
54. 預焙鋁電解槽的陰極炭塊組是什么樣的結構？
55. 怎樣選擇預焙鋁電解槽陰極炭塊的材料？
56. 預焙槽用陰極扎糊有什么樣的技術要求？
57. 預焙鋁電解槽上部結構主要由哪些部分組成？
58. 鋁電解過程中會產生多少煙氣需要排煙裝置處理？
59. 預焙陽極鋁電解槽排煙裝置的排煙量如何計算？
60. 預焙鋁電解槽有什么樣的母線結構？
61. 鋁電解車間及預焙鋁電解槽在哪些部位設置了電氣絕緣，絕緣要求怎樣？
第四章 大型預焙槽的陽極
62. 預焙鋁電解槽使用怎樣的陽極？
63. 炭素材料基本的宏觀結構性質有哪些，它們如何測定？
……
第五章 預焙鋁電解槽的預熱焙燒與啟動
第六章 鋁電解槽的常規操作
第七章 鋁電解槽非政黨期生產管理
第八章 鋁電解槽正常生產管理
第九章 預焙鋁電解槽病槽及防治
第十章 鋁電解槽陰極內襯破損及對策
第十一章 鋁電解生產中的常規測量
第十二章 鋁電解的計算機控制
第十三章 鋁電解的電流效率
第十四章 鋁電解的電能消耗能量平衡
第十五章 鋁電解槽煙氣凈化及原料輸送
第十六章 鋁及鋁合金的熔煉
第十七章 鋁電解產品質量及檢測
第十八章 鋁電解廠的環境保護
第十九章 鋁電解生產指標、成本及發展方向
參考文獻
及時章 鋁電解基本原理
1.什么是鋁？
目前，世界上已被發現的元素有107種，根據其導電性等一系列物理和化學性能，被分為金屬和非金屬。鋁(Al)屬于金屬元素。
金屬元素根據其自然光澤可分為黑色金屬和有色金屬，鋁是一種具有銀白色光澤的有色金屬。
有色金屬可按其密度分為重金屬和輕金屬，密度大于5.0g/cm3的稱為重金屬，密度小于5.0g/cm3的稱為輕金屬。鋁在20°C時的密度為2.6g/cm3，屬于輕金屬。除鋁以外，還有鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(ca)、鍶(sr)、鋇(Ba)、鈦(Ti)等十幾種金屬屬于輕金屬。硅(si)是一種半導體，或稱半金屬，就其密度而言(室溫下為2.34g/cm3)，也屬于輕金屬的范疇。
鋁在門捷列夫元素周期表中的原子序數為13，處于第3周期第3主族。鋁原子核內有13個質子和14個中子，相對原子質量為26.98154；原子核外有13個電子，分3層排列，及時層2個電子；第二層共8個電子，分兩個亞層，及時亞層2個電子，第二亞層6個電子；第三層共3個電子，也分兩個亞層，及時亞層2個電子，第二亞層1個電子。鋁原子的電子層結構可以表示為1s22s22p63s23pl。鋁原子容易失去最外層的3個電子而成為正3價的離子，有時也能失去3p上的1個電子而形成正1價的離子。
鋁的氧化物具有酸、堿兩性，它與強堿反應生成鋁酸鹽而呈酸性，與強酸反應生成鋁鹽而呈堿性。
2.鋁的冶煉技術經歷了怎樣的發展過程？
1746年波特(Pott)從明礬中制取了純的氧化鋁。1807年，英國的達維(H.Davy)試圖用電解法從氧化鋁中分離出金屬鋁，未獲成功。1825年，丹麥的奧爾斯德(H.C.Oersted)用化學法制取金屬鋁，他將AlCl3與鉀汞齊反應，獲得了鋁汞齊，鋁汞齊在真空條件下蒸餾分離，制得了金屬鋁。1827年，德國的韋勒(Wohler)通過加熱鉀和無水氯化鋁的混合物得到少量的灰色金屬鋁粉末；1845年，他把氯化鋁氣體通過熔融的金屬鉀表面，得到金屬鋁珠，并初步測定了鋁的一些物理和化學性能。
……
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