1、铝电解生产的主要技术参数及主要操作有哪些？
答：主要技术参数有；系列电流强度，槽电压，电解温度，极距，电解质组成，两水平，效应系数等。 2、分析电解生产中产生阳极掉块的原因？
答：发生阳极掉块的原因主要有：
(1)阳极组装质量不好。在阳极组装过程中，炭碗中的焦粉没有清理干净，阳极钢爪伸入炭碗的深度不够，这样阳极易掉块。
(2)由于阳极氧化严重，磷生铁碗周围的炭块全部氧化掉，造成阳极掉块。
阳极氧化严重的原因；
a、炭块本身的抗氧化性能差；
c、电解温度高；
d、阳极电流分布不均从而造成阳极掉块；
e、电压保持不当，造成长时间压槽，阳极与伸腿或沉淀接触；
f、阳极安装时下得过深或卡具没有夹紧，导致阳极下滑，造成阳极电流负荷过重；
g、电解质水平过高，电解质全部淹没炭块，发生阳极效应也易造成阳极掉块。
3、为什么铝电解生产中要采用弱酸电解质？
答：A.此电解质具有较低的初晶点.
B.能减小Al的溶解损失，减少钠的析出，改善炭渣的分离情况
C.槽面结壳酥松易打碎
4、铝电解生产的基本原理是什么？请画出其工艺流程图。
答：基本原理：以熔融冰晶石为电解质，氧化铝为原料，通入强大的直流电压，在阴极上析出铝，在阳极上放出二氧化碳等。其主要反应式；2Al2O3+3C=4Al+3CO2
5、用润湿性变差学说来分析阳极AE的反应机理。并说说如何熄灭阳极效应？
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答：由于存在于熔融冰晶石中的氧化铝，是能降低电解质在炭阳极上的表面张力的表面活性物质。所以在冰晶石—氧化铝熔体中，Al2O3的浓度较高时，电解质能很好地湿润阳极表面。因此，可在很大的D阳下进行电解。在这种条件下，由于电解质与阳极间的界面张力很小，阳极气体容易以小气泡形式从阳极表面逸出。随着电解过程的进行，Al2O3浓度降低，电解质对阳极的湿润性就变坏起来，因此气泡的体积增大，难以从阳极表面逸出。当电解质中Al2O3含量降低到一定浓度后，阳极与电解质的界面张力变得很大，以致气泡很容易把电解质从阳极表面推开，因而使它自己在阳极表面停留下来，在阳极表面上形成一片无隙的气体薄膜，因而使电压升高，产生火花放电，气体停止析出，电解质沸腾停止，阳极效应于是到来。 熄灭阳极效应，通常采用阴阳极在局部短路的办法。因此，各厂在操作上存在一些差异，通常采用大耙，漏铲和木棒等工具人工进行阳极效应的熄灭，也有采用计算机控制阳极升降的方法熄灭效应。但目前在我国最常见的方法还是木棒熄灭法。作业者在使用效应棒时，要注意检查效应棒是否干燥，严禁使用潮湿工具，以免发生爆炸。
答：1)从电流效率降低的机理角度来讲
(1)降低铝的溶解度，减少铝的扩散速度收缩铝液表面积并提高铝液的性，此外，保持适当的极距，
扩散的紊流程度减少，从而来减弱二次反应。
(2)减少电流空耗。
(3)减少机械损失从而来提高电流效率。
2)从影响电流效率技术参数的角度来讲
(1)合理使用添加剂，来降低电解质的处晶温度从而在不破坏热平衡的条件下，保持低温操作。
(2)通过改善电解质的成分，消除电解质等方法降低数字电视接收器
电解质电阻的前提下，来提高极距。
7、什么是铝电解过程的阳极效应，其机理主要有哪几种学说？熄灭的方法主要有哪些？
答：阳极效应是熔盐电解过程中一种独特的现象，铝电解过程中的阳极效应现象是：阳极周围(指与熔体接触的部位)电弧光耀眼夺目，并伴有劈劈拍拍地声响，阳极周围电解质却不沸腾，没有气泡大量析出。电解质好象被气体
排开，电解槽的工作处于停顿状态。此时槽电压由原来的4V猛升到30～50 V，甚至更高，与电解槽并
联的指示灯发亮，表示该槽发生了阳极效应。
有关阳极效应发生机理的研究甚多，但观点却不尽一致，主要有四种。即润湿性变差学说、氟离子放电学说、静电引力学说和桥式离子理论。
如何熄灭阳极效应：添加氧化铝、搅动铝液冲刷阳极底掌、刮阳极底掌、下降阳极等
8.在铝电解过程中，氟化镁作为添加剂对电解质的物理化学性质有何影响？
答：MgF2作为添加剂可使电解质的初晶温度降低，密度增大，导电率降低，黏度增大，对电解质的表面张力影响不大，使电解质与铝液之间的界面张力增大，使电解质对碳素材料的润湿性能变差。4.试论述拜耳法制备氧化铝的基本原理和实质。
拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是处理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产品质量好，因而得到广泛的应用。拜耳法的基本原理有两条：
(1)用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。
(2)分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。
交替使用这两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一批氢氧化销，构成所谓的拜耳法循环。
拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝不同的方向交替进行：
Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq<====>2NaAl(OH)4+aq
9.影响二次反应的因素及抑制措施有哪些？
答：2CaO•SiO2的分解是熟料溶出时产生二次损失的根本原因，溶出时，必须最大限度地抑制它的分解。影响因素主要有：
①溶出温度提高溶出温度使溶出过程中的所有反应都加速进行。进一步提高溶出温度反而加速2CaO•SiO2的分解，增大二次反应损失。
②溶出的苛性比值溶出苛性比值的高低是影响二次反应损失的主要因素。在氧化铝浓度一定的条件下，提高溶出液苛性比值也就提高了NaOH浓度，增进二次反应。
③碳酸钠浓度溶液中的Na2CO3能分解2CaO•SiO2，从这一方面说它的浓度越高，2CaO•SiO2分解越多。但是当溶液中Na2CO3浓度增高到一定程度后，它又能促使Ca(OH)2转变为CaCO3，从而抑制了水合铝酸钙和水化石榴石的生成，使Al2O3的二次反应损失大幅度降低。
④氧化硅浓度如果溶液中SiO2浓度大于2CaO•SiO2分解反应的SiO2平衡浓度，那么就可以抑制2CaO•SiO2的分解，减少二次损失。
⑤溶出时间随着2CaO•SiO2与溶液接触时间的延长，它的分解数量增加。
⑥溶出液固比
⑦熟料质量和粒度熟料粒度也必须适当，过粗会使有用成分溶出不完全，过细则会由于泥渣比表面的增大加剧2CaO•SiO2与溶液的反应，并且造成赤泥与溶出液分离的困难，延长赤泥与溶液接触时间。
10.影响晶种分解过程的主要因素有哪些？
答：（1）分解原液的浓度和苛性比值：原液氧化铝浓度越高，分解速度越快，但浓度不宜过高；随着苛性比值降低，溶液过饱和度增加，分解速度加快。
（2）温度：降低分解温度，溶液过饱和度降低，可以提高分解率和分解槽单位产能。
（3）晶种数量和质量：晶种数量用晶种系数表示，系数越大，分解速度越快；晶种质量指它的活性及强度，质量越好，分解速度越快。
（4）分解时间及母液苛性比值：分解时间延长，分解率提高，母液苛性比值增加。
（5）搅拌速度：在分解过程中应保持一定的搅拌速度。
（6）杂质影响。
11.什么是拜耳法的循环效率、Al2O3的理论溶出率、Al2O3的实际溶出率。
答：循环效率：一吨Na2O在一次拜耳法循环中所产出的Al2O3的量（吨），用E表示，E的数值越高说明碱的利用率越好。
Al2O3的理论溶出率：理论上矿石中可以溶出的氧化铝量（扣除不可避免的化学损失）与矿石中氧化铝量之比。
Al2O3的实际溶出率：在溶出时，实际溶出的氧化铝与矿石中氧化铝之比。
12.铝电解的电流效率是如何定义的？影响电流效率的主要因素是什么？
答：铝电解的电流效率是一个非常重要的技术经济指标，它在一定程度上反映了电解生产的技术和管理水平。电流效率的大小是用实际铝产量和理论铝产量之比来表示的，即：η=（P实/P理）×100%
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式中，P理=CIτ×10-3(kg);C是铝的电化学当量，C=0.3356gA-1h-1；I电解槽系列平均电流，A；τ为电
解时间(h)。影响电流效率的主要因素有：（1）电解温度，（2）电解质组成，（3）极距：极距是铝电解槽中铝液界面至阳极底掌的距离，（4）电流密度：电流效率随阴极电流密度的增加而增大，而随阳极电流密度的增加而减小，（5）铝液高度或铝水平。
13.铝电解槽正常生产有何特征？
答：①火焰从火眼强劲有力地喷出，火焰的颜为淡紫蓝或稍带黄；
②槽电压稳定，或在一个很窄的范围内波动；
③阳极四周边电解质“沸腾”均匀；
④炭渣分高良好，电解质清沟透亮；
⑤槽面上有完整的结壳，且疏松好打。
14.在电解炼铝中，为什么对氧化铝的化学纯度有一定的要求？
答：氧化铝纯度是影响原铝质量的主要因素。如氧化铝中含有比铝更正电性的元素的氧化物（Fe2O3、SiO2、TiO2等），在电解过程中，这些元素将首先在阴极上析出，是所得的铝不纯。氧化
铝中含有比铝更负电性的元素的氧化物（Na2O、CaO等），则在电解时会与氟化铝反应而破坏电解质的正常成分，破坏电解过程。氧化铝中的水分也是有害成分，将增加电解质中氟化物的水解而产生氟化氢损失。
15．铝电解电流效率降低的原因有哪些？
答：铝的物理或化学溶解损失，并被阳极气体氧化
铝的不完全放电所引起的电流空耗损失
其它离子放电所引起的电流效率损失
电解槽漏电，或局部极间短路
16．影响铝土矿溶出过程的因素有哪些？
答：1）、溶出温度；2）、循环母液碱浓度；3）、配料摩尔比；4）、搅拌强度；5）、添加石灰
17. 影响铝酸钠溶液稳定性的因素有哪些？
答：（1）溶液的浓度：当苛性比一定时，氧化铝浓度低于25g/L或高于264g/L的铝酸钠溶液是稳定
（2）苛性比值：随苛性比值提高，溶液的过饱和度降低，稳定性提高
（3）温度：溶液的稳定性随温度的升高而降低
（4）杂质：杂质的存在使铝酸钠溶液的黏度增加，因此稳定性也相应提高
（5）晶种：晶种的存在起着氢氧化铝结晶核心的作用，使溶液的稳定性下降。
18．简述氧化铝的生产方法
答：碱法：用工业烧碱或纯碱处理铝土矿，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液，从中分析析出氢氧化铝。
酸法是用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应的铝盐的酸性水溶液。然后使这些铝盐成水合物晶体（经过蒸发结晶）或碱式铝盐（水解结晶）从溶液中析出，亦可用减中和这些铝盐的水溶液，使铝成为氢氧化铝析出，煅烧所得的氢氧化铝或者各铝盐的水合晶体或碱式铝盐，便可得到无水氧化铝。
酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿中制取含有铁、钛等杂质的氢氧化铝，然后再用碱法（拜耳法）处理。
热法是为处理高硅高铁铝矿而提出的，其实质是在电炉或高炉内还原熔炼矿石，同时获得硅铁合金（或生铁）与含铝酸钙炉渣，二者借比重差分离后，再用碱法从炉渣中提取氧化铝。
19.生产砂状氧化铝，分解工序要从哪些方面做工作，控制哪些主要技术指标？
答：生产砂状氧化铝，分解工序要从以下方面工作做：
分解工序要从以下方面工作做：（1) 增加了高温附聚、近一步强化低温长大。(2) 延长了分解时间，由36小时提高到45小时。(3) 中间降温。(4) 加强了粗、细种子及成品的分级，使两段法真正发挥其应有的作用。(5) 采用先进的种子、成品过滤设备。(6) 采用了先进的电敏式粒度仪和激光粒度仪对晶种的成核和长大进行综合分析。
分解工艺可以用：一段为附聚段、二段为长大段的两段分解工艺，氢氧化铝结晶附聚、长大在一个过程中完成的一
段分解。优先用两段分解工艺。
应控制主要技术指标有：（1）适当提高分解原液浓度A/S=400和尽量低苛性比值αk=1.55；（2）分解温度初温75~80℃，终温50~55℃，有利于晶体长大；（3）晶种数量(晶种系数为1~1.5)和品质；（4）分解时间和母液苛性比αk=2.9-3.0；（5）搅拌速度90~120rpm；（6）杂质的影响。（7）分解
率<50%；（8）分解槽单位产能75kg/m3；（9）氢氧化铝粒度：<44μ的占<12%，>147μ的占<12%。
20.降低电流效率的原因：
答：1）铝的溶解和再氧化损失，它是电流效率降低的主要原因。已电解出来的铝又溶解或机械混入到电解质中，并被循环的电解质带到阳极空间被阳极气体CO2或空气中O2所氧化2)铝的不完全放电高价铝离子的不完全放电是造成电流效率降低的重要因素之一。在阴极，Al3++2e→Al+；在阳极，Al+-2e→Al3+这些反应反复进行，造成电流的无功损失3）其他离子放电，主要是钠离子放电，钠离子沸点低，以气体状态蒸发或渗入槽底；钠离子放电的可能性还随着阴极电流密度的提高而增大。还有杂质离子放电，熔体中因原料哦不纯带进许多杂质，如等离子。这些离子的电位都正于铝离子，而优先在阴极上放电，其结果使铝的品位降低，电流效率降低4)其他损失水的电解、碳化铝的生成、熔体中的电子导体、阳、阴间的极短路、漏电、以及出铝时的机械损失等也都是电流效率下降的原因。
21.提高电流效率的途径（电流效率的影响因素）：
答：电流效率η= [1-kzf(Co'-C')/δD阴]*100%
1）电解温度：电解温度越大，溶解铝的扩散速度越快，电流效率损失越大，铝的二次反应加剧，铝损失增大，电流效率降低
2）极距：极距增大，搅拌作用减小，扩散层厚度增加，铝损失减小，电流效率增大，当极距超过一定程度，电解温度明显升高，对流循环加快，电流效率提高放缓趋于0
3）电解质成分：氧化铝浓度低，溶解快，熔体中无悬浮的氧化铝颗粒，有利于稳定生产，提高电流效率，能降低铝损失的添加剂有利于提高电流效率。
4）铝液高度：铝是电热良导体，它的存在，能将阳极下部多余的热量从电解槽四周疏导出去，使电解质温度趋于均匀。同时降低水平电流，提高电流效率。但当达到一定高度后，电流效率反而会随高度的增加而降低。
5）电流密度：电流密度随阴极电流密度的增大而增大，在阳极电流密度一定的情况下，缩小阴极面积提高阴极电流密度，可以提高电流效率。
6）电解质高度。
22、请写出晶种分解的原理。
答：在晶种分解过程中，精液经降温后与晶种混合并进行搅拌，过饱和的铝酸钠溶液析出Al(OH)3晶体，同时获得ak值较高的种分母液经过蒸发浓缩作为溶出下一批铝土矿的循环碱液。
分解过程的化学反应：NaAl(OH)4+aq＝Al(OH)3+NaOH+aq电子胶带
23 .试述种分分解生产砂状氧化铝主要有哪些控制手段？
答：较高的分解温度；较低的苛性比值；较短的分解时间；借助氢氧化铝分级手段。分解初温、温；首槽苛性比值；晶种量；分解时间；
24.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)。
25.什么是阳极效应?
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。
26.什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
η=M实/M理×100% 式中η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：η=M实/(0.3355×I×t) ×100%
如果确定了电流效率η，则实际产量可以下式表达
M实=0.3356×I×t×η
27、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：
①铝的溶解与损失，已经析出的铝有一部分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。
②高价离子与低价离子的循环转换。
③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。
④其他损失如机械夹杂损失等。
28、影响电流效率的因素有哪些?
答：影响电流效率的因素有：
①电解质温度；目前工业电解槽电解质温度一般保持在940—960℃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1～2％。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15—20℃，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。
②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4～5cm之间。
③电解质成分比影响。
水磨片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。
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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。
④铝液水平与电解质水平。
由于铝的导电热性好，因此保持较高的铝液水平，可以使阳极底部热量散发出来，有利降低槽温，又能使周围形成坚实的炉膛，收缩铝液镜面，提高阴极电流密度，这两者都有利于提高电流效率，但保持过高的铝液水平，不仅操作困难，热散失过多会造成槽底结壳增厚，炉底电压降升高，因此，必需保持适当的铝液水平。电解质水平是槽内电解质量多少的标志，电解质水平高，则电解质量大，热稳定性好，氧化铝溶解多，但
电解质水平过高不仅使阳极埋入电解质过深，同时又易熔化侧部炉帮，不利于提高电流效率，而电解质水平过低时，则热稳定性差，氧化铝溶解少，不易操作易产生大量沉淀。因此，要根据生产实际保持适当的电解质水平与铝水平。除此之外，电流密度、炉膛内型以及槽龄、加工方法等均与电流效率有关。
29．简述拜耳法生产氧化铝的基本原理和实质。
答：拜耳法生产氧化铝的基本原理如下：
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