电解铝的基本原理和工艺过程：
电解铝就是通过电解得到金属铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝熔融电解法。熔融冰晶石是溶剂，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。 电解铝工艺简图:
现代电解铝工艺：
1.现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，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，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。阳极产物主要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体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，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。铝电解生产可分为侧插阳极棒自焙槽、上插阳极棒自焙槽和预焙阳极槽三大类。自焙槽生产电解铝技术有装备简单、建设周期短、投资少的特点，但却有烟气无法处理，污染环境严重，机械化困难，劳动强度大，不易大型化，单槽产量低等一些不易克服的缺点，目前已基本上被淘汰。目前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽，槽的电流强度很大，不仅自动化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。我国已完成了180kA、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。根据电解铝的生产工艺流程，电解铝的生产成本大致由下面几部分构成：（1）原材料：氧化铝、冰晶石、氟化铝、添加剂(氟化钙、氟化镁等)、阳极材料；（2）能源成本：电力（直流电和交流电）、燃料油；（3）人力成本：工资及其他管理费用；（4）其他费用：设备损耗及折旧、财务费用 、运输费用、税收等。
2.生产工艺流程
其生产工艺流程如下图：
氧化铝氟化盐碳阳极直流电
↓↓↓↓↓
排出阳极气体------ 电解槽
↑↓↓
废气←气体净化铝液
营业执照镜框↓↓喂猪料槽
回收氟化物净化澄清-----------------------
↓↓↓
返回电解槽浇注轧制或铸造
↓↓
可控硅触发器铝锭线坯或型材方程
电解铝就是通过电解得到的铝.
重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。
阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑
音频切换器阴极:Al3+ +3eˉ=Al
3.工艺流程
铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为电解铝生产溶质，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，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的
氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。
阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，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。
其生产工艺流程如下图：
氧化铝氟化盐碳阳极直流电
↓↓↓↓↓
排出阳极气体------ 电解槽
↑↓↓
废气←气体净化铝液
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回收氟化物净化澄清
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返回电解槽浇注轧制或铸造
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铝锭线坯或型材
4.产业特点
世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解。电解铝产能法，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。电解铝工业对环境影响较大，属于高耗能，高污染行业。电解铝生产中排出的废气主要是CO2，以及以HF气体为主的气-固氟化物等。CO2是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的影响。HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，仅需1.5g便可以致死。
二、电解锌的制液及冶炼新工艺
方法一：用铜镉渣为原料生产电解锌液
工艺流程：
经多次试验, 设计了一种铜镉渣处理新工艺(见附图)。该工艺应用了
以下新技术: 浸出用反浸法, 以控制杂质尽量少的被浸出而留于渣中, 同
故障检测时避免大量气泡(H2) 产生不利于操作; 浸出液空气氧化除铁(针铁矿铁) , 使铁生成过滤性能良好的针铁矾(A- FeOOH) , 并达到深度除去的目的, 同时吸附除去对电解危害较大的砷、锑和锗等杂质的大部分; 锌粒振动净化 除镉, 并深度除去钴、镍、砷、锑、锗等杂质。
附图
附图铜镉渣处理新工艺流程
铜镉渣处理新工艺流程按此新工艺进行了除电解的流程试验, 结果表明,
用所处理的铜镉渣生产电解锌, 可产出符合电解要求的高质量新液; 同时
经概算, 生产成本可较用锌焙砂降低1 000 元öt 锌以上。锌浸出率达94145% , 振动净化的锌粒单耗120 kgöt 锌。3 试验方法进行了1 L 液除电解的流程试验。试验所用原料(铜镉渣) 主要成分, %: Zn 39121, Cd 6107,Cu 2137, H2O 3315。试验的技术操作条件如下:
(1)浸出(反浸法)。用上次预留的1ö5 浸出矿浆作底料(首批试验用水) ,
加热至70～ 80℃, 搅拌状态下均匀缓慢投加铜镉渣, 同时加电解废
液或酸。投料过程随时检测pH 值, 并保持在2～ 3。到终点后继续搅
拌反应1 h 左右, 终点pH控制在4～ 5。投料过程时间控制不低于2 h, 以确保铜镉渣中的锌被有效浸出(浸出率95% 以上)。到终点后的浸出
矿浆过滤, 此滤液含铁较高, 一般可达1 göL 左右, 工艺上按先进
行空气氧化除铁, 再作锌粒振动净化除镉及钴、镍、砷、锑和锗的深度净化。
(2) 空气氧化除铁。保持pH 值为4～ 5, 温度80～ 85 ℃, 用WM - 2H 型
无油空气压缩机向溶液中通入适量空气, 同时为提高反应效率, 按
015 göL 加入铜盐(CuSO 4·5H2O ) 作催化剂, 并开动搅拌。在此操作条件下, 经1～ 2 h 即可将溶液中1 göL 左右的铁(Fe2+ ) 除至新液所要求的20 mgöL 以下。铁被除去的机理是Fe2+ 被空气均匀缓慢氧化为Fe3+ , 且被氧化的以离子状态存在的Fe3+ 浓度始终保持不高于
1 göL 的状态, 在此条件下被氧化的Fe3+ 即生成所谓的针铁矾沉淀
(A- FeOOH) , 此沉淀物易于过滤, 同时还可吸附除去溶液中大部分的砷、锑和锗。
(3) 锌粒振动净化除镉，并深度除去钴、镍、砷、锑和锗。其装置为: 将2
支<415×15 cm 的圆底试管绑缚固定于8411 型电动振筛机上, 每支试管内盛装锌粒400～ 500 g, 锌粒装满率50%。试管用带有进出导管的橡胶塞密封, 两支试管之间通过乳胶管按串联联接。锌粒系用瓷坩埚于马弗炉中熔融自制, 锌粒规格为<415× (10～ 20)mm 的水滴状, 表面光滑。操作件: 除铁后液加热至90～ 95 ℃, 然后由进液导管(乳胶管) 自流通过振动状态下的振动管(试管)。溶液在振动管内的停
留时间(反应时间) 根据所除杂质的种类和除去程度而定, 如铜和镉等易于除去的杂质所需停留的时间较短, 一般不超过30 s 即可达到95% 以上的除去率; 钴、镍、砷、锑、锗等所需的停留时间较长, 约需2～
3 m in, 同时还需添加一定的Cu2+ 、Sb3+ 等添加剂以提高除去效率。
（4）试验结果及讨论
411 浸出(反浸法)主要技术指标: 锌浸出率94154% , 渣率916%。产渣成分, %: Zn 24191, Cd 4112,Cu 1915,Fe 2138。浸出液成分: Zn
14010 göL , Cd 917 göL , Fe019 göL , Cu 40 mgöL , Co 1210 mgöL ,
N i 410mgöL , A s 0146 mgöL , Sb 1196 mgöL , Ge 2115mgöL ,
pH 值为5。48 湖南冶金Vo l132 No15
412 空气氧化除铁
41211 温度除铁对温度的允许范围较大, 60～90 ℃之间均可取得良好的除铁效果, 但考虑除铁后溶液的过滤效果, 除铁温度应控制不低
于80℃。
41212 空气鼓入量无需太大的空气鼓入量即可取得良好的除铁效果, 1 L 溶液除铁试验的空气鼓入压力仅为01005M Pa。41213酸度试
磨内喷水验发现, 空气氧化除低铁的酸度与某些资料所介绍的除高铁(10
göL 以上) 有所不同, 除低铁的酸度条件必须控制在pH 为5以上,
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