現(xiàn)代鋁電解

1 緒論
1.1 鋁的發(fā)現(xiàn)和提取
1.1.1 鋁的發(fā)現(xiàn)
1.1.2 鋁電解簡(jiǎn)史
1.2 鋁的性質(zhì)和用途
1.2.1 鋁的性質(zhì)
1.2.2 鋁的應(yīng)用
1.3 現(xiàn)代鋁電解的發(fā)展
1.4 鋁電解過(guò)程描述
1.5 鋁電解用原料與輔助原料
1.5.1 氧化鋁
1.5.2 輔助原料
1.5.3 炭陽(yáng)極
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 鋁的各種性質(zhì)
第一篇 鋁電解理論基礎(chǔ)
2 鋁電解質(zhì)及其物理化學(xué)性質(zhì)
2.1 概述
2.1.1 引言
2.1.2 鋁電解質(zhì)的性質(zhì)要求
2.1.3 鋁電解質(zhì)的種類(lèi)
2.2 鋁電解質(zhì)的相平衡圖
2.2.1 NaF-A1F3二元系相圖
2.2.2 摩爾比CR（或質(zhì)量比BR）與過(guò)剩A1F3的換算公式
2.2.3 Na3A1F6-A1203系熔度圖
2.2.4 Na3A1F6的其他二元系和三元系相平衡圖
2.3 工業(yè)鋁電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)
2.3.1 熔度（初晶溫度）
2.3.2 電導(dǎo)率
2.3.3 密度
2.3.4 黏度
2.3.5 接觸角
2.3.6 Na3AlF6-A1O3，熔體物理化學(xué)性質(zhì)的綜合分析
2.4 低溫電解質(zhì)
2.5 鋁電解質(zhì)成分的改進(jìn)
2.5.1 國(guó)外概況
2.5.2 國(guó)內(nèi)概況
參考文獻(xiàn)
3 氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解及其行為
3.1 概述
3.2 氧化鋁的物理性質(zhì)
3.3 氧化鋁溶解的實(shí)驗(yàn)室研究
3.3.1 細(xì)分散氧化鋁的溶解
3.3.2 部分聚集狀氧化鋁的溶解
3.4 工業(yè)電解槽上氧化鋁溶解研究
3.5 結(jié)殼、爐幫及沉淀
3.5.1 概述
3.5.2 結(jié)殼的生成
3.5.3 結(jié)殼的性質(zhì)
3.5.4 Al2O3及殼塊的沉降與溶解
3.5.5 爐幫與伸腿的形成
參考文獻(xiàn)
4 冰晶石-氧化鋁（Na3AlF6一Al2O3，）系熔鹽結(jié)構(gòu)
4.1 概述
4.2 NaF-AlF3系熔體結(jié)構(gòu)
4.2.1 基于Na3AlF6熱解離提出的熔體結(jié)構(gòu)模型
4.2.2 核磁共振譜（NMR）研究提出的結(jié)構(gòu)模型
4.3 Na3AlF6-Al2O3系熔體結(jié)構(gòu)
4.3.1 熱力學(xué)模型的結(jié)果
4.3.2 直接定氧法的結(jié)果
4.3.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬的結(jié)果
4.3.4 核磁共振譜（NMR）測(cè)定結(jié)果
4.4 離子實(shí)體的遷移
4.5 電荷遷移主體——Na
參考文獻(xiàn)
5 鋁電解的電極過(guò)程
5.1 陰極過(guò)程
5.1.1 鋁在陰極優(yōu)先析出
5.1.2 非正常條件下鈉的析出
5.1.3 陰極過(guò)電壓
5.1.4 鈉析出后的行為
5.1.5 陰極的其他副過(guò)程
5.2 陽(yáng)極過(guò)程
5.2.1 概述
5.2.2 陽(yáng)極的原生產(chǎn)物
5.2.3 陽(yáng)極過(guò)電壓
5.3 陽(yáng)極氣體
參考文獻(xiàn)
6 陽(yáng)極效應(yīng)
6.1 概述
6.2 臨界電流密度
6.2.1 臨界電流密度的概念
6.2.2 臨界電流密度和氧化鋁含量的關(guān)系
6.2.3 影響臨界電流密度的其他因素
6.2.4 臨界電流密度與接觸角的關(guān)系
6.3 陽(yáng)極效應(yīng)時(shí)的氣體分析
6.4 陽(yáng)極效應(yīng)機(jī)理
6.5 工業(yè)電解槽上的陽(yáng)極效應(yīng)
6.5.1 特點(diǎn)
6.5.2 起因
6.5.3 熄滅
6.5.4 預(yù)報(bào)
參考文獻(xiàn)
7 鋁電解中炭陽(yáng)極上的電催化作用
7.1 概述
7.1.1 電催化基本概念及電催化活性的表征
7.1.2 鋁電解惰性陽(yáng)極電催化研究
7.1.3 鋁電解摻雜炭陽(yáng)極的電催化研究和應(yīng)用
7.2 摻雜炭陽(yáng)極的電催化功能
7.2.1 陽(yáng)極電催化活性的判據(jù)
7.2.2 摻雜炭陽(yáng)極的制備
7.2.3 試驗(yàn)測(cè)定
7.2.4 若干重要結(jié)果
7.3 摻雜炭陽(yáng)極在鋁電解中的其他行為
參考文獻(xiàn)
8 鋁在電解質(zhì)中的溶解及二次反應(yīng)損失
8.1 概述
8.2 鋁在冰晶石.氧化鋁熔鹽中的溶解
8.2.1 溶解鋁后電解質(zhì)的特性
8.2.2 溶解金屬引起的電子導(dǎo)電性
8.3 鋁在冰晶石熔體中的溶解度
8.4 早期研究工作的若干資料
8.5 c0：在冰晶石.氧化鋁熔體中的溶解度
8.6 工業(yè)電解槽上鋁的溶解與損失
參考文獻(xiàn)
9 鋁電解的電流效率
9.1 概述
9.1.1 電流效率的定義
9.1.2 關(guān)于電流損失i％
9.2 工業(yè)預(yù)焙槽上的電流效率問(wèn)題
9.2.1 提高電流效率的歷史回顧
9.2.2 影響工業(yè)槽電流效率的因素
9.3 電流效率的測(cè)量
9.4 結(jié)語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
10 鋁電解的理論最低能耗與節(jié)能
10.1 若干基本概念
10.1.1 量度和基準(zhǔn)
10.1.2 理論基準(zhǔn)、實(shí)際基準(zhǔn)、最小基準(zhǔn)和現(xiàn)行生產(chǎn)的基準(zhǔn)
10.1.3 隱性能耗、過(guò)程能耗、原料能耗和二級(jí)能耗
10.1.4 產(chǎn)品生命周期分析
10.1.5 能源價(jià)值鏈分析
10.1.6 運(yùn)輸能耗
10.2 電解用原材料的理論最低能耗
10.2.1 生產(chǎn)氧化鋁的理論最低能耗
10.2.2 生產(chǎn)炭陽(yáng)極的理論最低能耗
10.3 鋁電解的理論最低能耗
10.3.1 理論最低能耗的計(jì)算
10.3.2 采用炭陽(yáng)極時(shí)鋁電解的理論最低能耗
10.4 鋁電解節(jié)能的方向
10.4.1 目前工藝狀況下改進(jìn)的潛力
10.4.2 電解槽改進(jìn)革新
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅱ 固體鹽及熔鹽的結(jié)構(gòu)
Ⅱ.1 固態(tài)鹽結(jié)構(gòu)基本概念
Ⅱ.2 冰晶石與氧化鋁的結(jié)構(gòu)
Ⅱ.2.1 冰晶石
Ⅱ.2.2 AlR
Ⅱ.2.3 Al2O3
Ⅱ.3 熔鹽結(jié)構(gòu)
Ⅱ.3.1 液態(tài)結(jié)構(gòu)和固態(tài)結(jié)構(gòu)相近似
Ⅱ.3.2 熔鹽結(jié)構(gòu)理論與模型概述
Ⅱ.4 離子成對(duì)勢(shì)能
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅲ 理論能耗數(shù)據(jù)和計(jì)算
附錄Ⅳ 鋁熱容和熔解熱數(shù)據(jù)
第二篇 鋁電解生產(chǎn)工程技術(shù)
11 現(xiàn)代預(yù)焙鋁電解槽的基本結(jié)構(gòu)
11.1 陰極結(jié)構(gòu)
11.1.1 槽殼結(jié)構(gòu)
11.1.2 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)
11.1.3 筑爐的基本規(guī)范
11.2 上部結(jié)構(gòu)
11.2.1 承重桁架
11.2.2 陽(yáng)極提升裝置
11.2.3 打殼下料裝置
11.2.4 陽(yáng)極母線和陽(yáng)極組
11.3 母線結(jié)構(gòu)
11.4 電解槽電氣絕緣
參考文獻(xiàn)
12 鋁電解槽的焙燒啟動(dòng)及啟動(dòng)后的管理
12.1 焙燒
12.1.1 鋁液焙燒法
12.1.2 焦粒（石墨粉）焙燒法
12.1.3 燃料焙燒法