铝电解电容范文第1篇

关键词： 缓蚀剂；铝电解电容器；腐蚀

0 引言

铝电解电容器是现代电子产品中不可或缺的元件之一。由于它制作成本相对低廉，性能优越，制作工艺简单，所以其市场规模已经日渐庞大，已在电子产品中有了广泛应用。随着现代电子科学技术的突飞猛进，铝电解电容器的产量与市场需求也在迅速增长并且正朝着小型化，高能化，成本最小化的方向发展。为了最大程度的实现电容器的高能化，提高比电容便是重中之重，已知电容器的比电容正比于介电常数和电介质层的有效表面积，并且反比于电介质层的厚度，而铝氧化膜的介电常数是定值，电介质层厚度往往由工作电压来决定，所以增大铝箔的比表面积便成为了目前最可行、最便捷的扩容方法。目前广泛应用的方法是对铝箔的表面进行腐蚀扩孔以增大表面积，从而增大比电容，缓蚀剂在其中起到了重要的作用。本文主要研究了缓蚀剂对中高压铝电解电容器比电容的影响，并进行简要介绍和概述。

1.缓蚀剂在中高压电解电容器中的作用

目前常采用的高比电容铝箔的制备方法是将高纯铝箔放入含有盐酸的混合电解液中用直流电长时间侵蚀，从而使铝箔表面生成均匀的孔洞，但电解液中的盐酸同时也会使铝箔变薄，腐蚀孔不能深入生长，从而使比电容降低。这就要求添加缓蚀剂来削弱盐酸侵蚀液对铝箔的自腐蚀作用。

1.1.试验

此试验的电解液为盐酸，添加少量的聚丙烯酸作为缓蚀剂，使用直流电流进行腐蚀。结果为表1所示，图表表明：缓蚀剂使中压腐蚀铝箔的比电容提高23%左右，失重有所降低[1.2]。

1.2.试验结论

观察扩孔后照片以及孔径分布可以得出：使用缓蚀剂可以增大孔密度、减小孔径。对于缓蚀机理，可以理解为由于分子量很大、链节较长、分子尺寸较大，同时线性高分子的相互作用和缠绕，使之难以进入铝箔隧道孔的蚀孔内部，只能吸附在铝箔表面，从而使铝箔表面的侵蚀减少，侵蚀扩孔仅仅发生在蚀孔内部，所以可以在失重较小的情况下获得较高的比电容[2]。

2.缓蚀剂的作用机理

上述试验中应用了有机高分子缓蚀剂聚丙烯酸，虽然添加量较少，但是有效的抑制了铝箔在盐酸电解液中的自腐蚀，使得其电学性能明显加强。而缓蚀剂种类繁多，对铝箔的缓蚀效果各有不同，这就要求我们对每种缓蚀剂的作用机理做出深入的了解进而在不同的电解液中使用最适合的缓蚀剂。

根据缓蚀剂对腐蚀介质中金属电极表面的作用原理，我们可以把缓蚀剂分为界面一直作用、电解质层抑制作用、膜抑制作用、钝化膜抑制作用四种，也可以简化分为界面作用机理和相界作用机理两种[3]。本文主要讨论铝电解电容器阳极箔的缓蚀，而阳极缓蚀剂主要是对电池的阳极电化学过程起阻滞作用，以引起阳极极化作用增强，使腐蚀电位正移。从而抑制电子在阳极的交换，使得腐蚀电流减小，从而达到缓蚀的目的。

从图1的伊文斯极化图我们可以看出：Ea为阳极的初始点位，Ec为阴极的初始电位。在未加缓蚀剂时，阳极的极化曲线EaA和阴极极化曲线EcA相交与点A。A点对应的点位为腐蚀点位Eo，对应的电流也正是腐蚀电流Io。在加入某种阳极型缓蚀剂以后，阳极极化阻力增大，该现象在伊文斯曲线图上可表示为阳极的极化曲线的斜率增大。由图可得阳极极化曲线与阴极极化曲线交与点A*。这时的腐蚀点位相应的上移到E，并且对应的腐蚀电流为I*。由此可以得出结论，适量加入缓蚀剂之后，腐蚀点位增大，腐蚀电流减小，从而抑制了阳极电极反应的发生。

2.1. 其他缓蚀剂

除了聚丙烯酸，阳极型缓蚀剂还有铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、亚铁氰化钠、烷基胺、硫醇等[3]。

在此引用日本学者的实验。他提出，含有磺酸基的可溶性高分子电解质可以有效的抑制铝箔表面的溶解。此类电解质包括聚苯乙烯磺酸、苯酚磺酸甲醛缩合体、聚乙烯磺酸以及他们的盐。实验在310V条件下化成，实验结果如表2所示[2.4]。

虽然磺酸基实验证明的可溶性高分子电解质在一定程度上可以增加铝箔的比电容，但是目前该种电解质的作用机理并不是十分明确。

2.2. 有关缓蚀剂的讨论

可以肯定的是，缓蚀剂并没有一种明确的定义，因为一种物质是否能够作为缓蚀剂是有高度的选择性的。如在高温高压条件下的氧气可以作为不锈钢在氨基甲酸胺介质中的缓蚀剂，少量水分是不锈钢在高浓度醋酸介质中的缓蚀剂等。某种缓蚀剂对一种金属起到缓蚀作用的同时有可能对另一种金属起到腐蚀作用。并且有时有些单独使用缓蚀效果不好的化合物，经过一定比例混合之后能够具有良好的缓蚀性能。所以说目前大量的无机化合物和有机化合物都有成为优良缓蚀剂的可能。

3. 总结

通过以上论述，可以得到以下结论：

3.1.铝电解电容器作为现代电子产品的重要元件，增大比电容是非常重要的。而增大铝电解电容器的比电容常用的有效方法是提高铝箔的比表面积。

3.2.通过电解对铝箔表面进行均匀孔蚀是提高比电容的关键技术。

3.3.电解扩面技术常常面临铝箔的自腐蚀问题，这便要求使用高效的缓蚀剂来减缓铝箔的自腐蚀，从而使孔蚀均匀化。

3.4.缓蚀剂可用于减缓铝箔表面的自腐蚀，并且缓蚀剂种类繁多，对气氛和介质等具有较高的选择性。不同缓蚀剂间还可通过混合等方式增强其缓蚀能力，这就要求我们理解各种缓蚀剂的作用机理，特别是有机缓蚀剂的结构，才能够充分运用规律来不断找到更多高性能的缓蚀剂，从而更大程度上的提高铝箔的比电容。

参考文献：

[1] 闫康平，王建中，严季新。中高压电容器铝箔扩孔液中缓蚀剂的作用。电子元件与材料，2001，20（6） 1001-2028

[2] 王银华，杜国栋，许金强，等。中高压铝电解电容器阳极箔研究进展。电子元件与材料，2006，25（6）：1001-2028

[3] 崔，唐梦奇，许淳淳，等。中国防腐蚀工程师实用技术大全（第一册）。2001

铝电解电容范文第2篇

【关键词】: 铝电解技术；发展方向；生产工艺技术；预焙铝电解槽;

中图分类号：O646.51 文献标识码：A 文章编号：

前言

我国电解铝工业经历几十年的发展, 已逐步由电解铝的纯进口国变为世界第一大产铝国。但是,由于我国铝工业产业结构不合理, 国家对相关产业政策进行了调整。2005 年5 月以来,国家连续出台了一系列政策, 遏制钢铁、电解铝、水泥等行业基本建设投资过热势头; 但近期爆发的能源危机导致电价上涨, 生产用电问题是困扰我国电解铝企业的难题; 由于国内氧化铝供应严重不足及出口退税率取消并加收出口关税等因素, 企业生产成本大幅度增加, 利润缩水,近80%的电解铝生产企业出现亏损,。

上世纪80 年代以来, 在跟踪国际超大型预焙铝电解技术发展的基础上, 我国大容量铝电解槽开发取得了一系列成果, 使我国在大容量铝电解槽新技术领域总体技术水平跨入世界先进行列。笔者认为: 虽然我国近几年成功开发了320kA 和350kA 级特大容量电解槽, 但由于我们是在跟踪世界电解预焙技术过程中实现电解槽跨越式发展, 我国在大型预焙铝电解槽技术开发、工艺研究方面还有待进一步探索, 在生产实践和技术推广应用领域还缺乏大量的技术积累和支撑, 因此许多突出的技术问题急待解决。

1、�我国铝电解技术发展现状

我国目前电解铝生产厂家146 家, 2004 年电解铝产量达664. 8 万吨, 2005 年780. 8 万吨, 2006 年产量达918. 8 万吨, 2005 年5 月以来, 全国因电力紧张, 氧化铝短缺, 铝价滞涨, 甚至下滑至13600 元/吨铝, 导致51 家铝厂关闭或破产, 全球其他国家电解铝企业总数仅为126 家, 而我国的电解铝企业总数超过了世界其他国家电解铝企业的总和。我国平均规模不足10 万吨, 远低于世界平均规模的19. 2万吨, 且不足30 家企业采用160kA 以上的大型预焙铝电解槽生产, 其他大都采用100kA 或90kA 以下的中小型预焙铝电解槽进行生产, 目前仍有20%~ 30% 的电解铝厂家还是采用60kA~ 75kA 的自焙铝电解槽生产, 工艺技术相当落后, 污染严重, 能耗物耗高。一些厂家尽管亦进行了预焙化改造, 但大都采用的仍是面临淘汰70kA~ 90kA 的小型预焙化技术, 仍然达不到国家产业政策的要求。我国铝电解技术自70 年代末引进160kA 中间下料预焙槽技术之后, 从消化国外技术开始, 揭开了我国现代铝电解技术发展的序幕, 以铝电解槽热电磁力特性及磁流体数学模型研究为核心, 在工艺、材料、过程控制及配套技术等方面开展了广泛深入的研究。90 年代以来, 在基础理论、大型铝电解槽开发以工程应用取得了一系列成果, 成功开发了240、280、3 20、350kA 以上乃至500kA 的特大型电解槽技术, 使铝工业面貌发生了根本的改变。但是由于我国电解铝企业相互之间采用电解工艺技术参差不齐, 相差悬殊, 有的采用200kA、240kA、280kA、300kA、3 20kA 甚至350kA 以上的大型预焙槽生产工艺, 有的采用70kA、75kA、80kA、85kA、90kA 不等的小型预焙槽生产工艺, 还有的企业采用75kA以下的自焙槽生产工艺, 同一个企业同时存在几种不同的槽型, 这些都严重制约着我国电解铝工业的发展。总体上存在以下技术方面的不足:

􀀁 （1）技术水平参差不齐、生产指标相差悬殊。不同的槽型由于采用电流等级以及工艺技术的差异,导致电解生产技术指标存在较大的差别。即使对于大型预焙铝电解槽, 由于开发时间短, 同时在生产领域的深层次开发明显不足, 致使实际运行指标与国际先进水平差距较大。

多数在大负荷、小电网环境下运行, 安全隐患多。铝电联营或煤电铝联产是我国电解铝企业发展的趋势之一, 但技术上存在相应的问题。由于大容量电解槽一般系列规模较大( 一个系列产能可达20万吨以上) , 巨大的用电负荷集中在一个生产系列上(一般达40 万kW 以上) , 电解系列生产的任何波动都会造成电网或自备电厂较大的影响, 甚至威胁供电安全。

􀀁 （2）缺乏对阴极破损机理与规律掌控基础上的技术开发和提高槽寿命的技术措施的研究。电解槽难以达到设计寿命, 早期破损率高。影响我国大型槽寿命因素除了阴极炭素材料质量原因外, 电解槽的设计、筑炉材料、筑炉质量、焙烧启动、正常生产操作及生产管理等均存在问题。其原因是我国尚缺乏对铝电解槽破损( 常称为阴极破损) 机理与规律的深入掌握以及在此基础上的􀀁 精细设计􀀁技术开发和提高槽寿命的综合技术措施研究。随着电解槽容量的不断扩大, 槽寿命问题就更加突出。

􀀁 （3）工艺技术装备落后, 污染严重。一些企业为了满足国家环保产业政策的要求,对原有的侧插自焙铝电解槽进行预焙化技术改造,但其技术仍是国家限制的100kA 以下的小型预焙化生产技术, 有的虽然进行了湿法改干法的烟气净化技术, 但未对供料系统进行浓相输送改造, 有的根本没有进行烟气净化系统改造, 电解生产密闭性差。生产环境、生活环境污染严重, 而且氧化铝、氟化盐等原材料的消耗非常高, 企业效益低, 有的举步维艰, 随时面临淘汰的危险。

2、􀀁改进铝电解供电系统和提高供电质量的技术开发有待加强

供电整流系统是整个铝电解生产系统的核心。一但供电整流系统出现大的波动或发生故障不仅严重影响电解系列的正常生产, 而且损失严重, 铝电解供电整流系统事故的频繁发生, 暴露出铝电解快速发展和生产中存在许多技术和管理问题。

首先, 在目前市场需求快速增长和国家宏观调控政策的大环境下, 电解铝企业纷纷扩大产能并向大型预焙槽发展, 形成争大求快的竞争趋势, 引发了技术和管理上不到位; 其次, 设计单位在电解铝企业争大求快要求下, 忽视了槽型由小到大变型过程中一些设计规范变更衔接问题, 特别是忽视了对辅助系统的设计和技术要求, 造成在设备制造和安全保护等方面存在缺陷和隐患; 另外, 一些设备制造厂家在市场激烈竞标中, 为了迎合低价位、降低成本, 忽视了产品质量, 导致提供的设备以次充好或富裕倍数偏低。给电解铝企业的生产留下隐患甚至带来灾难。目前绝大多数电解铝企业都采用可控硅整流技术, 很难按生产实际保证瞬时恒定直流的供给。由于铝电解过程中的阳极效应及供电系统的电压波动很难避免, 从而引起电解系统电流不同程度的波动, 其范围都设定在恒流值的15%。在其它条件相同的情况下,这种电流波动将使铝厂的电能消耗增加3%左右,吨铝电耗增加400kWh ~500kWh。

为此应当在铝电解供电系统采用智能控制等多种先进控制技术, 实时在线专家控制、浮动门技术等保证直流电流稳定, 大幅降低电流波动造成的电能消耗; 开发铝电解供电整流系统整流效率实时在线测试装置及整流效率优化技术, 提高供电整流的整流效率, 改善直流供电质量; 开发应用谐波实时在线检测装置及谐波治理和功率因数补偿技术, 实现绿色用电, 降低谐波与无功损耗, 确保安全供电。改进整流机组在控制、结构、保护等方面存在的问题。开发应用铝电解供电整流系统整流效率实时在线检测装置, 提高整流效率, 实现铝电解供电整流效率检测标准化。

3、降低电解槽无功能耗的综合技术有待开发

􀀁预焙槽的导电部件及接触焊点多, 导致无功能耗很高, 大型槽阳极压降、阴极压降和母线压降的设计值有的分别高达400mV、360mV 和200mV, 实际生产中这些部位的压降是导致生产过程电能消耗高的重要原因。降低无功能耗包括以下几方面:

􀀁 （1）对槽周围及阳极母线达数百处的焊接及压接质量进行研究, 开发新的施工方法和技术工艺, 达到降低母线压接压降的目的。

（2）进行阳极浇注材料( 磷生铁) 的成分与浇注工艺的优化研究, 降低阳极导杆与阳极炭块接触压降的目的。目前一种新型铝钢复合阳极钢爪的研究已取得进展, 并已在一些铝厂使用。

（3）对筑炉材料及捣固工艺进行研究试验, 研究各阴极组件的槽外电阻检测技术, 探讨最优筑炉工艺技术, 达到降低阴极压降的目的。并研究新的阴极炭块与钢棒连接方式, 降低电解槽阴极接触压降。

（4）研究新的适合于阳极组装生产的工艺方法,降低阳极导杆与阳极母线的接触压降。

（5）降低电解槽无功能耗。随着铝电解技术的发展, 大型槽技术逐渐完善, 电解槽的无功能耗降低越来越困难, 然而, 每增加一毫伏压降增加电耗3kWh/ t- Al, 因此, 降低电解槽的无功能耗仍然十分重要, 需要结合生产作细致的开发研究。

4、􀀁优化大型铝电解槽焙烧、启动生产工艺技术

􀀁􀀁我国大型预焙铝电解槽工业应用的时间不长， 其生产操作技术尚不十分成熟。生产实践表明,特大型槽从焙烧启动到投入运行不能完全照搬以前大型预焙槽的相关经验。虽然国内许多铝厂在铝电解槽生产系列上采用了焦粒焙烧启动技术,并已取得了一定成效, 但还有许多问题尚未解决, 综合优化尚有很大的空间。因此开发焙烧、启动和正常生产工艺技术的综合优化技术仍然有很多工作要做。

􀀁 （1）应用铝电解槽物理场( 电、磁、热、流、力) 的综合仿真系统并结合现场实测数据, 采用多场耦合仿真与瞬态仿真技术, 对特大型铝电解槽从焙烧、启动到转入正常生产过程的物理场形成与演变规律进行研究, 揭示特大型铝电解槽的运行特性, 为制定焙烧启动与正常生产工艺技术规程提供指导。

􀀁 （2)针对特大型铝电解槽的特性,研究改进焦粒焙烧启动􀀁工艺技术, 重点解决􀀁焦粒􀀁的成分、铺置厚度与方法、焙烧时间等参数的优化问题。

􀀁 (3)针对特大型铝电解槽的特性, 研究电解槽启动后期管理的工艺方法, 使电解槽启动后能够过渡到良好的正常生产状态; 着重研究工艺技术条件的调整方法、程序, 为电解槽长期稳定高效运行奠定基础。

在上述基础上, 逐步实现电解槽稳定、高效运行, 并总结出适宜我国特大型铝电解槽的高效节能型电解生产工艺技术及操作规范。

参考文献

铝电解电容范文第3篇

【关键词】 电解铝 净化 氟化物 粉尘

1 概述

电解铝行业因其生产工艺的特殊性，对周围环境影响较大。电解铝生产过程中会排放以CO2和气固氟化物为主的污染物。CO2、CF4及C2F6是造成全球气候变暖的主要因素；而HF则是剧毒气体，易对人体健康造成危害。

目前，国内外电解铝行业均采用氧化铝干法技术处理电解含氟烟气，其净化效率可达99.5%以上，可以有效控制电解含氟烟气的排放。而要实现减少电解烟气中有害物质排放的目的，其关键在于提高电解槽的集气效率。在电解槽集气效率为98.5%的情况下，电解槽无组织散发的氟化物一般占最终总排氟量的55%左右。而根据有关研究资料表明：目前国内电解槽集气效率一般很难达到98.5%。

因此在正常生产的电解车间内，就净化系统以及天窗排放的氟化物、粉尘进行测试，了解净化系统的工作状态，可以对电解烟气净化系统设计进行校验，对提高工艺设计水平有着重要的意义。

2 含氟烟气的产生

电解铝生产目前仍采用传统的冰晶石-氧化铝熔融电解法，通过碳素材料导入直流电，在槽内发生电化学反应，在阴极上析出液态铝，铝液送往铸造车间，进行浇注。

在电解槽正常生产情况下，电解槽发生以下电化学反应：

2Al2O3+3C=4Al+3CO2

Al2O3+3C=2Al+3CO

在960-970℃温度条件下，阳极气体的组分为82%～92%的CO2，18%～8%的CO，CO2和CO的产生量及比例与电解槽电流效率以及阳极消耗有关。目前电解槽CO2的排放量在1.75t/t-Al左右，而CO的排放量则在130-345kg/t-Al的范围之间。而当电解液中缺少氧化铝（浓度小于0.25%～0.5%时），碳阳极附近的电解槽通常会发生阳极效应：

4Na3AlF6+3C（g）=4Al+12NaF+3CF4

2Na3AlF6+2C（g）=2Al+6NaF+3C2F6

此时阳极气体成分为3%～10%的CO2，95%～70%的CO，2%～20%的CF4以及少量的CF6。全氟化碳气体只有在电解槽发生阳极效应时才会产生，实践表明：只有降低阳极效应系数及阳极效应持续时间，才可能降低全氟化碳的产生。

3 电解烟气的净化

伴随着严峻环保形势，近年来铝电解生产企业普遍加大了对环保的投入力度。目前氧化铝干法吸附净化技术是业内公认并普遍采用的铝电解烟气净化技术。

干法净化技术是指直接用铝电解的生产原料新鲜氧化铝作为吸附剂去吸附电解烟气中的氟化物的净化技术。发生吸附反应后的生成物是电解铝生产的原料，符合循环利用的清洁生产理念。自干法净化技术面世以来，由于其在技术上的优越性，很快就被广泛的应用于电解铝烟气净化领域。

4 电解铝污染物的排放指标

4.1 氟化物

目前《车间空气中氟化物卫生标准》（GB 16228-1996）中规定车间空气中氟化物最高容许浓度为1.0mg/Nm3。《工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》（GB Z2.1-2007）中规定氟化氢的最高容许浓度为2.0mg/Nm3，氟化物的时间加权平均容许浓度为2.0mg/Nm3。

在国家最新颁布的《铝工业污染物排放标准》（GB 25465-2010）中规定了现有企业电解烟气中氟化物最高允许排放浓度为4.0mg/Nm3，新建企业和现有企业（自2012年起）电解烟气中氟化物最高允许排放浓度为3.0mg/Nm3。现有和新建企业边界大气污染物氟化物浓度（任何1小时平均浓度）限值是0.002mg/Nm3。

4.2 粉尘颗粒物

《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》（GB Z2.1-2007）中规定了氧化铝粉尘的时间加权平均容许浓度为4.0mg/Nm3。《铝工业污染物排放标准》（GB 25465-2010）中规定了现有企业电解槽烟气净化中颗粒物最高允许排放浓度为30.0mg/Nm3，新建企业和现有企业（自2012年起）电解槽烟气净化颗粒物最高允许排放浓度20.0mg/Nm3。现有和新建企业边界大气污染物总悬浮颗粒物浓度（任何1小时平均浓度）限值是1.0mg/Nm3。

5 测试内容和依据

5.1 测试内容

参照我国现行标准及相关规范，对电解槽烟气净化系统进行多工况系统测试。测试内容应包括通过天窗（无组织）排放氟化物的量、进入净化系统的氟化物的量、颗粒物排放的量、单槽平均排烟量、排烟温度、槽内负压等参数，为了确定吨铝氟化物的排放量及组成，也包括粉尘的排放量、集气效率、单槽平均排烟量、排烟温度、槽内负压等参数。

5.2 参考标准

针对测试的具体需要，参照国家标准、行业标准和美国环保局（EPA）推荐的测试方法，主要参考的法律法规如下：

（1）GB 25465-2010铝工业污染物排放标准；

（2）GB 16228-1996车间空气中氟化物卫生标准；

（3）GBZ/T 160.63-2004工作场所空气有毒物质测定氟化物；

（4）GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素；

（5）GB/T15432-1995环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法；

（6）GB/T 16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法；

（7）HJ 480-2009环境空气氟化物的测定滤膜采样氟离子选择电极法；

（8）HJ 481-2009环境空气氟化物的测定石灰滤纸采样氟离子选择电极法；

（9）HJ/T 67-2001固定污染源排气氟化物的测定离子选择电极法；

（10）HJ 480-2009环境空气氟化物的测定，滤膜采样氟离子选择电极法；

（11）HJ_T187-2006清洁生产标准电解铝业；

（12）美国环境保护局（EPA：Environmental Protection Agency）测试方法。

铝电解电容范文第4篇

在生产电解铝时，会产生一定的固体废弃物以及废气等一些有害气体，如果没有及时得到有效的治理，就会对水、空气以及土质造成很大的伤害，对此，必须要强有力地对这些废弃物进行治理，达到国家制定的安全硬性标准，与此同时，也要不断地提升电解铝企业的自身控制条件，找出有效的解决方法，提高企业的生产工艺，必须应用环保设备，从根源上对污染进行处理，另外，我们也要注意的是，制定处理电解铝废弃物时必须要有重点性的，要有选择性地进行，再对废弃物做回收利用处理，不仅节约了成本，也保护了环境，这也是电解铝企业可持续发展的一个必然条件。据统计，2016年，全国电解铝年产量达到2500万吨，占全世界的30%，居世界首位，并且每年还以10%的产量递增。但电解铝产业也属于高耗能、高污染的产业，在生产过程中易产生空气和固体废物污染，若处理不当，则会对环境产生较大危害。

一、电解铝污染物分析

（一）电解铝生产过程中易产生污染

电解铝是利用电解的原理，将铝元素从氧化铝中分解出来，形成氧和单质铝的过程[3]。电解铝的工作环境是在直流电和近1000℃的温度下，以铝液和碳素体作为电解的阴极和阳极。在电解过程中，碳素阳极会和电解产生的氧发生反应生成二氧化碳或一氧化碳，因此，必须定期对电解过程中的碳素阳极进行补充，而产生的铝单质会以铝液的形式从电解槽内抽出，形成铝锭。在电解铝工作过程中，电解槽会逸出大量的氟化物粉尘、SO2、粉尘等有害物质。有资料表明，在电解铝过程中，氟化物的产率达到30-35kg/吨（铝），且99%的产物均是在电解过程中产生。

（二）在电解铝的生产过程当中也会对水源造成一定的污染

在生产废水当中主要包括有石油以及氟等有害物质，一旦超量超标的排放，那么对水源就会造成严重的影响。在通常条件下，作为电解铝企业所产生的工业废水都是来自于机械冷却时生产的，对于企业而言这也是非常严重的一个问题。

（三）在铝电解操作时

由于阴极的碳素内衬与一些筑炉资料会遭到不同程序的腐蚀，主要是来自于钠和铝等资料，由此会从中吸附一些含氟盐，在这个过程当中也会遭到应力的作用，从而招致内衬破损以及槽变形等问题。由于在应用一段时间后，电解槽会遭到不同水平的影响会进行大修，在这个过程当中必需要全肃清掉槽内的碳素以及筑炉资料，而产生一定的废渣，在废渣当中又会存在一些氟化物，并且含有大量的氟，同时就会渗出浓度较高的液体，一旦液体当中的氟化物超标时，也就是所谓的污染物。

（四）固体废弃物

电解铝企业一般会在3-4年对电解槽进行清理和大修，会更换电解槽的内衬和槽体内的耐火材料；更换下来的槽内，会含有大量的氟化物以及其他的有毒物质，若处置不当，会产生二次污染；如堆放在室外时，下雨或下雪后会对造成废弃物内的氟化物渗入地下造成地下水和土壤污染，并在大风作用下产生有毒粉尘等。

（五）有害气体污染

当前，国内企业进行电解铝生产时，往往使用冰晶石一氧化铝法，通过溶融电解方式进行生产，生产过程中，需要大量冰晶石，而冰晶石中中含有大量的氟。电解铝过程是在高温下进行的，冰晶石中的氟会在高温下形成氟化物气体逸出。阳极糊中的沥青，也会在电解高温过程中产生少量的硫化氢、二氧化硫以及苯并花等物质等。另外，在电解过程中会产生大量的二氧化碳和一氧化碳气体，二氧化碳容易导致温室效应，一氧化碳对人体具有较大的危害。

二、电解铝污染物危害

电解铝企业在生产中，产生的有害气体、有害固体废弃物等，会对人体和环境造成严重的危害。如空气中的氟化物含量达到或超过每立方米1毫克时，就会对人类的皮肤、眼睛和呼吸器官造成直接危害，当氟化物渗入地下水后，人?长期饮用，会导致氟骨症，导致骨骼受害，表现为肢体疼痛，活动受碍。另外，电解铝生产过程中产生的扬尘等，人体吸入过量，会导致矽肺病，对呼吸系统产生危害。当空气或者环境中的氟化物产量时，也会对植物和其他动物产生危害。

三、电解铝污染治理对策

（一）气体污染物处理

电解铝企业在生产过程中产生的氟化物、扬尘、硫化物等有害气体，可以用“干法”净化系统进行处理。“干法”净化系统的工作原理是通过电解铝中的主要原料-氧化铝作为吸附剂，对电解过程产生的氟化物和硫化物等有害物质进行吸附，来完成气体净化，主要优点就是处理过程是无水化学反应，处理过程中不容易产生二次污染。目前，“干法”净化系统已经在电解铝企业中得到大规模应用，并成为电解铝企业处理有害气体的最环保、最有效且成本最低的有效处置方式。

（二）电解铝生产中产生的固体废弃物，应该按照国家

标准和要求进行贮存和处理。生产过程中产生的碳渣，可以回收再利用，残阳极可进行返修再利用。其他有害固体废弃物在堆放和处理时要按照国家相关标准进行处置，严防产生二次污染，企业的生活废弃物等，要交给环卫部门进行统一处理。

（三）水污染处理

电解铝生产过程中产生的含有氟化物和氰化物等有害物质的污染水，必须经过净化处理后，且达到国家有关规定标准，才能进行排放。对于冷却用水，经过有害物质过滤后，可以进行循环使用。企业产生的生活污水，要通过专门管道进入污水处理厂进行处理。另外，电解铝企业在生产过程中的噪音等污染，可以采取多植树、建立隔音墙等，进行噪音消减处理。

（四）研发新工艺

传统的电解铝生产方法，容易产生高污染、高耗能，有关科研院所和企业，应该积极研发和推广使用低污染、低耗能的生产技术，如“基于新型阳极与异型阴极联合应用的超低能耗电解铝新技术”、“控制电解铝用碳阳极焙烧的新技术”等，来提高企业产能，降低运营成本和环境污染等。

铝电解电容范文第5篇

[关键词]电力发展；有色金属行业；电解铝；关系

[中图分类号]F424 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2008)52-0025-02

电力的大力发展促进了我国经济的飞速发展，有色金属行业与其有着尤为密切的关系，素有“以电为血”之说。电力行业的大力发展是国民经济发展的动力，是有色金属行业发展的坚实基础。

1 改革开放以来，电力和有色金属行业的发展情况

电力是关系国计民生的重要基础产业，电力既是生活资料也是生产资料。安全、稳定和充足的电力供应，是国民经济健康稳定、持续快速发展的重要前提条件。

改革开放30年来，我国电力工业经历了几个快速发展阶段。1978年全国发电装机容量为5712万千瓦，1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上3亿千瓦台阶；进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年为4.42亿千瓦，2007年底全国发电装机容量达到7.13亿千瓦，展望2010年全国发电装机容量估计将接近8亿千瓦。跨区电力交换规模进一步扩大，电源结构进一步优化，水电、核电、气电、清洁煤发电和新能源发电等清洁电力比重会大幅上升。

随着电力的发展，有色行业取得了长足发展。以铝产业为例，中国已形成了比较完善的铝产业体系，主要由氧化铝、电解铝、铝加工三部分组成。纵观整个产业链，国内铝工业规模在世界上已首屈一指。目前我国氧化铝、电解铝产量和消费量世界排名第一。2000―2004年，电解铝产能年均增长率30%，达到667万吨。2005年电解铝产量为781万吨,2006年产量达到830万吨以上。2007年中国电解铝产量达到1256万吨。

2 在供求关系影响下的电价与有色行业的关系

铝是第二大金属，总产量大，充分代表了有色金属行业，对电力的总需求量大。电力成本是电解铝最主要的生产成本之一，约占其生产成本的30%。

2.1 电力供求关系对有色金属企业用电的影响

当一个地区经济不发达、用电产业不多时，电解铝可以获得较优惠的电价；但当该地区经济发展，用电产业增多时，电力部门就不会继续给电解铝企业优惠电价；当电力供应出现缺口时，电解铝企业不但不会获得优惠电价反而变成了限电的主要对象。到2007年每吨电解铝的综合交流电耗接近15000千瓦时。

2.2 电价变化对有色金属行业供求关系的影响

随着国民经济的不断发展，各行业对电力的需求也大幅度地提高。用电价格每增加0．01元／千瓦时，每吨电解铝电费支出将增加150元。受到用电紧张的影响，政府限电，工厂就要停掉一部分生产设备，而电解铝槽如果停用很快就会报废，停产的成本是非常高的。这是整个行业面临的问题，产量下降也就不可避免。我国较早建于东部地区的一些电解铝厂已经面临此类困境。随着电力短缺导致的电解铝产能下降的集中发生，国内外铝价可望展开阶段性上涨行情，但是铝价上涨的空间与时间需要综合供求两个方面。从需求方面来看，2008年国内外铝市场消费较为疲软，当前市场也步入消费淡季，需求的不足将会拖累铝价的具体走势。

2.3 电价在一定程度上促进了有色金属行业的健康发展

为了缓解电力紧张的局面，国家实施宏观调控政策。2007年国家取消对电解铝的电价优惠5分钱政策，2008从7月1日起，全国销售电价再提高2分5厘。有色金属企业的生产成本大幅上升。经过宏观调控和市场机制的共同作用，工艺落后、污染严重、能耗和生产成本较高的企业相继停产或部分停产，行业即将步入新的整合时期，加快了铝工业的组织结构使小企业关停并转，向规模化、集团化和国际化发展。

3 由于受能源和环保等因素影响，催生有色行业新技术的出现

在能源和环保日益重要的今天，有色行业催生了一些新技术、新工艺、新方法。北京有色金属研究总院是有色系统成立最早、规模最大的研究开发机构，挂靠其下的生物冶金国家工程重点实验室，研究出了新式的冶炼技术――生物冶金技术。其原理是利用微生物的氧化、还原、分解、吸附等技术，将矿石中的有价金属溶解出来，再从溶出液中用湿法冶金方法分离、富集和回收的新技术。在当今环保要求不断提高、现代化工业和科技发展对有色金属的需求与日俱增的情况下，生物冶金更显示出特有的优越性。2003年在福建紫金山铜矿建成国内首座硫化铜矿石地下采矿―生物堆浸―萃取―电积提铜试验场，年产1000吨阴极铜，铜浸出率80%以上，2005年建成年产万吨阴极铜的生物提铜矿山。在云南墨江，采用生物提取镍钴工艺，建成处理十万吨矿石的工业试验场，镍和钴的年浸出率大于70%。随着研究的深入，生物冶金技术可能会进入其他有色领域。其他新工艺、新技术也会陆续出现，改变有色系统的格局。不久的将来，有色行业会充分利用循环经济而继续腾飞。

综上所述，电力发展是国民经济健康、稳定、持续快速发展的重要前提条件，通过有色行业电解铝的发展，充分体现了电力发展也是有色行业顺利发展的基石，随着电力循环经济的充分利用，绿色电力产能的大幅提高，对提高我国经济发展速度及有色领域的长足发展提供更广阔的天空。

参考文献：

[1]张国宝.介绍中国电力发展状况[E B/O L].h t t p://省略/xwfb/2006-06/08/content_303550.html,2006-8.