铝电解
答：工业氧化铝的物理性能对于保证电解过程正常运行和提高气体净化的效率关系很大。一般要求它具有较小的吸水性，能够较多较快地溶解在熔融冰晶石里面，加工时飞扬损失少，并能较好的封闭炭阳极，防止它在空气中氧化，保温性能好，同时对于气体净化还要求它具有良好的活性和足够的比表面积，从而能够有效吸
附HF气体。这些物理性能主要取决于氧化铝晶体的晶型、粒度和形状。
电解质由哪些成分组成?
答：工业铝电解槽的电解质主要成分是冰晶石与氧化铝组成的熔融混合物。
除此之外，还使用AlF3、LiF、CaF2和MgF2添加剂，这些添加剂会改变电解质的熔点(初晶温度)、密度、电导率、黏度等物理化学性质。
什么是铝电解质的初晶温度，电解温度一般要高于初晶温度多少，电解温度主要取决于什么?
答：初晶温度是指熔盐以一定的速度降温冷却时，熔体中出现第一粒固相晶粒时的温度。该温度也称为熔度，是指固体盐以一定速度升温时，首次出现液相时的温度。通常电解过程实际温度要高于电解质熔度10~15℃。这种过热温度有利于电解质较快地溶解氧化铝;过热度也控制着侧部炉帮和底部结壳的生成和熔化。
在电解过程中，电解温度除与极距电压降大小有关外，主要取决于电解质的熔点。为了保持低温电解生产，不设法降低电解质熔点而单纯降低电解过程温度必然导致电解质过冷，引起病槽，影响生产。
什么是分子比，它对电解温度有何影响?
答：分子比是电解质中的氟化钠与氟化铝的分子数量的比值，分子比即摩尔比。另一种工业上常用的为质量比，指电解质中氟化钠与氟化铝质量分数之比。
现在电解生产中大多数都采用摩尔比为2.2~2.4，电解质呈酸性。摩尔比低有利于降低电解质温度，提高电流效率，但摩尔比越低，氧化铝溶解度越低，槽内易产生大量沉淀，所以摩尔比不宜过低。
冰晶石熔剂的作用是什么?
(1)能较好地熔解氧化铝，所构成的熔体可在纯冰晶石熔点以下进行电解，并且流动性好;
(2)在电解温度下，冰晶石-氧化铝熔体的密度比铝液密度要小10%，故电解出来的铝液能沉积在电解液下面的阴极上，这样既可以减少铝的氧化损失，又大大简化了铝电解槽的结构;
(3)冰晶石具有良好的导电性;
(4)冰晶石中不含有电位顺序比铝电性更正的金属杂质，能保证产品铝的质量。
目前，冰晶石还是铝电解生产中最理想的一种熔剂。
铝电解质中的添加剂应满足什么条件，常用的有哪几种，它们的优缺点有哪些?
答：电解质中的添加剂基本上应满足下列要求：首先是在电解过程中不被电解成其他物质，进而影响铝的质量;添加剂应能对电解质的性质有所改善，如陈低电解质初晶温度、提高电解质电导率、减少铝的溶解度、减少电解质的密度等，提高电解铝的经济技术指标。此外，它的吸水性和挥发性应该小，而对氧化铝的溶解度不致有较大的影响，同时来源广泛而且价格低廉。
常用的添加剂有氟化钙、氟化镁、氟化锂等。它们都具有降低电解质初晶度的优点，LiF还能提高电解质的电导率，但是大多数具有减小Al2O溶解度的缺点。
影响电解质电导率的因素有哪些?
答：在电解生产中电解质的电导率受到多方面的影响：(1)电解温度。温度越高，离子运动越快，电导率增加。(2)电解质摩尔比。电导率随摩尔比的增加而增加。
(3)Al2O3浓度。电解质的电导率随Al2O3浓度的增加而降低。
(4)电解质中的炭粒。当电解温度高时，会使电解质中炭粒含量增多，炭粒含量增多时不仅使电解质的电导率降低，还能减少电解质对Al2O3晶体的润湿性，从而也会造成氧化铝的沉淀。
(5)电解质中的添加剂。添加剂对于冰晶石电导率的影响可分为两类：1)向电解质中添加氟化锂和氟化钠能改善电解质的导电性，特别是氟化锂效果显著;2)向电解质中添加氟化钙和氟化镁能降低电解质的导电性，它们使炭渣容易分离，减少电解质中的炭粒含量，使电解质的导电性提高，间接地增加电导率。
影响氧化铝在电解质中溶解度的因素有哪些?
答：氧化铝在电解质中的溶解度对生产具有很大影响。氧化铝在电解质中的溶解度与电解温度和电解质成分有关。一般来说，氧化铝在冰晶石中的溶解度随温度的升高而增加。而在实际工业电解质中氧化铝溶解度因受复杂的成分和工作条件的影响，一般保持在2%~8%之间。电解质中的添加剂都会在不同程度地降低氧化铝的溶解度。高摩尔比电解质中溶解氧化铝的能力大，但随氟化铝含量的增加而氧化铝的溶解度降低。尤其摩尔比过低，电解质过酸时氧化铝的溶解度会更小，以致造成电解槽四周塌壳，沉淀过多，影响电解槽的正常加工。
影响电解质黏度的因素有哪些?
答：黏度是电解槽中支配流体动力学的重要参数之一。例如，电解质的循环性质，Al2O3颗粒的沉落，铝珠、炭粒的输运以及阳极气体的排除等都同电解质的黏度有关。它影响到阳极气体的排出和细微铝珠与电解质的分离，从而关系到金属铝损失和电流效率。
冰晶石熔体中加入Al2O3，黏度一直增加，w(Al2O3)超过10%后，黏度陡然上升，电解质此时特别黏稠。
电解槽按阳极结构形式可分为哪几种?
答：电解槽按阳极结构形式可分为两大类四种形式。第一类是自焙阳极电解槽，其分别有旁插式和上插式;第二类是预焙阳极电解槽，其有不连续式和连续式两种。
工业铝电解槽由哪几部分构成?
答：电解槽是一个钢制槽壳内部衬以耐火砖和保温层，压型炭块嵌于槽底，作为电解槽的阴极。电流通过电解质由炭质阳极流入炭质阴极，完成电解过程。电解槽的构造主要包括阳极装置、阴极装置、上部结构、母线装置和电气绝缘等。
预焙槽与自焙槽比有哪些优点?
答：现在，世界上的预焙槽都向着大型化和现代化方向发展，说明它具有明显的优越性：(1)预焙槽容量大，单槽产能增加，劳动生产率显著提高;(2)能源利用率有明显提高，阳极电压降低，电流效率提高，吨铝电耗低;(3)生产中烟尘少，便于采用干法或湿法净化回收;(4)可实现高度的机械化和电子计算机的控制。
预焙槽的预热启动目的是什么，有哪几种预热方法?
答：预焙槽的预热启动就是利用置于铝电解槽阴阳两极间的发热物质产生热量，使电解槽阳极阴极的温度升高，实现以下目的：使阴极炭块间和槽周边的扎糊烧结焦化，与阴极炭块形成一个牢固的整体;烘干阴极内衬，并逐步将槽膛温度提高到接近电解温度，为启动电解槽做准备。
铝电解槽焙烧启动方法可以分为两大类，一类是电焙烧法，另一类为燃料焙烧法。根据发热电阻物料的不同，电焙烧法又分为铝液焙烧法(铝液作电阻体的电焙烧法)和焦粒(或石墨粉)焙烧法。
铝电解的阴极和阳极反应分别是什么?
答：铝电解过程中阴极上发生的基本反应是络合铝离子得电子还原为金属铝，而阳极上发生的基本反应是炭阳极与熔体中的络合氧反应，生成CO2。在冰晶石-氧化铝熔盐电解过程中，在电解析出铝的同时，在两极上还伴随发生一些重要的过程和现象，因这些过程和现象对生产有害无益，所以称为两极副反应。
阴极副反应有金属钠的析出、阴极铝的再溶损失、碳化铝的生成;阳极副反应生要有阳极效应、阳极气体成分的变化。
槽工作电压由哪些部分组成，槽工作电压为什么不能保持过高也不能保持过低?
答：槽电压是阳极母线至阴极母线之间的电压降，槽电压由阳极压降、电解质压降、阴极压降、极化电压和母线压降组成。槽电压对电解温度有明显的影响，过高和过低都对电解带来不利影响。槽电压过高不但浪费电能，而且电解质热量收入增多，会使电解走向热行程，炉膛被熔化，铝质量受影响，并影响电流效率。槽电压过低也不行，虽然最终热收入减少可能出现低温时的好处，但由于电解质冷缩，产生大量的沉淀，会很快使炉底电阻增加而发热，二次反应增加由冷行程转为热行程，其结果的损失可能比高电压要大得多。槽电压过低还可能造成压槽、阳极周边长包、滚铝和不灭效应等技术事故。
什么是阳极效应?
答：阳极效应是熔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出现许多细小的电弧，发生轻微的噼啪声，电解质沸腾停滞，此时电解槽电压从正常值升高到数十伏，并联在电压表上的停止信号灯也亮起来。
阳极效应产生的机理是什么?
答：关于阳极效应的机理，即阳极效应发生的原因，目前仍然是一个小有争议的课题。目前，大多数学者和专家所认同的观点如下：阳极效应可以看做是一种阻塞效应。它很大程度上阻碍阳极与熔体之间的电流传递，当电解槽中氧化铝浓度很低时，阳极表面电解质熔体中的络合铝氧氧离子不能补充到阳极表面去放电，致使阳极表面的铝氧氟离子的浓度极化扩散过电压升高，从而导致F-的放电，并在阳极表面与阳极碳反应生成碳氟化合物CF4和C2F6气体，它们的出现使阳极表面对电解质的润湿性变差，阳极气体不能排出，而在阳极表面形成气膜，最终电流不得不从电阻很大的气膜中穿过，产生弧光放电，槽电压升高，发生阳极效应。
发生阳极效应有何利弊?
答：阳极效应在铝电解生产中有一定的好处：(1)阳极效应发生时，电解质对炭粒润湿不良，可使炭渣从电解质中分离出来，使电解质的比电阻下降，从而可降低槽电压。(2)阳极效应产生的热量有60%可用于溶解氧化铝，有助于控制槽内沉淀数量。(3)补充电解槽热量的不足。
阳极效应过多对铝电解生产的不利方面有：(1)浪费大量的电能。(2)增加氟化盐的挥发损失。(3)效应频繁会影响系列电流的波动下降，从而影响系列中其他槽的产量，使温度下降。
铝电解阴极过电压产生的机理是什么?
答：在铝电解过程中，其电解电流大部分是由Na+携带的，小部分是由F-携带的。Na+在电场的作用下趋向阴极表面，但在阴极表面放电的不是Na+，而是AlF3-6和AIF-4络合离子反应生成金属铝和F-，因此在阴极表面富集了NaF，使阴极表面的电解质摩尔比高于电解质熔体内部的摩尔比，从而形成一种浓差过电压。
影响工业槽电流效率的因素有哪些?
答：(1)电解温度。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。反之，电解温度过低时，电解质黏度大，铝与电解质的分离不好，氧化铝的溶解度降低，槽内沉淀增多，电阻增大，电压上升，电流效率降低。
(2)槽电压与极距。在其他条件不变的情况下，槽电压表示极距的高低，在温度不升高的条件下，极距增加则电流效率提高，但极距已足够大时，再增加极距，电流效率提高得并不明显，而且因极距的增加，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。
(3)摩尔比。电解质摩尔比大于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大大增加了钠离子放电的可能性，电流效率降低。
(4)氧化铝浓度。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，能够防止在阴极析出钠，有助于提高电流效率。氧化铝浓度高时电解质黏度增加，电导率变小，槽内沉淀可能增加，造成病槽，对电流效率不利。
(5)添加剂。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。
(6)铝液水平与电解质水平。由于铝的导电性和导热性好，因此保持较高的铝液水平，可以使阳极底部的热量散发出来，有利于降低槽温，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，热量损失多，还会造成槽底结壳增厚，炉底电压降升高，因此，必须保持适当的铝液水平。
工业铝电解槽电流效率降低的原因有哪些?
答：造成铝电解电流效率降低的本质是铝的损失，其主要因素有：(1)的溶解损失，已经析出的铝有一部分重新溶解在电解质中被再氧化，属于化学物失，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态的铝和钠的电子电等均属电流流失;(4)其他损失，如机械夹杂损失等。
工业铝电解槽阴极铝的溶解损失有哪些途径?
答：铝的溶解损失既有物理溶解，也有化学溶解。
物理溶解主要有：(1)金属铝以原子粒子或胶体粒子的形式溶解到电解质熔体中;(2)金属铝与电解质熔体反应生成金属钠以原子粒子的形式溶解到电解质熔体中。
化学溶解有：(1)阴极金属铝与电解质反应生成低价铝离子，溶解到电解质熔体中;(2)阴极金属铝与电解质反应生成的低价钠离子溶解在电解质熔体中;(3)阴极表面生成的金属钠与电解质中的Na+反应生成低价离子Na+2溶解到电解质熔体中。
电解质水平高低对电解生产过程有什么影响?
答：铝电解槽内，电解液和铝液两层液体按照密度差别而分处上下两层。所谓电解质水平和铝液水平，是指它们各自的厚度。
电解质水平高，可以使电解槽具有较大的热稳定性，电解温度波动小，并有利于加工时氧化铝充分熔解，不易产生沉淀。同时，阳极与电解质的接触面积增大，使槽电压减小。但是，电解质水平过高，会使阳极埋入电解质中太深，阳极气体不易排出，导致电流效率降低，并易出现阳极底掌消耗不均或长包现象。电解质水平低，数量少，电解质热稳定性差，对热量变化特别敏感，氧化铝的溶解量降低，易产生大量沉淀，阳极效应增加，过低时还易出现槽电压摆动现象，这些均降低电流效率。
工业铝电解槽中铝液水平过高或过低有何影响?
答：铝液水平过高，散热量大，会使槽底发冷，电解质水平不易控制，易产生大量沉淀和炉底结壳，伸腿过高或过宽给正常生产带来困难，更不便于机械化和自动化操作。铝水平过低，阳极浸入电解质中过深，使阳极地下和周边温差加大，加剧电解质循环，增加铝的损失。其次易造成伸腿熔化，槽底过热，电解温度升高，出现热槽。另外，阴极铝液的稳定性差，最易出现槽电压摆动现象，这些均降低电流效率。55
电解槽的正常生产特征有哪些?
答：铝电解槽经过焙烧、启动和后期管理阶段之后，即转人正常生产阶段。在该阶段电解槽是在规定的电流制度下进行生产，其特征为：电解槽的各项技术参数已达到规定范围，建立了较稳定的热平衡制度;阳极周围侧壁上已牢固地形成电解质-氧化铝结壳，使槽膛有稳定的内型;阳极不氧化，不发红，不长包;阳极周边的电解质均沸腾，电解质干净，与炭渣分离清楚，从火眼喷出的炭渣和火苗颜色清晰;阳极底下没有大量沉淀，炉面氧化铝结壳完整，并覆盖一定数量的氧化铝保温。
在铝电解正常生产时期为什么摩尔比会升高?
答：(1)原料中杂质对电解质成分的影响。在电解生产中所用的氧化铝、氟化盐和阳极中都含有一定数量的杂质成分，如H2O、Na2O、SiO2、CaO、MgO、SO2等，这些杂质均分解氟化铝或冰晶石，使电解质中氧化铝和氟化钠增加，摩尔比增高。
(2)电解质的挥发损失影响。在正常生产中，从电解质表面挥发的蒸气中绝大部分是氟化铝，温度越高，损失越大，从而电解质中氟化钠相对增加，摩尔比升高。
(3)添加剂对摩尔比的影响。在电解质摩尔比小于3的情况下，添加MgF2 时，MgF2和Na3AlF6反应生成NaMgAIF6和NaF，使摩尔比上升。
如何调整摩尔比，正确添加AlF，时应注意什么?
答：摩尔比高时，添加氟化铝加以调整;摩尔比低时，添加氟化钠或纯碱加以调整。氟化铝添加方法：氟化铝应添加在氧化铝面壳层的中间部位，即在加工后先加一层氧化铝后，将氟化铝均匀地撒在薄壳上，然后再加保温料。下次加工时，可以不扒料，氟化铝随面壳一起打入槽内。
添加氟化铝时注意事项有：(1)氟化铝不能加在电解质液面上，也不要加在火眼和阳极附近;(2)出铝前加工时不宜加氟化铝;(3)为了减少氟化铝的损失，可将氟化铝与冰晶石混合使用，氟化铝在电解槽出铝后的首次加工时添加最好，平时可在电解槽小头加工时添加。
什么是病槽，常见的病槽和事故有哪几种?
答：在系列生产中，除新启动槽外，凡是不具备正常生产技术条件和外观特征的电解槽，都属于病槽。在实际生产中，最常见的病槽主要有：冷槽、热槽、压槽、滚铝、电解质含碳等。在生产中，由于管理和操作不当或设备失灵就会造成重大生产事故，甚至使整个系列生产瘫痪。常见的事故有：漏炉、难灭效应短路口放炮、阳极导杆与母线打火、阳极升降失控、出铝操作严重过失、针接的判定及处理、异常电压、阳极长包、阳极脱落等。当事故发生时，要及时采取正确的处理方法，避免事故的进一步扩大，将损失控制在最小范围内。
为什么采取交叉更换阳极?
答：因为新换上的阳极使局部进行电解质温度降低，在一两天内导电能力较差，为保证各阳极能够均匀分担电流，所以要采用交叉法更换阳极。基本的原则是：(1)相邻的阳极要错开更换时间，并把时间隔开长一些;(2)要使两边阳极槽母线梁上的新旧炭块组均匀分布，基本上是交替更换，使得两边母线电流分布接近相等，承重均衡。
异常换阳极包括哪些，怎么处理?
答：异常换阳极包括阳极断层、掉块、裂纹、脱落、长包、涮化钢爪等，处理方法如下：
(1)对阳极断层、裂纹、脱落、涮化钢爪的阳极，根据使用天数，确定使用残极还是新极。原则上已超过1/2周期的可用残极换上，否则必须换上新极，以保证阳极更换顺序正常执行。
(2)长包的阳极，经吊出槽外检查，确认打掉包后能继续使用者，可以打包后继续使用;不能使用者，则根据上一条原则换阳极。
(3)脱落阳极体积较大者，要用夹子或大钩等铁工具取出脱落极;碎裂者，用漏铲捞净全部碎炭块。
(4)异常换极除上述原则和操作外，其他操作程序与正常换极相同。
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