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 炭陽極
參考文獻
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
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
2.5.1 國外概況
2.5.2 國內(nèi)概況
參考文獻
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 氧化鋁溶解的實驗室研究
3.3.1 細分散氧化鋁的溶解
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
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 分子動力學(xué)模擬的結(jié)果
4.3.4 核磁共振譜（NMR）測定結(jié)果
4.4 離子實體的遷移
4.5 電荷遷移主體——Na
參考文獻
5 鋁電解的電極過程
5.1 陰極過程
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 陰極過電壓
5.1.4 鈉析出后的行為
5.1.5 陰極的其他副過程
5.2 陽極過程
5.2.1 概述
5.2.2 陽極的原生產(chǎn)物
5.2.3 陽極過電壓
5.3 陽極氣體
參考文獻
6 陽極效應(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 陽極效應(yīng)時的氣體分析
6.4 陽極效應(yīng)機理
6.5 工業(yè)電解槽上的陽極效應(yīng)
6.5.1 特點
6.5.2 起因
6.5.3 熄滅
6.5.4 預(yù)報
參考文獻
7 鋁電解中炭陽極上的電催化作用
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 鋁電解惰性陽極電催化研究
7.1.3 鋁電解摻雜炭陽極的電催化研究和應(yīng)用
7.2 摻雜炭陽極的電催化功能
7.2.1 陽極電催化活性的判據(jù)
7.2.2 摻雜炭陽極的制備
7.2.3 試驗測定
7.2.4 若干重要結(jié)果
7.3 摻雜炭陽極在鋁電解中的其他行為
參考文獻
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
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 電流效率的測量
9.4 結(jié)語
參考文獻
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
10.1.2 理論基準、實際基準、最小基準和現(xiàn)行生產(chǎn)的基準
10.1.3 隱性能耗、過程能耗、原料能耗和二級能耗
10.1.4 產(chǎn)品生命周期分析
10.1.5 能源價值鏈分析
10.1.6 運輸能耗
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 理論最低能耗的計算
10.3.2 采用炭陽極時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的潛力
10.4.2 電解槽改進革新
參考文獻
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 離子成對勢能
參考文獻
附錄Ⅲ 理論能耗數(shù)據(jù)和計算
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 陽極提升裝置
11.2.3 打殼下料裝置
11.2.4 陽極母線和陽極組
11.3 母線結(jié)構(gòu)
11.4 電解槽電氣絕緣
參考文獻
12 鋁電解槽的焙燒啟動及啟動后的管理
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