铝电解技术问答杨昇__有色金属行业职业技能培训丛书

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本书以问答的方式将*的铝电解生产控制理念、方法和手段介绍给读者，所介绍的内容涉及铝电解生产过程的各主要环节。主要内容包括：铝电解基本原理，铝电解原材料及能源，现代预焙铝电解槽结构，大型预焙槽的阳极，预焙铝电解槽的预热焙烧与启动，铝电解槽的常规操作，铝电解槽非正常期生产管理，铝电解槽正常生产管理，预焙铝电解槽病槽及防治，铝电解槽阴极内衬破损及对策，铝电解生产中的常规测量，铝电解的计算机控制，铝电解的电流效率，铝电解的电能消耗和能量平衡，铝电解槽烟气净化及原料输送，铝及铝合金的熔炼和铸锭，铝电解产品质量及检测，铝电解厂的环境保护，铝电解生产指标、成本及发展方向。
本书可作为铝电解厂技工、技师及现场生产管理人员的技术培训教材及自学参考书，也可作为职专及高等院校相关专业师生下厂实习的参考资料。

杨昇，1970年出生，992年获中南工业大学（现中南大学）有色冶金专业学士学位，2003年获郑州大学凝聚态物理专业博士学位。曾任郑州轻金属研究院铝电解炭素研究所电解研究室副主任，现任郑州大学材料物理教育部重点实验室副教授，主要从事轻金属冶金及金属材料的研究工作。曾获

第一章 铝电解基本原理
1.什么是铝？
　　目前，世界上已被发现的元素有107种，根据其导电性等一系列物理和化学性能，被分为金属和非金属。铝（Al）属于金属元素。
　　金属元素根据其自然光泽可分为黑色金属和有色金属，铝是一种具有银白色光泽的有色金属。
　　有色金属可按其密度分为重金属和轻金属，密度大于5.0g／cm3的称为重金属，密度小于5.0g／cm3的称为轻金属。铝在20°C时的密度为2.6g/cm3，属于轻金属。除铝以外，还有锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、铍（Be）、镁（Mg）、钙（ca）、锶（sr）、钡（Ba）、钛（Ti）等十几种金属属于轻金属。硅（si）是一种半导体，或称半金属，就其密度而言（室温下为2.34g/cm3），也属于轻金属的范畴。
　　铝在门捷列夫元素周期表中的原子序数为13，处于第3周期第3主族。铝原子核内有13个质子和14个中子，相对原子质量为26.98154；原子核外有13个电子，分3层排列，第一层2个电子；第二层共8个电子，分两个亚层，第一亚层2个电子，第二亚层6个电子；第三层共3个电子，也分两个亚层，第一亚层2个电子，第二亚层1个电子。铝原子的电子层结构可以表示为1s22s22p63s23pl。铝原子容易失去最外层的3个电子而成为正3价的离子，有时也能失去3p上的1个电子而形成正1价的离子。
　　铝的氧化物具有酸、碱两性，它与强碱反应生成铝酸盐而呈酸性，与强酸反应生成铝盐而呈碱性。
　　2.铝的冶炼技术经历了怎样的发展过程？
　　1746年波特（Pott）从明矾中制取了纯的氧化铝。1807年，英国的达维（H.Davy）试图用电解法从氧化铝中分离出金属铝，未获成功。1825年，丹麦的奥尔斯德（H.C.Oersted）用化学法制取金属铝，他将AlCl3与钾汞齐反应，获得了铝汞齐，铝汞齐在真空条件下蒸馏分离，制得了金属铝。1827年，德国的韦勒（Wohler）通过加热钾和无水氯化铝的混合物得到少量的灰色金属铝粉末；1845年，他把氯化铝气体通过熔融的金属钾表面，得到金属铝珠，并初步测定了铝的一些物理和化学性能。
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