电解铝冶炼生产基本工艺过程如下图所示:
电解铝冶炼生产的基本工艺过程包括选矿、熔炼、电解和精炼四个主要步骤。
1、选矿:这一步骤涉及从铝矾土中分离出铝氧化物和硅氧化物等杂质。通常采用石磨碾矿的方法将铝矾土研磨成微米级的粉末,并通过洗涤去除细粉末和水溶性杂质。
2、熔炼:在熔炼步骤中,选矿后的铝矾土经高温处理,使氧化铝溶解在熔体中,并与残留的硅酸盐等杂质反应生成铝硅合金和冶炼渣。
3、电解:熔炼后得到的铝硅合金和冶炼渣被分离,然后通过导槽和导丝输送至电解槽中。在电解槽内,通过外加电流,铝氧化物被分解成铝阳离子和氧离子,铝阳离子在被还原成金属铝的同时会释放出氧气。金属铝在阴极上沉积,形成电解铝。
4、精炼:电解得到的电解铝含有许多杂质,需要进行精炼以去除。精炼方法包括气体分离法、蒸汽分离法等,通过这些方法可以将杂质从电解铝中分离出来,严格控制精炼参数,使电解铝达到高纯度要求。
这一系列步骤将铝矾土转化为纯净的铝产品,涉及高温、高压、高电流等条件,同时也需要耗费大量的能源。因此,铝产业在实施工艺技术改进、节能减排等方面也持续进行研究和探索,以提高生产效率和环境友好性。