電解工

電解鋁就是通過電解得到的鋁。現代電解鋁工業生產採用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入強大的直流電后，在950℃-970℃下，在電解槽內的兩極上進行電化學反應，既電解。

現代鋁工業生產採用冰晶石—氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，通入強大的直流電后，在950℃—970℃下，在電解槽內的兩極上進行電化學反應，既電解。陽極產物主要是二氧化碳和一氧化碳氣體，其中含有一定量的氟化氫等有害氣體和固體粉塵。為保護環境和人類健康需對陽極氣體進行凈化處理，除去有害氣體和粉塵後排入大氣。陰極產物是鋁液，鋁液通過真空抬包從槽內抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內經凈化澄清后，澆鑄成鋁錠或直接加工成線坯。型材等。

作業工人接觸到的毒物主要有氟化物、硫化物、瀝青煙、一氧化碳等。毒物主要存在於電解槽附近及煙氣凈化系統。鋁電解以冰晶石-氧化鋁氟化鋁的熔體為電解質，以炭素材料為電極進行電解。電解時在陰極上析出液態的金屬鋁，在陽極上產生氣體。同時還散發出氟化物、粉塵等污染物為主的電解煙氣。在400℃～600℃溫度下，氧化鋁中仍可含有0.2%～0.5%的水分。原料中的水分與固態氟化鹽在高溫條件下可發生化學反應，同時，進入熔融態電解質中的水分也可與液態的氟化鹽發生化學反應，生成有害的氟化氫。

人體吸入過量的氟，常常會引起骨硬化、骨質增生、斑狀齒等氟骨病，嚴重者使人喪失勞動能力。氟化物還對呼吸道粘膜及皮膚有強烈的刺激和腐蝕作用。我國衛生標準規定，車間空氣中氟化物（以氟計）的最高容許濃度為0.5mg/m3，按照現行國家標準《職業性接觸毒物危害程度分級》中對毒物毒性分級的原則，氟化物為Ⅱ級，屬於高度危害。

電解鋁

世界上所有的鋁都是用電解法生產出來的。鋁電解工業生產採用霍爾-埃魯冰晶石-氧化鋁融鹽電解法，即以冰晶石為主的氟化鹽作為熔劑，氧化鋁為熔質組成多相電解質體系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工業電解質的基礎。電解鋁工業對環境影響較大，屬於高耗能，高污染行業。電解鋁生產中排出的廢氣主要是CO2，以及以HF氣體為主的氣-固氟化物等。CO2是一種溫室氣體，是造成全球氣候變暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6其溫室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，並且會對臭氧層造成不同程度的影響。HF則是一種劇毒氣體，通過皮膚或呼吸道進入人體，僅需1.5g便可以致死。

中國鋁電解技術自70年代末引進160KA中間下料預焙槽技術之後，從消化國外技術開始，揭開了中國現代鋁電解技術發展的序幕，以鋁電解槽熱電磁力特性及磁流體數學模型研究為核心，在工藝、材料、過程式控制制及配套技術等方面展開了廣泛深入的研究工作。九十年代以來，在基礎理論、大型鋁電解槽開發以及工程應用取得了一系列成果，開發成功了280、320KA以上的特大型電解槽技術，使鋁工業的技術進步令人注目。大容量電解槽的開發，使中國鋁電解技術總體上達到了國際先進水平，電解鋁工業的面貌發生了根本的改變。

實際運行指標差。由於開發時間短，對中國大型鋁電解槽在生產領域的深層次開發明顯不足，致使實際運行指標的生產指標與國際先進水平還有較大差距。多數在大負荷、小電網環境下運行，安全隱患多。鋁電聯營是中國電解鋁企業發展的趨勢之一，但同時在技術上也存在相應的問題。由於大容量電解槽一般系列規模較大（一個系列產能可達20萬噸以上），巨大的用電負荷集中在一個生產系列上（一般達40萬KW以上），電解系列生產的任何波動都會造成電網或自備電廠較大的影響，甚至威脅供電安全。

缺乏建立在對陰極破損機理與規律透徹掌握基礎上的“精細設計”技術和提高槽壽命的綜合技術措施，電解槽難以達到設計壽命，早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認為的陰極炭素材料質量方面的原因外，電解槽的設計、築爐材料、築爐質量、焙燒啟動、正常生產操作及生產管理等方面均存在一些問題。導致這些問題的深層次原因是，中國尚缺乏對鋁電解槽破損（常稱為陰極破損）機理與規律的深入掌握及在此基礎上的“精細設計”技術和提高槽壽命的綜合技術措施。隨著電解槽容量的不斷擴大，槽壽命問題就更加突出。

缺乏先進的生產操作技術，作業成本高。中國300KA級的特大型預焙鋁電解槽投入工業應用的時間短。又不能完全照搬以前在大型預焙槽上的相關經驗（這些經驗也有很大局限性）。焙燒啟動過程中電流分佈不均的問題更突出且焙燒啟動過程中的能耗大；投入運行后電解槽的物理場（電場、磁場、流場）容易波動，熱平衡的維持較困難；槽電阻極易受外界的干擾而波動，陽極效應發生后熄滅困難，且由於電解槽的慣性大，一旦出現槽況波動或槽況異常現象，很難快速恢復正常。

就中國電解鋁整體生產狀態而言，能源綜合利用效率要比國際先進水平低15%左右，主要表現在：電流效率相差2-3個百分點；噸鋁電耗相差300-800Kwh；電解鋁用陽極生產過程能耗相差3Gj/t左右；電解鋁陽極消耗相差30-60Kg（摺合標準煤約75-150Kg）；電槽槽壽命相差1000天左右；陽極效應係數國際先進為0.1次/天。槽以下，中國最好水平在0.3次/天。槽左右。

中國電解鋁行業從2002年開始，電解鋁產量開始過剩，受下遊行業需求下降影響，中國2008年電解鋁過剩預計達到50萬噸。電解鋁需求增速放緩，受經濟危機影響，來自房地產和汽車行業的需求增速大幅下滑，而來自於電力設備行業的需求仍保持快速增長，包裝行業對電解鋁的需求量保持穩定，2008年電解鋁需求增速在10%左右。中國鋁土礦資源稀缺，產能擴張不可持續。中國礦資源稀缺，鋁礦資源只能維持10年，中國的資源不可能再支撐電解鋁行業年均20%左右的擴張速度。電解鋁的生產成本價在15000元/噸-17500元/噸，而電解鋁的價格僅為13400元/噸，行業虧損嚴重。原料進一步下跌，中國電解鋁企業的平均生產本也在15000元左右，因此鋁價大幅下跌的可能性很小。2009年6月份左右鋁價有可能回到15000元/噸。

電解鋁用途廣泛

全球電解鋁產量平穩增長，增產動力依然來自於中國。2005年世界電解鋁產量3191萬噸，同比增長了6.45%，其中中國產量767萬噸，同比增長了15.07%。2006年全球電解鋁產量達到3380萬噸。2006年6月份全球日平均產量（不包括中國）8.22萬噸，較5月份日均產量增長了700噸，環比增長0.09%。6月份國內電解鋁產量78.03萬噸，日均產量電解鋁產量2.6萬噸，較五月份日平均產量增長了1975噸，環比增長7.59%。中國依然是全球電解鋁增產的主動力，由於中國產量佔全球產量的比重高到24.9%，中國產量的變化趨勢對全球電解鋁供應起到了決定性的作用。中國電解鋁行業發展的狀況決定中國國內電解鋁供應一直較為充裕，2005年電解鋁平均產能1070萬噸，產能利用率75%，從6月份國內數據看，中國的產能已經得到了一定程度的釋放。中國建電解鋁項目11個，建設總能力112萬噸，尚有10個擬建電解鋁項目，總能力140萬噸。2006年電解鋁生產能力達1160萬噸，2007年達1250萬噸。電解鋁建設工藝簡單技術含量低建設周期短，有充足資金投入，從開工到建成投產僅需要了9個月。

電解鋁上遊行業氧化鋁產能迅速擴張，產業鏈向電解鋁行業延伸，成為電解鋁產能增長的主要動力。電解鋁行業所處的成長發展階段決定了產量增長是主基調，電解鋁企業競爭，重組購併，不斷擴張，行業集中度提高，也將推動產能的增長。電解鋁行業的購買方即鋁消費商，在中國經濟的快速發展，中國城市化進程中基礎設施、公共事業、住房和汽車等消費品，極大地帶動中國電解鋁消費需求。電解鋁行業處於高速發展成長期階段，行業優勝劣汰，行業集中度不斷提升。2003年至2005年電解鋁總產量從554萬噸上升至767萬噸，增產213萬噸，其中僅中國十大電解鋁廠實現增產91萬噸。生產廠家從141家減少至95家，單個廠家平均生產規模從2003年的3.9萬噸上升至2005年8萬噸。