精品电解铝考试题作者Word文档格式.docx
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）2、向电解槽添加氟化铝时，最好直接加在液体电解质表面。
）3、电解质电阻随着分子比的降低而降低。
（√）4、铝水平具有调节电解槽热平衡的作用。
（√）5、焦粒焙烧法是利用焦粒产生的热量进行焙烧。
（√）6、发生阳极效应的原因主要是氧化铝浓度降低。
）7、随着电解质中氟化铝量的增加，电解质电阻将会下降。
）8、铝电解电流效率随着电解质水平的增加而增加。
）9、降低设定电压就能降低直流电单耗。
（√）10、砂状氧化铝适于在干法气体净化中用来吸附氟化氢气体。
（√）11、分子比为2.4～2.55的电解质属于酸性电解质。
（√）12、在出铝过程中电压上升的原因是由于极距增大。
（√）13、电解槽发生效应时，如果效应指示灯忽明忽暗，闪烁不定，表示电解槽内存在局部短路现象。
）14、氧化铝的粒度对其溶解性没有影响。
（√）15、电解质中有过剩的氟化铝时，铝液-电解质的界面张力将增大。
）16、随着电流强度的增加，电流效率一定增加。
）17、冰晶石—氧化铝熔液在960℃时的密度比铝液大。
（√）18、导电率是电阻率的倒数。
）19、铝电解的极化电压等于分解电压。
）20、造成铝电解槽电压波动的原因主要是阳极电流分布不均匀。
单项选择题
1、铝的原子量是（D）。
A、13B、16C、23D、27
2、铝的电化当量是（C）。
A、0.3356kg/A.hB、2.980kg/A.h
C、0.3356g/A.h或2.980A.h/gD、2980A.h/g
3、在冰晶石-氧化铝熔盐电解体系中,电位正于铝的元素一般是（A）。
A、Si和FeB、Si和CaC、Fe和MgD、Si和Mg
4、阳极碳块的作用是（C）。
A、导电B、平衡磁场C、导电和参加反应D、平衡磁场和参加反应
5、铝电解过程是在（B）中进行的。
A、铝液B、电解质C、铝液和电解质D、以上都不是
6、下列添加剂能降低电解质熔液密度的是（C）。
A、CaF2和NaClB、CaF2和MgF2C、NaCl和LiFD、MgF2和LiF
7、铝电解的极化电压包含（D）。
A、分解电压与阳极过电压B、阳极过电压与阴极过电压
C、分解电压与阴极过电压D、分解电压与阳极过电压、阴极过电压
8、铝电解过程中，发生在阴极上的电化学反应方程式正确的是（C）。
A、2Al2O33C==4Al3CO2↑B、Al2O3C==AlCO2CO
C、Al33e==AlD、C2O2——4e==CO2
9、对焦粒焙烧法与铝液焙烧法、燃气焙烧法相比较的优点的描述，正确的是（A）A、焙烧速度快；
B、焙烧能量利用率高；
C、焙烧效果好；
D、操作简单。
10、下列添加剂能提高氧化铝在电解质熔液溶解度的是（D）。
A、CaF2和NaClB、NaCl和LiFC、MgF2和LiFD、以上都不是
11、铝电解过程中，随着氧化铝浓度的增加，电流效率将会（D）。
A、上升B、下降C、先上升后下降D、先下降后上升
12、在冰晶石-氧化铝熔盐电解法中，阳极上的电解产物是（D）。
A、铝液B、CO2气体C、CO气体D、CO2和CO气体
13、在铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法中，能量利用率最高的是（C）。
A、铝液焙烧法B、焦粒焙烧法C、燃气焙烧法D、无法比较
14、电耗率（直流电单耗）是由（C）决定的。
A、电流强度B、槽电压C、槽电压和电流效率D、电流效率
15、在冰晶石-氧化铝熔盐电解法中，阴极上的电解产物是（A）。
16、在铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法中，焙烧效果最好的是（C）。
17、电解槽正常运行的两大条件是（C）。
A、物料平衡、电压平衡B、能量平衡、电压平衡
C、物料平衡、能量平衡D、以上三项都不是
18、电解质分子比是指电解质中（A）的分子数之比。
A、氟化钠与氟化铝B、氟化铝与氟化钠
C、氟化钠与氧化铝D、氧化铝与氟化铝
19、在铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃气焙烧法中，操作程度最简单的是（A）。
20、电解槽启动后期管理的核心目标是（B），使电解槽尽快进入正常稳定的生产阶段。
A、保持高温高分子比B、快速建立规整稳固的槽膛内型
C、实现高电流效率D、以上三项都是
多项选择题
1、铝液焙烧法与焦粒焙烧法、燃气焙烧法相比较，描述正确的是（D、E）
A、焙烧速度快；
D、操作简单；
E、对内衬寿命影响大。
2、湿法效应启动与无效应启动相比的优点是（A、B）。
A、启动时间短B、能在短时间内提高槽温，加热电解槽内衬
C、无优点
3、新启动电解槽为形成规整稳定的炉膛，在启动后期应（B、C、D）
A、保持低电解质水平；
B、保持适当高的槽电压；
C、设置较短的AEW间隔；
D、保持高分子比；
E、设置正常生产时的加料间隔。
4、下面对铝电解槽阳极效应于生产不利影响的描述,正确的是（A、B、C、E、）
A、效应期间产生的高热量，使铝的二次反应和溶解量加大，电流效率降低；
B、效应发生时，槽电压较高，耗费大量的电能；
C、效应期间产生的高热量，提高了电解质和铝液温度，一定程度上破坏了电解槽的正常生产状态；
D、效应期间产生的高热量，熔化了部份炉底沉淀；
E、效应发生时，电解质温度升高，造成氟化铝迅速挥发；
F、经常发生效应的电解槽，电流效率比较高。
5、以下对确定出铝量的原则的描述,正确的是（A、C、E）
A、正常情况下，每次出铝量要接近出铝周期内的产铝量；
B、保持高铝水平生产；
C、槽况异常时，可利用出铝量调整失控的炉膛和生产技术条件；
D、确保电解槽内的在产铝量；
E、在正常生产时，出铝量要平稳，避免急剧的波动。
6、能够很好地净化电解烟气的氧化铝必须满足（B、D）。
A、较小的吸水性B、较好的活性
C、较好的溶解性D、足够的比表面积
7、铝电解过程中的电流损失是（A、B、C）。
A、铝的溶解损失B、电流空耗
C、钠离子放电D、氧化铝的溶解损失
8、在冰晶石-氧化铝熔盐电解体系中加入AlF3的作用是（A、B、C）。
A、降低初晶点B、降低分子比C、降低电解温度D、以上三项都不是
9、盘存电解槽中在产铝量所选择的惰性指示剂必须满足（A、B、C）。
A、在铝液中易于溶解和扩散均匀化
B、不进入阳极和电解质中
C、由原料带来的惰性指示剂量基本稳定
D、惰性指示剂必须具有导电性
10、下面对电解槽发生阳极效应时的特征的描述，正确的是（A、C、D、F）。
A、在阳极四周发生明亮的小火花，并带有明显的劈啪声；
B、电解过程仍然正常进行；
C、阳极与电解质界面上的气泡不再大量析出；
D、电解质停止沸腾；
E、部份铝液翻到电解质上面；
F、电解槽电压升高，一般达到20～30V。
11、造成铝电解过程中电流效率降低的原因是（A、B、C）。
C、钠离子放电D、机械和物理损失
12、燃气焙烧法与铝液焙烧法、焦粒焙烧法相比较的优点的描述，正确的是（B、C）。
13、下面对铝电解槽阳极效应于生产有利影响的描述，正确的是（A、B、D、F）。
A、可调整电解槽的热平衡；
B、可作为Al2O3投入量的校正依据；
C、可促进铝在电解质中的溶解；
D、可洁净电解质，清理阳极底掌，规整炉膛；
E、效应期间产生的高热量，可促进氧化铝迅速参与电化学反应；
F、效应期间产生的高热量，可使局部突出的伸腿熔化使炉膛规整。
14、铝电解槽电解温度高的原因主要是（A、B、C）。
A、热收入大于热支出B、电解质电阻大
C、铝的二次反应严重D、电解质水平过高
15、阳极消耗速度与（A、B、C）有关。
A、阳极电流密度B、电流效率
C、阳极假比重D、阳极真比重
16、在电解槽运行过程中，出现以下（B、D、E）情况需要提高设定电压。
A、电解槽热量过剩，效应迟发时；
B、出现电压摆动（又称针振）时；
C、电解质水平连续在上限基准之上时；
D、炉帮变厚、炉底出现沉淀时；
E、分子比较低时。
17、导电母线的电压降取决于（A、B、C）
A、电阻率B、电流密度C、母线长度D、电流效率
18、提高电解质密度的添加剂有（C、D）
A、氟化铝B、氟花锂C、氟花钙D、氟化镁
19、降低电解质导电度的添加剂有（A、C、D）
20、减小氧化铝在电解质中的溶解度的添加剂有（A、B、C、D）
简答题
1、保持适当的铝水平有什么作用？
电解质水平过低对电解生产有什么影响？
保持适当铝水平的作用是：
1）它保护着阴极碳块，减少生成炭化铝；
2）它使阳极底掌中央部位多余的热量通过这层良导体传输到阳极四周，使槽内各部分温度趋于均匀；
3）它填充了槽底上高洼不平之处，使电流比较均匀地通过槽底；
4）高铝液层能够削弱磁场产生的作用力。
电解质水平过低对电解生产的影响有：
1）电解槽水平过低时，电解槽的热稳定性小，电解质温度容易波动；
2）溶解氧化铝的量减少，电解槽容易生成沉淀；
3）电解质容易冷缩，粘度增大，甚至造成电压波动；
4）严重时阳极效应系数增大，电耗增加。
2、为什么要选择合适的分子比进行生产？
选择合适的分子比进行生产的原因是：
实验和实践证实，当电解质分子比降低到小于3（有过剩的AlF3）时，电流效率将会提高。
这是由于此时铝液—电解质的界面张力增大，有利于分散在电解质中铝珠的汇集。
同时，由于表面张力大，也使铝的溶解性减少。
而且随着分子比的降低，Na在阴极析出金属钠的可能性也降低了。
此外，降低分子比也降低了电解质初晶温度。
虽然低分子比有利于提高电流效率，但是分子比的降低将增加电解质电阻。
在同
极距条件下生产，将造成电压上升，电耗增加，所以要选择合适的分子比进行生产。
3、什么叫做阳极效应系数？
阳极效应对电解生产有什么好处？
阳极效应系数是指每台槽每天发生的阳极效应次数。
适当发生阳极效应，可对电解槽运行起到良好的作用。
第一、可调整电解槽的热平衡，当槽子出现冷态时，发生效应产生的大量热量作为临时补充，使热平衡很快恢复到正常。
第二、可作为Al2O3投入量的校正依据。
第三、可洁净电解质，清理阳极底掌，规整炉膛。
第四、效应期间产生的高热量，可使局部突出的伸腿熔化使炉膛规整。
4、简述极距与电流效率的关系。
随着极距的增大，电解质的搅拌强度减弱，铝损失减少，电流效率增加。
同内外大量试验证明极距与电流效率存在如下图所示关系。
100%随着极距的增加，电流效率按抛物线上升。
起点从零开始，在极距达L拐点前，随着极距的增加，电流效率上升较快；
而在达L拐点后，虽然极距增加，电流效率却提高不多。
我们在槽平均电压控制上，要充分利用极距与电流效率的关系，通过控制适当的槽平均电压，使极距达到L拐点之上，以保持较高的电流效率，又不能超过L拐点过多，以免造成电能的浪费。
5、简述铝电解的基本原理及阴、阳上的电化学反应式。
电解槽通入直流电，溶解在电解质里的氧化铝在两极上发生电化学反应，在阳极上得到气态物质，在阴极上即得到液体铝，其电化学反应为：
阳极反应：
3O2-（络合的）1.5C-6e→1.5CO2
阴极反应：
2Al3（络合的）6e→2AL
合并上二式，则得总反应式：
Al2O31.5C=2Al1.5CO2
（四）简答题
1、简述影响电流效率的主要因素？
2、简述压槽是什么原因造成的？
3、简述电解槽焙烧的目的？
4、低分子比生产有什么好处？
5、减少炭阳极消耗的途径有哪些？
6、什么叫压槽？
压槽的处理方法？
7、砂状Al2O3有哪些优点？
8、写出铝电解槽的阴极和阳极的电化学反应方程式及总反应式？
9、铝电解的生产原理是什么？
画出工艺流程简图？
10、电流效率降低的原因是什么？
其本质和主要原因是什么？
11、什么叫“铝的二次反应”，写出反应式？
12、目前世界铝电解槽工业发展的方向是什么？
13、什么叫电解质的“过热度”？
一般保持多高？
炭渣对过热度有何危害？
14、什么是极距，有什么作用？
15、AL2O3原料中杂质对电解生产有什么危害？
16、铝电解通入直流电的目的是什么？
1、电解质温度，氧化铝浓度，添加剂，分子比，极距，阴极电流密度，槽龄，阳极效应系数，电解质内杂质含量，两水平。
2、槽膛内型、电解槽内沉淀的分布、电解槽内的结壳、铝水平低和电压低。
3、使阴极底部炭块和侧部炭块烧成一个整体、排除内衬中含有的水分、均匀升高内衬温度。
4、
（1）电解质的初晶温度低，可降低电解温度；
（2）钠离子（Na＋）在阴极上放电的可能性小；
（3）电解质的密度和粘度有所降低，使电解质的流动性较好，并有利于金属铝从电解质中析出；
（4）电解质同炭素和铝液界面上的表面张力增大，有助于炭粒从电解质中分离和减少铝在电解质中的溶解度；
（5）炉面上的电解质结壳松软，便于加工操作。
5、
（1）提高电流效率；
（2）提高炭素材料机械强度及抗氧化性能，减少氧化及掉块；
（3）保持阳极工作正常，防止阳极过热，封好阳极保温料，防止电解质上面的阳极与空气接触，减少氧化；
（4）加强对阳极的检查，防止过厚的阳极就换掉，保证阳极使用周期；
在保证不涮爪头、不露大饼的条件下延长阳极使用周期。
6、因极距保持过低，导致电解质不沸腾，或因炉膛不规整而导致阳极接触炉底沉淀或侧部炉帮的现象称为压槽。
压槽的处理方法：
（1）如果是极距过低造成，只须把极距抬到正常或比正常稍微偏高即可；
（2）若不是因极距过低引起的压槽，应首先把阳极抬高，离开沉淀结壳或炉帮；
（3）为使槽子尽快转入正常，可适当提高铝水平和电解质水平；
（4）为防止出现压槽，可在出铝前扒沉淀，用钎子捅结壳等。
压槽一般都出现在出铝后或出铝时，此时要特别注意。
7、砂状氧化铝的优点，主要表现在其良好的流动性、溶解性、不挥发性和吸附氟化氢性，这对铝电解生产极为有利。
8、在阳极上：
3O2-（络合的）+
1.5C－6e
→
1.5CO2
在阴极上：
2Al3+（络合的）+
6e
2Al
总反应式：
2Al2O3
+
3C
=
4Al
3CO2
9、铝电解的生产原理是采用氧化铝－冰晶石融盐电解法，它是以冰晶石作为熔剂，氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽内，使阴阳极发生电化学反应。
电解产物，阴极上是铝液，阳极上是气体。
这种方法就是电解法炼铝。
化学反应方程式：
2
Al2O3＋3
C＝4
Al＋3
CO2
工艺流程简图为：
10、引起电流效率降低的因素很多，归纳起来，不外乎下列四种：
（1）铝的溶解和再氧化损失；
（2）其它离子放电，主要是指钠的析出；
（3）电流空耗，包括高价铝离子与低价铝离子的循环转换、阴阳极短路和漏电、电子导电等；
（4）其它损失，包括槽内生成Al4C3、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过程中的铝损失等。
在这些因素中，最主要的是铝的溶解与损失。
11、“铝的二次反应”是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散和转移到阳极附近，被阳极气体氧化所造成的铝损失，称为铝的溶解与损失即“铝的二次反应”，这是电流效率降低的本质与主要原因。
其反应式为：
2Al（溶解的）＋3CO2（气）＝Al2
O3（溶解的）＋3
CO（气）
12、答：
目前世界铝电解槽的发展方向，是向着大型化、高效化、节能化、环保化、自动化的现代化预焙槽方向发展。
13、答：
电解质的“过热度”，是指电解质的实际温度减去初晶温度的差值，即：
过热度＝电解质温度－初晶温度。
一般“过热度”应保持在10～20℃。
炭渣对电解质“过热度”有很大影响，炭渣多会造成电解质压降大，“过热度”升高，电流效率低，
14、极距是指阳极底掌到阴极铝液镜面之间的距离，它既是电解过程中的电化学反应区域，又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有直接影响，增大极距能减少铝损失，提高电流效率。
缩短极距可降低电压，节省电能，但过低极距会造成铝的损失增加，降低电流效率。
15、工业氧化铝中杂质主要是SiO2、Fe2O3、Na2O、CaO和H2O对电解均有不利影响。
电位正于铝元素的氧化物杂质，如SiO2、Fe2O3在氟化盐中溶解时，其Si、Fe离子先入铝离子在阴极上放电析出，影响铝的质量，CaO与H2O与氟化盐反应，分解了价高的氟化盐。
使氟化盐消耗增大，另外，CaO会造成电解质中CaF2实集偏高，H2O会造成铝中氢含量升高。
16、铝电解通入直流电，一方面是利用它的热能将水晶石熔化或熔融状态，并保持一定的电解质温度；
另一方面主要的也是在两极实现电化学反应，也就是电解质中铝离子从阴极得到电子而析出，从而得到铝，阴离子则在阳极上放大，与碳生成CO、CO2的混合气体。
1.发生阳极效应的原因？
答：
阳极效应发生的原因是氧化铝浓度过底而引起。
在其他条件不变时,电解质中的氧化铝浓度降低到一定程度，就发生阳极效应。
主要是因为当电解质中的氧化了浓度降低到一定程度后,电解质在阳极上的界面张力增加,此时电解质的湿润能力已不足以排挤气体离开阳极表面,使阳极气体在阳极表面上停留下来,逐渐连成一片薄膜,因而使电压升高,产生火花放电,电解质沸腾停止,阳极效应到来.
2.效应对电解槽有什么好处？
效应时间过长对电解生产有什么影响？
清理积料，校正可调整槽子热平衡，当槽子出现冷态时，发生效应时产生的大量热量可作为临时补充，使热平衡很快恢复正常；
答：
效应对电解槽的好处有促进炭渣与电解质的分离等。
可洁净电解质，清理阳极底掌，规整炉膛；
AL2O3投入量；
由于蒸发,造成氟化盐损失。
过多的热量输入电解槽，熔化侧部炉帮，烧坏炉膛，严重时漏炉；
耗费较多电能，降低电流效率；
效应时间过长的危害有：
3.有哪些情况下停止浓度控制？
电流检修、坏电流、停电期间停止浓度控制答：
低电压异常停止浓度控制
出铝、换极、扎边、抬母线、电压摆、效应期间停止浓度控制
4.什么叫RC调整？
其实质是什么？
RC调整就是电阻控制，也称电压控制。
RC的目的是维持设定的槽电压，通过自动巡回监测系列电压、系列电流、槽电阻，根据槽电阻的变化，发出指令自动调整阳极。
当电阻值偏离不调区，但又没有达到异常电压，槽控机根据采集的数据自动进行调整，
5.电压波动是如何判定的？
以一分钟的最大电压与最小电压的差值判定，连续4分钟摆动，摆幅大于150mv，判断为电压摆。
6.在出铝过程中槽控机都有哪些操作？
按下出铝按钮后出铝控制开始
进行一次AEB加工，如果电流不正常，则不进行
出铝开始：
以出铝前电压为基准，检测电压升高的趋势，当检测到电压升高100MV时，判断出铝开始；
调阳极：
与目标电压进行比较，若大于100MV进行粗降0.8秒，如大于50MV微降0.5秒，然后每10秒检测电压升高的幅度进行判断；
低于目标电压90MV，则微升0.8秒。
出铝控制的结束：
没检测出铝开始后连3分钟未检测到电压升，或总下降的时间大于20秒，自动退出出铝控制；
若未检测出出铝开始，没时间到30分钟退出，认为是误操作；
若人工再次按下出铝按钮，刚中断出铝控制；
如果出铝中来效应，则强行退出并报警；
若出现短时电流波动，则暂停出铝控制，待电流恢复后再继续控制；
如果发生提升机故障，则产即报警并退出，由人工干预；
出铝期间的下料控制：
按理论NB值下料；
出铝结束后，若出铝前电压曲线过欠明显，说明在低浓度区，进入过加料，否则进入欠加料。
7.电压波动判定先决条件是什么？
坏电流、停电时不进行检测；
出铝、换极、抬母线、扎边、效应期间，不进行检测；
出铝后、效应结束后、停电恢复后一段时间内不进行检测；
一分钟电流波动大于5000A，不进行检测。
8.阳极效应发生的外部特征？
（1）在阳极周围发生明亮的小火花，并有特别的劈啪声；
（2）阳极周围的电解质如被气体拨开似的，阳极与电解质的界面上的气体不再大量析出；
（3）电解质停止沸腾；
（4）电压升高，一般为30－50V，个别的可达100V，与电解槽并接的低压灯泡发亮，同时发生声音报警。
9.分子比的概念是什么？
分子比的表示方法有几中？
分子比的概念：
冰晶石中所含氟化钠摩尔数与氟化铝摩尔数之比，称为冰晶石的摩尔比（俗称分子比）。
分子比的表示方法有：
冰晶石的摩尔比=冰晶石中的氟化钠（NaF）的摩尔数/冰晶石中氟化铝（AlF3）的摩尔数；
冰晶石的质量比=冰晶石中的氟化钠（NaF）成分的质量/冰晶石中氟化铝（AlF3）成分的质量。
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