铝锭的生产是由铝土矿开采、氧化铝生产、铝的电解等生产环节所构成。生产氧化铝的铝土矿主要有三种类型:三水铝石、一水硬铝石、一水软铝石。由于三种铝土矿的特点不同,各氧化铝生产企业在生产上采取了不同的生产工艺,目前主要有拜耳法、碱石灰烧结法和拜尔-烧结联合法三种。通常高品位铝土矿采用拜耳法生产,中低品位铝土矿采用联合法或烧结法生产。拜尔法由于其流程简单,能耗低,已成为了当前氧化铝生产中应用最为主要的一种方法,产量约占全球氧化铝生产总量的95%左右。
铝电解生产可分为侧插阳极棒自焙槽、上插阳极棒自焙槽和预焙阳极槽三大类。自焙槽生产电解铝技术有装备简单、建设周期短、投资少的特点,但烟气无法处理,污染环境严重,机械化困难,劳动强度大,不易大型化,单槽产量低,等一些不易克服的缺点,是正在被淘汰的生产工艺。而目前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽,槽的电流强度达到了350KA 以上,不仅自动化程度高,能耗低,单槽产量高,而且满足了环保法规的要求。铝电解工艺流程:
现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的直流电后,在950℃—970℃下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体,其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理,除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从槽内抽出,送往铸造车间,在保温炉内经净化澄清后,浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图:
氧化铝 氟化盐 碳阳极 直流电 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
排出 阳极气体--------电解槽 ↑ ↓ ↓
废气 ← 气体净化 铝 液 ↓ ↓
回收氟化物 返回电解槽 ↓ ↓ ↓
净化澄清 浇注 轧制或铸造 ↓ ↓
铝锭 线坯或型材