《霍尔-埃鲁法炼铝的新认知》求取 ⇩

1．能量平衡原理，热化学和理论能量消耗内容提要1

引言1

1.1 热力学基本原理2

1.1.1 热力学体系2

1.1.2 内能（U）3

1.1.3 功（W）4

1.1.4 热（q）5

1.1.5 功与热5

1.1.6 热的测定6

1.1.7 热力学第一定律6

1.1.8 热焓7

1.1.9 熵7

1.1.10 热力学第二定律9

1.1.11 能量函数9

1.1.12 平衡的判据10

1.1.13 最大功11

1.2 霍尔-埃鲁法的能量需要12

1.2.1 △H总的热力学计算13

1.2.2 可逆分解电压的计算17

1.2.3 电压平衡19

1.2.4 能量平衡22

1.2.5 热平衡24

1.3 节能的途径27

参考文献29

符号表31

2．磁场的影响32

内容提要32

引言32

2.1 定义32

2.1.1 长圆柱形导体35

2.1.2 铝电解槽的磁场36

2.1.3 磁性材料的影响38

2.2 根据阴极槽壳外部电流计算磁场的近似方法42

2.3 精密计算磁性材料对磁场影响时所宜考虑的问题45

2.4 铝液和电解液中的电磁推动力46

2.5 铝液中的电流分布52

2.6 电解槽中铝液的流动55

2.7 铝液水平的变动与其表面的不稳定性58

2.8 母线设计65

参考文献75

符号表76

3．炭素：基础理论与原理78

内容提要78

引言78

3.1 结晶碳的基本结构79

3.1.1 石墨79

3.1.2 金刚石83

3.2 碳的结构变体84

3.2.1 无定形碳84

3.2.2 玻璃碳85

3.2.3 碳纤维85

3.3 碳的来源：纯度与结构86

3.3.1 概述86

3.3.2 煤86

3.3.3 天然石墨87

3.3.4 高纯碳88

3.4 碳的相变与结晶89

3.5 霍尔-埃鲁法中炭素制品的原料91

3.5.1 阳极原料91

3.5.2 槽内衬原料99

3.6 炭素材料的制造102

3.6.1 概述102

3.6.2 配方103

3.6.3 骨料炭预热108

3.6.4 混捏108

3.6.5 成型109

3.6.6 焙烧110

3.6.7 石墨化113

3.6.8 炭素制品的性质113

3.7 铝电解槽中炭的用途和作用114

3.7.1 概述114

3.7.2 电极反应117

3.7.3 阳极消耗118

3.7.4 电解槽炭衬129

参考文献134

符号表136

4．融盐理论，电解质性质和添加剂影响内容提要137

引言137

4.1 融盐138

4.1.1 理想混合焓的计算138

4.1.2 融盐体系中应用冰点下降法的理论基础140

4.2 电解质的结构143

4.2.1 氧化铝的溶解147

4.2.2 阳极反应148

4.2.3 阴极反应149

4.2.4 金属在电解质中的溶解150

4.2.5 CaF2,LiF和MgF2添加剂的使用152

4.2.6 工业电解质组成153

4.2.7 电解质的化学稳定性153

4.3 添加剂对电解质物理-化学性质的影响154

4.3.1 液相线温度155

4.3.2 氧化铝溶解度156

4.3.3 氧化铝的溶解速度157

4.3.4 电导率157

4.3.5 密度158

4.3.6 界面张力160

4.3.7 粘度161

4.3.8 电解质的挥发损失162

4.3.9 物理-化学性质与电流效率163

4.3.10 最佳电解质组成164

参考文献166

5．电化学原理与电流效率169

内容提要169

引言169

5.1 电化学基本原理170

5.1.1 电荷与电流170

5.1.2 电解与电极特性171

5.1.3 电极电位与过电压172

5.1.4 铝电解槽的槽电压175

5.1.5 槽电压的自动控制178

5.1.6 法拉第定律179

5.1.7 电流效率180

5.1.8 霍尔-埃鲁法中的状态参数181

5.2 电流效率降低的因素184

5.2.1 CO2与铝液间的二次反应185

5.2.2 设计与操作因素对二次反应速度的影响190

5.2.3 其他形式的电流效率损失194

参考文献197

符号表199

6．技术进展202

内容提要202

引言202

6.1 化学工艺202

6.1.1 电解质202

6.1.2 氧化铝203

6.1.3 加料203

6.2 自动化与过程控制204

6.3 机械化204

6.4 电磁场205

6.5 阴极205

6.6 阳极206

6.7 热平衡207

6.8 环境保护207

6.9 数学模型208

6.10 增大槽尺寸208

6.11 试验槽209

6.12 电流效率209

6.13 能量消耗210

6.14 基础研究210

6.15 炼铝新方法211

6.16 将来的改进与需要211

参考文献214