前言：中文期刊網精心挑選了金屬鋁的冶煉方法范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
金屬鋁的冶煉方法范文1
關鍵詞：人文教育；歷史發展；傳統文化；自然規律；社會責任
文章編號：1008-0546（2012）08-0050-02
中圖分類號：G633．8
文獻標識碼：B
doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．08．022
教育部頒定的《普通高中化學課程標準》指出：“在人類文化背景下構建高中化學課程體系，充分體現化學課程的人文內涵，發揮化學課程對培養學生人文精神的積極作用。”因此，人文教育將是新課改的核心內容之一。
什么是人文教育呢？人文教育的實質是人性的教育，旨在使學生增進對人與歷史、人與文化、人與自然、人與社會的了解與把握，促使學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀、道德觀和審美觀。所以人文教育是一種喚醒和引導，是“一個靈魂呼喚另一個靈魂”的過程。張文質老師說：人文精神是當代教育變革的價值背景和追求目標。教育要和生活融合，生活就是歷史，就是文化，要尊重自然規律，要承擔社會責任。
作為一名化學教師，筆者以《開發利用金屬礦物》為例，談一談化學課堂與人文教育的融合。
一、對歷史發展的滲透
在《開發利用金屬礦物》中，金屬冶煉的歷史是課堂設計的重要線索之一。根據由古代到現代的順序，金屬冶煉的發展娓娓道來，課堂顯得平滑順暢，無突兀感。
1.煉銅：古法煉銅興于商周時期。司母戊鼎是目前已發現的中國古代形體最大和最重的青銅器，在世界上也是罕見的，反映出商代青銅冶鑄業具有極高水平?，F藏于中國歷史博物館。
2.煉鐵：春秋時期發明了冶煉生鐵技術；西漢初懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵；南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵。
3.煉鋁：由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。1886年22歲的美國青年化學家霍爾發現了冰晶石（Na3AlF6），降低了Al2O3的熔點，電解法制鋁成功，制鋁工藝不斷改進，現在人們已經熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當然還有很多其他雜質）中冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。
以歷史發展的角度作為上課線索之一，學生在興趣盎然、潛移默化中明白了人的價值所在。金屬冶煉的發展史作為代表充分展示了人類社會的發展，充分體現了人的價值實現的過程。在課堂中貫徹這樣的歷史發展觀，其實就是“以人為本”思想的展現。我們要讓學生明白在分析思考和解決一切問題時，既要堅持運用歷史的尺度，也要確立和運用人的尺度，關注人生活的世界和人的生存發展。
二、對傳統文化的訴求
肖川教授認為教育是一種文化行為。雖然文化是內涵豐富的概念，有廣義和狹義之分，但是在教師的教學行為中至少要尊重和力所能及的傳授最基本的文化符號。筆者在授課中大量采用古典書籍中的冶金之法來串聯金屬冶煉的整個知識脈絡。如：
1.煉銅：西漢古籍《淮南萬畢術》上就有“曾青得鐵，則化為銅”的記載?！端问贰な池浿尽酚浻薪~之法：“以生鐵鍛成薄片，排置膽水槽中，浸漬數日，鐵片為膽水所薄，上生赤煤，取刮鐵煤入爐，三煉成銅。大率用鐵二斤四兩，得銅一斤。饒州興利場、信州鉛山場各有歲額，所謂膽銅也?！?/p>
2.煉鐵：焦炭至遲于明代已用于煉鐵。方以智《物理小識》說：“煤則各處產之，奧者燒焙而閉之成石，再鑿而入爐曰礁，可五日不絕滅，煎礦煮石，殊為省力?！崩钤偂督溻掷先寺P》也說到：“煉焦炭，備冶鑄之用”。
3.煉汞：司馬遷在其《史記·秦始皇本紀》中也曾說：“葬始皇哪山。始皇初即位，穿治郵山……以水銀為百川江河大海，機相灌輸，上具天文，下具地理?！蔽覈泄挠涊d已達3000多年，戰國初期（公元前5世紀）發明了金（銀）汞齊鎏金（銀）的技術，可見當時已能制作汞齊。我國漢代魏伯陽《參同契》和晉代葛洪《抱樸子》等著作中有記載，宋代《金華沖碧丹經秘旨》和明代的《天工開物》均敘述了煉汞技術和設備。
肖川教授認為人文教育必須包括“對于古典文化有相當的積累，理解傳統、并具有歷史意義，能夠守經答變，返本開新”?；蛟S大家認為化學和傳統文化毫不相干，但我國古代許多著作都詳細記載過化學相關的知識，如冶金之法。因此，化學知識也應該是傳統文化的一部分。所以我們有責任讓學生了解宋應星的《天工開物》、沈括的《夢溪筆談》，因為它們也是中國傳統文化璀璨的一頁。
三、對自然規律的探尋
新課程標準要求“突破以學科為中心，實施知識整合的人本教育策略”，要求“改革學習方法，發展學生思維”?；瘜W作為一門自然學科，最重要的是要教會學生尊重自然，尊重科學，能夠有勇氣探索自然規律。在對自然規律的探尋中形成自己的學習方法，提升研究和分析問題的能力。
本課的開始以學生已有的知識“氧化還原反應”為基礎，提出了金屬冶煉的本質是“用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子”。并結合金屬冶煉的歷史，要求學生探尋其中必然的原因：越活潑的金屬越難冶煉，熔點越高的金屬越難冶煉。學生自然生成了研究金屬冶煉的角度——金屬活動性（還原性），也理解鋁熱反應的使用范圍。最后要求學生自己總結出金屬冶煉的一般規律，如圖：
四、對社會責任的認同
人文教育要求學生能夠自覺地守護和踐履社會的核心價值，諸如公平與正義。陶行知先生的生活教育理論是要讓學生走出校門，走向社會?！皬臅镜牡饺松模瑥莫M隘的到廣闊的，從字面的到手腦相長的，從耳目的到身心全顧的?！睂W生的發展必須兼顧到“對社會責任的認同”，例如我們要培養學生合作意識，環保意識，全球公民意識。
《開發利用金屬礦物》就可以充分展示“我們共享一個地球”。本課開始展示了大量的礦物圖片，讓學生領略了自然的美麗和鬼斧神工，也讓學生意識到保護自然的責任感。本課結尾帶領學生討論了“金屬回收的方法”，旨在形成學生主動環保的意識，養成節約資源的習慣。課的開始和結尾遙相呼應，好像在不停的呼喚：我們只有一個地球。
人文，是一個動態的概念，包括了太多太多內容，我們的課堂不能一一言盡，但“駑馬十駕，功在不舍”，只要我們在努力就不會虛無縹緲。
人文，是一種偉大的情懷，包含了太多太多感情，我們的課堂不能一一體驗，但“千里之行，始于足下”，只要我們能體會就必然開花結果。
參考文獻
［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗稿）［M］.北京：人民教育出版社，2003
［2］ 尹泳一，趙玉瑋.論化學教育與人文教育的整合［J］.中學化學教學參考，2006，（5）：5-6
金屬鋁的冶煉方法范文2
1、鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點金屬單質的方法。
2、鋁與某些金屬氧化物在高熱條件下發生的反應。
3、鋁熱反應常用于冶煉高熔點的金屬、并且它是一個放熱反應其中鎂條為引燃劑、氯酸鉀為助燃劑。
4、鋁熱反應的原理是鋁單質在高溫的條件下進行的一種氧化還原反應、體現出了鋁的強還原性。
（來源：文章屋網 ）
金屬鋁的冶煉方法范文3
關鍵詞：低成本；精煉；外加電場；夾雜物
0.前言
當前全球鋼鐵行業產能過剩、鋼材市場競爭殘酷。鋼鐵產品正面臨著被新型材料如鋁、塑料、玻璃等替代的巨大壓力和挑戰。我國正處于鋼鐵工業結構的調整和優化的關鍵時期，隨著經濟危機的深化，各行各業對鋼材產品的性價比提出了更嚴格的要求，現存冶煉工藝存在排放量大、高能耗、高成本的問題。因此要想在日趨激烈的鋼材市場競爭中立于不敗之地，鋼鐵企業必須盡快掌握鋼材的低成本生產技術，做到節能減排、高效經濟。本文結合一些研究成果對低成本冶煉新工藝及技術進行介紹，為降低冶煉成本提供思路。
1 二氧化碳用于低成本冶煉
1.1 二氧化碳作為煉鋼過程的反應介質
二氧化碳在高溫下具有弱氧化性，因此可以部分代替氧氣作為煉鋼過程中脫碳的反應介質。由于存在CO2 +C=2CO這個反應，直接氣化脫碳所需的氧氣用量降低，進而減少因局部氧氣過剩而引起鐵被氧化，從而造成鐵損。朱榮課題組 對轉爐煉鋼過程煙塵的形成機制進行詳細研究后發現：氧氣射流直接與高溫鐵液接觸，能夠產生2500℃以上的高溫火點區，該區域溫度最高可達到3000℃，而金屬鐵的沸點為2750℃因此金屬鐵將會部分被氧化、揮發（這也是細粉塵形成的主要因素），形成高溫煙塵隨煙氣排放。文獻[4]中工業實驗證明了：同常規冶煉比較，底吹模式渣中鐵及其氧化物數目大幅度減少，減少量平均達1/3。所以減少煉鋼過程中氧氣的用量，可以減少鐵損、增加產能，利于降低冶煉成本是有利的。
1.2 二氧化碳作為煉鋼過程攪拌氣體
冶煉過程中向鋼液中吹人CO2氣體，會發生CO2+C=2CO的反應，氣體分子體積變為反應前的二倍，可以強化熔池攪拌作用。日本在底吹煉鋼方面進行了大量的研究，證明了底吹加大了對熔池的攪拌力度，有利于夾雜物和氣體的去除。2009年朱榮等進行的底吹工業試驗，試驗結果表明：轉爐底吹是完全可行的。在保持C含量基本不變的情況下，同常規冶煉相比，底吹CO2模式P含量從0.030%降至0.023% ，降幅高達23%。T.Bruce等人也報道了用CO2替代Ar對鋼液進行攪拌，并在60t和200t鋼包中進行了CO2噴吹攪拌的工業試驗得到了底吹CO2對鋼液基本沒有不良影響的結論。因此，二氧化碳可以替代Ar等成本高的氣體，作為煉鋼過程攪拌氣體。
1.3 二氧化碳冷卻噴嘴和煉鋼熔池
我們曾應用熱分析技術對碳的二氧化碳氣化反應進行了研究，研究表明：1）二氧化碳與碳的反應分為一步和多步反應，多步反應時的限制反應步驟為脫附反應過程。2）無論是一步還是多步反應，碳與二氧化碳氣化均為吸熱反應。佐野正道 曾得到界面化學反應不足以成為脫碳的限制性環節，因此限制性環節是氣體與碳的吸附和脫附。CO2+C=2CO反應不僅增大了攪拌氣流的體積，同時增加了碳與二氧化碳吸附、脫附的接觸概率和接觸面積。從而促進了反應的進行，消除/削弱了限制性環節的作用。
碳的二氧化碳氣化為吸熱反應，對爐底噴嘴有良好的冷卻效果。將CO2摻入氧氣射流中進行CO2一O2混合噴吹，利用CO2作為氧化劑參與熔池反應，可降低熔池溫度，減少金屬鐵的氧化蒸發。通過研究發現：隨著射流中CO2比例的提高，煙塵的產生量逐步減少，當二氧化碳比例達到某一定值時，煙塵基本不再產生。
2 外加電場用于低成本冶煉
研究通過控制鋼液中的分電壓，使其達到或高于夾雜物的分解電壓從而使夾雜物分解形成的氣體在陽極逸出，電解出的金屬在陰極富集、析出。在外加直流電場來處理鋼液時，降低鋼中的[s]、[0]的同時還可以減少了鋼中夾雜的數量，實現夾雜物的形態的人為控制。在外加電場為交流或脈沖電場時，鋼中的夾雜物受到“攻擊”，進而使粒徑較大的顆粒夾雜物被“擊碎”或“蠶食”變為較小的顆粒。同時隨著電流的變化鋼液產生的渦流促使夾雜上浮從而被去除。鋼液渦流的自身攪拌作用減少了攪拌氣體的用量、降低了對耐火材料的沖刷，同時提高了鋼液潔凈度、降低了冶煉成本。該技術在冶金溫度下應用，夾雜物離子在液態鋼液中迅速遷移、傳輸，可大大縮短冶煉處理時間。
綜上該外加電場技術可以達到快速有效去除鋼中夾雜及其形態控制的目的，實現少渣或無渣冶煉，減輕耐材的渣料侵蝕及攪拌氣體沖刷，提高鋼液潔凈度降低冶煉成本。
3 高效低成本冶煉平臺的建立
我國大型鋼鐵企業的傳統生產工藝為：鐵水脫硫預處理一LD―LF―RH―CC。由于傳統煉鋼工藝流程長，生產流程中存在著煉鋼回硫、低碳脫磷、鋁脫氧與夾雜物控制及強還原精煉四個基本問題，是造成鋼材質量不穩定、能耗高、成本高和CO2排放量大的主要原因。因此解決基本問題便可以節能減排，增產降耗。
解決這四個基本問題的措施如下：
1）如果在鐵水預脫磷過程中，采用低氧位脫磷工藝，適當提高爐渣堿度和降低渣中TFe含量，提高硫在渣鋼間的分配比，可以抑制轉爐煉鋼回硫。
2）采用鐵水預脫磷處理工藝，可以提高脫磷效率；通過采用低FeO渣脫磷工藝，能夠降低鐵耗，也能抑制脫磷預處理過程中半鋼增硫；嚴格控制鐵水硅含量，減少渣量。通過以上方法就能夠控制低碳脫磷。
3）減少鋁加入量，提高鋁脫氧的收得率；盡可能采用真空碳脫氧工藝，減少Al2O3脫氧產物對鋼水的污染；改變Al2O3上浮機制，縮短弱攪時間；優化鈣處理工藝。
4）改進強還原精煉的措施主要是提高轉爐終點碳含量，降低鋼水氧化性，采用真空脫碳脫氧工藝降低加鋁前鋼水氧含量。
由上述的傳統工藝存在的問題的解決措施可見，傳統鋼鐵流程中存在著重復還原和氧化、升溫和降溫、增碳和脫碳等復雜過程。綜合上述問題后提出的新的工藝流程。
4 結論
現今鋼鐵行業正處于低迷的時期，生產高附加值的鋼種，并降低其冶煉成本勢在必行。本文介紹了幾種低成本高效的生產途徑，歸納如下：
（1）應用二氧化碳替換氧氣作為煉鋼過程反應介質；使用二氧化碳替代價格較高的氬氣作為煉鋼過程攪拌氣體和保護氣體。以上應用在獲得高效的同時也起到冷卻噴嘴和煉鋼熔池的作用，從另一角度節約了生產成本。
（2）應用外加電場去除鋼中夾雜及控制夾雜物的形態，該技術不但能起到LF般利用溫度梯度去除夾雜的作用，同時對鋼液中的夾雜物還存在電解和電場力學作用，因此更有利于夾雜物的快速去除及形態控制。
（3）傳統的冶煉工藝存在重復冶煉、重復能耗等問題。應用新的工藝流程，可以有效的、較大限度的避免重復問題及降低生產成本。
參考文獻
[1]龐建明，郭培民，趙沛. 釩鈦磁鐵礦的低溫還原冶煉新技術[J]. 鋼鐵釩鈦，2012，02：30-33.
[2]陳曉霞. 鋼鐵冶煉新技術與耐火材料[J]. 武鋼技術，2005，06：6-11+39.
[3]劉洋，宗男夫. 環保型低成本冶煉新技術[J]. 遼寧科技學院學報，2013，01：1-3.
[4]楊利群. 鎢濕法冶煉新工藝技術的應用[J]. 稀有金屬與硬質合金，2006，02：52-54.
金屬鋁的冶煉方法范文4
1. 在講授元素周期表和元素周期律知識時，可以向學生介紹相關化學史 元素周期表是元素周期律用表格表達的具體形式，它反映元素原子的內部結構和它們之間相互聯系的規律。元素周期表有很多種表達形式，目前最常用的是維爾納長式周期表（見書末附表）。
19世紀中期，俄國化學家門捷列夫制定了化學元素周期表。1865年，英國化學家紐蘭茲把當時已知的元素按原子量大小的順序進行排列，發現無論從哪一個元素算起，每到第八個元素就和第一個元素的性質相近。這很像音樂上的八度音循環，因此，他干脆把元素的這種周期性叫做“八音律”，并據此畫出了標示元素關系的“八音律”表。顯然，紐蘭茲已經下意識地摸到了“真理女神”的裙角，差點就揭示元素周期律了。門捷列夫以驚人的洞察力投入了艱苦的探索。直到1869年，他將當時已知的各種元素的主要性質和原子量，寫在一張張小卡片上，進行反復排列比較，才最后發現了元素周期規律，并依此制定了元素周期表。這張表揭示了物質世界的秘密。它的發明，是近代化學史上的一個創舉，對于促進化學的發展，起了巨大的作用。
通過對門捷列夫本人及他對元素周期表的發現的介紹 ，學生們很容易在心理上產生共鳴，了解了科學家的成長歷程，并能真正理解成功是需要付出時間和汗水的，同時也學到了很多科學研究的方法，可以說受益匪淺。
2. 在學習鋁的時候，就可以引入鋁的使用和冶煉歷史 通過鋁的冶煉和廣泛使用，讓學生感受到科學發展的艱辛，我們現在擁有的美好生活是通過很多科學家的不懈努力的結果。也讓學生了解前人給我們留下的知識的寶貴，從而去珍惜這些寶貴的知識遺產，努力學習提升自己。
鋁在100多年前是一種貴重金屬，比黃金還貴被稱為“銀色的金子”。英國皇家學會為了表彰門捷列夫對化學的杰出貢獻，不惜重金制作了一只鋁杯，贈送給門捷列夫。這就會引起學生的好奇，為什么我們現在隨處可見的鋁在當時會這么值錢呢。原來鋁是一種化學性質很活潑的金屬，一般的還原劑很難將它還原，因而鋁的冶煉比較困難。由于科學家們的努力才使鋁變成一種用途廣泛的金屬，也才有我們現在擁有的一切鋁制品。
3. 讓學生了解化學的歷史意義和廣泛應用 化學推動了社會的發展，人類的進步。如果單憑這句話很難讓學生信服，所以可以通過一些具體的實例來進行驗證。如：在第三章金屬及其化合物的導言中就講述了金屬在整個人類歷史中所起的作用，每一次歷史的變更也必定有新的金屬被使用。這讓學生體會到冶煉和使用金屬對社會發展的意義，引起學生對金屬的好感而產生更深層了解金屬的好奇心。同時，使學生感受到化學的實用性，從而培養其學習化學的興趣。
又如，在對硅酸鹽的學習中，可以引入陶瓷的制造和使用歷史。制陶過程改變了粘土的性質，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣、氧化鎂等在燒制過程中發生了一系列的化學變化，使陶器具備了防水耐用的優良性質。因此陶器不但有新的技術意義，而且有新的經濟意義。它使人們處理食物時增添了蒸煮的辦法。陶制的紡輪、陶刀、陶銼等工具也在生產中發揮了重要的作用；同時陶制儲存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成為人類生活和生產的必需品，特別是定居下來從事農業生產的人們更是離不開陶器。再如學習氨的性質時可以引入氨氣合成的歷史和意義。由于氨氣的合成才實現了人工固氮，才有可能合成氮肥保證糧食的產量保障人們的溫飽問題。這些都能讓學生更深刻地體會到生活中處處充滿了化學，化學在整個人類社會的發展中有著重要的影響。
金屬鋁的冶煉方法范文5
關鍵詞：鋁冶煉，煙氣凈化，余熱利用技術
在鋁冶煉生產中，通常以冰晶石-氧化鋁熔體為冶煉質，以碳素材料為電極進行冶煉。在陰極上析出液態的金屬鋁，在陽極上產生以CO2為主的陽極氣體，同時還散發出以氟化物和粉塵等污染物為主的煙氣，與陽極氣體統稱為冶煉煙氣。彌漫在冶煉車間內部的冶煉煙氣使勞動條件惡化，影響生產工人的身體健康。冶煉煙氣擴散到廠區周圍，也會對大氣環境造成經常性污染。因此必須將冶煉煙氣進行治理并回收氟化鹽和氧化鋁。
關于鋁冶煉煙氣凈化處理的工藝方法，國內外大都采用干法凈化方式，即首先用新鮮的氧化鋁吸附煙氣中的有害物質，然后通過布袋過濾，最后將低于國家標準的煙氣排入大氣。由于在煙氣凈化中一味追求凈化和物料回收效果，對利用高溫煙氣中攜帶的熱能考慮甚少，造成煙氣中的大量的熱能白白浪費。
一、鋁冶煉的煙氣凈化工藝
（一）工藝流程
干法凈化工藝流程從功能上主要包括冶煉槽集氣、吸附反應、氣固分離、氧化鋁輸送、機械排風五個部分。冶煉槽產生的煙氣經密閉集氣罩收集，通過直徑600mm的支煙管進入水平排煙總管到地下煙道。煙氣在地下煙道與來自氧化鋁儲槽下部電磁振動給料機的新鮮氧化鋁接觸混合，經文丘里管吸附反應，袋式除塵器捕集后的含氟氧化鋁用風動流槽、斗式提升機輸送至含氟氧化鋁儲槽供冶煉槽使用。凈化后的煙氣由排煙機抽送到70m高的煙囪排入大氣。
（二）煙氣特征
鋁冶煉從槽型上來說分為自焙槽和預焙槽兩種。槽型不同，其煙氣性質完全不同。自焙槽煙氣量大，煙溫低，一般不超過200℃；預焙槽煙溫較高，一般達到400℃以上，煙氣量大幅降低。除與爐型有關外，不同的地區、工藝流程、操作手段、原材料都對冶煉槽的煙氣特征產生影響。
二、國內鋁冶煉煙氣治理存在的問題
鋁冶煉煙氣溫度高，風量大，成分復雜，不同槽型的煙氣特征差別很大。同時粉塵的性質比較特殊，粉塵顆粒細，比表面積大，比重輕，同時還具有一定的粘性，難以清灰；粉塵中含有較多的瀝青粉塵，磨蝕性比較強；粉塵中的比電阻也比較高，治理難度比較大。
國內鋁冶煉行業為治理鋁冶煉煙氣進行了大規模、長時間、形式多樣、堅持不懈的煙氣凈化試驗研究及實踐。但鋁冶煉煙氣凈化方面的總體狀況堪憂。許多鋁冶煉企業只片面追求經濟效益，根本沒有煙氣凈化系統；即使已建立了系統的企業，由于投入不足，也存在不少問題。現有系統的凈化指標達不到國家標準；大多數企業進行電解系列擴容改造后，沒有對凈化系統進行相應的改造，更不具有煙氣余熱利用系統。
1、中鋁平果分公司，共有2個電解鋁生產系列，3個電解車間，共有288臺預焙陽極電解槽，3個凈化除塵系統。預焙槽煙氣由管道引出各自廠房外，再匯入統一管道混合進入各自的干法煙氣凈化裝置，廠房環境效果良好，沒有煙氣余熱利用系統。碩士論文，余熱利用技術。
2、化隆先奇鋁業有限責任公司，共有1個電解鋁生產系列，2個電解車間，共有108臺預焙陽極電解槽，年產量5萬t。碩士論文，余熱利用技術。設計方案有兩套煙氣凈化系統，但未實際建設。這種情況在國內較普遍，沒有煙氣余熱利用系統。
自焙槽由于煙氣疲軟度高，無法直接應用袋除塵器或電除塵器，比較好的如長青鋁業公司利用煙氣烘焦炭后除塵，但也未能達到排放標準。由于自焙槽污染大，煙氣治理難，能耗高，“九五”以后國家將通過政策逐步予以淘汰，預計到2006年后將全部關閉。
國內鋁冶煉行業，無論是國內自行設計的還是從發達國家引進的，基本沒有應用鋁冶煉煙氣余熱利用技術，沒有解決節能問題。雖然有少數企業對鋁冶煉煙氣的部分熱能進行了利用，但效果均不佳。我國是一個嚴重缺能的國家，對如何有效的積極的利用能源，特別是再生能源顯得越來越具有經濟意義和社會意義。
三、鋁冶煉煙氣余熱的利用
冶煉產生的煙氣由導煙管引入余熱鍋爐進行熱交換，溫度降至150℃后進入主煙道與氧化鋁進行吸附反應，然后進針刺布袋除塵器除塵，凈化后煙氣由排煙機送入煙囪排放。余熱鍋槽產生150℃左右的過熱蒸汽供生產使用。
該系統由余熱鍋爐、針刺布袋除塵器、排煙機三大主機設備組成主系統，另外還包括軟化水系統、落花流水丸清灰循環系統、過熱蒸汽并網系統、針刺袋除塵器反吹風系統、卸灰輸送系統、計算機控制系統等輔助系統。關鍵技術的突破包括鍋爐受熱面清灰技術、針刺袋清灰技術、溫度控制技術、鋼結構熱應力補償技術、系統設計技術、引風機耐溫防震技術、濾料設計技術等。余熱鍋爐采用單氣包自然循環直立煙道式，用落丸清灰技術有效解決了鍋爐受熱面的清灰難題；鍋爐結構緊湊、熱工制度穩定，保證煙氣出口溫度穩定在150℃以下，滿足了袋除塵器的要求。根據鋁冶煉煙氣特點設計的袋除塵器采用了一些最新技術，重點考慮了氣流分布、清灰方式、卸灰方式、溫度控制、設備鎖風等技術，并考慮了加強的鋼結構設計及整體熱應力消除技術。由于采用負壓流程，進入主風機的煙氣已經得到凈化，風機運轉的可靠性大大加強。碩士論文，余熱利用技術。碩士論文，余熱利用技術。計算機控制方面實現了各工藝過程主要參數的實時監控，鍋爐水位自動調節，鍋爐受熱面和針刺袋清灰的自動控制，落丸清灰系統過程監控。碩士論文，余熱利用技術。主要工藝參數實現了實時曲線或數據顯示，并可以根據需要隨時查詢打印。碩士論文，余熱利用技術。
煙氣溫度必須超過300℃才能產生過熱蒸汽；煙氣量不能太大，否則經濟上沒有可行性；煙氣中不能有焦油，否則余熱鍋爐和針刺袋除塵器都將失效；煙氣中一氧化碳必須小于一定比例，否則進余熱鍋爐容易產生爆炸。這樣的應用條件對于自焙槽鋁冶煉行業來說是無法達到的，該槽型約占總數的15％。另外該技術一次投資太大，以年產10萬t的鋁冶煉企業為例，煙氣凈化余熱利用系統一次投資約4000萬元。
四、小結
鋁冶煉行業總體環保與節能的水平較低，如果政府不給優惠電價，鋁冶煉生產就要虧本；如果環保標準嚴格執行，鋁冶煉廠就必須停產。所以環保與節能是關系到鋁冶煉企業發展的重大問題。
鋁冶煉企業煙氣凈化余熱利用系統的應用，能較好地解決鋁冶煉生產節能問題，并取得經濟效益、環境效益、社會效益三豐收的成績。這對推動整個鋁冶煉行業的技術進行具有重要意義。自焙槽鋁冶煉行業幾年后會自然淘汰，開發的意義不大。預焙槽鋁冶煉雖然尚無應用成功的先例，但技術上解決已經沒有任何問題，另外還要開發其它更加經濟、能適應不同用戶要求的多種技術途徑，并盡快實現預焙槽鋁冶煉煙氣凈化余熱利用的實際應用。
參考文獻：
[1]周維國，等.現代大型預焙糟技術.沈陽:東北大學出版社,1995.
[2]田應甫編著.大型預焙鋁電解槽生產實踐.湖南:中南工業大學出版社,2003.
[3]霍慶發編著.電解鋁工業技術與裝備.沈陽:遼海出版社,2002.
[4]沈陽鋁鎂設計院.青海鋁廠煙氣凈化系統設計方案.1985.
[5]貝爾G.利普泰克編著.環境工程師手冊.北京:中國建筑出版社,1987.
[6]薄蔭佑編著.工業鍋爐安全與節能.北京:工人出版社,1986.
金屬鋁的冶煉方法范文6
關鍵詞：除塵系統； 集氣罩； 設計原則； 計算
DH公司作為國家高薪技術企業，具備強有力的設計研發、工程建設與設備制造能力，特別是對金屬冶煉技術尤為擅長。在冶金制造過程中也在不斷的完善已有技術與生產工藝，為確保冶金生產過程中產生空氣污染，對金屬冶煉車間除塵系統中的集氣罩設計做出了精心的研究。
1.金屬冶煉車間除塵系統集氣罩及設計目的
我國目前的很多生產制造車間都存在一定的粉塵污染，我國的大氣污染排放標準明確規定了砂輪磨塵的最高允許排放量為每平方米60mg，對于鋁合金以及金屬鋁的粉塵顆粒排放量規定在每平方米4mg。在金屬冶煉過程中，常常需要對金屬工件進行必要的打磨、切割、拋光等工藝加工，在加工的過程中會產生大量的金屬廢屑以及金屬粉塵顆粒[1]。這些粉塵如果不加以治理，將在金屬冶煉車間內隨著空氣的流動而造成車間的二次污染，甚至會隨氣流流入外界空氣中，造成大氣環境污染。因此，為提高工藝水準，改善金屬冶煉車間工作環境，根據國家與相關行業對粉塵污染的標準規定，又根據我公司車間的環境與生產工藝狀況，設計了金屬冶煉車間除塵系統集氣罩。
除塵系統集氣罩是一種可以回收粉塵，防止其擴散到空氣中，通過凈化過濾系統將粉塵類污染物得到回收的煙氣凈化裝置[2]。集氣罩根據污染源與生產安裝環境的不同可以分為吹氣式和吸入式兩種形式[3]。前者是利用了吹吸氣流回收污染源的方式進行設計，同理，后者則是根據吸氣氣流收集污染源。吸入式除塵集氣罩根據污染源產生環境又分為排氣柜、接受式、密閉式和外部集氣罩。由于我公司的金屬冶煉車間不能對粉塵等污染源物質進行封閉，所以我們選擇了設計外部集氣罩。在設計前考慮要在車間粉塵污染源設備的上方，決定應用傘形上部集氣罩。除塵系統中集氣罩設計的質量直接影響著最終粉塵的排放標準是否合格，對于生產環境與大氣環境的保護具有非常重要的作用。
2.金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計原則與設計理論
金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計主要是根據我公司金屬冶煉車間的具體生產車間環境與粉塵污染源的位置應用機械力學理論和CAD制圖軟件的配合設計而成的。主要的設計原則與設計理論如下：
2.1.金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計原則
除塵系統中的集氣罩要盡量用最小的吸風量去集中控制粉塵污染源，設計過程中還要本著節約能源與成本的大原則。由于車間環境影響不能采用密閉罩，而是采用了上部傘形集氣罩，設計中一定注意要盡量控制傘形集氣罩的吸力范圍減少到最小，罩體的位置要盡可能的貼近或者包圍住粉塵污染源，以有利于回收粉塵。在設計中還要減少風力對流等干擾氣流的出現，粉塵流動氣流與吸氣氣流要最大程度保持同一方向。在設計前也要充分考慮除塵系統操作人員的操作崗位位置，對于已經被集氣罩收集的污染粉塵一定注意不要讓人誤吸。此外，集氣罩在設計中還要考慮車間房屋結構，安裝后要方便以后維修人員進行維護。集氣罩設計工藝上也要堅持不能夠阻礙或者影響原有金屬冶煉車間正常生產的原則。
2.2.金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計理論
任何設計都要以相應的正確理論作為設計基礎，金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計主要是應用了流體力學理論對車間內大量的粉塵污染物進行最有效力的匯集。針對我公司的吸氣式傘形集氣罩的設計，主要是應用了大量的吸入氣流理論。該理論認定在集氣罩進行粉塵吸入時會在吸氣口產生一定的負壓，利用這種壓力就可以將包圍在罩體下的粉塵污染物吸收。在設計中要考慮吸氣口的流速與壓力，要注意無邊的吸氣口的流速要高于有邊吸風口的流速[4]。其中，外部集氣罩口的氣流分布都遵循等速面的氣流分散規律，即如果以吸氣口為球心，罩口氣流分布將是以該吸氣口為球心的等速球面[5]。
3.金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計方法
金屬冶煉車間除塵系統集氣罩的設計方法主要根據設計原則與設計理論而形成的。
首先，我們要測量金屬冶煉車間的建筑結構，包括車間的高度、長、寬、面積等基礎數據，這些基礎數據可以幫助我們合理的將傘形集氣罩安裝在便于操作而工作效率又高的位置；其次，設計人員要計算出材料消耗、壓力損失與排氣流量。材料消耗主要是根據傘形集氣罩的外形尺寸進行確定，計算中也不能忽視各個零部件材料的損耗。
其次，要注意集氣罩口的面積一定要大于罩口粉塵污染物的擴散斷面面積。金屬冶煉車間除塵系統集氣罩設計難點就在于確定排氣量，集氣罩的排氣量可以用公式Q=VⅹS來進行計算，即排氣量是集氣罩的罩口面積與吸入粉塵的平均的吸收速度的乘積。排氣量也可以利用集氣罩內管道的橫截面積與通過管道內的平均流速的乘積來確定；
最后，設計者要注意允許的罩內負壓要小于等于25Pa，另外，一定不要忘記計算除塵系統集氣罩的壓力損失，這需要用系統連接管內的動壓與壓力損失常數相乘來得到壓力損失數據。
根據以上設計理論與設計方法設計出來的金屬冶煉車間除塵系統集氣罩經過在我公司的運行實踐可以看出：集氣罩結構合理、安裝位置便于操作和維護，運行期間運行狀況良好，能夠讓除塵效果達到國家規定標準，系統能源消耗低，成本消耗低，值得使用。
4.結語：由以上分析可得知，在金屬冶煉車間除塵非常必要，要保障正常生產與環境安全就必須加強除塵系統中集氣罩的設計，設計中要掌握恰當的原則與方法。
參考文獻：
[1]張殿印.工業除塵設備設計手冊[M].化學工業出版社.2012：88
[2]胡傳鼎.通風除塵設備設計手冊[M].化學工業出版社.2011：100-101
[3]唐敬麟，張祿虎.除塵裝置系統及設備設計選用手冊[M].2009：55-59
[4]王鵬，張校先.淺析除塵系統的設計原則[M].2009（03）：20-22
