计算题
玛丽莲梦兔
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2021年01月31日 05:45
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电解常用计算题的解答
一、质量（
M
）
1.M=
ρ
V
，质量
M
单位千克
㎏
、克
g
、吨
t
；密度
ρ
单位换算
1
千克
/< br>立方米
㎏
/m
3
=10
－
3
克每立方厘米< br>g /
㎝
3
；体积（容积）
V
单位
1
m< br>3
=10
6
㎝
3
=10
3
l
（升）
=10
6
ml
（
毫升
）
2.
铝在常温下、液态下密度，电解质的密度、常见物质
(H
2
O
、
F
e
、
C
u
…
)
的密度
3.
例题：
某
240 KA
电解槽炉膛面积约为
4
0
㎡
,
电解质高度
20
㎝
,
平均极距
4. 5
㎝
,
简略
计算槽内电解质量
.
解
:
电解质量
M=
ρ
V=2.1*10
3
*
【
(40- 1.55*0.66*32)*(20-4.5)/100+40*4.5/100
】
≈
6.144(
吨
)
答：略（下同）
二、欧姆定律
< br>1.U=IR=I
〃ρ〃
L/S
，ρ－电阻率，ρ＝
1/
χ< br>，
χ
－电导率
2.
阳极电流分布的测量原理
三、产量（
M
）
1.
铝原子序数
13
， 电子云，相对摩尔质量
:26.98154,
单位
g
〃
mol
-1
,
克
/
摩尔
摩尔：物质的量单位。物理意义
: 1
摩尔任何物质含有
6.02*1023
个原子
(
分子
/
离子…
)
2.
法拉第第一定律：
电极上析出
1mol
当量的任何单质物质，
所需的 电量相当于
96484.56(
F,
一般取
96485)C
（库伦，
1 C=1A
〃
s
）
，析出物质的多少，与通入的电量
q< br>成正比，也就
是与通过的电流强度
I
和通电时间
t
成正比。< br>
即：
M=kIt.
（此为理论产量）其中
t
为槽昼夜，单位 槽〃日
2.
法拉第第二定律：物质的电化当量跟它的化学当量成正比，
k= 1/
F
〃
m/n
铝化学当量
m/n
：
26.98 154
g
〃
mol
-1
/3=8.99385
g
〃
mol
-1
3.
电化当量
:
上式中 “
k
”
就是电化当量
。物理意义：每通入
1
小时
1
安培（
A
）的电
流，析出单质物质的质量。
铝电化当量计算方法：
k=(26.98154
g
〃
mol
-1
/3)/(96484.56
A
〃
s/3600s
〃
h
-1
)=0.335575433g/
A
〃
h
取值：计算上取
0.3356
，统计上取
0.3555
； 也可取
2.980
－
1
，此数值较精确
1 < br>4.
例题：我厂七工区有
39
台电解槽，九月份（
8
月
26
日至
9
月
25
日）平均电流强度为
238.05KA
，槽电流效率为
94.34
％，求该工区该月实产铝多少吨？
解： 该工区该月实产铝
M=kIt
η
=0.3356*238.05*39*24*31* 94.34%=2186.873(
t-
Al)
四、电效（η）
1.
定义：实际产量与理论产量之比，η＝
M
实
/ M
理
*100
％
小数点后取两位有效数字
2.
例题：九月份三电解平均电流强度为
238.11 KA
，
63 4
＃槽
8
月
29
日
10
：
30
停 槽，六
工区该月实际产铝量为
2176.385
吨，问该区九月份电效？
解：槽昼夜
t=39*31+1*3=1212(
槽〃日
)
九月六 区理论产铝量
M
理
=kIt
＝
0.3355*238.11*121 2*24
＝
2323.721
（
t-
Al
）
六区九月份电效η＝
M
实
/ M
理
*100
％＝< br>2176.385/2323.721*100
％＝
93.66
％
五、效应系数（
ζ
）
平均每槽每日发生效应的次数，单位个
/
槽〃日，
注意分母为槽昼夜
例题：二工区
40
台槽，两台槽只生产
10
天，本月共发生
140
个效应，求效应系数。
解：槽昼夜
=38*30+2*10=1160(
槽〃日
)
效应系数
ζ
=140/1160=0.1 2(
个
/
槽〃日
).
六、平均电压（
V
平均
）
1.
效应分摊电压
V
AE=
V
AE
升高
*
效应系数
*
持续时间
/1440
，持续时间单位为分钟
2.
统计上使用的电压
V
平均
=V
净
+ V
AE
+ V
公用母线分摊
+V
停槽电压分摊
+
不明部分
3 .
例题：
某槽工作电压
4.17V
，
发生
1
次效应 ，
效应电压
30 V
，
持续时间
4min
，
车间< br>（
80
台槽）线路压降
2.2 V
，计算该槽日平均电压？
解：
V
平均
=V
净
+ V
AE
+ V公用母线分摊
+V
停槽电压分摊
=4.17+
（
V
－< br>V
净
）
*t/1440+2.2/8
0
≈
4.27 V
4.
例题：
9
月
17
日三区工区平均电压
4. 112V
，新槽
319#
还未出铝，其它数据采集如下：
槽号
槽龄（天）
效应（个）
301
47
2
310
7
4139
312
9
1
4255
319
1
1
4336
321
150
1
4158
325
15
4101
333
1431
1
4164
334
17
1
4181
335
1436
1
4129
336
25
1
4039
平
均
电
压
（
mv
）
4168
工区生产槽
31
台，计算：①综合平均电压②正常槽平均电压③正常槽效应系数
2
解：①
V
综合
=
（
4.112 *31-4.336
）
/30=4.105 V
；
②
V< br>正常
=
（
4.112*31-4.168-4.139-4.255-4.33 6-4.101-4.181-4.039
）
/24=4.094V
；
③正常槽效应系数
ζ
=3/24=0.125
七、
NB
间隔（
NBINT
）
1.
我厂单位为“分”
，有的厂单位为“秒”
2.
例题< br>:
求霍尔－埃鲁特法生产铝阳极气体全为一次气体时氧化铝单耗。
解：即求氧化铝理论单耗
: 2 Al
2
O
3
+3C=4 Al+ 3CO
2
2*102
4*27
x
100
0
㎏
得
x=2*102*100
0/（
4*27
）
=1889
㎏
3.
例题：氧化铝的飞扬损失为
0.6%,
纯度为
98.5%,
求
240 KA
电解槽电效为
94%
时
NB
间
隔为多少秒
?
解
:
氧化铝实际单耗
W
Al2O3
=1889/94%/ (1-0.6%)/98.5%=1924.3425
5(
㎏－
Al
2
O
3
/
t-
Al
)
一天用氧化铝
M
Al2O3
=1924.34255*0.3356*240*24*94%*10
- 3
=3496.670(
㎏
-
Al
2
O
3
)
一天加料次数
n=3496670/3.
6
≈
972 (
次
)
加料间隔
NBINT =3600*24/972=89
（秒）
八、电解质成分管理
1.
加氟化铝
,
原因
:原料中杂质影响、电解质挥发
2.
分子比定义及三种表示方法
3.
例题
:
某
240
KA
电解槽电解 质量
6
吨
,
氟化钙含量
5.5%,
氟化镁含量
1. 2%,
氧化铝含量
3%,
假定氟化铝飞扬损失为
8%,
计算分子比由
2.5
降到
2.3
加入的氟化铝量
.
解
:QAlF3
=P
【
(K
1
－
K
2
)/ K
2
(1+K
1
)
】
*(1+8%)=6000(
1-
5.5
%-
1.2
%-
3%)*(0.1/2.5875) *(1+8%
)
≈
226
㎏
4.
加纯碱
例题
:
某电解槽槽温低
,
沉淀多
,
火苗蓝紫小而无 力，经查为分子比过低所致，现电解质
总量为
7
吨，氧化铝含量为
2.2%< br>，分子比为
1.89
，氟化钙含量为
5%
，氟化镁含量
1%< br>计
算用纯碱把分子比调整到
2.25
所需的量。
3