什么是電解鋁？
說到“電解鋁”，可能今天知道的人不少；但什么是電解鋁？恐怕普通的消費(fèi)者了解的不多，能說清楚的人更少。
鋁是一種金屬。由于鋁的質(zhì)量輕、導(dǎo)電性好、加工性能優(yōu)越，并具有特殊的抗氧化性，廣泛應(yīng)用于電力、交通、建筑、包裝、國防以及航空航天和人民生活等各個(gè)領(lǐng)域，從建筑家居到高鐵、飛機(jī)，從食品、汽車到消費(fèi)電子產(chǎn)品，有人統(tǒng)計(jì)鋁的應(yīng)用大約涉及112個(gè)產(chǎn)業(yè)。這里我們所說的鋁也叫原鋁，也就是純鋁。由于鋁的原始生產(chǎn)一直是以熔鹽電解法生產(chǎn)為主，因此，通常稱之為“電解鋁”。
電解鋁——年輕的金屬。人類最早發(fā)現(xiàn)和掌握冶煉銅的工藝，大約在3000～4000年以前；而人類煉鐵的歷史也有3000多年，早在漢朝時(shí)期我國煉鐵技術(shù)就得到了很大的發(fā)展。然而，人類煉鋁技術(shù)的誕生才僅僅130多年。著名冶金科學(xué)家、鋼鐵冶金專家殷瑞鈺院士說：“因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比鐵低，因此人們首先學(xué)會(huì)了煉銅，而后才學(xué)會(huì)煉鐵；煉鐵需要打開分子鍵，而采用還原法煉鋁的溫度更高，則需要采用電解法打開離子鍵，因此人類直到有了直流電之后才掌握了煉鋁技術(shù)。”
1886年，美國一個(gè)叫霍爾(Charles M.Hall)的年輕人發(fā)明了一種冶煉鋁的工藝，稱之為“氟化物熔鹽中氧化鋁的電解”。但是當(dāng)他到美國專利局提出專利申請(qǐng)的時(shí)候，才得知一個(gè)叫埃魯特（Paul L.T.Héroult）的法國人已經(jīng)向美國專利局提出了申請(qǐng)，同樣是為了得到鋁把大致相同的元素組合在一起，跟霍爾的發(fā)明幾乎一模一樣。同時(shí)，埃魯特幾個(gè)月前已經(jīng)在歐洲申請(qǐng)了專利。自此，兩人進(jìn)入了一場(chǎng)曠日持久的專利之爭，據(jù)說這場(chǎng)官司持續(xù)了15年。
霍爾和埃魯特專利申請(qǐng)之爭經(jīng)過漫長的交涉，美國專利局最終裁定霍爾勝訴，因?yàn)榘ｔ斕貨]有提交所需的“原始報(bào)告”。這一裁決的結(jié)果，使霍爾和埃魯特成為分別在美洲和歐洲同時(shí)擁有同一項(xiàng)專利的發(fā)明人，后人稱之為“霍爾-埃魯特鋁電解工藝”。然而，霍爾和埃魯特之間的緣分遠(yuǎn)不止于此，在霍爾和埃魯特的技術(shù)支持下，兩人分別作為創(chuàng)始人創(chuàng)辦了兩個(gè)鋁冶金公司，就是今天世界著名的兩大鋁業(yè)公司美國鋁業(yè)公司（Alcoa，前身為匹茲堡冶金公司）和法國鋁業(yè)公司（Pechiney，前身為法蘭西電力冶金公司(SEMF)）。霍爾和埃魯特注定是為鋁而生的，他們于同一年出生（1863年），同一年去世（1914年），同一年（1886年）申報(bào)了同一項(xiàng)專利。即使在當(dāng)時(shí)以財(cái)富暴漲和大量積累為標(biāo)志的時(shí)代，霍爾的故事還是成為了美國傳奇，他贏得了美國專利有史以來最大的財(cái)富?；魻?914年去世時(shí)持有的美鋁股份，價(jià)值近3000萬美元。
新中國的驕子。我國電解鋁發(fā)展較晚，第一個(gè)電解鋁廠（撫順鋁廠）于1954年建成投產(chǎn)。直到上世紀(jì)80年代以前，電解鋁作為一個(gè)工業(yè)行業(yè)或者一種產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)還很少為社會(huì)公眾所了解。隨著電解鋁技術(shù)的發(fā)展和電解鋁生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，加之電解鋁“電老虎”的名聲在外，特別是2005年以來無論是國家出臺(tái)的“鋼鐵、水泥、電解鋁、汽車、房地產(chǎn)”五大行業(yè)，還是“鋼鐵、水泥、電解鋁”三大行業(yè)的宏觀調(diào)控政策，以及“兩高一資”的限制類產(chǎn)業(yè)，電解鋁都榜上有名，社會(huì)公眾從此也逐漸熟知和認(rèn)識(shí)了電解鋁。應(yīng)該說，無論是“三大行業(yè)”還是“五大行業(yè)”的提法，都是對(duì)電解鋁行業(yè)實(shí)實(shí)在在的“抬舉”，因?yàn)椋瑑H憑當(dāng)年電解鋁全國幾百萬噸的產(chǎn)能，不足千億元的總產(chǎn)值，幾百億元的總資產(chǎn)，怎么說跟大行業(yè)也沾不上邊。與其他幾個(gè)行業(yè)相比：2005年全國粗鋼產(chǎn)量3.5億噸，水泥產(chǎn)量10.7億噸，而電解鋁只有區(qū)區(qū)779萬噸，至于跟汽車房地產(chǎn)相比，就更不是一個(gè)數(shù)量級(jí)了。無論如何，電解鋁雖小，名氣很大。但同時(shí)“高耗能、高污染”也成了電解鋁揮之不去的標(biāo)簽。
建國以后乃至改革開放初期，我國電解鋁一直都屬于短缺產(chǎn)品，更是被列為戰(zhàn)略性物資，長期依賴進(jìn)口。我國早期的電解鋁廠和與電解鋁配套的氧化鋁廠都有自己的番號(hào)，比如撫順鋁廠命名為301廠，貴州鋁廠命名為302廠。從這種類似于軍工企業(yè)的保密性質(zhì)，足以看出當(dāng)年其所處的戰(zhàn)略地位。1983年4月中國色金屬工業(yè)總公司成立之初，首先就向國家提出并確定了“優(yōu)先發(fā)展鋁”的方針，從中也可以看出國家對(duì)“鋁”的迫切需求和對(duì)鋁產(chǎn)業(yè)的重視。
茁壯成長——始料未及。改革開放40年來，特別是從上世紀(jì)末開始，我國電解鋁工業(yè)得到快速發(fā)展。2003年以后，伴隨著國家宏觀調(diào)控政策的出臺(tái)，電解鋁產(chǎn)業(yè)不但沒有得到遏制，更是呈暴發(fā)式增長。1998年我國電解鋁產(chǎn)能只有256萬噸/年，產(chǎn)量243萬噸/年。一個(gè)并不為人所知的“大”行業(yè)，從此不斷刷新著歷史紀(jì)錄：發(fā)電企業(yè)、煤炭企業(yè)開始投資電解鋁，紡織行業(yè)、養(yǎng)殖行業(yè)也紛紛趕來投資分享電解鋁的盛宴，其中有民企、也有國企，還有大型央企。涉鋁的民營企業(yè)中有的曾位列中國首富，不少成為某省首富，位列富豪榜的更是大有人在。人們不明白，電解鋁究竟有怎樣的魔力，能不斷吸引眾多的企業(yè)跨行投資，掀起一輪接一輪的投資熱潮？從1998年到2018年的20年間，我國電解鋁產(chǎn)能和產(chǎn)量已分別突破4397萬噸和3648萬噸，鋁產(chǎn)量增長了近20倍，占世界總產(chǎn)量的56.7%，連續(xù)17年居世界第一位。
在我國有色金屬的家族中，鋁的快速增長使“銅鋁鉛鋅……”的排名改寫為“鋁銅鉛鋅……”，電解鋁成功“逆襲”成為有色行業(yè)的老大，成為第二大金屬材料。今天，已經(jīng)沒有人質(zhì)疑電解鋁“大行業(yè)”的頭銜了。
隨著電解鋁產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，加之上、下游與其配套的礦山、氧化鋁、鋁加工、碳素以及發(fā)電等相關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)，其規(guī)模和體量已經(jīng)到了相當(dāng)大的程度，電解鋁名副其實(shí)已經(jīng)成為我國重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的影響更加不容忽視，其健康、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展也同樣需要引起我們的高度重視。
那么，新世紀(jì)以來，在國家三令五申，各種政令的嚴(yán)格限制之下，導(dǎo)致電解鋁如此瘋狂發(fā)展的真相究竟是什么呢？
電解鋁是高耗能產(chǎn)業(yè)?這一點(diǎn)毋容置疑，目前每生產(chǎn)一噸電解鋁大約耗電能13000kWh～14000kWh，加上主要原材料及生產(chǎn)過程耗能每生產(chǎn)一噸電解鋁要消耗6～8噸標(biāo)準(zhǔn)煤。然而截止到目前，電解法仍然是全世界工業(yè)生產(chǎn)原鋁的唯一方法。美國鋁業(yè)公司等國際巨頭從上世紀(jì)60年代開始探索電解法煉鋁的替代技術(shù)，至今未獲得成功。
電解鋁之所以能夠快速發(fā)展，有這樣幾個(gè)原因：一是因?yàn)殡娊怃X是整個(gè)鋁產(chǎn)業(yè)鏈條上的一個(gè)耗能環(huán)節(jié)，在鋁產(chǎn)品的后續(xù)應(yīng)用加工過程中，則更多體現(xiàn)的是高科技和精細(xì)化加工的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，不但具有其它材料不可替代的作用，而且在很多領(lǐng)域更顯示出其顯著的節(jié)能效果（如電力、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)龋?。二是由于鋁極易氧化形成堅(jiān)固的保護(hù)膜使其在使用過程中不再被侵蝕這一自然特性，使應(yīng)用過程中鋁產(chǎn)品的氧化損失極少，且極易回收?；厥章士蛇_(dá)到95%以上，因而鋁可以循環(huán)往復(fù)地回收應(yīng)用，因此有“儲(chǔ)能產(chǎn)品”和“能源銀行”的美譽(yù)。鋁的再生和回收使其在今后的循環(huán)使用中的能耗大大降低。三是我國生產(chǎn)鋁的技術(shù)裝備水平世界一流，其能耗達(dá)到或已經(jīng)低于多數(shù)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)鋁所消耗的電能，也就是說在國內(nèi)鋁企業(yè)生產(chǎn)鋁的能耗甚至低于美國的鋁廠。
盡管電解鋁耗能已占全國總用電量的7.9%以上，但與我國目前已擁有上億輛的家用汽車的耗能相比，整個(gè)電解鋁工業(yè)的耗能甚至還不足其幾十分之一。
電解鋁是高污染行業(yè)？準(zhǔn)確地講這種說法并不確切，也有失公允。電解鋁生產(chǎn)過程中所排放的主要污染物氟化物同時(shí)就是電解鋁生產(chǎn)所需要的原材料，而以煙氣形式排放出來的氟化物與電解鋁生產(chǎn)的另一種主要原料氧化鋁有著天然的親和力，它們?cè)诜磻?yīng)器中相遇后瞬間即可發(fā)生吸附反應(yīng)，反應(yīng)的效率達(dá)到99%以上。以此原理開發(fā)的“干法凈化”系統(tǒng)被全世界的鋁廠廣泛采用。排除管理因素，電解鋁污染問題早在上世紀(jì)80年代初，就已經(jīng)不是技術(shù)上的問題了。更重要的是，現(xiàn)代電解鋁廠的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中早已把煙氣的處理系統(tǒng)和原料的供給系統(tǒng)融為一個(gè)整體，全年365天全天候連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，須臾不可中斷。
對(duì)于電解槽大修產(chǎn)生的少量固體污染物，一直都有嚴(yán)格的環(huán)保處理措施。近年來，國家對(duì)電解鋁的環(huán)保治理提出了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求。一方面增加了電解鋁煙氣中SO2等排放的限制；另一方面，2016年新的《環(huán)保法》將電解過程排放的固體廢棄物大部分列為危險(xiǎn)污染物。經(jīng)過長期的技術(shù)積累和近幾年的研發(fā)應(yīng)用，相應(yīng)的處理技術(shù)已經(jīng)開始走向工業(yè)化，特別是電解鋁煙氣脫硫技術(shù)和電解鋁大修廢渣的處理與綜合利用技術(shù)已逐漸成熟，并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前，電解鋁固廢資源化技術(shù)的研究開發(fā)也已經(jīng)取得積極進(jìn)展。
作為從事電解鋁的設(shè)計(jì)、研究、管理30多年的行業(yè)科技工作者，筆者親歷了整個(gè)電解鋁技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程，深知影響電解鋁產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展甚至“投資過熱”或者“產(chǎn)能過剩”，絕不僅僅因?yàn)殡娊怃X屬于“兩高一資”、勞動(dòng)密集或是“高投入、高產(chǎn)出”的行業(yè)。盡管也有不少人認(rèn)為電解鋁存在這樣或那樣的問題，但深度分析發(fā)現(xiàn)其背后有著極其深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)背景和深層次的經(jīng)濟(jì)技術(shù)原因，才有了今天電解鋁工業(yè)的蓬勃發(fā)展。
探索真相——電解鋁到底有多牛?改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)處于歷史上千年不遇的發(fā)展時(shí)期，給原鋁的生產(chǎn)提供了廣闊的發(fā)展空間。然而，許多人不了解的是，我國電解鋁行業(yè)幾代科技人員的辛勤耕耘和不懈探索結(jié)出的累累碩果和驚人的科技成就，才是我國電解鋁產(chǎn)業(yè)雄居世界領(lǐng)先地位背后真正的內(nèi)在原因。特別是在電解鋁大型化技術(shù)領(lǐng)域，從無到有、從消化吸收到自主創(chuàng)新、從理論領(lǐng)域到試驗(yàn)開發(fā)，再到大規(guī)模的應(yīng)用推廣，鋁電解設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)日臻完善，形成了自己的設(shè)計(jì)和技術(shù)體系。如今，全球范圍內(nèi)，有電解鋁增長的地區(qū)，就有中國的身影，電解鋁工業(yè)已經(jīng)成為我國在全世界制造業(yè)乃至工業(yè)領(lǐng)域中少有的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，在“一帶一路”倡儀引領(lǐng)下，昂首走向世界。
我國鋁電解科技創(chuàng)新的四十年，是幾代科技工作者共同創(chuàng)造奇跡的40年?；仡^看40年的歷程，一幅幅波瀾壯闊的科技創(chuàng)新畫卷歷歷在目，昔日前輩們振聾發(fā)聵的攻關(guān)號(hào)令和破解難題時(shí)的諄諄教誨依然回蕩在腦海中……
“日輕”技術(shù)的引進(jìn)
說起電解鋁廠，行業(yè)內(nèi)的老同志這么形容：走進(jìn)電解車間不到10米遠(yuǎn)，就看不到人了；電解工從電解車間出來，就像煤礦工人，整個(gè)臉上就能看見一雙眼睛，工作環(huán)境惡劣，無法想象的，這也是電解鋁生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)最早留給人們的印象。上世紀(jì)70年代以前，我國電解鋁廠基本上以前蘇聯(lián)引進(jìn)的自焙陽極電解槽技術(shù)為主，單系列規(guī)模一般不超過1萬噸/年。年產(chǎn)超過3萬噸的鋁廠都是國家骨干企業(yè)。
上世紀(jì)80年代初期，伴隨改革開放的春風(fēng)，國民經(jīng)濟(jì)各條戰(zhàn)線迎來了一個(gè)劃時(shí)代的變化，我國工業(yè)各領(lǐng)域更如陽春三月，百花爭艷。從促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，國家決定從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)技術(shù)建設(shè)一批重大工程建設(shè)項(xiàng)目。最為典型的就是上海寶鋼一期工程的建設(shè)，從1977年醞釀到1978年12月十一屆三中全會(huì)結(jié)束后的第一天舉行開工典禮。黨中央國務(wù)院決定建設(shè)現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)——寶鋼，從日本新日鐵公司引進(jìn)全套設(shè)備，建成了我國第一個(gè)具有80年代世界水平的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)。這也是歷史上第一個(gè)由全國人大表決的大型工程建設(shè)項(xiàng)目。大概很多人都清楚，寶鋼的建設(shè)為我國后來鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展并達(dá)到世界先進(jìn)水平奠定了基礎(chǔ)。
為什么選擇“日輕”技術(shù)？與鋼鐵工業(yè)一樣，在鋁業(yè)前輩包括程宗浩、姚世煥等在內(nèi)的老一輩專家積極建議和原冶金部領(lǐng)導(dǎo)的努力和支持下，改革開放的第一年，一批大型鋁廠建設(shè)被列入國家計(jì)劃，但是采用什么電解槽技術(shù)成為決策者面對(duì)的難題。上世紀(jì)70年代末，美鋁、法鋁等國際鋁業(yè)公司已經(jīng)開發(fā)成功160kA~180kA以上的大型預(yù)焙槽技術(shù)，鋁電解技術(shù)開始出現(xiàn)以大型化、預(yù)焙化為主導(dǎo)的發(fā)展趨勢(shì)。按照姚世煥等前輩的回憶，根據(jù)當(dāng)時(shí)的電解鋁技術(shù)發(fā)展，專家組將世界上先進(jìn)的電解槽型分為三種模式并進(jìn)行了比較：
第一種是北美型電解槽。當(dāng)時(shí)美國鋁業(yè)公司（Alcoa）是世界上最大的跨國鋁業(yè)公司，美國鋁業(yè)公司(Alcoa)和加拿大鋁業(yè)公司（Alcan）在加拿大、巴西等鋁廠使用的是150kA～220kA大型預(yù)焙陽極電解槽(簡稱“預(yù)焙槽”)，該槽型的優(yōu)點(diǎn)是中間加氧化鋁，密閉性好，98%以上的有害煙氣經(jīng)過回收處理后達(dá)到環(huán)保要求。但這種槽型走的是高效率、高槽電壓路線，噸鋁電耗也相對(duì)較高，適用于北美水電豐富和電價(jià)便宜的地區(qū)。
第二種是歐洲型電解槽。是法國鋁業(yè)公司（Pechiney）等為代表針對(duì)高電價(jià)地區(qū)而研發(fā)的一種低電耗的槽型。由于其180kA預(yù)焙槽技術(shù)（AP18）尚處于試驗(yàn)階段（僅有四臺(tái)試驗(yàn)槽剛剛投入運(yùn)行，盡管1977年中期已開始準(zhǔn)備籌建F系列），而且作為法鋁剛剛開發(fā)的最先進(jìn)的180kA技術(shù)，轉(zhuǎn)讓的可能性不大。Pechiney向中方推薦了當(dāng)時(shí)已經(jīng)成熟應(yīng)用的最大電流只有135kA的預(yù)焙槽，采用邊部添加氧化鋁，有30%的有害氣體無組織排放，這種槽型嚴(yán)重污染環(huán)境，在有些地區(qū)不得不采取天窗洗滌進(jìn)行處理，費(fèi)用昂貴，很明顯這種技術(shù)不符合我國國情。
第三種槽型是日本型電解槽。20世紀(jì)60～70年代，日本鋁工業(yè)迅速發(fā)展，日本各家公司引進(jìn)了美國、法國和瑞士的各種槽型，經(jīng)過消化與改進(jìn)后，由三家公司綜合了美國的環(huán)保性好和法國的能耗低的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)了一種低電耗和密閉性好的預(yù)焙槽，容量達(dá)到160kA～170kA，這種槽型經(jīng)過改進(jìn)非常適合我國使用。以日本輕金屬公司為首的日本幾家鋁業(yè)公司從1976年就開始向我國積極推薦其自主研發(fā)的大型預(yù)焙槽技術(shù)。而且由于在當(dāng)時(shí)中日友好的大環(huán)境下，采用日本技術(shù)可以獲得日本政府長期貸款的支持。
此后，原冶金部派出了以黨組成員王哲為團(tuán)長、程宗浩為秘書長的代表團(tuán)，考察了日本6大鋁業(yè)公司13個(gè)鋁廠中的10個(gè)電解鋁廠、碳素廠和鋁加工廠。最終，根據(jù)考察建議決定采用日本輕金屬株式會(huì)社160kA大型中間加料、密閉型預(yù)焙槽技術(shù)。
1978年2月21日，原國家計(jì)委批準(zhǔn)了貴州鋁廠8萬噸鋁電解工程（簡稱貴鋁二電解或貴鋁前8萬噸工程），1979年1月7日，貴州鋁廠與日本輕金屬公司簽訂8萬噸/年鋁電解工廠建設(shè)引進(jìn)合同。以日本輕金屬公司當(dāng)時(shí)最新試驗(yàn)的4臺(tái)電解槽為原型，成套引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在貴州鋁廠建設(shè)了中國第一個(gè)低電耗和密閉性好的160kA中間下料預(yù)焙槽系列——貴州鋁廠第二電解鋁廠，由貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院（貴陽院）負(fù)責(zé)配合引進(jìn)工程的設(shè)計(jì)，中國第七冶金建設(shè)公司承擔(dān)建設(shè)安裝任務(wù)，系列共安裝電解槽208臺(tái)，年產(chǎn)能8萬噸，包含配套的碳素預(yù)焙陽極制造和陽極組裝系統(tǒng)。1981年12月18日，這個(gè)當(dāng)時(shí)國內(nèi)單系列產(chǎn)能最大、裝備最先進(jìn)的鋁電解工程正式試車投產(chǎn)。
如何評(píng)價(jià)“日輕”技術(shù)？“日輕”160kA電解系列的引進(jìn)和建設(shè)，是當(dāng)時(shí)我國第一個(gè)大型預(yù)焙槽系列，在國際上屬于上世紀(jì)70年代先進(jìn)水平。為了讓大家看得清楚，將其設(shè)計(jì)特點(diǎn)和主要指標(biāo)參數(shù)描述如下：
① 設(shè)計(jì)電流強(qiáng)度160kA，槽工作電壓4.05V，電流效率87.5%，直流電耗13600kWh/tAl，陽極效應(yīng)次數(shù)1次/槽日；這個(gè)指標(biāo)今天看來并不是很先進(jìn)，但與當(dāng)時(shí)國內(nèi)自焙槽電流效率84%～86%，直流電耗15000kWh/tAl以上相比，確是先進(jìn)了很多。
② 母線配置設(shè)計(jì)為兩端進(jìn)電，槽底有中間往端部引出的補(bǔ)償母線；兩端進(jìn)電的設(shè)計(jì)模式當(dāng)時(shí)不是最先進(jìn)的，但考慮了磁場(chǎng)的影響，進(jìn)行了合理的槽底補(bǔ)償。
③ 采用中間下料方式，兩點(diǎn)下料，下料器容量15kg， 加料20分鐘一次，每小時(shí)下料量90kg，采用風(fēng)動(dòng)下料器（溜槽控制），每臺(tái)槽端頭設(shè)有一臺(tái)專用風(fēng)機(jī)；控制系統(tǒng)采用效應(yīng)控制方式來控制氧化鋁濃度；下料器結(jié)構(gòu)和下料量的設(shè)計(jì)，是日方技術(shù)的最大短板，也是造成電解槽沉淀多，槽況波動(dòng)大等許多問題的主要原因。
④ 陽極尺寸1400×660×540，陽極組數(shù)24，陽極電流密度0.72A/cm2；陽極的選擇證明是合理的，我國后來的發(fā)展基本是在這個(gè)基礎(chǔ)上改進(jìn)的；
⑤ 陽極提升機(jī)構(gòu)采用四點(diǎn)提升，為渦輪蝸桿式機(jī)構(gòu)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
⑥ 加工面為：大面525，小面595，陽極中縫250。這也是其設(shè)計(jì)落后的表現(xiàn)之一，是由于受到歐洲技術(shù)邊部加工（加料）的影響，加工面較大。
⑦ 電解車間安裝160kA電解槽208臺(tái)，配置在四棟廠房內(nèi)，共分8個(gè)區(qū)，每區(qū)26臺(tái)槽。廠房采用兩層樓式結(jié)構(gòu)，操作平臺(tái)為+2.4m，全鋼結(jié)構(gòu)廠房。廠房跨度為20.5m， 兩棟廠房之間間距為25m；電解槽間距6.575m，這是由電解槽操作需求和母線配置設(shè)計(jì)決定的；陽極托盤有專用車輛運(yùn)輸至電解槽短頭擺放；5t出鋁臺(tái)包由天車調(diào)運(yùn)到電解槽短頭完成出鋁操作；這種設(shè)計(jì)方案有其合理性。
⑧ 采用了日本富士公司可控硅整流和干法凈化煙氣處理技術(shù)。整流所和煙氣凈化系統(tǒng)分別配置在電解車間的兩個(gè)端頭，跟我們今天的配置形式不一樣。這樣配置的好處是電解槽排與排之間的距離可以小一些，每兩棟廠房（兩排槽）對(duì)應(yīng)一套凈化系統(tǒng)。由于廠房長度比較短，煙氣管道的距離也短。這種平面配置方案在當(dāng)時(shí)有一定合理性，在貴鋁第三電解和青海鋁廠的設(shè)計(jì)中復(fù)制了這種模式。隨著系列規(guī)模的增大，我們后來的設(shè)計(jì)方案都是采用了將凈化系統(tǒng)布置在電解廠房之間的模式。
⑨ 氧化鋁物料的輸送，采用了兩種形式，來自氧化鋁廠的新鮮氧化鋁送入8000t料倉（鋼結(jié)構(gòu)圓形料倉），經(jīng)過氣力輸送（溜槽）和斗式提升機(jī)送入400t日耗倉；85%的新鮮氧化鋁加入凈化系統(tǒng)中吸附煙氣中的氟化物，從凈化回收回來的載氟氧化鋁通過溜槽和提升機(jī)送入300t載氟倉供電解槽加料，自動(dòng)控制的電動(dòng)小車定時(shí)將載氟氧化鋁送至每臺(tái)電解槽設(shè)置的容量為5t槽壁料箱內(nèi)，供每臺(tái)電解槽使用；另外15%的新鮮氧化鋁通過天車加料加入電解槽，作為陽極保溫覆蓋料。
⑩ 車間內(nèi)配備了8臺(tái)法國ECL生產(chǎn)的多功能操作機(jī)組，完成電解槽出鋁、換極和抬母線等主要作業(yè)。
今天的大型槽技術(shù)已經(jīng)有了很大的改變，主體的核心技術(shù)已經(jīng)今非昔比，但在很多工程化細(xì)節(jié)方面，內(nèi)行還是能夠看到當(dāng)年“日輕”技術(shù)的痕跡。
始料不及——投產(chǎn)暴露問題。“日輕”技術(shù)出問題了！很多人至今記憶猶新。事物的發(fā)展往往出乎人們的預(yù)料，由于技術(shù)本身和施工質(zhì)量、操作水平、管理因素等各方面的原因，在投產(chǎn)初期長達(dá)三四年的時(shí)間里，引進(jìn)的“日輕”電解槽生產(chǎn)運(yùn)行出現(xiàn)了各種各樣問題：槽溫高、爐幫形成不好、伸腿過長、槽底沉淀多，各種問題頻發(fā)，效率低，能耗高。尤其突出的是電解槽早期破損嚴(yán)重，大部分槽壽命不足1000天（設(shè)計(jì)槽壽命1500天）。
作為國家引進(jìn)的重大工程，出現(xiàn)了重大問題也必然引起了很大的反應(yīng)，甚至引起國家領(lǐng)導(dǎo)人的重視。作為全國最大的鋁廠，行業(yè)標(biāo)桿，更是貴州企業(yè)中的名牌，國家領(lǐng)導(dǎo)人來貴州必到貴鋁考察，今天你知道貴州有茅臺(tái)酒，不知道上世紀(jì)80年代貴鋁比茅臺(tái)關(guān)注度更高。因此，對(duì)于工程投產(chǎn)后的出現(xiàn)的問題，各方面壓力都很大。從貴陽院調(diào)任的首任廠長韓沛川被免職，有關(guān)設(shè)計(jì)、施工及建設(shè)方都非常緊張。那么這些問題究竟是什么原因造成的呢？
一方面，當(dāng)然是積極與日方交涉，認(rèn)為對(duì)方工藝技術(shù)不成熟（據(jù)老同志介紹，“日輕”賣給中國的技術(shù)確實(shí)是最新的，但也只有4臺(tái)工業(yè)試驗(yàn)槽），從履行合同的法律角度要求對(duì)方承擔(dān)責(zé)任。日方也感覺很委屈，雖然很積極配合，但對(duì)中方對(duì)其技術(shù)的懷疑還是不予認(rèn)可，認(rèn)為是中方的施工質(zhì)量、生產(chǎn)管理出了問題。事實(shí)上，在項(xiàng)目建設(shè)和投產(chǎn)過程中的確也發(fā)生過因?yàn)閷?duì)工程監(jiān)管不嚴(yán)，導(dǎo)致雙方人員發(fā)生沖突的事情：一名中方人員不按章作業(yè)，引起日方人員不滿，動(dòng)手打了中方人員，因?yàn)檫@件事還引發(fā)了外交糾紛，這些都成了人家的“證據(jù)”。還有一些各種沖突被當(dāng)時(shí)很多人當(dāng)作奇聞?shì)W事傳播。改革開放初期的這些事兒，今天的人們很難想象。也于是，雙方展開了長時(shí)間拉鋸式的研究、分析、查證、談判……。另一方面，基于當(dāng)時(shí)的國內(nèi)環(huán)境，這些問題引起了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和專家們的重視，也激發(fā)了全國高校、各大設(shè)計(jì)、研究院所研究探討的熱情，也取得了許多的研究成果結(jié)論，然而各種觀點(diǎn)和看法也不盡相同，今天看來當(dāng)然也未必都正確。回想起來，由于受到十年“文革”的影響，國內(nèi)當(dāng)時(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，這種探討和研究本身就是非常有意義的。
影響深遠(yuǎn)。事實(shí)上，貴鋁第二電解系列的引進(jìn)，受到了鋁行業(yè)上下和全社會(huì)的高度關(guān)注。從上世紀(jì)80年代初到90年代相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，它都代表了中國電解鋁工業(yè)的最高水平，也是國內(nèi)眾多電解鋁企業(yè)學(xué)習(xí)和效仿的模板。盡管存在著這樣那樣的問題，但廣大的鋁工業(yè)科技工作者還是對(duì)其保持著一種謙虛和實(shí)事求是的態(tài)度，從中學(xué)習(xí)和了解了大量的現(xiàn)代鋁電解新技術(shù)理念和技術(shù)成果。
采用日本引進(jìn)技術(shù)建設(shè)貴鋁第二電解系列這一重大決策，使得我國電解鋁工業(yè)與改革開放的步伐保持了同步快速發(fā)展，揭開了我國現(xiàn)代大型鋁電解技術(shù)發(fā)展的序幕，對(duì)我國電解鋁工業(yè)此后40年的發(fā)展產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響，今天看來，這個(gè)決策是十分英明的。在我們?yōu)殡娊怃X今天的發(fā)展而驕傲自豪的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)感謝老一輩鋁工業(yè)科學(xué)家們高瞻遠(yuǎn)矚，為電解鋁工業(yè)作出的這一了不起的歷史性貢獻(xiàn)。（未完待續(xù)）
（作者簡介：梁學(xué)民，鄭州大學(xué)特聘教授，鋁冶金學(xué)科帶頭人，中國有色金屬學(xué)會(huì)常務(wù)理事。）