Способ получения алюминия

 

Изобретение относитсй к цветной металлургии, а именно к способуполучения алюминия электролизом глиноземных расплавов. Цель изобрете- . ния - повышение выхода металла по току. Это достигается разложением глинозема при 700-820'*С в расплаве с плотностью на 0,05-0,4 г/см^ более высокой, чем плотность алюминия. Показано, что разность плотностей, меньшая 0,05 г/см^, снижает выход по току до 90%, а превышение этой разности до значения 0,4 г/см^ Ие вызывает уае1»1чения вь(хода по току сверх 94%. Способ реализуется в биг .j;* полярных электролизерах, коне тру кцня^::|' которых подобна конструкциям магни-^-*'' евых электроянз1;шх ванн. 2 ил. '

СОЮЗ СОВЕТСНИХ х

РЕСПУБЛИК (з1)5 С 2 С 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Превышемиеплотности алюминия э г/ 3

Выход по току, Ф

81

92

93

9"

0,03

0,05

0,2

0,3

0,4

0,45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH fHHY СССР

1 (21) 4703888/02 (22) 12.06.89 (46) 30 01..92, Бюл. Н 4 (71) Красноярский институт цветных металлов им. М.И. Калинина (72) П.В. Поляков, В.A. Блинов,,В.В. Бурнакин, Е.А. Панков, Л.А. Иса ева и А.А. Филоненко (53) 669.713.72 (088.8) (56) Патент Норвегии 8 7?052, кл. С 25 C 3/90, 1948. (54) СПоеаБ ПолуЧЕНИя АЛОМИНИя (57) Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способу

1 с

Изобретение относится к металлургии аломиния и может быть использовано при получении алюминия электролизом расплавленных глиноземсодержащих электролитов.

Целью изобретения является ловы" шение выхода металла по току.

Разложение глинозема осуществляет при 700-820 С в расплаве, плотность которого на 0,05-0,4 г/смз выше плот« ности аломиния. Накапливающийся на поверхности электролита алюминий при направленной циркуляции расплава выио» сится в сборные ячейки с последующей периодической или непрерывной выборкой металла и загрузкой глинозема.

Примеры электролита, плотность которого выше плотности алюминия, может служить электролит состава, мас.Ф! SaF 22; CaFq .10,2; NaF 20,6;

А1РВ 43,2, имеющий температуру плав"

„Я0.„1708933 А 1

2 получения алюминия электролизом глиноземных расплавов.. Цель изобретения - повышение выхода металла по току. Это достигается разложением глинозема при 700-:820 С в расплаве с плотностью на 0,05-0,4 г/смз более высокой, чем плотность алюминия. Показано, что разность плотностей, меньшая 0,05 г/смз, снижает .выход по току до 903, а превышение этой разности до значения 0,4 г/смз не вызывает увеличения. выхода по току сверх 943. Способ реализуется в би-. полярных злектролизерах, конструкцмя".-, . которых подобна конструкциям магии-,"."" евых электролиз юх ванн. 2 ил..

° ° ления 652вС и плотность 2,6-2,7 г/смз упри температуре 700-800 C.

Лабораторные опыты показали, что, если плотность электролита превышает плотность аюймииия менее чем на0,05 г/смз, набподается резкое сйижение выхода по току аломиния, à превышение.ее более чем на 0,4 г/АР не вйзывает дальнейшего повышения выхода по току:

170 933

Значительное снижение выхода по току при уменьшении плотности электролита (на 0,05 г/смз меньше плот-. ности алюминия) вызвано отстаиванием алюминия, что приводит к "витанию" капель алюминия в электролите, их окислению и растворению.

При плотности электролита, превышающей плотность алюминия более 10 чем на 0,4 r/ñè3, дальнейшего увеличения выхода по току не происходит.

На Фиг.1, изображен электролизер для реализации способа получения алюминия; на Фиг.2 - то же.

t5

Электролизер состоит из электро литической ванны 1, содержащей одну или несколько сборных ячеек 2, отделенных перегородками 3 с каналами 4 от электрохимической ячейки с двумя однополярными 5 и большим числом биполярных 6 электродами в ячейке 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Выделившийся на катоде алюминий 25 всплывает вместе с вертикальным потоком электролита, возникающим за счет выделения газа на аноде. Из-за повышения уровня расплава в электрохимической ячейке 7 этот поток электроли-. З0 та направляется в верхний переточный канал 4 и далее в сборную ячейку 2, а вместе с ним увлекаются и капли алюминия. В сборной ячейке 2 происходит отстаивание капель .и накопление металла в верхней части. Далее поток электролита направляется в нижний переточный канал 4 и затеи в электрохимическую ячейку. По мере накопления проводят периодическую выборку алюми- 40 ния. Питание глиноземом осуществляется через сборную ячейку с помощью специального устройства. По,мере сгорания анода и анодных частей биполярных электродов 6 проводится перед-,.вижка электродов с помощью специального устройства, периодически извле" кается огарок и устанавливается но1 вый анод., Значительная конвекция электролита в сборной ячейке сповобствует распределению глинозема по длине ванны. Это исключает необходимость применения сложной системы подачи глинозема в каждый межполюсной зазор. Часть глинозема, которая не успевает раствориться, оседает на дне сборной ячейки и в дальнейшем растворяется, так как поверхность глинозема контактирует с электролитом, а не закрыта слоем металла. Это исключает образование твердых осадков. уменьшение доли незавершенного производства достигается за счет уменьшения площади и толщины слоя алюминия. Например, если ванна имеет размер 2,5а5 и., то при толщине слоя алюминия в 0,3 м в ней находится

3,75 мз жидкого алюминия. Если даже суммарная ширина сборных ячеек составит 1 м, то при тех же толщине слоя алюминия и длине ванны количество алюминия составит 1,5 мз, что более чем в 2 раза ниже по сравнению с прототипом. При верхнем сборе алюминия толщина его слоя может быть значительно уменьшена, может быть уменьшена и ширина сборных ячеек, что еще больше снизит количество алюминия, постоянно находящегося в ванне.

Формула изобретения

Способ получения алюминия, включающий электрохимическое разложение в низкоплавком электролите при температуре загружаемого в расппав глинозема 700-820РС, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повышения выхода по току, разложение глино" зема ведут в расплаве с плотностью на 0,05-0,4 г/смз выше плотности алюминия, после чего осуществляют направленную циркуляцию расплава с выно. сом алюминия в сборную ячейку.

Составитель О. Костин

Техред N.Дидык

Редактор A. Маковская

Корректор А. Обручар

»юаФФЮ» 3В»»Ю ю»4б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101,.Заказ 07, ВНИИПИ Государственного

113>35>

»» »«»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»

Тираж Подписное комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Иосква, Ж"35, Раушская наб., д. %/5