Устройство для загрузки оксида алюминия в электролизер анодом седерберга

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к обслуживанию электролизеров для получения алюминия, снабженных анодами Седербер га. Цель • увеличение мощности электролизера без увеличения его габари-^ тов и более равномерная загрузка окси да алшиния в ванну электролизера. В корпусе анода, сваренном из листовой стали, по его высоте выполнена по крайней мере одна вертикальная выемка, имеющая в поперечном, сечении форму полуцилиндра. В выемках расположены питатели. Питатели могут быть расположены в выемках на прртивопо- . Ложных длинных сторонах корпуса ано-' да. В корпусе анода может быть выполг нено шесть выемок с питателями. • 2 з.п. ф-лы? 2 ил. '

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОИЦ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ QCCP

1 (21) .4356905/02 (22) 01, 11. 88 (31) 874538 (32) 02.11.87 (33) NO .(46) 30.01.92. Бюл. и 4 (7l) Мосал Алюминиум Элкем А/с энд

Ко (ЫО) (72) Альф. Эустрхейм, Адольф Каштен

Сюрдал, Арнт Теллеф Олсен и Эудун

Сетре (NO) (53) 669.713.723(088.8) (56) Справочник металлурга по цвет" ным металлам. Производство алюминия..

М.:,. Металлургия, 1971, с. 198-159,, 270. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ОКСИДА

АЛОМИНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕР АНОДОМ СЕДЕР

БЕРГА

Изобретение относится к цветной металлургии. в частности к обслужи" ванию электролизеров для получения алюминия, снабженных анодами Седерберга.

Цель изобретения - увеличение мощности электролизера без увеличения его габаритов и более равномерная загрузка оксида алюминия в ванну элен тролизера.

Электролизеры или печи для получе-. ния алюминия по способу Холл-Герольт содержат плоский низкий прямоугольный корпус с огнеупорной футеровкой, а также углеродные блоки в боковых стенках и на поду. Углеродные блоки образуют емкость для образующегося

„„5U„„1709916 А 3 ()g С 25 С 3/14, 3/10

2 (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к обслуживанию электролизеров для получения алюминия, снабженных анодами Седербер. га. Цель - увеличение мощности электролизера без увеличения его габаритов и более равномерная загрузка окси да алюминия в ванну электролизера.

В корпусе анода, сваренном иэ листо" вой стали, по его высоте выполнена по крайней мере одна вертикальная выемка, имеющая в поперечном, сечении форму полуцилиндра. В выемках расположены питатели. Питатели могут быть расположены в выемках на противоположных длинных сторонах керпуса ано- I да. В корпусе анода может быть выпал", нено шесть выемок с питателями.

2 з.п. ф-лы-, 2 ил.

Л алюминия и для расплавленного электролита. Углеродные блоки подовой С»

"части емкости имеют стальные стержни 43 для подвода шин электропитания. Таким ЧО образом, углеродные блоки пода пред- — а ставляют собой катод для электроли- О зера.

Расплавленный электролит, который . имеет более низкую плотность по срав» нению с расплавленным алюминием, сос" тоит из расплавленного криолита, определенных неорганических солей, таких как фтористый алюминий, фтористый кальций, а также растворенного оксида алюминия. Оксид алюминия расходуется в процессе электролиза и поэто1709916 му его необходимо добавлять в элек" тролит очень часто. В процессе электролиза расплав в ванне покрывается затвердевшим электролитом в виде корки. Верхняя поверхность корки покрыта оксидом,алюминия и/или другими материалами, которые также добавляют в электролит. Корка уменьшает потери тепла из расплавленного электро" лита, но она твердая и поэтому ее необходимо разбивать, когда требуется добавлять оксид алюминия в ванну с расплавом, В электролиэерах, оборудованных анодами Седерберга, каждая ванная имеет один прямоугольный анод. Анод

Седерберга содержит постоянный наружный корпус, выполненный из чугуна или стали. Этот корпус охватывает самоспеченный углеродный анод. Неспеценную углеродосодержащую пасту эа гружают в верхнюю часть анода, которая спекается, образуя твердый угле."

1родный анод под действием тепла, вы- 25 деляемого при подаче электрического тока от расплавленной ванны. Главная особенность электрода Седерберга состоит в том, что спеченный твердый анод находится в движении относитель ЭО ! но стационарного анодного корпуса.

Анод Седерберга обычно покрывает 70-80ь площади электролизера. Расстоя ние между наружной стенкой анода и боковой. стенкой катодной емкости для современных электролиэеров Седерберга делается очень малым. Подача оксида алюминия в расплавленный электролит должна производиться в этой небольшой зоне между анодрм и боковой стЕнкой 40 канода. Это производится путем разбивания корки между боковой стенкой катода и анодом, после чего подают оксид алюминия. Однако такой способ подачи оксида алюминия обладает рядом 45 недостатков., Поскольку оксид алюминия подают порционно, содержание оксида в электролите меняется, что оказывает отрицательное влияние на эффектив- 50 ность использования электрического тока и на затраты электроэнергии на тонну произведенного алюминия. !

Для электролиэеров Седерберга подачу оксида можно осуществлять только 55 между анодом и боковой стенкой .катод

Предлагаемое изобретение относит- . ся к средству для подачи оксида алюминия в электролизеры, предназначен ные для производства алюминия, причем эти электролиэеры предСтавляют собой агрегаты типа Седерберга, в которых упомянутое средство содержит по крайней мере один местный загрузчик, предназначенный для подачи ок" сида алюминия и расположенный по меньшей мере в одной из выемок в корпусе анода. Выемки выполнены вертикально по высоте корпуса анода и в поперечном сечении имеют форму полу" цилиндра. Оксид алюминия подается в большой объем расплавленного электролита на относительно большом расстоянии от боковых стенок электролизера, поэтому оксид, который поступает в.него, непрерывно растворяется в расплавлейном электролите, причем очень быстро. Кроме того, места за грузки оксида расположены под газовыми кожухами, которые выполнены вокруг анода, поэтому расстояние между анодом и газовым кожухом можно увеличить в выемке по сравнению с расстоянием вне выемки. Это также ведет к существенному снижению выделения газов и пыли иэ электролизеPo8 ° 1

Выемки в корпусе анода не создают таких-либо проблем при перемещении спеченного электрода относительно корпуса анода . Используя анод, можно обслуживание электролизера обеспечить через выемки в корпусе анода. Таким образом; помимо. подачи оксида, осмотр, выпуск произведенного алюминия, удаление анода, введение фтористых соединений и т.д. можно производить че.рез выемки. Это означает, что площадь,анода можно увеличить беэ увеличения площади катодной емкости, поскольку отпадает необходимость использовать пространство электролизера между боковой стенкой катода и анодом. Поэтому можно увеличить пода,чу электроэнергии в электролизер беэ увеличения плотности тока на аноде.

На фиг. схематично представлен электролизер, оборудованный анодом

Седерберга, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. .Электролизер включает катодную емкость 1 и анод 2 Седерберга. Анод 2

Седерберга заключен в корпус 3. В противоположность обычному корпусу анода, корпус 3 имеет по

Как показано на чертежах местное загрузочное устройство 5 расположено внутри внешней прямоугольной периферии анода. Расстояние между боковой стенкой 2 катодной емкости 1 и загрузчиком 5 поэтому существенно уве" личивается по сравнению с обычным электролизером Седерберга. Таким образом оксид алюминия поступает в электролит в том месте, где электролит имеет теплосодержание, доста" точное для растворения оксида алюми"

1ния, Помимо этого подача оксида асу» ществляется внутри газовой защиты 6, а поэтому газы и пыль не выделяются в атмосферу из электролизера.

Предлагаемое устройство обладает преимуществом при котором местные загрузочные устройства можно легко устанавливать в существующих электролиэерах, оборудованных анодами Седер- . берга.

Кроме того можно увеличить мощность. электролизера без увеличения его габаритов и обеспечить равномерную подачу оксида алюминия в ванйу электролизера.

Формула и э о б р е т е н и я

Ф

1. Устройство для загрузки оксида алюминия в электролизер анодом Седер" берга, содержащее питатель и прямоугольный корпус анода, сваренный из листовой стали и заключенный в жест" кую раму,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения мощности электролизера без увеличения его габаритов и более равномерной загрузки оксида .аломиния в ванну электро" лизера, корпус анода выполнен по меньшей мере с одной выемкой, расположенной по его высоте и имеющей в поперечном сечении форму полуцилиндра, а .питатель расположен в выемке.

2. Устройство по и. 1., о т л ич а ю щ е е с я тем, что одна выемка выполнена на одной из длинных сторон корпуса анода, а другая - на противоположной стороне корпуса анода по диа гонали, а в них расположены питатели.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что корпус анода выполнен с шестью вертикальными выемками, а в них расположены питатели.

5 170991 меньшей мере одну выемку 4. Кор" пус 3 анода, показанный на фиг. 1, .имеет шесть выемок 4, которые расположены симметрично по периферии корпуса 3 анода. Выемки 4 на корпусе

3 анода имеют преимущественно полу" круглое поперечное сечение. В каждой выемке 4 имеется загрузчик 5, предназначенный для местной подачи окси" да алюминия. Конструкция загрузочного устройства 5 произвольная. Можно для этой цели использоват:-. любые загрузчики, которые применяются на электролизерах с предварительно спе15 ченными анодами. Газовый кожух 6 фиг. 1 расположен снаружи корпуса 3 катода. Это обычная газовая защита, которая используется для сбора газов, выделяющихся в процессе электролиза.

Следует отметить, что шины для подачи,тока и болты крепления анода не показаны на фиг. 1. Загрузочное устройство 5 содержит трубу 7, установленную вертикально в одной из выемок 4 в корпусе 3 анода. Труба 7 соединена с другой трубой,9, по которой подается оксид алюминия. Вторая труба 9 соединена с питающей трубой 10, по которой поступает оксид алюминия из бункера, который не показан. Оксид алюминия подают пневмотранспортом. фнутри трубы, 7 имеется устройство 11 для разбивания корки, которое может перемещаться. вертикально пневмо- или

Гидроцилиндром 12. На фиг. 2 устройство 11 показано в .верхнем положении, фтриховыми линиями показано его ниж"

Нее положение. В верхнем конце трубы

7 имеется уплотнение 13 между трубой

7 и цилиндром 12. Во время работы загрузочного устройства разбиватель

11 корки опускается при включении цилиндра 12, причем нижний конец разби- „ вателя 11 корки пробивает корку 14, образующуюся на поверхности ванны электролизера 15. Затем разбиватель

11 корки перемещается в свое верхнее положение. Небольшое количество оксида алюминия проходит через трубы 10 и

50 9 в трубу 7 и далее в ванну 15. Этот процесс повторяешься с частотой, кото-. рая обеспечивает подачу заданного количества оксида алюминия в ванну

15. Произведенный алюминий собирается в слое 16 в донной части катодной емкости.

1709916

@и2

Составитель Л.Кольцова

Редактор Ю:Середа Техред 11.дидык Корректор Н.Король . ееееевеееееееавеаеавювеевеееааеее ° вевееюйевееееаеевевееевееееэееееавее Е е е е ав е е е а в в е е е

Заказ ЙО Тираж Подписное . ВНИКПЦ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113015, Ио<. ква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издате:<ьский комбинат "Патент", г, Ужг.iрод, ул. Гагарин», 10