Способ получения алюминия

Авторы патента:

C25C3/08 - конструктивные элементы электролизера, например днища, стенки, катоды

Использование: электролитическое получение алюминия из расплавов солей. Сущность: получение алюминия в электролизере с порогом осуществляют при поддержании уровня катодного алюминия выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,30 глубины ванны электролизера. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 25 С 3/08

ГОСУДАР CTB Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 фь.

,0с, (21) 4810567/02 (22) 26,02,90 (46) 23.05.92. Бюл. № 19 (71) Красноярский политехнический институт (72) Г.А.Потылицын и Б,С,Громов (53) 669.713.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11118866770033, кл. С 25 С 3/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 138063, кл, С 25 С 3/08, 1960, Изобретение относится к электролитическому способу получения алюминия из расплавленных солей и направлено на совершенствование технологии получения алюминия в электролизере с порогом, Известен способ получения алюминия в электролизере, - включающий электролиз криолитоглиноземного расплава, в котором электролиз осуществляют с наращиванием бортов ванны электролизера слоем застывшего электролита с поддержанием уровня расплава в ванне на 6-18% выше. глубины шахты электролизера.

Недостатком известного способа получения алюминия в электролизере является то, что в процессе эксплуатации электролизера с обожженными анодами из-за большого столба расплава в ванне высокое положение анодного массива затрудняет утепление анодного узла глиноземом, повышает частоту анодных эффектов и рабочее напряжение. Нестабильность теплового режима приводит к резким колебаниям уровня электролита, способствует осадкообразованию, оплавлению ниппелей анододержателей и ухудшению сортности алюминия.. Ж 1735436 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ (57) Использование; электролитическое получение алюминия из расплавов солей. Сущность: получение алюминия в электролизере с порогом осуществляют при поддержании уровня катодного алюминия выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,30 глубины ванны электролизера. 1 ил., 1 табл.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения алюминия в электролизере, включающий анод, катод и углеродистый порог, смонтированный по периметру ванны и выступающий над подиной до уровня подошвы анода.

Недостатком известного способа получения алюминия является то, что на поверхности порога в зоне границы электролита с катодным металлом отсутствуют защитные настыли. При отсутствии настылей неизбежно концентрирование силовых линий электрического тока, в результате чего на поверхности порога вместе с алюминием выделяется металлический натрий, Эти процессы приводят к снижению выхода алюминия по току, к разрушению бортовой стенки и увеличению содержания железа в катодном алюминии.

Целью изобретения является повышение качества алюминия и увеличение срока службы электролизера за счет стабилизации настылей на поверхности порога, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения алюминия, 1735436

55 включающему электролиз в электролизере с порогом, уровень катодного алюминия поддерживают выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,3 глубины ванны электролизера.

Нижний предел 0,05 ограничивают колебанием уровня катодного алюминия в ванне электролизера между выливками.

Верхний предел 0,3 ограничивают тем, что при дальнейшем увеличении этого расстояния горизонтальная поверхность порога не влияет на условия формирования стабильных настылей в зоне раздела электролита с катодным алюминием.

Отличием предлагаемого способа получения алюминия от известных способов является то, что уровень катодного алюминия поддерживают выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,3 глубины ванны электролизера.

Увеличение уровня катодного алюминия относительно порога позволяет на горизонтальной площадке порога формировать стабильные настыли и тем самым защитить углеграфитовую бортовую футеровку от эрозии, На толщину настыли влияет удельный тепловой поток, отводимый от катодного металла вблизи бортовой футеровки. Удельный тепловой поток зависит от режима обработки глиноземной корки и объема катодного алюминия над порогом. При обработке глиноземной корки глинозем, смоченный электролитом, погружается в катодный алюминий и оседает на площадку порога, где застывает за счет отбора тепла на нагрев и растворение глинозема. При отсутствии катодного металла над порогом удельная величина отводимого тепла резко падает, поскольку теплопроводность алюминия в несколько раз больше теплопроводности электролита. Исчезают настыли в зоне раздела электролит-катодный металл, Незащищенная углеграфитовая футеровка подвергается разрушению, снижается степень теплового саморегулирования электролизера. Анодные эффекты, перестановка анодов, колебание силы тока и другие изменения греющего напряжения способствуют повышению температуры электролита. В условиях низкой степени теплового саморегулирования электролизера технологический процесс электролиза протекает при высокой температуре с невысокими технико-экономическими показателями. Таким образом, чтобы замедлить процессы износа футеровки и обеспечить высокие техникоэкономические показатели процесса электролиза алюминия необходимы прежде всего защитные настыли в зоне границы электролита с катодным металлом, 5

На чертеже показан электролизер, поперечный разрез.

Вертикальную стенку 1 выполняют из бортовых углеграфитовых блоков, Уступом к вертикальной стенке монтируют углеродистый порог 2. На цоколь, состоящий из кирпичной бровки 3, теплоизоляционного слоя

4, катодного кожуха 5, устанавливают подовые блоки 6. Периферийные и центральные швы набивают подовой массой на антрацитовой основе, Производят монтаж катодного узла, Заливают катодный алюминий 7, наплавляют электролит 8 и устанавливают рабочее напряжение опусканием анода 9. В ванне нарабатывают катодный металл, поддерживаютуровень его выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,3 глубины ванны электролизера, Электролизер выводят на нормальный технологический режим, Предлагаемый способ получения алюминия в электролизере с порогом опробован на электролизере на силу тока 6 кА.

Испытаны два варианта. В первом варианте (по известному способу) уровень катодного алюминия поддерживают равным высоте порога. Во втором варианте (по предлагаемому способу) уровень катодного алюминия устанавливают выше порога на величину, равную 0,02; 0,05; 0,15; 0,30 и 0,40 глубины ванны электролизера. Глиноземную корку на сторонах электролизера обрабатывают один раз в сутки. Глинозем вводят в электролит двумя точечными питателями. По мере завершения испытания электролизер отключают и обследуют боковую поверхность вертикальной стенки с порогом на предмет ее разрушения, Измеряют толщину настыли и определяют содержание железа в катодном алюминии.

Результаты испытания представлены в таблице, Данные таблицы показывают, что предлагаемый способ получения алюминия в электролизере, уровень катодного металла в котором выше высоты порога на величину, равную 0,05-0,30 глубины ванны в электролизере, позволяет на поверхности порога в зоне границы электролита с катодным алюминием формировать мощные настыли, защитить бортовую углеграфитовую футеровку от ее разрушения, улучшить сортность выпускаемого алюминия-сырца и увеличить срок службы электролизера.

Формула изобретения

Способ получения алюминия, включающий электролиз в электролизере с порогом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества алюминия и увеличе1735436 высоты порога на величину, равную 0,050,30 глубины ванны электролизера. ния срока службы электролизера, уровень катодного алюминия поддерживают выше

Значение показателя по способ

Показатели

Известный

0,40

0,05

0,15

0,30

0,02

0,14

0,12

0,08

0,16

0,17

0,16

Нет

108

Составитель Г.Потылицын

Редактор Н,Бобкова Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 1796 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Содержание железа в катодном алюминии, оу

Толщина настыли в зоне границы электролита с катодным алюминием, мм

Глубина разрушения бортовой углеграфитовой футеровки на границе с катодным алюминием, мм

Предлагаемый при расстоянии между порогом и катодным алюминием

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, вчастности к конструкции подин алюми-^ ниевых электролизеров

Катодное устройство алюминиевого электролизера и способ его ремонта // 1705413

Изобретение относится к цветной металлургии , а именно к конструкциям алюминиевых электролизеров с цельносварным каркасом и наклонными стенками ванны

Способ изготовления теплоизоляции борта алюминиевого электролизера // 1696595

Способ изготовления катодной секции электролизера для получения алюминия // 1696594

Изобретение относится к промышленному электролизу

Способ монтажа подины электролизера // 1694703

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при монтаже подины алюминиевого электролизера

Электролизер для получения алюминия // 1693126

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к конструкции мощных электролизеров для получения алюминия

Способ определения количества алюминия в электролизере // 1686039

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для определения количества алюминия в электролизере

Способ монтажа подовой секции алюминиевого электролизера // 1680804

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей

Катодная секция алюминиевого электролизера // 1675391

Изобретение относится к производству алюминия электролизом расплавов и может быть использовано при изготовлении катодных секций алюминиевого электролизера

Ошиновка электролизера для получения алюминия // 1674586

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в конструкциях электролизеров для получения алюминия

Футеровка катодной части алюминиевого электролизера // 2100487

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей и может быть использовано при монтаже катодных устройств алюминиевого электролизера

Способ обжига алюминиевого электролизера после капитального ремонта // 2101393

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия из расплавов и предназначено для повышения качества обжига электролизеров после капитального ремонта

Уплотнение вывода катодных стержней алюминиевого электролизера // 2108414

Футеровка электролизера для рафинирования алюминия // 2112081

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия высокой чистоты способом электролитического рафинирования, и касается футеровки анодного кожуха электролизера

Кожух катодный алюминиевого электролизера // 2112082

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия электролизом в криолитглиноземных расплавах

Катодное устройство алюминиевого электролизера // 2113550

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности электролитическому получению алюминия, катодным устройствам электролизеров для получения алюминия

Подина алюминиевого электролизера // 2120500

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, и касается совершенствованию конструкции подины алюминиевого электролизера

Кожух катодный алюминиевого электролизера // 2121527

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия электролизом

Катодное устройство алюминиевого электролизера // 2121528

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому получению алюминия, к катодным устройствам электролизеров для получения алюминия

Способ горячего ремонта подины алюминиевого электролизера // 2123545

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия и касается ремонта футеровки алюминиевых электролизеров