Способ гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере

 

Использование: производство алюминия электролизом расплавленных солей и касается методов гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере. Цель изобретения - уменьшение расхода электроэнергии на производство алюминия за счет снижения напряжения анодного эффекта и сокращения времени его гашения. Сущность: совместно с сжатым воздухом или со смесью, состоящей из порошка углеродистого материала и сжатого воздуха, дополнительно вводят борный ангидрид или борную кислот у (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 0,001-0,004% от массы электролита. Введение борного ангидрида или борной кислоты позволяет снизить напряжение анодного эффекта за счет образования токопроводящей фазы AIB2 в поданодном пространстве, уменьшающей омическое сопротивление на участки анодэлектролит. В результате взаимодействия алюминия, содержащегося в электролите в виде металлического тумана, с вводимыми под анод борным ангидридом или борной кислотой (последняя разлагается под действием температуры с получением борного ангидрида ) и далее с выделившимся бором по реакциям: 2А +В20 А 20з+2В; АН-2В А В2. Образующаяся при этом окись алюминия увеличивает скорость роста ее концентрации в электролите, а борный ангидрид, улучшая смачиваемость анода расплавленным электролитом , обеспечивает ликвидацию анодного эффекта при меньшей концентрации окиси алюминия в электролите, что сокращает время на гашение анодного эффекта со 128 до 90 с. Напряжение анодного эффекта снижается на 5 В. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. сл с х-ч ( s 4 Ш 4

COIO3 СО ВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 25 С 3/06, 3/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) описания изоьрктгния

К ПАТЕНТУ

gn (ф ,„ Ъ.

C) ф (21) 4924307/02 (22) 25,02.91 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (71) Братский алюминиевый завод (72) А.H.Ìàëåíüêèõ, Ю.А.Зверев, В.Н.Деревягин, В.Г.Липаев и А,П.Панин (73) Братский алюминиевый завод (56) Авторское свидетельство СССР 341868, кл. С25 СЗ/06, 1969, (54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ В АЛЮМИНИЕВОМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ (57) Использование; производство алюминия электролизом расплавленных солей и касается методов гашения анодных эффекТоВ в алюминиевом электролизере. Цель изобретения — уменьшение расхода электроэнергии на. производство алюминия за счет снижения напряжения анодного эффекта и сокращения времени его гашения.

Сущность: совместно с сжатым воздухом .или со смесью, состоящей из порошка углеродистого материала и сжатого воздуха, дополнительно вводят борный ангидрид или борную кислот у (в пересчете на борный

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается методов гашения анодных эффектов в алюминиевом злектролизере.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и длительности гашения анодного эффекта.

Реализация способа осуществляется при гашении анОдных эффектов на промыш,, Ы„„1784048 АЗ ангидрид) в количестве 0,001 вЂ,004/, от массы электролита. Введение барного ангидрида или борной кислоты позволяет снизить напряжение анодного эффекта за счет образования токопроводящей фазы AIBA в поданодном пространстве, уменьшающей омическое сопротивление на участке анодэлектролит. В результате взаимодействия алюминия, содержащегося в электролите в виде металлического тумана, с вводимыми под анод барным ангидридом или борной кислотой (последняя разлагается поддействием температуры с получением борного ангидрида) и далее с выделившимся бором по реакциям: 2А!+ВгО=А1 0з+2В; AI+2B=AIBA.

Образующаяся при этом окись алюминия увеличивает скорость роста ее концентрации в электролите, а борный ангидрид, улучшая смачиваемость анода расплавленным электролитом, обеспечиваетликвидацию анодного эффекта при меньшей концентрации окиси алюминия в электролите, что сокращает время на гашение анодного эффекта со 128 до 90 с. Напряжение анодного эффекта снижается на 5 В. 1 з.п.ф-лы, 1 табл, ленных алюминиевых электролизерах (на силу тока 150 кА).

Пример 1. После возникновения анодного эффекта разрушают криолито-глиноземную корку, загружают глинозем в электролит и вводят под анод агентогаситель — сжатый воздух совместно с порошкообразным борным ангидр :.дом в количестве

0,08 хг или 0,0017, от массы.электролита

{8000 кг). Устраняют анодный эффект. Во время протекания анодного эффекта изме1784048 рвот его напряжение. Снижение наг ряжения анодного эффекта достигается созданием токопроводящай фазы А!В2 в поданодном пространства, снижающей омическое сопротивление на участке анодэлектролит, в результате взаимодействия алюминия, содержащегося в электролите в виде металлического тумана, с вводимыми под анод борным ангидридом или борной кислотой(последняя разлагается поддействием температуры: 2НзВОз=В20з+3Н О) и далее — с выделившимся бором по реакция м.

2А!+ВгОз=АЬОз+2 В

А1+2 В=А! В2

Образующаяся при этом окись алюминия за счет повышенной скорости ее растворения в электролите в сравнении с загружаемым глиноземом увеличивает скорость повышения ее концентрации в электролите, а борный ангидрид, улучшая смачиваемость анода электролитом, обеспечивает создание условий для гашения анодного эффекта при меньшей концентрации окиси алюминия в электролите, в результате длительность гашения анодного эффекта снижается.

В примерах 2 и 3 гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примеру

1 при следующих параметрах.

Пример 2. Количество вводимой борной кислоты 0,28 кг или 0,002-",ь (в пересчете на борный ангидрид) от массы электролита, Пример 3. Количество вводимой борной кислоты 0,57 кг или 0,0047 (в пересчете на барный ангидрид) от массы электролита..

В примерах 4 и 5 гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примерам (1-3) за пределами заявленных интервалов.

Пример 4. Количество вводимого барного ангидрида 0,04 кг или 0,0005 $ от массы электролита. Пример 5. Количество вводимой борной кислоты 0,85 кг или 0,006 Д (в пересчете на борный ангидрид) от массы электролита.

В примерах (6-10) гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примерам (1 — 5) с введением сжатого воздуха и барного ангидрида или борной кислоты совместно с порошком углеродистого материала.

5 Осуществляют гашение анодных эффектов по известному способу с введением сжатого воздуха (пример 11) и сжатого воздуха

20 шения, а увеличение более 0,0047 нецеле30 сообразно ввиду перерасхода борного ангидрида или борной кислоты без дополни40

50 совместно с порошком углеродистого материала (пример 12).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что введение сжатого воздуха совместно с борным ангидридом или борной кислотой (примеры 1-3) и сжатого воздуха совместно с порошком углеродистого материала и борным ангидридом или борной кислотой (примеры 6-8) позволяет снизить напряжение анодного эффекта на 5 В и уменьшить длительность его гашения на 36 с, за счет чего снизить расход электроэнергии на 127 кВт.ч/т электролитического алюминия.

Уменьшение количества вводимого борного ангидрида или борной кислоты (в пересчете на барный ангидрид) менее 0,001 g, от массы электролита не оказывает. заметного влияния на снижение напряжения анодного эффекта и уменьшение длительности его гательного эффекта по снижению напряжения анодного эффекта и уменьшению длительности его гашения.

О ор мул а и зоб рете ни я

1. Способ гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере, включающий разрушение криолитоглиноземной корки. загрузку глинозема в электролит и введение сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода электроэнергии и длительности гашения анодного эффекта, введение сжатого воздуха осуществляют совместно с борным ангидридом или борной кислотой в количестве (в пересчете на борный ангидрид) 0,001-0,004, от массы электролита.

2, Способ поп1, отл и ч а ю щи и с я тем, что введение сжатого воздуха и борного ангидрида или борной кислоты осуществляют совместно с порошком углеродистого материала.

1784048

Составитель

Редактор Т,Куркова Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Заказ 4527 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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