Способ определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2467095:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") (RU)

Изобретение относится к способу определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве при электролитическом производстве алюминия. Способ включает предварительное построение калибровочной зависимости физического параметра криолит-глиноземного расплава от концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве, измерение физического параметра криолит-глиноземного расплава и проведение расчета концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве с использованием предварительно построенной калибровочной зависимости. Обеспечивается снижение погрешности измерения концентрации глинозема за счет применения оперативных и достоверных данных о содержании фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия в электролите и его температуры плавления, возможность снизить ошибку погрешности измерения в сравнении с химическим методом на 1,5-2%, изучать характерные особенности работы электролизера при критических концентрациях глинозема, определять условия, на основании которых производится автоматический выбор режима подачи глинозема в электролит и корректировка периода срабатывания дозирующего устройства. 3 табл., 3 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому способу получения алюминия.

Концентрация глинозема в криолит-глиноземном расплаве алюминиевого электролизера является одним из ключевых параметров, определяющих технико-экономические показатели процесса электролиза. Высокая концентрация глинозема в криолит-глиноземном расплаве приводит к формированию осадка на подине электролизера с отрицательными последствиями для технологического процесса, в то время как недостаток глинозема приводит к явлению поляризации анода, называемому «анодным эффектом», который наблюдается при работе алюминиевых электролизеров.

Концентрация глинозема в промышленных алюминиевых электролизерах на данный момент определяется только аналитическими методами после отбора пробы криолит-глиноземного расплава из электролизера. Данный анализ является слишком медленным и трудоемким и не позволяет получать оперативную информацию по концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве. К недостаткам вышеуказанного метода относят то, что:

- метод не отличает в криолит-глиноземном расплаве растворенный и нерастворенный глинозем, что вызывает вариацию ошибки измерения;

- точность метода зависит от качества отбора пробы криолит-глиноземного расплава.

Для проведения оперативного определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве известны электрохимические способы и устройства.

Использование как способа измерения анодного перенапряжения (SU №1423627, опубликовано 20.10.1986), так и способа измерения ЭДС (SU №1673645, опубликовано 21.09.1989; US №4.639.304, опубликовано 27.01.1987) для определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве промышленных электролизеров затруднительно из-за существенного влияния на величины анодного перенапряжения и ЭДС процессов газовыделения и интенсивного перемешивания электролита, а также градиентов потенциала в электролизной ванне.

Известен электрохимический способ и устройство определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве (US №4.935.107, опубл. 19.06.1990), основанный на импедансных измерениях при низком токе и перенапряжении между индикаторным электродом, электродом сравнения и противоэлектродом. Использование известного электрохимического способа для определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве промышленных алюминиевых электролизеров связано с большой ошибкой измерения, обусловленной нестационарными условиями в промышленной электролизной ванне из-за интенсивного перемешивания расплавленного электролита.

За прототип принят наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату способ для измерения концентрации глинозема в расплавленном электролите электролизера (RU №2370573, МПК C25C 3/06, опубликовано 20.10.2008).

Сущность изобретения заключается в следующем: датчик погружают в криолит-глиноземный расплав, измерение силы тока на датчике осуществляется при принудительном линейном изменении напряжения на датчике посредством управляемого источника напряжения, строится вольт-амперная кривая по полученным значениям силы тока и напряжения и определяются силы тока пика на полученной вольтамперной кривой, соответствующей началу анодного эффекта на аноде датчика, и по калибровочной зависимости определяется концентрация глинозема.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются: измерение косвенных параметров, определение концентрации глинозема с помощью расчетной формулы.

Данная технология имеет следующие недостатки:

- при проведении измерений концентрации глинозема в электролите возникает ошибка измерения, обусловленная нестационарными условиями в промышленной электролизной ванне из-за интенсивного перемешивания расплавленного электролита;

- калибровочная зависимость для определения концентрации глинозема построена на основании данных, полученных аналитическими методами.

Вследствие этих недостатков способ не нашел практического применения.

Задача заявляемого изобретения заключается в повышении точности и оперативности определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве промышленных алюминиевых электролизеров без отбора проб.

Технический результат заключается в снижении погрешности измерения концентрации глинозема за счет применения оперативных и достоверных данных о содержании фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия в электролите и его температуры плавления.

Поставленная задача решается тем, что способ определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве при производстве алюминия, включающий предварительное построение калибровочной зависимости физического параметра криолит-глиноземного расплава от концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве, измерение физического параметра криолит-глиноземного расплава и проведение расчета концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве с использованием предварительно построенной калибровочной зависимости, согласно изобретению, в качестве физического параметра криолит-глиноземного расплава используют температуру плавления криолит-глиноземного расплава, перед построением калибровочной зависимости одновременно с измерением температуры плавления криолит-глиноземного расплава производят отбор пробы криолит-глиноземного расплава для определения его химического состава на содержание фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия, результаты которого учитываются при построении калибровочной зависимости для исключения погрешности, связанной с остаточным содержанием нерастворенного глинозема в криолит-глиноземном расплаве, а определение концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве осуществляют путем измерения температуры плавления криолит-глиноземного расплава и проведения расчета содержания концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве с использованием предварительно построенной калибровочной зависимости, при этом с целью учета изменения химического состава криолит-глиноземного расплава через заданные периоды времени производят корректировку калибровочной зависимости посредством одновременного измерения температуры плавления криолит-глиноземного расплава и отбора пробы криолит-глиноземного расплава для определения его химического состава на содержание фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия, причем построение калибровочной зависимости и ее корректировку осуществляют с использованием следующего выражения:

CAl₂O₃=(1011-Т_пл-CAlF₃·kTAlF₃-CCaF₂·kTCaF₂-CMgF₂·kTMgF₂-CLiF·kTLiF)/kTAl₂O₃,

где CAl₂O₃ - концентрация глинозема в криолит-глиноземном расплаве, %;

1011 - температура плавления чистого криолита, °C;

Т_пл - температура плавления криолит-глиноземного расплава, °C;

CCaF₂ - концентрация фтористого кальция в криолит-глиноземном расплаве, %;

CMgF₂ - концентрация фтористого магния в криолит-глиноземном расплаве, %;

CLiF - концентрация фтористого лития в криолит-глиноземном расплаве, %;

CAlF₃ - избыток фтористого алюминия в криолит-глиноземном расплаве, %;

kTAlF₃ - удельный коэффициент влияния избытка фтористого алюминия в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °C;

kTCaF₂ - удельный коэффициент влияния фтористого кальция в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °C;

kTMgF₂ - удельный коэффициент влияния фтористого магния в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °C;

kTLiF - удельный коэффициент влияния фтористого лития в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °C;

kTAl₂O₃ - удельный коэффициент влияния глинозема в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °C.

Техническая сущность данного решения заключается в следующем. Применяются известные способы и устройства, обеспечивающие оперативное, с высокой точностью, определение температуры плавления криолит-глиноземного расплава и содержание в нем фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия.

Из уровня техники известно устройство «Cry-O-Therm» фирмы «Heraeus Electro-Nite». Система «Cry-O-Therm» обеспечивает быстрое и точное измерение температуры электролита, температуры плавления и перегрева электролита. Температура плавления расплава определяется методом дифференциального термического анализа. Прибор обеспечивает обработку поступающего с зонда «Cry-O-Therm» сигнала посредством измерения термоЭДС. Практическое измерение температуры ликвидуса прибором производится с помощью комбинированных зондов, обеспечивающих одноразовое измерение температур.

Также известно в металлургии алюминия устройство ARL9800 TAXA для проведения контроля над химическим составом криолит-глиноземного расплава, например содержанием избытка фтористого алюминия и фтористых соединений (литий, магний, кальций). Прибор использует рентгено-дифракционный метод анализа.

Способ отбора проб электролита включает устройство позволяющее устранить кристаллизацию криолит-глиноземного расплава.

Соответствие заявляемого способа критерию «новизна» подтверждают отличия от прототипа:

- в качестве физического параметра криолит-глиноземного расплава используют температуру плавления криолит-глиноземного расплава;

- перед построением калибровочной зависимости одновременно с измерением температуры плавления криолит-глиноземного расплава производят отбор пробы криолит-глиноземного расплава для определения его химического состава на содержание фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия;

- результаты измерений учитываются при построении калибровочной зависимости для исключения погрешности, связанной с остаточным содержанием нерастворенного глинозема в криолит-глиноземном расплаве.

В процессе поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлено технических решений, характеризующихся идентичными или эквивалентными признаками с предлагаемым решением, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где

на фиг.1 изображена калибровочная зависимость концентрации глинозема от температуры плавления электролита, полученная при фиксированных известных концентрациях глинозема в криолит-глиноземном расплаве;

на фиг.2 изображены кривые практических измерений и рассчитанных значений содержания глинозема в расплаве сопоставленные с его температурой плавления;

на фиг.3 изображены графики практических измерений и рассчитанных значений содержания глинозема в расплаве сопоставленные с периодами автоматической подачи глинозема в электролит.

Промышленная применимость доказана многочисленными испытаниями в условиях опытного участка Уральского алюминиевого завода на электролизерах с обожженными анодами силой тока 300 кА. В таблице 2 приведены результаты концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве, установленные предлагаемым способом и аналитическими методами.

Для проверки достоверности разработанного способа результаты практических измерений и рассчитанных значений содержания глинозема в криолит-глиноземном расплаве сопоставили с температурой плавления (фиг.2) и автоматической подачей глинозема в электролит (фиг.3).

Показано (фиг.2), что рассчитанная концентрация глинозема зеркально отображает изменения температуры плавления электролита, что хорошо согласуется с данными, свидетельствующими о влиянии концентрации глинозема на температуру ликвидуса.

Выявлено (фиг.3), что в зависимости от режима подачи глинозема в электролит предлагаемый способ наиболее точно определяет концентрацию глинозема и имеет меньшее количество «выпавших» значений.

Для определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве строилась калибровочная зависимость концентрации глинозема от температуры плавления электролита (фиг.1). При помощи устройств для определения температуры плавления расплава и концентрации фтористых соединений в лабораторных условиях регистрировались значения удельных коэффициентов влияния примесей на температуру ликвидуса при фиксированных известных концентрациях глинозема в электролите.

Коэффициенты влияния одного процента содержания AlF₃, CaF₂, MgF₂, LiF и Al₂O₃ на температуру плавления криолит-глиноземного расплава представлены в табл.1.

Таблица 1
Примеси	Температурные коэффициенты
1% Al₂O₃	7,26°C
1% AlF₃	0,37°C
1% CaF₂	3,39°C
1% MgF₂	3,95°C
1% LiF	8,86°C

Экспериментальное определение концентрации глинозема при помощи способа определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве проводилось как в лабораторных условиях, так и в электролите промышленных алюминиевых электролизеров.

В лабораторных экспериментах использовался электролит следующего состава:

NaF/AlF₃=2,3;

CaF₂=6,0% масс.;

MgF₂=0,5% масс.

LiF=0,6% масс.

Электролит промышленных алюминиевых электролизеров имел следующий состав:

NaF/AlF₃=2,2-2,4;

CaF₂=7,0% масс.;

MgF₂=0,7% масс.;

LiF=0,6% масс.

Температура плавления электролита в лабораторных экспериментах и в промышленных электролизных ваннах находилась в интервале 945-955°C.

В ходе экспериментов установлено, что значения температуры плавления электролита, измеренной зондом «Cry-O-Therm», в значительной степени зависят от текущей концентрации глинозема в расплаве. Дополнительный анализ криолит-глиноземного расплава показал, что концентрация фторида лития, попадающего в электролит с сырьем, величина условно постоянная и составляет в среднем по ваннам 0,6%.

В ходе экспериментального определения концентрации глинозема в промышленном алюминиевом электролизере при помощи способа для определения концентрации в криолит-глиноземном расплаве параллельно производился химический анализ проб криолит-глиноземного расплава на содержание глинозема и производился расчет изменения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве промышленного электролизера по загрузке глинозема (табл.2).

Таблица 2
Концентрация Al₂O₃	Расхождение
Данные способа, % масс.	Данные хим. анализа, % масс.	% масс. Al₂O₃
2,12	3,80	1,68
1,71	3,19	1,48
2,11	3,55	1,44
1,68	2,91	1,23
1,96	3,39	1,43

Расхождение между значениями концентрации глинозема (табл.2), определенными при помощи способа для определения концентрации глинозема и данными химического анализа, составляют в среднем 1,5% масс. Al₂O₃.

В табл.3 представлены сравнительные данные по ошибке определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве электрохимическими методами относительно аналитических методов по определению концентрации глинозема в электролите.

Таблица 3
Электрохимический метод экспресс-определения концентрации глинозема	Ошибка в определении концентрации глинозема, масс.% Al₂O₃	Источник
Метод ЭДС	0,5	B.Mazza and P.Pedeferri «Determination of the Alumina Content in Aluminum Reduction Bath», G. Re. Metallurgica Ital., p.582 (1976)
Метод анодного перенапряжения	1,0	В.М.Можаев, С.С.Романченко, Г.Д.Козьмин, П.В.Поляков, В.В.Бурнакин, «Цветные металлы» 24(4), стр.49-51 (1983)
Метод критического тока	0,5	U.S. Patent 3,471,390, опубл. ккт.1969, U.S. Patent 4,450,063, опубл. май 1984, A.T.Taberaux and N.E.Richards «An Improved Aluminum Concentration Meter», Light Metals TMS, p.p.495-506(1983)
Метод измерения напряжения при анодном эффекте	0,5	R.G.Haverkamp, B.J.Welch and J.B.Metson «An Electrochemical Method of Measuring the Dissolution Rate of Alumina in Molten Cryolite». Of Electrochem. 8, p.p.334-340 (1992)
Хронопотенциометрия	0,8	J.Thonstad «Chronopotentiometric Measurements on Graphite Anodes in Cryolite-Alumina Melts», Electrochimica Acta, 14, p.p.127-134 (1969)

Из представленных данных следует, что ошибка в определение концентрации глинозема электрохимическими методами меньше, чем аналитическими методами по определению концентрации глинозема в электролите. Но т.к. данные методы отталкивались от химического анализа концентрации глинозема, можно сделать вывод, что предлагаемый способ наиболее точен, т.к. статистический анализ показал, что в сравнении с предлагаемым способом химический метод определения концентрации глинозема занижает определяемую величину на 0,5-2%.

Предложенное изобретение позволяет снизить ошибку погрешности измерения в сравнение с химическим методом на 1,5-2%, изучать характерные особенности работы электролизера при критических концентрациях глинозема, определять условия, на основании которых производится автоматический выбор режима подачи глинозема в электролит и корректировка периода срабатывания дозирующего устройства.

Способ определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве при производстве алюминия, включающий предварительное построение калибровочной зависимости физического параметра криолит-глиноземного расплава от концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве, измерение физического параметра криолит-глиноземного расплава и проведение расчета концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве с использованием предварительно построенной калибровочной зависимости, отличающийся тем, что в качестве физического параметра криолит-глиноземного расплава используют температуру плавления криолит-глиноземного расплава, перед построением калибровочной зависимости одновременно с измерением температуры плавления криолит-глиноземного расплава производят отбор пробы криолит-глиноземного расплава для определения его химического состава на содержание фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия, результаты которого учитывают при построении калибровочной зависимости для исключения погрешности, связанной с остаточным содержанием нерастворенного глинозема в криолит-глиноземном расплаве, а определение концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве осуществляют путем измерения температуры плавления криолит-глиноземного расплава и проведения расчета содержания концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве с использованием предварительно построенной калибровочной зависимости, при этом для учета изменения химического состава криолит-глиноземного расплава через заданные периоды времени производят корректировку калибровочной зависимости посредством одновременного измерения температуры плавления криолит-глиноземного расплава и отбора пробы криолит-глиноземного расплава для определения его химического состава на содержание фтористого кальция, фтористого магния, фтористого лития и избытка фтористого алюминия, причем построение калибровочной зависимости и ее корректировку осуществляют с использованием следующего выражения:
САl₂O₃=(1011-T_пл-CAlF₃·kTAlF₃-CCaF₂·kTCaF₂-CMgF₂·kTMgF₂-CLiF·kTLiF)/kTAl₂O₃,
где САl₂O₃ - концентрация глинозема в криолит-глиноземном расплаве, %;
1011 - температура плавления чистого криолита, °С;
Т_пл - температура плавления криолит-глиноземного расплава, °С;
CCaF₂ - концентрация фтористого кальция в криолит-глиноземном расплаве, %;
CMgF₂ - концентрация фтористого магния в криолит-глиноземном расплаве, %;
CLiF - концентрация фтористого лития в криолит-глиноземном расплаве, %;
CAlF₃ - избыток фтористого алюминия в криолит-глиноземном расплаве, %;
kTAlF₃ - удельный коэффициент влияния избытка фтористого алюминия в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °С;
kTCaF₂ - удельный коэффициент влияния фтористого кальция в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °С;
kTMgF₂ - удельный коэффициент влияния фтористого магния в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °С;
kTLiF - удельный коэффициент влияния фтористого лития в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °С;
кТАl₂O₃ - удельный коэффициент влияния глинозема в криолит-глиноземном расплаве на его температуру плавления, °С.

Изобретение относится к способам получения металлов, в частности алюминия, или сплавов электролизом расплавленных солей с кислородсодержащими добавками с использованием металлического и оксидно-металлического керметного инертного анода.

Электролизер для производства алюминия // 2457285

Изобретение относится к области цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия. .

Восстановительный электролизер с высокой энергоэффективностью на 400 ка // 2456381

Изобретение относится к конструкции мощного алюминиевого электролизера на 400 кА. .

Горелочное устройство алюминиевого электролизера с интенсивным смешиванием компонентов // 2456380

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому получению алюминия, и предназначено для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом.

Способ электролитического производства алюминия // 2455398

Изобретение относится к способу электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава. .

Способ производства металлов с керамическим анодом // 2452797

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения металлов электролизом расплавленных электролитов с инертными анодами, в частности для электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава в электролизере с анодом, состоящим из оксидного проводящего керамического материала на основе диоксида олова, имеющего структуру типа рутила.

Устройство и способ выливки металла // 2447200

Изобретение относится к устройству и способу выливки расплавленного металла из-под слоя расплавленного электролита, менее плотного, чем металл. .

Соединитель для механического и электрического соединения анода с анодной рамой электролизера для производства алюминия и устройство захвата, зажима и разжима такого соединителя // 2439208

Изобретение относится к соединителю для механического и электрического соединения анода с анодной рамой электролизера для производства алюминия методом огневого электролиза.

Способ переработки солевого шлака (пушонки), образующегося при отключении электролизера для производства алюминия в ремонт // 2425179

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, в частности к способу переработки солевого шлака, образующегося при отключении электролизера для производства алюминия в ремонт.

Способ измерения уровней расплавов металла и электролита на электролизере для производства алюминия // 2425178

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия. .

Способ создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера // 2486292

Изобретение относится к способу создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера

Составной токоотводящий стержень // 2494174

Изобретение относится к электролизеру в серии электролизеров для получения алюминия и составному токоотводящему катодному стержню электролизера. Электролизер содержит кожух и огнеупорную футеровку, образующие рабочую полость для размещения высокотемпературных расплавов криолита и алюминия, электропроводящий катод из множества катодных блоков, образующих основание рабочей полости, анод, подвешенный внутри электролизера и находящийся в контакте с высокотемпературными расплавами в рабочей полости, токоотводящий стержень, помещенный внутри пазов, выполненных в катодном блоке катода, непосредственно не контактирующий с расплавами в рабочей полости, и размещенную снаружи кожуха электрическую ошиновку. Токоотводящий стержень содержит электрически соединенный с ошиновкой первый проводник, наружная поверхность которого электрически контактирует с катодным блоком, и второй проводник с меньшим электрическим сопротивлением, чем у первого проводника, механически или химически связанный с наружной поверхностью первого проводника в канале или в пазу, выполненном в наружной поверхности этого проводника, и образующий часть одной наружной поверхности первого проводника. Обеспечивается увеличение срока службы катодных блоков. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ защиты катодных блоков со смачиваемым покрытием на основе диборида титана при обжиге электролизера // 2502832

Изобретение относится к способу защиты смачиваемого покрытия на основе диборида титана катодных блоков алюминиевого электролизера от окисления при обжиге и пуске. Способ включает нанесение на смачиваемое покрытие защитного слоя, сохраняющего защитные свойства во всем интервале температур обжига электролизера с температурой плавления выше максимальной температуры обжига и растворяющегося при взаимодействии с криолит-глиноземным расплавом электролита Na3AlF6·Al2O3. В качестве защитного слоя используют слой на основе водного щелочного раствора силикатов натрия Na2O(SiO2)n или калия K2O(SiO2) и термически стойкого компонента или слой на основе водного щелочного раствора силикатов натрия Na2O(SiO2)n или калия K2O(SiO2). Защитный слой применяют в следующих пропорциях от 30 до 100% (Na2O(SiO2)n или калия K2O(SiO2)) и от 30% до 70% термически стойкого компонента. В водный щелочной раствор добавляют в качестве термически стойкого компонента углеродную пыль или глинозем Al2O3. Изобретение обеспечивает повышение защитных свойств смачиваемого покрытия за счет повышенной стойкости защитного слоя в локальных участках перегрева подины при обжиге алюминиевого электролизера. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Композиция для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера // 2518032

Изобретение относится к композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера для производства алюминия из криолит-глиноземных расплавов. В составе порошковой композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера, содержащей функциональный компонент диборид титана, связующее и инертный наполнитель, связующее содержит одновременно два вида связующих - неорганическое, а именно насыщенный кислый раствор трихлорида алюминия, и органическое, а именно полимер с высоким коксовым числом. Обеспечивается улучшение характеристик формования порошковой композиции, увеличение механической прочности и электропроводности материала, синтезированного из нее, улучшение качества, служебных свойств конечного смачиваемого материала катодного покрытия, что способствует увеличению его срока службы и повышению технико-экономических показателей электролизера.

Улучшение выливки алюминия приложением целенаправленного электромагнитного поля // 2522053

Изобретение относится к системе и способу для выливки расплавленного алюминия из электролизера для получения алюминия. Система содержит контейнер, имеющий корпус, приспособленный для помещения в него расплавленного алюминия, и желоб, имеющий участок-основание, соединенный с корпусом контейнера, участок-наконечник, соприкасающийся с расплавом в электролизере, и канал, соединяющий участок-основание с участком-наконечником, для прохождения расплава в корпус контейнера, причем расплав в электролизере содержит расплавленный алюминий и электролит, и электрический источник, соединенный с электролизером и выполненный с возможностью подачи вспомогательного тока на желоб для создания вспомогательного электромагнитного поля по меньшей мере вблизи участка-наконечника желоба, обеспечивающего по меньшей мере частичное увеличение потока расплавленного алюминия в желоб при поступлении вспомогательного тока на желоб, находящийся в жидкостном сообщении с расплавом в электролизере. Раскрыт также способ выливки алюминия из электролизера. Обеспечивается облегчение удаления расплава из электролизера. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для сбора твердых отходов, имеющихся в электролизном расплаве и жидком металле электролизной ванны, предназначенной для производства алюминия, посредством выскабливания днища ванны // 2522411

РЕФЕРАТ Изобретение относится к устройству для сбора твердых отходов и шлама из ванны электролизера для получения алюминия. Устройство содержит ковш для сбора корки, предназначенный для чистки анодных отверстий, подвижную вертикальную стойку, приводимую в движение первым приводом, раму, закрепленную на подвижной вертикальной стойке, и шарнирный черпак, при этом первый привод выполнен в виде гидроцилиндра, питаемого гидравлическим контуром, выполненным таким образом, что при приведении в движение черпака посредством второго привода давление масла в камере штока удерживается, по существу, постоянным, для удерживания нагрузки, соответствующей весу устройства для сбора, уменьшенной на заданную величину, предпочтительно, меньше 1000 даН, обычно от 200 до 600 даН. Предпочтительно, участок контура, питающий камеру штока, снабжен регулятором давления. Раскрыты также сервисный модуль и сервисное устройство для электролизера для получения алюминия. Обеспечивается возможность сбора отходов, выскабливая днище ванны без повреждения последней. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами // 2526351

Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Способ включает нагрев подины, выполненной из катодных блоков с катодными блюмсами, электропроводным материалом, размещение на нем обожженных анодов, соединение анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера, пропускание электрического тока через электропроводный материал и регулирование токовой нагрузки обожженных анодов. В качестве электропроводного материала используют насыпной графитовый материал с фракцией не более 2 мм, размещенный в виде рядов усеченной пирамиды расположенных в проекции ниппелей по всей длине обожженного анода, при этом высоту каждого ряда устанавливают 10 мм до 100 мм в обратно пропорциональной зависимости от силы пропускаемого тока, составляющего от 500 кА до 100 кА, а соединение всех анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера осуществляют посредством гибких элементов. Обеспечивается повышение срока службы электролизера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода // 2542180

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия с верхним подводом тока, в частности к устройству отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода. В устройстве отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода в систему организованного газоотсоса в виде труб, запеченных в тело анода по его продольной или поперечной осям в один или несколько рядов, трубы для отвода газов расположены но всей высоте анода, при этом в зоне жидкой анодной массы высота труб составляет 0,25÷0,3 от общей высоты труб, в зоне полукокса трубы выполнены перфорированными, и их высота составляет 0,5÷0,6 от общей высоты труб, а в нижней части в зоне сформированного анода трубы снабжены газопроводящими пробками, высота которых составляет 0,2÷0,25 от общей высоты трубы. При этом газопроводящие пробки выполнены из подштыревой анодной массы с содержанием связующего - каменноугольного пека 35-40% масс. Обеспечивается уменьшение толщины газосодержащего слоя электролита, сокращение потребления электролизером электроэнергии и увеличение выхода металла по току. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ подготовки проб калийсодержащего электролита алюминиевого производства для анализа состава и определения криолитового отношения методом рфа // 2542927

Изобретение относится к получению алюминия электролизом глинозема в расплаве фтористых солей и может быть использовано при технологическом контроле состава электролита методом количественного рентгенофазового анализа (РФА) калийсодержащего электролита с добавками кальция либо кальция и магния. Способ подготовки образцов для количественного РФА заключается в том, что отобранные из ванн закристаллизованные пробы подвергаются процедуре допирования с последующей термической обработкой. Для этого навеску перемолотого образца перемешивают с навеской фторида натрия для перевода состава пробы в область высокого КО, например, взятой в соотношении 1:2 к массе образца. Смесь помещают в печь, нагретую до необходимой температуры 650-750°C, и выдерживают в ней в течение 20-40 минут для растворения фторида натрия в образце и перекристаллизации образца с желаемым фазовым составом при последующем охлаждении на воздухе. Далее допированный образец помещают в печь, нагретую до температуры 420-450°C, и выдерживают в ней в течение 15-30 минут. После этого допированный образец извлекают из печи, охлаждают на воздухе и проводят анализ состава любым из методов количественного РФА и, учитывая количество внесенного NaF, рассчитывают состав исходной пробы. Применение допирования отобранных проб с дополнительной термической обработкой позволяет получить образцы с равновесным фазовым составом с известными кристаллическими фазами и с хорошей окристаллизацией фаз в пробе, что является необходимым при применении методов количественного РФА. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Газоочистное устройство и способ очистки газа // 2555038

Изобретение относится к очистке основного потока неочищенного газа из предприятия, например, по получению алюминия. Газоочистное устройство содержит множество газоочистных камер (34a-c), входную магистраль (32) для разделения основного потока неочищенного газа, текущего через нее, на множество отдельных фракционных потоков неочищенного газа для втекания во входы (46a-c) очистных камер и множество теплообменников (40a-c). Каждый теплообменник (40a-c) расположен ниже по потоку от входной магистрали (32) для охлаждения соответствующего фракционного потока неочищенного газа, входящего в соответствующую очистную камеру (34a-c). Теплообменники (40a-c) выполнены с возможностью генерирования перепада давления во фракционном потоке неочищенного газа, проходящем через них, оказывая выравнивающий эффект на относительные скорости индивидуальных фракционных потоков газа. Технический результат: повышение эффективности и надежности газоочистки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.