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



Владельцы патента RU 2542927:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

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.

 

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано при определении состава калийсодержащего электролита для регулирования технологических параметров процесса.

Контроль состава электролита является важной технологической процедурой при электролитическом производстве алюминия. В процессе работы электролизной ванны состав и свойства электролита изменяются. В связи с этим электролит примерно раз в три дня анализируется, на основании чего выполняется коррекция состава каждой ванны. К числу контролируемых характеристик состава относят: криолитовое отношение (далее - КО) - отношение общего содержания фторида натрия к фториду алюминия ([NaF]/[AlF3]), содержание фторида калия и, в некоторых случаях, фторида кальция фторида магния. Криолитовое отношение определяет такие важные параметры электролита, как температура кристаллизации, растворимость глинозема, электропроводность, вязкость и некоторые другие. Определение состава производится методом количественного рентгенофазового анализа (РФА) на отобранных из ванн закристаллизованных пробах электролита. Необходимая точность определения КО составляет Δ=±0,04 ед. КО.

Фазовый состав твердых проб калийсодержащих электролитов с добавками фторида кальция представлен следующими фазами: Na5Al3F14, K2NaAl3F12, K2NaAlF6, KCaAl2F9. Однако, как показывает РФА, в пробах дополнительно присутствуют фазы, состав которых неизвестен. Игнорирование последних при анализе искажает результат определения КО. Фторид алюминия входит в состав как минимум 5 фаз, что также снижает точность определения КО.

Искажение результата анализа может быть устранено применением метода допирования состава анализируемых образцов. Метод заключается в том, что в анализируемые образцы добавляется известное количество другого вещества, в данном случае фторида натрия, с последующей термической обработкой с целью изменения фазового состава образцов и получения образцов с известными кристаллическими фазами.

Известна методика анализа калийсодержащих электролитов [CN 102507679, G01N 27/26, опубл. 20.06.2012], которая заключается в том, что к твердой пробе электролита добавляется навеска фторида натрия, в соотношении 1:2 к массе исходного образца с последующим спеканием образца при температуре 600-700°C в течение 15-50 мин. Далее полученный пек выщелачивают и по измерению проводимости раствора по градуировочным графикам определяют количество непрореагировавшего фторида натрия. Затем рассчитывают КО исходной пробы. Данный метод не позволяет определить компонентный состав пробы электролита.

Известен способ отбора проб электролита из электролизера для производства алюминия [RU №2284377, C25C 3/18, C25C 3/20, опубл. 27.09.2006], включающий локальное разрушение корки электролита, удаление твердых остатков корки, перемешивание электролита, отбор проб в пробоотборник, предварительно нагретого до 200-250°C, а затем и до температуры электролита, выливание жидкой пробы электролита без остатка из пробоотборника в изложницу и выдерживание пробы в изложнице не менее 2,5 часов.

Недостатком способа является большая продолжительность пробоотбора, и данный способ не может быть применен к калийсодержащим электролитам, поскольку в пробах калийсодержащих электролитов имеются фазы неизвестного состава.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ подготовки проб кальцийсодержащего электролита алюминиевого производства для анализа состава методом РФА [RU №2418104, C25C 3/06, C25C 3/20, опубл. 10.05.2011]. Способ заключается в том, что отобранные пробы электролита проходят термическую обработку в печи при температуре 480-520°C в течение 20-40 минут для улучшения дифракционных свойств закристаллизовавшихся фаз перед тем, как производится количественный РФА. Этот метод не ориентирован на анализ калийсодержащего электролита, поскольку применяемая термическая обработка не позволяет улучшить измерительные условия для метода количественного РФА проб.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является контролируемое изменение фазового состава пробы с целью получения пробы с известными кристаллическими фазами, основанное на допировании пробы и последующей термической обработке, улучшение дифракционных свойств закристаллизовавшихся фаз в пробе, что необходимо при применении методов количественного РФА.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки проб калийсодержащего электролита алюминиевого производства для анализа состава и определения криолитового отношения методом РФА, включающем очищение корки от глинозема, локальное разрушение корки электролита, очищение поверхности электролита от кусков корки и глинозема, перемешивание электролита, отбор пробы в предварительно прогретый над поверхностью расплава пробоотбоник в виде толстостенной конической изложницы и извлечение пробы, новым является то, что к навеске размолотого образца добавляют навеску фторида натрия, проводят спекание навесок до достижения следующего фазового состава Na3AlF6, K2NaAlF6, CaF2, NaF и определяют состав пробы и криолитовое отношение методом количественного рентгенофазового анализа. Также новым является то, что используют фторид натрия в соотношении 1:2 к массе образца, а спекание образца проводят при температуре 650-750°C в течение 20-40 минут, и что образец подвергают дополнительной термической обработке при температуре 420-450°C в течение 15-30 минут.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлены фрагменты рентгенограмм пробы калийсодержащего электролита исходного, допированного и допированного с дополнительной термической обработкой, где: нижняя рентгенограмма - калийсодержащий электролит (исходный), средняя рентгенограмма - допированный калийсодержащий электролит, термическая обработка при 750°C (широкие аналитические линии), верхняя рентгенограмма - последующая термическая обработка при 450°C (аналитические линии узкие, с большей интенсивностью). На фиг.2а (нижняя рентгенограмма - калийсодержащий электролит (исходный), верхняя рентгенограмма - допированный калийсодержащий электролит) и 2б (нижняя рентгенограмма - калийсодержащий электролит (исходный), верхняя рентгенограмма - допированный калийсодержащий электролит) представлены фрагменты рентгенограмм исходных образцов и допированных образцов с последующей термообработкой.

В твердых пробах калийсодержащих электролитов наблюдаются следующие фазы: K2NaAl3F12, Na5Al3F14, K2NaAlF6, KCaAl2F9, также присутствуют фазы с неизвестным составом. В качестве допанта был использован фторид натрия (NaF). При спекании пробы с фторидом натрия происходят следующие химические реакции:

K2NaAl3F12+6NaF→K2NaAlF6+2Na3AlF6

Na5Al3F14+4NaF→3Na3AlF6

2KCaAl2F9+10NaF→2CaF2+K2NaAlF6+3Na3AlF6

а при наличии фторида магния также:

Na2MgAlF7+2NaF→NaMgF3+Na3AlF6

Конечный фазовый состав допированного фторидом натрия образца представлен двумя основными фазами: Na3AlF6, K2NaAlF6 избыточным NaF. В образцах, содержащих кальций, ионы кальция присутствуют в фазе CaF2, а в образцах, содержащих магний, ионы магния присутствуют в фазе NaMgF3. Все образующиеся фазы являются кристаллическими.

Опытным путем установлено, что для областей с составами, лежащими в области КО≥0,8, достаточно введения добавки фторида натрия, равного половине массы исходного образца. Введение меньшего количества фторида натрия не позволяет получить желаемый фазовый состав с величиной КО≈3.

Необходимость в дополнительной термической обработке была вызвана тем, что рентгенограммы допированных образцов массой до 3 г спеченных при температурах 650-750°C имеют уширенные аналитические линии, малопригодные для количественного РФА. Дополнительная термическая обработка допированных образцов при температуре 420-450°C позволяет получить рентгенограмму с узкими, разрешенными аналитическими линиями.

Исходный образец является многофазным, т.к. в нем помимо основных соединений Na5Al3F14, K2NaAl3F12, K2NaAlF6 имеются фазы, состав которых неизвестен (на рентгенограмме линии неизвестных фаз отмечены знаками вопроса). При контролируемом допировании образца происходит изменение его фазового состава. После этой операции образцы состоят только из известных кристаллических фаз (Na3AlF6, K2NaAlF6, CaF2, NaF). Дополнительная термообработка приводит к улучшению рентгенографических характеристик фаз - линии становятся узкими, их интенсивность увеличивается.

В ходе проведенных исследований установлено, что оптимальными условиями при спекании образца электролита с фторидом натрия являются температуры 650-750°C и время прокаливания 20-40 минут.

Повышение температуры термообработки более 750°C может привести к отлету соединений NaAlF4, AlF3, KAlF4 и изменению состава образца. Температура термообработки менее 650°C требует излишне большего времени для полного протекания реакций между фазами, входящими в состав пробы и фторидом натрия.

Экспериментально установлено, что 20 минут недостаточно для полного протекания всех реакций между фазами, входящими в состав пробы, и фторидом натрия. Увеличение продолжительности термообработки более 40 минут нецелесообразно, поскольку этого времени достаточно для протекания всех реакций между фазами, входящими в состав пробы, и фторидом натрия при любой степени смешения.

Последующая термообработка допированного образца при температуре 420-450°C приводит к улучшению рентгенографических характеристик (уменьшению полуширины и возрастанию интенсивности). Температура термообработки менее 420°C является нецелесообразной, поскольку экспериментально установлено, что улучшение кристалличности происходит значительно медленнее. Температура термообработки более 450°C не приводит к значительному улучшению рентгенограмм.

Экспериментально установлено, что времени термообработки менее 15 минут недостаточно для улучшения кристалличности допированного образца. Термообработка более 30 минут нецелесообразна из-за увеличения продолжительности анализа.

Таким образом, допирование следует проводить в следующих условиях: навеску перемолотого образца перемешивают с навеской фторида натрия, взятой в соотношении 1:2 к массе образца. Смесь помещают в закрытом тигле в печь, нагретую до температуры 650-750°C, и выдерживают в ней течение 20-40 минут. Далее допированный образец помещают в печь, нагретую до температуры 420-450°C, и выдерживают в ней в течение 15-30 минут. После этого образец вынимают, охлаждают на воздухе и проводят анализ фазового состава методом количественного РФА. Далее, учитывая количество внесенного фторида натрия, рассчитывают КО или состав исходного образца. Применение допирования с последующей термической обработкой допированного образца 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.

Данные выводы были сделаны для проб электролитов, синтезированных в лабораторных условиях, и проб электролитов, отобранных из опытных электролизеров. Потери массы при термической обработке проб в данных условиях не превышали 1% мас.

Примеры осуществления способа

В качестве тестируемых материалов были использованы пробы калийсодержащего электролита с добавками фторида кальция, отобранные из опытных электролизеров в коническую изложницу.

Пример 1

Пробы электролита, отобранные в коническую изложницу из опытного электролизера, тщательно размалывают и перетирают с навеской NaF. Массу фторида натрия берут в 2 раза меньше, чем массу исходной пробы. Далее компоненты помещают в закрытый платиновый тигель в печь при температуре 650-750°C и выдерживают в ней 20-40 мин. После этого образцы подвергают дополнительной термической обработке при температуре 420-450°C в течение 15-30 мин. Исходные и конечные массы фиксируют. Потери массы составляют менее 1% мас. Дополнительный контроль состава образцов проводят с помощью РФА (дифрактометр X′pert Pro (PANalytical, Нидерланды)) и рентгеноспектрального метода анализа (автоматизированный волновой рентгенофлуоресцентный спектрометр фирмы Shimadzu XRF-1800 (с Rh-анодом).

В таблице 1 приведены фазовые составы исходных образцов, полученных из исходных проб калийсодержащих электролитов с добавками фторида кальция, и фазовые составы соответствующих допированных образцов.

Таблица 1
Фазовый состав исходных образцов и допированных образцов
фазы исходные образцы допированные образцы
1 2 3 4 1 2 3 4
Na5Al3F14 + + + +        
K2NaAlF6 + + + + + + + +
K2NaAl3F12 + + + +        
AlF3 +   + +        
KCaAl2F9 + + + +        
KAlF4     + +        
NaCaAlF6   +            
неизв. фазы + + + +        
Na3AlF6         + + + +
CaF2         + + + +
NaF         + + + +

Исходные образцы являются многофазными (7 фаз), в том числе они содержат фазы, состав которых неизвестен. Поскольку практически все фазы содержат фториды натрия и/или алюминия, для расчета КО необходимо определять содержание каждой фазы. В допированных образцах содержится всего четыре кристаллические фазы известного состава. На рисунках 2а и 2б представлены фрагменты рентгенограмм исходных образцов и допированных образцов с последующей термообработкой.

Исходные образцы являются многофазными и в них помимо основных соединений Na5Al3F14, K2NaAl3F12, K2NaAlF6, KCaAl2F9 имеются фазы, состав которых неизвестен (на рентгенограммах линии неизвестных фаз отмечены знаками вопроса). Допированные образцы состоят из известных кристаллических фаз: Na3AlF6, K2NaAlF6, CaF2, NaF.

В таблице 2 приведены данные об изменении массы образца при допировании с последующей термообработкой и величины КО для проб калийсодержащих электролитов с добавками фторида кальция, вычисленные из данных рентгеноспектрального анализа (РСА) для исходных образцов, допированных образцов, и КО для исходного состава пробы, пересчитанные исходя из состава допированных образцов.

Таблица 2
Изменения веса в процессе допирования и величины КО (ед. КО) для проб калийсодержащих электролитов с добавками кальция, вычисленные из данных РСА
  потери массы при допировании и термообработке, % мас. КО исходных образцов КО допированных образцов КО исходного состава пробы, пересчитанные исходя из состава допированных образцов
1 0,5 0,82 2,68 0,86
2 0,7 0,97 2,93 1,02
3 0,6 0,61 2,41 0,65
4 0,4 0,88 2,82 0,90
5 0,5 0,84 2,77 0,86
6 0,4 0,79 2,68 0,82
7 0,6 0,82 2,74 0,84
8 0,6 0,85 2,68 0,82

Данные о потерях массы при допировании и термической обработке, а также сравнение данных РСА показывают хорошее соответствие элементного состава исходного и обработанного образца. Среднеквадратичное отклонение (СКО) криолитового отношения образцов, рассчитанное исходя из состава допированных образцов, составляет 0,02 (ед. КО).

Метод допирования фторидом натрия твердых проб электролитов при температуре 650-750°C с последующей термической обработкой 420-450°C может быть успешно использован для анализа калийсодержащих электролитов.

Как следует из приведенных примеров, использование допирования проб электролита с последующей термической обработкой позволяет добиться хорошей окристаллизованности фаз и воспроизводимости состава анализируемых образцов, что необходимо для применения методов количественного РФА.

Результаты экспериментов по допированию с последующей термической обработкой промышленных электролитов позволяют рекомендовать данный метод при подготовке образцов к анализу.

1. Способ подготовки проб калийсодержащего электролита алюминиевого производства перед анализом состава и определения криолитового отношения методом рентгенофазового анализа (РФА), включающий отбор пробы в предварительно прогретый над поверхностью расплава пробоотборник в виде толстостенной конической изложницы и извлечение пробы, отличающийся тем, что извлеченную пробу перемалывают, к навеске размолотого образца добавляют навеску фторида натрия и проводят спекание навесок с получением состава кристаллических фаз Na3AlF6, K2NaAlF6, CaF2, NaF для определения состава исходной пробы и криолитового отношения с использованием метода РФА.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фторид натрия в соотношении 1:2 к массе образца, а спекание образца проводят при температуре 650-750°C в течение 20-40 минут.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образец подвергают дополнительной термической обработке при температуре 420-450°C в течение 15-30 минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия с верхним подводом тока, в частности к устройству отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода.

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.

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.

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.
Изобретение относится к композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера для производства алюминия из криолит-глиноземных расплавов.
Изобретение относится к способу защиты смачиваемого покрытия на основе диборида титана катодных блоков алюминиевого электролизера от окисления при обжиге и пуске.

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.

Изобретение относится к способу создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера. .

Изобретение относится к способу определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве при электролитическом производстве алюминия. .

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.

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.
Изобретение относится к способу электролитического получения алюмокремниевых сплавов -силуминов с использованием кремнезема и кремнеземсодержащих материалов, например, отработанной подины, содержащей большое количество кремнезема, глинозема и электролита, необходимых для электролиза. Способ включает предварительную обработку измельченного алюмосиликатного сырья, содержащего отработанную подину, глинозем и электролит, механоактивацией как отдельно, так и в смеси с глиноземом, периодическую загрузку подготовленного сырья в электролизер и проведение электролиза расплава с образованием силумина непосредственно в ванне электролита. Обеспечиваются высокая скорость растворения сырья, снижение напряжения и расхода энергии и увеличение срока службы электролизера.

Изобретение относится к графитированному фасонному катодному устройству для получения алюминия. Катодное устройство содержит основной блок и графитированный катодный замедлительный блок. На продольных кромках основного блока симметрично выполнены две группы канавок. Сырьевой материал, из которого изготовляется упомянутый графитированный катодный замедлительный блок, включает в себя кальцинированный нефтяной кокс, электрокальцинированный антрацит, каменноугольный пек, легирующую добавку TiB2 и добавку SiC. Графитированный катодный замедлительный блок вставлен в канавку, образованную обеими упомянутыми канавками, с перекрыванием соединительного шва между двумя основными блоками. Обеспечивается достижение эффекта сбережения электроэнергии и снижения затрат, уменьшения эффективной толщины основного блока и влияния на его срок эксплуатации, и достижение частичного структурного усиления основного блока и продления срока эксплуатации электролизера. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для рафинирования алюминия и его сплавов от электроположительных примесей. Устройство содержит контейнер с подиной, футерованной огнеупорными материалами, для размещения в нем расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и расплавленного рафинированного алюминия, одну или несколько пористых мембран, пропитанных электролитом, непроницаемых для расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и проницаемых для электролита и катионов алюминия, для разделения расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями, используемого в качестве анода с токоподводом, и расплавленного рафинированного алюминия в качестве катода с токоподводом и по крайней мере один МГД перемешиватель анодного расплава, установленный на границе раздела пористая мембрана - анодный расплав. Раскрыт также способ рафинирования алюминия и его сплавов от электроположительных примесей. Технический результат - обеспечение повышенной степени очистки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу рентгенофазового определения криолитового отношения при электролитическом получении алюминия и может быть использовано при определении состава электролита. Способ включает отбор пробы электролита, подготовку образца к анализу, измерение интенсивности аналитических дифракционных линий фаз криолита Na3AlF6, хиолита Na5Al3F14, флюорита CaF2, полуторного кальциевого криолита Na2Ca3Al2F14, одинарного кальциевого криолита NaCaAlF6 и фторида натрия NaF, при этом концентрации вышеперечисленных фаз электролита определяют по формуле: C j = ( I j a / K j a ) / ( ∑ l M I l a / K j a ) , а криолитовое отношение определяют по формуле: K O = 2 × ∑ j α j C j ∑ j β j C j где: - интенсивность аналитической линии j-й фазы, - корундовое число j-й фазы, рассчитанное для данной аналитической линии, М- количество фторидных фаз, Cj - концентрации минералогических фаз пробы; αj, βji - массовые доли соответственно NaF и AlF3 в j-й фазе. Обеспечивается упрощение и повышение его точности определения состава электролита. 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к электролизерам для производства жидких металлов, в частности алюминия, электролизом расплавленных солей. Электролизер содержит корпус, подину, крышку, установленные вертикально или наклонно малорасходуемые полые перфорированные и/или открыто пористые электроды, подсоединенные к источнику постоянного тока, при этом в электродах выполнены внутренние каналы для транспортировки по ним продуктов электролиза. Электроды выполнены в поперечном сечении в виде прямоугольника, закреплены в крышке электролизера и/или в углублениях корпуса и подины, причем в подине катодной частью, и соединены от 1 до 100 параллельных рядов с последовательно соединенными биполярными электродами в ряду от 2 до 100, при расстоянии между электродами от 0,5 до 5 см, а от боковой поверхности электрода до боковой стенки электролизера от 0,01 до 1 см, при этом каждый ряд эквипотенциальных электродов соединен с накопителем металла, расположенным в нижней части электролизера. Обеспечивается увеличение удельной производительности, снижение удельного расхода электроэнергии и массы токоподводящей ошиновки. 2 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. В способе регулируют токовую нагрузку при определении перегрева поверхности подины путем непрерывного измерения температуры и токовой нагрузки по анодам и ниппелями, отключают анододержатели с максимально допустимой по технологии токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода, расположенного в районе «борт катодного кожуха - ближайший ниппель анода» и/или рядом стоящего анода, последовательно определив перегрев поверхности подины между соседними рядами анодов, отключают анододержатели с максимально допустимой токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода и/или близлежащих анодов в следующей последовательности: рядом стоящий анод - напротив стоящий анод - анод по диагонали, при этом покрывают подину слоем электропроводного материала под анодами, расположенными по периферии подины с площадью контакта покрытия от 50% до 90%, под рядом расположенными анодами площадь контакта составляет от 30% до 70%, под всеми оставшимися анодами - от 10% до 50%, и подключают электролизер на обжиг после достижения температуры поверхности его подины заданного по технологии значения. Обеспечивается снижение объема используемого электропроводного материала и равномерный нагрев подины до 900°С за 48 часов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения алюминиево-кремниевых сплавов в электролизере для производства алюминия с использованием аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья. Способ включает периодическую загрузку в расплав электролита фтористых солей, глинозема, аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья и последующее восстановление оксидов алюминия и кремния, при этом в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, получаемый в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов, который загружают в расплав электролита с использованием установок автоматического питания электролизера. В электролизере поддерживают увеличенное на 5÷30 вес.% количество расплава электролита, в расплав электролита вместе с микрокремнеземом вводят измельченный кварцит в количестве до 40% от веса микрокремнезема. Дополнительно микрокремнезем предварительно смешивают с глиноземом или фтористыми солями и загружают в расплав электролита, причем смешивание микрокремнезема с глиноземом осуществляют путем их совместной подачи в сухую адсорбционную газоочистку корпуса электролиза алюминия, затем полученную смесь загружают в расплав электролита в виде фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема. Обеспечивается увеличение производительности электролизера по алюминиево-кремниевому сплаву, повышение выхода по току, улучшение качества алюминиево-кремниевого сплава. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к способу запуска электролизера для производства алюминия, имеющего катодный блок с верхней поверхностью. Способ включает размещение материала контактного сопротивления на верхней поверхности катодного блока, опускание множества анодов до упора в материал контактного сопротивления, заполнение электролизера и покрывание анодов твердым электролитным материалом, содержащим дробленый материал электролитной ванны, криолит или их смеси, подачу электрического тока на аноды для по меньшей мере частичного расплавления твердого электролитного материала и подъем анодов при достижении заданной глубины расплавленного электролитного материала. Обеспечивается сокращение рабочей нагрузки на подъемный кран и возможность увеличения вдвое числа электролизеров, запускаемых в течение заданного периода времени. 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

Изобретение относится к способу определения криолитового отношения (КО) мольного отношения (NaF+KF)/AlF3) с добавками фторидов кальция магния и калия. Способ включает построение градуировочных характеристик по Na, F, Са, Mg с использованием отраслевых стандартных образцов (ОСО) состава электролита электролизеров производства алюминия, прошедших метрологическую аттестацию, а по K - с использованием синтетических образцов электролита, с установленной по процедуре приготовления погрешностью значения содержания калия в виде регрессионных зависимостей, при этом градуировочные характеристики для фтора, натрия, кальция, и магния строят в виде регрессионной зависимости: , j≠k≠I , где i - определяемый элемент, j - элемент, участвующий в поглощении (наложении) определяемого элемента, k – элемент, участвующий в возбуждении определяемого элемента, bi, ci - коэффициенты уравнения регрессии для i-го элемента, определяемые методом наименьших квадратов, с/имп., мас. % соответственно, Ii - измеренная интенсивность флуоресцентного излучения i-го элемента, имп./с, Ci - концентрация i-го калия, мас. %, Cj - концентрация j-го элемента матрицы, мас. %, pj - коэффициент коррекции перекрывания интенсивности, pj=0÷1; (1+M)i - коэффициент влияния матрицы, величину которого определяют по формуле: , где i - определяемый элемент, αj - коэффициент поглощения, величина которого рассчитывается по методу наименьших квадратов, (% масс.)-1; βk - коэффициент возбуждения, величина которого рассчитывается по методу наименьших квадратов; Ck - концентрация k-го элемента матрицы, масс. %; N - количество элементов, а градуировочную характеристику для калия строят в виде регрессионной зависимости: С=aI2+bI+с, где: а, b, с - коэффициенты уравнения регрессии для калия, определяемые методом наименьших квадратов, (с/имп.)2, с/имп., масс. % соответственно; I - измеренная интенсивность флуоресцентного излучения аналитической линии калия, имп/с; С - концентрация калия, масс. %. Градуировочную характеристику для определения Na строят с применением α и β коррекции по Al, а градуировочную характеристику для определения F строят с учетом наложения Na и применением β коррекции по Al. Обеспечивается достижение точности определения КО в электролите с добавкой К. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-02-27 2015-02-27T12:35:27
Наверх