Патенты автора Симаков Дмитрий Александрович (RU)
Изобретение относится к способу определения состава электролита, в частности криолитового отношения (КО) и концентрации фторида калия (KF) в электролите на основе термических измерений с целью управления процессом электролиза алюминия. Способ включает отбор и извлечение, по меньшей мере, трех образцов расплавленного электролита, охлаждение образцов, построение и анализ термических кривых охлаждения, в результате которого определяют величину КО для натриевых электролитов или концентрацию фторида калия для смешанных электролитов с последующим определением КО с учетом концентрации KF, при условии, что содержание опорных фаз не менее 5 мас.%. Обеспечивается возможность оперативного и точного определения КО электролита и концентрации KF в электролите. 3 н. и 5 з.п. ф-лы. 3 табл., 9 ил., 1 пр.
Изобретение относится к перфорированному аноду для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Анод выполнен в виде перфорированной структуры, образованной продольными и поперечными анодными элементами, которые пересекаются друг с другом и ограничены боковыми сторонами пересекающихся анодных элементов, со сквозными отверстиями или перфорированной структуры с равномерно распределенными по аноду сквозными отверстиями, центры которых расположены по углам правильной треугольной сетки анодных элементов, а также содержит выступающие из электролита вертикальные или наклонные ребра, интегрированные с анодными элементами или токоподводом. Обеспечивается снижение падения напряжения в аноде и в пузырьковом слое под анодом, снижение анодного перенапряжения и расхода анода и увеличение выхода по току и надежности криолитоглиноземной корки, что приводит к увеличению срока службы анода и способствует формированию надежной и прочной криолитоглиноземной корки над поверхностью расплава, повышая эффективность процесса. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к способу получению сплавов на основе алюминия электролизом. Способ включает использование малорасходуемого анода алюминиевого электролизера в качестве источника легирующих элементов, при этом осуществляют введение в расплавленный катодный алюминий легирующих элементов путем растворения в расплаве электролита алюминиевого электролизера из малорасходуемого анода, добавления в расплав электролита алюминиевого электролизера оксидов, и/или фторидов, и/или карбонатов упомянутых легирующих элементов или одновременного растворения легирующих элементов из малорасходумых анодов с добавлением в расплав электролита алюминиевого электролизера оксидов, и/или фторидов, и/или карбонатов упомянутых легирующих элементов, восстановление легирующих элементов, введенных в расплав электролита алюминиевого электролизера на расплавленном катодном алюминии, с получением основы для алюминиевых сплавов, определение соотношения элементов в основе для алюминиевых сплавов и доведение сплавов до заданного состава посредством добавления к основе для алюминиевых сплавов легирующих элементов в необходимом количестве. Обеспечивается получение многокомпонентных сплавов алюминия заданного состава с введением легирующих примесей в процессе получения алюминия электролизом и с последующим доведением сплава до заданного состава с обеспечением упрощения технологии и контроля, снижение расхода лигатуры и, как следствие, снижение себестоимости получения алюминиевого сплава. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр., 2 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению длинномерных цилиндрических стержней из материалов на основе Ti-Al-C. Может быть использовано для получения электродных материалов при электролизе цветных металлов. Способ включает предварительное перемешивание исходных компонентов смеси порошков титана, алюминия и сажи в молярном соотношении 3Ti-xAl-2C, где 1≤х≤2,5, и прессование исходной смеси в цилиндрическую заготовку. Осуществляют нагрев заготовки до температуры 50-300°C и инициируют реакцию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, после чего проводят пластическое деформирование синтезированного материала через формующую матрицу с углом конусной части матрицы 120-180° при скорости перемещения плунжера пресса 60-100 мм/с. Способ обеспечивает получение материалов с заданным составом, позволяет упростить технологический процесс и увеличить производительность. 2 з.п. ф-лы, 7 пр.
Изобретение относится к вертикальным или наклонным электродам электролизера для электролитического получения алюминия из оксида алюминия. Электрод содержит основу электрода и поверхностное покрытие на основе тугоплавкой керамики. По первому варианту изобретения основа электрода выполнена из композиционного материала с содержанием от 5 до 90 мас. % тугоплавкой керамики и по меньшей мере одного металла с температурой плавления выше 1000°C, образующего при взаимодействии с алюминием тугоплавкие интерметаллиды, и/или с содержанием по меньшей мере одного сплава такого металла. По второму варианту изобретения основа электрода выполнена из металлического сплава, например конструкционной стали или другого сплава, с нанесенным на поверхность основы электрода промежуточным слоем из композиционного материала описанного выше состава. Обеспечивается повышение стойкости основы к окислению, снижение материалоемкости и стоимости электрода. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к способу и устройству для определения состава электролита на основе дифференциально-термических измерений для управления процессом электролиза алюминия. Устройство состоит из металлического блока, включающего эталон и емкость для отбора пробы электролита, температурных датчиков, погруженных в эталон и в пробу электролита, системы регистрации, обработки данных и визуализации полученных результатов. Способ включает погружение металлического блока в электролит, заполнение емкости расплавом электролита, извлечение и охлаждение металлического блока с заполненной емкостью над коркой на поверхности расплавленного электролита, построение и анализ дифференциально-термических кривых, в результате которого определяют температуру ликвидуса, перегрев электролита, а также фазовый и компонентный состав твердых проб электролита с учетом всех кристаллизующихся фаз, содержание которых в пробе электролита составляет не менее 3 мас. %, в качестве эталона используют α-модификацию оксида алюминия. Обеспечивается повышение точности определения состава электролита. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил, 1 пр., 5 табл.
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.
Изобретение относится к способу управления подачей глинозема в электролизеры для получения алюминия для поддержания концентрации глинозема в электролите, равной или близкой к концентрации насыщения. В способе измеряют приведенное напряжение (U) или псевдосопротивление (R), регистрируют результаты измерений через фиксированные интервалы времени и формируют циклы питания, включающие подачу глинозема в недостаточном или избыточном количестве в сравнении с теоретической скоростью расхода глинозема в процессе электролиза, причем длительность периодов недостаточного питания выбирается в зависимости от концентрации глинозема в электролите, а длительность периодов избыточного питания определяется по изменению одной или нескольких из регистрируемых на электролизере величин: приведенного напряжения, псевдосопротивления, скоростей изменения приведенного напряжения (dU/dt) и псевдосопротивления (dR/dt), регулирование межполюсного расстояния для поддержания энергетического баланса электролизера может осуществляться в любой из фаз питания. Обеспечивается повышение технико-экономических показателей процесса получения алюминия за счет отсутствия анодных эффектов в электролизерах с углеродными анодами и применения новых конструктивных и электродных материалов, которые имеют высокую скорость износа в электролите с низкой концентрацией глинозема. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к элементу конструкции укрытия пространства над расплавом электролизера для производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов. В укрытии электролизера для производства алюминия, контактирующем с парогазовой фазой в процессе работы электролизера, содержащем центральные и периферийные секции, установленные с возможностью перемещения относительно друг друга, центральные и периферийные секции выполнены из коррозионностойкого и эрозионностойкого материала, содержащего 80,0-99,0 мас.% фторфлогопита и 20,0-1,0 мас.% огнеупорного наполнителя. Центральные секции укрытия жестко закреплены на каждой анодной штанге, а периферийные секции выполнены в виде выпуклых створок, жестко закрепленных на верхней поверхности катода с возможностью съема и опирающихся на центральную секцию укрытия. В качестве огнеупорного наполнителя использованы следующие химические соединения: глина, фторид кальция, рутил, алюмосиликат натрия, фторапофилит, нефилин, оливин, фторид магния, шпинель. На торцевой и боковые стыки центральных и периферийных укрытий нанесен слой герметика в виде слоя глинозема, кроме этого на центральной секции укрытия могут быть выполнены отверстия. Обеспечивается герметичность укрытия, надежность и безопасность конструкции, снижение энергозатрат. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к изготовлению искусственных плавленых слюдяных материалов. Технический результат изобретения заключается в увеличении химической чистоты фторфлогопита, коррозионной и эрозионной стойкости материала. Способ получения плавленолитого калиевого фторфлогопита включает подготовку шихты путем смешения слюдосодержащего компонента - вермикулита в количестве 60-90 мас.% - и фторсодержащего компонента - калиевого криолита в количестве 10-40 мас.%, плавление полученной шихты, заливку расплава в форму, выдержку, извлечение отливки из формы и охлаждение. Подготовку шихты осуществляют послойной укладкой компонентов, при этом верхний слой шихты при этом состоит из смеси компонентов. Заливку расплава осуществляют в предварительно нагретую форму. 4 з.п. ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к аноду для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов при температуре менее 930°C. Анод содержит основу, выполненную из сплава, содержащего в мас.%: железо 65-96, медь до 35, никель до 20 и одну или несколько добавок молибдена, марганца, титана, тантала, вольфрама, ванадия, циркония, ниобия, хрома, алюминия (до 1), кобальта, церия, иттрия, кремния и углерода в сумме до 5, и защитный оксидный слой, состоящий главным образом из оксидов железа и комплексных оксидов железа, меди и никеля. Основа изготовлена путем литья в металлические или песчаные формы. Защитный оксидный слой на поверхности анода получен путем предварительного окисления на воздухе при температуре 850-1050°C или непосредственно в процессе электролиза окислением выделяющимся на аноде кислородом. Защитный оксидный слой на поверхности анода имеет толщину 0,1-3,0 мм. Обеспечивается увеличение срока эксплуатации анода. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к составу электролита для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Электролит содержит, мас.%: фторид натрия 26-43, фторид калия - до 12, фторид лития - до 5, фторид кальция 2-6, глинозем 2-6, фторид алюминия и примеси - остальное. Обеспечивается повышение растворимости глинозема в электролите при температуре 830-930°С, при этом не разрушаются углеродные и инертные электродные материалы и не требуется применение специальных методов очистки алюминия от компонентов расплава. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов, и может быть использовано в конструкции токоотводов катодного устройства. В алюминиевом электролизере вертикальные металлические катодные токоотводы, проводящие электрический ток от расплава алюминия к катодной ошиновке, выполнены таким образом, что их верхняя часть представляет собой расплавленный алюминий, а нижняя - твердый. Токоотводы размещены в каналах, выполненных в футеровке подины с расширением в средней части, шириной большей, чем на обеих частях токоотводов. Расширение в канале токоотвода может быть заполнено композиционным материалом диборид титана - углерод. Токоотводы могут быть выполнены в виде трубы, а расширение в канале и пространство внутри трубы заполнено композиционным материалом диборид титана - углерод. Обеспечивается повышение эффективности использования электрической энергии за счет отсутствия в катодном токоотводе контактных узлов с разнородными материалами, снижения токовых потерь и получения гарантированного эффективного токораспределения и эффективного токоотвода. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к способу определения компонентного состава и криолитового отношения калийсодержащего электролита и может быть использовано в цветной металлургии, а именно при технологическом контроле состава электролита методом количественного рентгенофазового анализа. Способ включает отбор пробы электролита из ванны, размол образца и добавление к размолотому образцу фторида натрия. Затем проводят спекание образца и определение криолитового отношения и концентрации фторидов в образце. После спекания образец подвергают дополнительной термической обработке до достижения равновесного фазового состава Na3AlF6, K2NaAlF6, CaF2, NaF, а определение криолитового отношения и концентрации фторидов в образце проводят количественным рентгенофазовым анализом. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении точности определения криолитового отношения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к способу электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава
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
Изобретение относится к способу электролитического получения металлов
Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве
Изобретение относится к производству алюминия электролизом оксида алюминия в расплаве электролита
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции инертных анодов электролизеров для производства алюминия
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении инертных анодов для получения металлов электролизом расплавов, в частности для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземных расплавах
Изобретение относится к электролитическому производству алюминия, в частности к способу защиты смачиваемого покрытия подины (катода) алюминиевого электролизера от окисления при обжиге и пуске
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к конструкциям для производства металлов электролизом расплавленного электролита, в частности алюминия
Изобретение относится к способам получения металлов или сплавов, прежде всего алюминия, электролизом суспензий металлов в расплавленных электролитах, при этом помимо алюминия можно получать магний, литий, натрий, свинец