Катод электролизера для электролитического рафинирования алюминия

 

1. КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ, содержащий тсокоподводящую штангу, цилиндрический уг- ; леграфитовый блок с защитным покрытием , отличающийся тем, что, с целью увеличения срока служ-. бы и снижения затрат на подготовку катода к работе, углеграфитовый блок с торца., противоположного торцу с присоединенной токоподводящей штангой, выполнен с радиальным выступом без защитного покрытия, причем высота выступа составляет 0,20 ,25 высоты углеграфитового блока. 2. Катод по п.1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что защитное покрытие выполнено из огнеупорного бетона , химически устойчивого в расплавленном металле. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CCUNIINI

РЕСПУБЛИК,„5IJ„, 1327919. A з(д) С 25 С 3 24

ГОСУД СТМННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО Щ.=ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ р,, = Ю„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 . „"„"„, g . н *вт еснва свидетиытв -. аю (21) 3623405/22-02 (22) 07.04,83 (46) 07.12.84.Бюл. В 45 (72) В.М.Можаев, Б.С.Громов, С.С.Ро манченко, С.Я.Черепанов, Г.Д.Козьмин, Н.С.Михалицын, И.В.Борисов и В.И.Юнаков (53) 669.71(088.8) (56) 1. А.И.Беляев и др. Получение чистого алюминия. М., "Металлургия", 1967, с. 96.

2. Там же, с. 97. (54)(57) 1. КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ, содержащий токоподводящую штангу, цилиндрический yrлеграфитовый блок с защитным покрытием, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока служ-. бы и снижения затрат на подготовку катода к работе, углеграфитовый блок с торца., противоположного торцу с присоединенной токоподводящей штангой, выполнен с радиальным выступом 6es защитного покрытия, причем высота выступа составляет 0,20,25 высоты углеграфитового блока.

2. Катод по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что защитное покрытие выполнено из огнеупорного бетона, химически устойчивого в расплавленном металле.

l0.1127

Изобретение относится к электрометаллургии алюминия и может быть использовано для получения алюминия высокой чистоты электролитичес-. ким рафинированием.

Известен катод электролизера

5 для электролитического рафинирования алюминия, содержащий токоподводящую металлическую штангу и углеграфитовый блок 1 J.

Однако в результате интенсивного взаимодействия графита с кислородом воздуха в условиях высоких тем ератур поверхность углеграфитового . .блока быстро разрушается. .Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к изобретению является катод электролиэера для электролитического рафинирования алюминия, содержащий токоподводящую штангу, цилиндрический углеграфитовый блок с защитным покрытием 2 g.

Недостатком известного устройства является то, что в процессе эксплуатации этих катодов алюминиевая оболочка на высоте до 50-70 ьщ от поверхности катодиого алюминия подипавляется, обнажая тело углеграфитового блока, что приводит к окислению графита атмосферой воздуха.

С .другой стороны вследствие большой разницы коэффициентов объемного расширения анюминия и графита, алюминие" вая оболочка при нагреве отходит от графита, при этом воздух„ попадая 35 под оболочку, разрушает всю поверхность блока.

Целью изобретения является увеличение срока службы катода ш снижение затрат на подготовку катода к работе.40

Поставленная цель достигается тем, что в катоде электролизера для электролитического рафинирования алюминия, содержащем токоподводящую штангу, цилиндрический углеграфитовый блок с 4> защитным покрытием, последний с торца противоположного торцу с присоединенной токоподводящей штангой, выполнен с радиальным выступом без защитного покрытия, причем высота выступа сос- >О тавляет 0,2-0,25 высоты углеграфито- вого блока. Кроме того, защитное покрытие выполнено из огнеупорного бетона, химически устойчивого в расплавленном металле. Ы

Наличие радиального выступа в нижней части углеграфитового блока обеспечивает герметичность границы

919 2 углеграфитовый блок — защитное покрытие за счет образования прижнмного контакта нижней торцовой части saщитного покрытия с радиальным выступом углеграфитового блока при объемном расширении покрытия и графита при нагреве. Этим самым закрывается доступ воздуха под.защитное покрытие блока..

Применение в этом случае в,качестве защитного покрытия алюминиевой оболочки не дает положительных результатов, поскольку алюминий на граФ нице с радиальным выступом блока подплавляется и обнажает графитовый блок, открывая доступ воздуху.

Поэтому в предлагаемой конструк" ции катода в качестве защитнопо покрытия используется огнеупорный бетон, химически устойчивый по отношению g расплавленному алюминию. Разность между коэффициентами объемного расширения графита и бетона почти втрое меньше, чем разность в этих величинах для графита и алюминия.Поэтому бетонное защитное покрытие плотнее охватывает блок, чем алюминиевая оболочка, и снижает степень окисляемости графита.

Предлагаемая конструкция катодов чозволяет исключить операцию пропитки углеграфитовых блоков электролитом и другими веществами и снизить, тем самым, затраты на подготовку катодов к работе.

На чертеже изображена предлагаемая конструкция катода, разрез.

Катод содержит токоподводящую металлическую штангу 1, углеграфитовый цилиндрический блок 2, в нижней части которого имеется радиальный выступ 3, и бетонное защитное покры- тие 4 блока.

После установки катода на электролизер для рафинирования алюминия в результате объемного расширения углеграфитового блока 2 и бетонного защитного покрытия 4 на границе защитного покрытия 4 с радиальным высту-. пом 3 происходит образование прижимного контакта бетона с графитом. Это обеспечивает герметичность границы защитное покрытие — радиальный выступ и предотвращает попадание воздуха под .защитное покрытие.

Радиальный выступ 3 полностью погружен в расплавленный алюминий, что защищает его от взаимодействия с кислородом воздуха.

919 Составитель Н.Харлампиева

Редактор Г. Волкова Техред С.Иигунова Корректор.О.Луговая

Заказ 8989/20 Тираж 632

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 112,7

Защитное покрытие катодов было выполнено из химически устойчивого по отношению к расплавленному алюминию огнеупорного бетона, приготовленного из компонентов в следующем процентном соотношении: 587 шамотного наполнителя, 253 тонкомолотого магнезита, 1Ж кремнефтористого.натрия и 16Х жидкого стекла с модулем 2,, 4-3,0 и плотностью 1,36- 1«38 г/см . 1î следствие взаимодействия между собой:компонентов бетона в условиях высоких температур образуются химические соединения - форстернд и кордиершт, которйе и упрочняют структуру1 бетона, Толщина стенкй защитного бетонного покрыти» составляет 40-45 мм и бьша выбрана из условия механической прочнбсти защитного покрытия. При толщи- 0 не стенки защитного покрытия менее40-45 мм при транспортировке катодов . иа поверхности защитного покрытия наблюдалось образование небольших трещин. Нанесение на графитовый . щ блок бетонного покрытия .с толщиной стенки более 40-45 мм нецелесообразно поскольку, связано с излишним расходом бетона.

Высота радиального выступа была ранна 50 мм и отвечала глубине погружения катода в расплавленный алюминий.

Таким образом, сортность катодного алюминия на электролизерах, оборудованных катодами с бетонным защитным покрытием, осталась в тех же пределах, что и на злектролизерах, оборудованных катодами с защитным покрытием из алюминия..Отслоения бетонного защитного покрытия от углеграфитового блока не происходило.

Ожидаемый эффект ат использования предлагаемой конструкции катодов состоит в увеличении срока службы. катодов за счет снижения степени окнсляемости графита,.исключении операции пропитки углеграфитовых блоков . злектролитой, следовательно, снижении трудозатрат на подготовку катодов к работе, а также в снижении расхода алюминия высокой чистоты для защиты углеграфитовых блоков от окисления.