Электролизер для получения алюминия

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии. Электролизер для получения алюминия содержит анодное устройство 1, ванну 2, оксидник 3, сквозные каналы 4. Выполнение в стенках оксидника каналов позволяет уменьшить среднее напряжение на ванне, анодную поляризацию , исключить образование осадков на электролизера. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК с511 4 С 25 С 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4137306/31-02 (22) 21.10.86 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Красноярский институт цветных металлов им. М. И. Калинина и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (72) В. В. Бурнакин, Е. А. Панков, Ю. В. Бирюков, П. В. Поляков, А. Х. Ратнер, И. Г. Львовская, А. С. Деркач и С. Н. Ахмедов (53) 669.713.72 (088.8) (56) Патент США № 3729398, кл. 204 †, опублик. 1965.

„„SU„„1411355 А1 (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

АЛЮМИНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Цель изобретения— снижение расхода электроэнергии. Электролизер для получения алюминия содержит анодное устройство 1, ванну 2, оксидник 3, сквозные каналы 4. Выполнение в стенках оксидника каналов позволяет уменьшить среднее напряжение.на ванне, анодную поляризацию, исключить образование осадков на по ине электролизера. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1411355

Соотношение площадей

Угол наклона, град.

Снижение

Форма канала расхода электроэнергии, кВт ч/т

Отрицательный Не снижается наклон

Цилиндрическая

500

600

45

615

625

400

Коническая 1".0,5

520

1:9

550

580

1:16

615

1:25

1г36

620

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к конструкциям электролизера для получения алюминия.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии.

На фиг. I показан электролизер с оксидником, поперечный разрез; на фиг. 2— каналы различной формы (горизонтальные,,наклонные, цилиндрические, конические или ступенчатые).

Электролизер включает в себя анодное устройство I, футерованную ванну 2 и выполненный на подине оксидник 3, в стенках которого имеются сквозные каналы 4.

Электролизер работает следующим образом.

На падине электролизера вне оксидника располагается слой расплавленного алюминия 5, высоту которого поддерживают ниже уровня каналов 4. Ток к алюминию, служащему катодом, подводится либо через электропроводящую подину 6, либо с помощью специальных катодных токоподводов

7. Выше слоя металла находится слой фторидного или фторидно-хлоридного электро лита 8, в который погружены аноды 1.

Уровень электролита в ванне поддерживают выше верхнего среза стенок оксидника 3. Внутри последнего находится слой твердого глинозема 9, пропитанный электролитом. Обогащенный глиноземом расплав, имеющий плотность, меньшую, чем плотность электролита в МПЗ, всплывает в верхнюю часть оксидника и далее переносится в рабочее пространство электролизера, а на его место через каналы 4 поступает обеднен1Р ный глиноземом расплав из МПЗ.

Таким образом, потоки электролита, поступающие в оксидник и покидающие его, не пересекаются, а образуют замкнутые циркуляционные контуры, обеспечивающие интенсивный массообмен, что способствует поддержанию постоянной высокой концентрации глинозема в МПЗ. Твердые частички глинозема, случайно увлеченные расплавом из оксидника, хорошо прогреты и быстро растворяются в обедненном расплаве

2ц рабочего пространства, не образуя осадков на подине электролизера.

В таблице приведены данные, показывающие, как влияет форма, соотношение площадей сечения отверстий и наклон каналов на снижение расхода электроэнер25 гии.!

411355

Продолжение таблицы

450

Коническая 1:0 5

1:4

550

580

1:9

600

1:16

625

1:25

1:36

630

Формула изобретения

Ф

Верхний предел соотношения 1:25 определяется, исходя из механической прочности стенки оксидника, а не его гидродинамикой. Выбор нижнего предела (1:1) обосновывается тем, что отверстие, как минимум, должно быть цилиндрическим. Расширяющийся к оксиднику канал из-за наличия острых кромок входного отверстия обладает повышенным гидравлическим сопротивлением движению электролита, что снижает эффективность работы устройства. Чем большее соотношение площадей отверстий выбрано, тем меньшим сопротивлением потоку жидкости (при неизменном размере внутреннего отверстия) обладает канал.

Отрицательный наклон не способствует улучшению гидродинамической обстановки также из-за увеличения гидродинамического сопротивления канала, поскольку наклон канала направлен против градиента плотностей электролита, угол наклона, больший 45, практически не улучшает гидродинамику потоков электролита, но при этом также ухудшаются механические характеристики стенок оксидника.

Использование изобретения позволяет уменьшить сопротивление электролита за

2р счет отсутствия твердых непроводящих частиц в МПЗ, сопротивление катодного устройства за счет исключения образования осадков на подине электролизера и анодную поляризацию за счет постоянной высокой концентрации растворенного глинозема в МПЗ.

1. Электролизер для получения алюMèния, включающий анодный узел, катодный узел, футерованную ванну, оксидник со стенками, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, в стенках оксидника выполнены сквозные циркуляционные каналы, расположенные на уровне подошвы рабочих анодов.

2. Электролизер по п. I, отличающийся тем, что соотношение площади сечения отверстия канала со стороны оксидника к площади сечения отверстия канала со стороны рабочих анодов составляет 1:! — 1:25.

4р 3. Электролизер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что оси каналов расположены под углом к горизонтальной плоскости не более 45 с наклоном к днищу оксидника.

1411355

Составитель Л. Романова

Редактор Н. Яцола . Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 3622/25 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4