Способ питания электролизера для получения алюминия и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет снижения расхода глинозема, фтористых солей, количества вредных выбросов и теплопотерь. Устройство состоит из бункера, тяг, механизма вертикального перемещения и плиты с прорезями. Питание электролизера осуществляется следующим образом. Бункер, заполненный глиноземом, с помощью тяг и механизма вертикального перемещения поднимается относительно электролитной корки электролизера на высоту 0,012-0,07 глубины шахты. Через прорези в плите глинозем высыпается на поверхность корки и заполняет пространство между ней и плитой. После этого бункер опускают на ту же глубину. При этом корка под давлением бункера с глиноземом опускается в электролит. Через 0,7-4 ч бункер вновь поднимается на ту же высоту, глинозем заполняет зазор между коркой и бункером и вновь опускается. Устройство позволяет снизить расход глинозема до 1,5-2 кг/т AL, запыленность воздуха глиноземом в рабочей зоне электролизера при обработке ванн до 3,5 мг/м<SP POS="POST">3</SP>, количество вредных выбросов фтористых соединений до 0,46 мг/м<SP POS="POST">3</SP>, теплопотери, уменьшить количество осадков и повысить сортность получаемого алюминия. 2 с.п.ф-лы., 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s С 25 С 3/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4305577/27-02 (22) 16.09.87 (46) 07.12.90. Бюл. hh 45 (72) М.П.Петухов и В.М.Можаев (53) 669.713.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 899723, кл. С 25.С 3/14, 1979. (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов. Цель изобретения — повышение вффективности процесса за счет снижения расхода глинозема, фтористых солей, количества вредных выбросов и теплопотерь. Устройство состоит из бункера, тяг, механизма вертикального перемещения и плиты с прорезями, Питание электролизера осуществляется следующим образом. Бункер, заполненный

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретнее к получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет снижения расхода глинозема, фтористых солей, количества вредных выбросов и теплопотерь.

На фиг.1 и 2 представлена схема устройства для питания электролизера глиноземом.

Устройство состоит из бункера 1, тяг 2, механизма 3 вертикального перемещения и плиты 4 с прорезями (отверстиями).

Питание электролизера глиноземом осуществляется следующим образом.. ЫЛ 1611992 А1 глиноземом, с помощью тяг и механизма вертикального перемещения поднимается относительно электролитной корки электролизера на высоту 0,012 — 0,07 глубины шахты.

Через прорези в плите глинозем высыпается на поверхность корки и заполняет пространство между ней и плитой. После этого бункер опускают на ту же глубину. При этом корка под давлением бункера с глиноземом опускается в электролит. Через 0,7-4 ч бун.кер вновь поднимается на ту же высоту, глинозем заполняет зазор между коркой и бункером и вновь опускается. Устройство позволяет снизить расход глинозема до 1,52 кг/т Al, запыленность воздуха глиноземом в рабочей зоне электролизера при обработке ванн до 3,5 мг/м, количество вредных выбросов фтористых соединений,до 0,46 мг/м, теплопотери, уменьшить количество осадков и повысить сортность. получаемого алюминия. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Бункер 1, заполненный глиноземом, с помощью тяг 2 и механизма 3 вертикального перемещения поднимают относительно электролитной корки электролизера на высоту 0,7 см (0,012 глубины шахты электролизера). Через прорези в плите 4 глинозем высыпают на поверхность электролитной корки и заполняют пространство между коркой и плитой бункера. После этого бункер опускают на 0,7 см, при этом корка под давлением бункера с глиноземом опускается в электролит на глубину 0,7 см. Через 0,7 ч бункер вновь поднимают на ту же высоту, заполняют глиноземом зазор между коркой и бункером и вновь опускают.

1611992

В таблице приведены технико-экономические показатели работы электролизеров при обработке по известному и предлагаемому способам, Как видно из таблицы, предлагаемый способ и устройство для питания электролизера позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели и охраны труда.

Пределы толщины слоя подсыпки глинозема на электролитную корку и, соответственно, пределы погружения корки в электролит, равны 0,012 — 0,070 глубины шахты электролизера, определяются следующими условиями.

Нижний предел (0,12) определяется минимальным пределом концентрации глинозема в электролите, при котором возникает анодный эффект, соответствующий содержанию глинозема в электролите в интервале концентраций 2-3%.

Отсюда общая концентрация глинозема в электролите не должна быть меньше 37,, при этом минимальная разовая загрузка глинозема должна быть не менее 1% от массы электролита.

Общая масса электролита в ванне 6000 кг, разовая загрузка глинозема на корку составляет 60 кг или по 30 кг на одну продольную сторону. Площадь поверхности электролитной корки одной продольной стороны ванны (пространство бортанод), на которую подсыпается глинозем, составляет 4,2 м .

Насыпная плотность глинозема 1000 кг/м, з при этом объем глинозема, подсыпаемого на одну продольную сторону ванны, составляет 30х10 мз, Отсюда при условии, что высота слоя подсыпки глинозема на корку (глубина ее погружения) составляет 0,7 см.

При глубине шахты электролизера, равной

56,5 см, толщина слоя засыпки глинозема и глубина погружения корки в электролит составляет 0,012 глубины шахты электролизера, При подсыпке глинозема на корку и глубине ее погружения менее этого предела возможно возникновение анодного эффе<та, что приводит к перерасходу электроэнергии, Верхний предел толщины подсыпки глинозема и глубины погружения корки определяется толщиной твердой части корки, величина которой, как правило, составляет 4 см. При погружении корки с глинозем. ной засыпкой в электролит на глубину более 4 см происходит просыпание в электролит дисперсного глинозема, находящегося на корке. Это приводит к появлению на корке в электролите взвешенного (нерастворенного) глинозема и к образованию осадков, что повышает рабочее напряжение на ванне и, следовательно, расход электроэнергии. Толщина глиноземной подсыпки на корке (верхний предел) составляет 0,070 глубины шахты электролизера.

5 Интервал между очередными операция- ми подсыпки глинозема и погружения корки,равный 0,7-0,4 ч определяется скоростью электрохимического потребления в электролизере разовой загрузки глиноэе10 ма. Время электрохимического потребления загрузки глинозема с толщиной слоя

0,012 глубины шахты электролиэера (1 f, от массы электролиэера) составляет 0,7 ч, а время потребления загрузки глинозема с

15 толщиной слоя 0,070 глубины шахты электролизера (около 6 Р от массы электролита) 4,0 ч, При интервале загрузка глинозема и погружения корки более укаэанных пределов возникает анодный эффект. При загруэ20 ке глинозема с интервалом менее укаэанных пределов глинозем не успевает потребляться. Это может привести к появлению осадков.

Изобретение позволяет снизить расход

25 глинозема до 1,5 — 2,0 кг/т А! и запыленность воздуха глиноземом в рабочей зоне электоолизера при обработке ванн до

3,5 мг/м, снизить количество вредных вы6росое фтористых соединений до 0,46 мг/м, 30 снизить теплопотери, уменьшить количество осадков электролизера и повысить сортность алюминия, 35

Формула изобретения

1. Способ питания электролизера для получения алюминия, включающий периодическую загрузку глинозема порциями на поверхность электролитной корки с последующИм погружением глинозема с электролитной коркой в электролит, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода глинозема, фтористых солей, количества вредных выбросов и теплопотерь, загрузку глинозема ведут Ао толщины слоя

0,012 — 0,070 глубины шахты электролизера, погружение в электролит электролитной корки с глиноземом ведут на ту же глубину, при этом период между очередными операциями загрузки и погружения корки составляет 0,7-4,0 ч.

2. устройство питания электролизера для получения алюминия, содержащее бункер, закрепленный на электролиэере с возможностью перемещения по вертикали, и элемент продавлива ния, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода глинозема, фтористых солей, количества вредных выбросов и теплопогерь, элемент продав1611992 ными прооезями и жестко соединенной с бункером. ливания выполнен в виде плиты из жаропрочного материала с вертикальными сквозПоказатели

П редлагаемый способ

Известный способ

Запыленность воздуха глиноземом в рабочей зоне при его обработке, мгlм

69,2

3,5

0,46

0,69

Теплопотери, ккал-ч

21240

20907

Рабочее напряжение на электролиэере. В

4,47

4,41

6 — 7

0 — 2

Повышение сортности алюминия по желез, 0,1

Составитель Г.Гончаров

Техред M,Ìîðãåíòàë Кооректор М.Самборская

Редактор Н,Рогулич.Заказ 3816 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Количество вредных выбросов электролизера (смесь фторидов алюминия и фтористого водорода), мгlм

Величина осадков, мм

Перерасход глинозема, кг/т Al

Перерасход фторида алюминия, кг/т Al

30-40

23-24

1,5 — 2,0

15-16