Самообжигающийся анод алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

 

Изобретение относится к цв;етной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера. Цель - сокращение расхода анодной массы за счет . уменьшения окисления боковой поверхности угольного тела анода и снижение расхода электроэнергии путем уменьшения .анодной плотности тока. В самробжигающемся аноде алюминиевого электролизера с верхним ТОКОПОДВОДОМ. содержащем угольное тело, стальной кожух и токопроводящие штыри, между угольным телом и стальным кожухом в рабочей зоне анода выполнена прослойка толщиной 0.001-0.004 ширины анода, состоящая из оксида кальция. 1 табл. 1 ил.fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (s1)s С 25 С 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4651934/02 (22) 17.02,89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Братский алюминиевый завод (72) Ю.А.Зверев, В.И.Кравченко, А.Н.Ма.-. леньких и Б.М.Куприн (53) 669.713(088.8) (56) Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: Металлургия, 197.1, с. 178 179..

Авторское свидетельство СССР

N. 1002408, кл. С 25 С 3/12. 1983. (54) САМООБЖИГАЮЩИЙСЯ АНОД АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюИзобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера.

Целью изобретения является сокращение расхода анодной массы за счет уменьшения окисления боковой поверхности угольного тела анода и снижение расхода электроэнергии путем уменьшения анодной плотности тока.

Наличие прослойки между угольным телом и стальным кожухом анода в рабочей его зоне (750-960 С) заданной толщины и состоящей из оксида кальция обеспечивает сокращение расхода анодной массы за счет уменьшения окисления боковой поверхноминия злектролизом расплавленных солей, и касается конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера. Цель — со. кращение расхода анодной массы за счет . уменьшения окисления боковой поверхности угольного тела анода и снижение расхода электроэнергии путем уменьшения анодной плотности тока, В самообжигающемся аноде алюминиевого электролизера с верхним токоподводоМ, содержащем угольное тела, стальной кожух и токопроводящие штыри, между угольным телом и стальным кожухом в рабочей зоне анода выполнена прослойка толщиной 0,001-0,004 ширины анода. состоящая из оксида кальция. 1 табл.

1 ил. сти угольного тела и снижение расхода электроэнергии путем уменьшения анодной. плотности тока без изменения силы тока на С) серии. QO

Прослойка. состоящая из оксида кальция, экранирует боковую поверхность угольного тела анода в era рабочей зоне от воздействия газов, выделяемых в процессе 0 электролиза алюминия и при формировании, анода, тем самым предотвращает ее окисление и осыпание угольных частиц в электро- .д лит. Оксид кальция, являясь тугоплавким и химически стойким в окислительной атмосфере соединением, выполняет роль защиты боковой поверхности угольного тела анода, и, достигая слоя электролита, растворяется в последнем (становится компонентом электролита).

1708936

Са(ОН)г = CaG+ Н20;

Кроме того, предотвращение окисления боковой поверхности угольного тела анода снижает асыпаемость последнего, что сохраняет постоянство поперечного сечения анода, в результате чего уменьшается анодная плотность тока (без изменения силы тока на серии), снижается падение напряжения в аноде.

Выбранные интервалы лимитируются следующими факторами.

Уменьшение толщины прослойки менее

0,001 ширины анода не обеспечивает достижение цели, так как не достигается предотвращение окисления боковой поверхности угольного тела анода (не снижается скорость сгорания воздуха), а увеличение более

0,004 нецелесообразна из-за уменьшения поперечного сечения угольного тела анода, приводящего к повышению падения напряжения в аноде.

На чертеже изображен самообжигающийся анод с верхним токопадводом, поперечный разрез.

Самообжигающийся анод алюминиевого электролизера включает угольное тело 1, стальной кожух 2, токопроводящие штыри 3 и прослойку 4. состоящую из оксида кальция.

Пример 1, Готовят материал для создания прослойки между угольным телом анода и стальным кожухом. Для этого используют негашеную известь, которую увлажняют да получения кашеобразной массы — гашеной извести.

С помощью специально разработанного устройства приготовленную массу вводят в пространство между угольным телом анода (на границе жидкой анодной массы и спекшейся части тела анода) и стальным кожухом по всему периметру анода в виде прослойки толщиной 2,8 или 0,001 ширины анода (2750 мм). Высота прослойки состав.. ляет 30 мм. Нанесенная прослойка по мере сгорания анода и перемещения конуса спекания углубляется в спекшуюся часть угольного тела анода. Через 2 сут производится . наращивание предыдущего пояска прослойки из массы гашеной извести. Операцию по наращиванию прослойки повторяют до тех пор, пока прослойка не достигнет электролита, а при достижении его эту операцию осуществляют по мере сгорания угольного тела анода. При погружении в слой электролита прослойка растворяется. и результате химической реакции с фтористыми слоями оксид кальция переходит в электролит в виде фторида кальция, являющегося полезной добавкой в криолит-глиноземном расплаве.

Во время перемещения прослойки ат границы жидкая масса — спекшаяся часть тела анода до слоя электролита гидроокись кальция (гашеная известь) преобразуется в

5 аксид кальция под воздействием температуры и двуокиси углерода по реакциям:

Са(ОН)г+ СО2 = СаСОз+ НрО;

СаСОз — СаО+ СО

550ОC

Производят замеры по определению

15 площади поперечного сечения угольного тела анода (над уровнем электролита) и скорости его сгорания. Измеряют падение напряжения в аноде.

Пример 2. В примерах 2 и 3 анод с

20 прослойкой формируют аналогично примеру 1 при следующих условиях, Толщина прослойки 8,3 мм или 0,003 ширины анода.

Пример 3. Толщина прослойки 11 мм

25 или 0,004 ширины анода.

П ример 4. В примерах4и5анодс прослойкой формируют аналогично примерам 1-3 за пределами предлагаемого интервала толщины прослойки.

30 Толщина прослойки 1,4 мм или 0,0005 ш ирин ы анода.

Пример 5. Толщина прослойки

13,8 мм или 0,005 ширины анода.

Пример 6. Выполнен и испытан анод

35 по известному способу.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, чта использование предлагаемого самообжигающего40 ся анода (по примерам 1 — 3) позволяет сократить расход анодной массы на 2,6% (или 12,3 кг/т) за счет уменьшения окисления боковой поверхности угольного тела анода, нв что указывает изменение его пло45 щади поперечного сечения. Падение напря-. жения в аноде снижается на 13 мВ, что ведет к уменьшению расхода электроэнергии на 1,7 млн. кВт ч на корпус электролиза в год.

Формула изобретения

Самообжигающийся анод алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащий угольное тело, стальной

55 кожух и такопроводящие штыри, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода анодной массы за счет уменьшения окисления боковой поверхности угольного тела анода и снижения расхода электроэнергии путем уменьшения аноднай плотно1708936

Составитель Л.Чударев

Техред M.Моргентал Корректор Н,Ревская

Редактор 3.Слиган

Заказ 408 Тираж, Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101

J сти тока, между угольным телом и стальным кожухом в рабочей зоне анода выполнена прослойка толщиной 0,001-0,004 ширины анода, состоящая из оксида кальция.