Способ герметизации алюминиевого электролизера


 


Владельцы патента RU 2406786:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера. В способе герметизации алюминиевого электролизера, включающем засыпку слоя глинозема на электролитную корку после технологической обработки электролизера, после завершения технологической обработки электролизера создают зазор между поверхностью расплава и электролитной коркой путем повышения уровня электролита в ванне и его снижения после затвердевания корки на поверхности электролита. Уровень электролита в ванне повышают перемещением анода вниз, снижают - перемещением анода вверх. Анод перемещают вниз до снижения напряжения ниже заданного значения, а вверх - до достижения заданного значения. Обеспечивается герметизация алюминиевого электролизера, уменьшающая как вероятность вредных выбросов в окружающую среду, так и поступление в электролит неконтролируемого количества глинозема, приводящая к повышению выхода по току. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера.

Известен способ герметизации алюминиевого электролизера, включающий подсыпку глинозема после пробивки алюминиевой корки при питании электролизера глиноземом поточным методом; контроль за состоянием герметичности и подсыпку глинозема для устранения выявленной не герметичности (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск, Наука, 2001, с.175-178).

При таком способе не обеспечивается надежная герметизация из-за того, что герметизирующий слой глинозема постепенно растворяется электролитом и в результате происходит спонтанная разгерметизация электролизера.

Наиболее близким к заявляемому является способ герметизации электролизера, оснащенного АПГ, заключающийся в засыпке слоя глинозема на электролитную корку после технологической обработки электролизера; контроле за состоянием герметичности и подсыпку глинозема для устранения выявленной негерметичности (Патент RU №23285534, МПК С25С 3/12, опубл. 10.07.2008).

Недостатком такого способа герметизации является расплавление электролитной корки из-за контакта с жидким электролитом с последующим быстрым растворением глинозема снизу тонкой пленкой электролита, поднимающегося вверх за счет действия поверхностных капиллярных сил. Это приводит к просачиванию фтористого водорода через слой глинозема и соответственно к вредным выбросам в окружающую среду. В электролит поступает неконтролируемое количество глинозема, что, в свою очередь, затрудняет автоматическое поддержание оптимальной концентрации глинозема в электролите путем управления работой АПГ с помощью АСУ ТП и соответственно снижает выход по току.

В основу изобретения положена задача - разработать способ надежной герметизации алюминиевого электролизера, который бы уменьшил как вероятность вредных выбросов в окружающую среду, так и поступление в электролит неконтролируемого количества глинозема, что обеспечивало бы повышение выхода по току за счет повышения качества управления работой АПГ.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что согласно изобретению после завершения технологической обработки электролизера создают зазор между поверхностью расплава и электролитной коркой. Зазор создают повышением уровня электролита в ванне и его снижением после затвердевания корки на поверхности электролита.

Уровень электролита в ванне повышают перемещением анода вниз до снижения напряжения ниже заданного значения и снижают - перемещением анода вверх до достижения заданного значения напряжения.

Предложенный способ герметизации алюминиевого электролизера обеспечивает формирование прочной и газонепроницаемой электролитной корки, расположенной выше поверхности электролита, что предохраняет ее от расплавления и соответственно прекращает вредные выбросы в окружающую среду через корку, а также снижает поступление в электролит неконтролируемого количества глинозема как при технологической обработке, так и в период между технологическими обработками. Это облегчает автоматическое поддержание оптимальной концентрации глинозема в электролите путем более эффективного управления работой АПГ с помощью АСУ ТП, что обеспечивает повышение выхода по току. Снижение напряжения на электролизере ниже заданного значения ускоряет охлаждение электролизера и обеспечивает образование прочной корки после завершения технологической обработки, т.е. сокращает время разгерметизации электролизера и соответственно уменьшает объем вредных выбросов в окружающую среду. Кроме того, уменьшается расход глинозема на герметизацию электролизера.

Пример.

Во время испытаний предлагаемого способа герметизации алюминиевого электролизера Содерберга, оснащенного АПГ, засыпали слой глинозема на корку, после завершения технологических обработок повышали уровень электролита в ванне на 15-40 мм путем опускания анода до снижения напряжения на 0,3-0,8 В ниже заданного значения. После образования корки на поверхности электролита перемещали анод вверх так, что напряжение на ванне повышалось до заданного значения, это обеспечило снижение уровня электролита и образование корки выше уровня электролита на 15-40 мм. Расплавления корки до проведения следующей технологической обработки (через 10 суток) не выявлено. Результаты испытаний, в сравнении с прототипом, приведены в таблице.

Таблица
Опытный электролизер Прототип
Повышение уровня электролита, мм 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 0
Изменение напряжения, В 0,3-0,4 0,4-0,5 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0
Среднее значение неконтролируемого поступления глинозема в электролит, кг/сутки 100 50 15 15 50 300
Выход по току, % 88,4 88,5 89,3 88,9 88,6 88,1

Результаты испытаний показали, что создание зазора между коркой и поверхностью электролита обеспечивает повышение выхода по току и снижение неконтролируемого поступления глинозема в электролит. Оптимальное значение этих показателей обеспечивается, когда зазор между коркой и уровнем электролита составляет 25-30 мм.

1. Способ герметизации алюминиевого электролизера, включающий засыпку слоя глинозема на электролитную корку после технологической обработки электролизера, отличающийся тем, что после завершения технологической обработки электролизера создают зазор между поверхностью расплава и электролитной коркой путем повышения уровня электролита в ванне и его снижения после затвердевания корки на поверхности электролита.

2. Способ герметизации по п.1, отличающийся тем, что уровень электролита в ванне повышают перемещением анода вниз, а снижают перемещением анода вверх.

3. Способ герметизации по п.2, отличающийся тем, что анод перемещают вниз до снижения напряжения ниже заданного значения на электролизере, а вверх - до достижения заданного значения напряжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженными анодами. .

Изобретение относится к области цветной металлургии и электролитическому получению металлов и может быть использовано при получении алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава с применением инертных анодов.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам при обслуживании самоспекающегося анода на алюминиевых электролизерах с верхним токоподводом в производстве алюминия.

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.

Изобретение относится к токоподводящей шине электродов электролизеров для производства алюминия из оксида алюминия в электролитической ванне. .
Изобретение относится к производству алюминия электролизом, а именно к способу защиты углеграфитового анода алюминиевого электролизера. .
Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами, а именно к способу для формирования вторичного анода при перестановке анодных штырей.

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, в частности к способу расстановки анодных штырей на электролизере для производства алюминия с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом.
Изобретение относится к защитным покрытиям для защиты угольных анодов от окисления воздухом при выгорании анода в электролизере для получения алюминия и способу его нанесения.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности способу создания анодных и катодных узлов магниевых и алюминиевых электролизеров. .
Изобретение относится к обслуживанию анода электролизера с верхним токоподводом при электролитическом получении алюминия из расплавленных солей, а именно к способу управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом путем увеличения плотности тока в аноде

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 производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей

Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве

Изобретение относится к конструкции анодного токоподвода электролизера для получения алюминия

Изобретение относится к конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера с механизмом перемещения анодной ошиновки

Изобретение относится к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и может быть использовано в производстве обожженных анодов

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров
Изобретение относится к способу получения связующего для электродной массы

Изобретение относится к способу удаления за один этап чугунных заливок, закрепленных на ниппелях, связанных с ножками анодной штанги. Способ включает следующие этапы: а) размещают ножку анодной штанги между упорным устройством и устройством воздействия, причем устройство воздействия может быть перемещено при помощи приводного механизма в направлении упорного устройства, которое охватывает, по меньшей мере частично, каждый из n ниппелей анодной штанги и представляет собой упорную поверхность, блокирующую поступательное перемещение соответствующей чугунной заливки, b) перемещают устройство воздействия в направлении упорного устройства таким образом, чтобы устройство воздействия входило в контакт с ножкой анодной штанги и увлекало ее за собой вплоть до того момента, когда ножка анода войдет в контакт с упорным устройством, с) продолжают перемещения устройства воздействия таким образом, чтобы каждая чугунная заливка, заблокированная связанной с ней упорной поверхностью, была отсоединена от соответствующего ниппеля, d) останавливают и отводят назад устройство воздействия. При этом используют упорное устройство, содержащее по меньшей мере две упорные поверхности, отделенные одна от другой таким расстоянием в осевом направлении, чтобы чугунные заливки, заблокированные при помощи первой упорной поверхности, были отсоединены от круглых электродов до того, как другие чугунные заливки будут заблокированы другой упорной поверхностью. Обеспечивается возможность отделения чугунных заливок и ниппелей ножки анодной штанги за один этап с использованием одного устройства без повреждения анода. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх