Устройство для определения содержания глинозема в электролите алюминиевого электролизера



Устройство для определения содержания глинозема в электролите алюминиевого электролизера
Устройство для определения содержания глинозема в электролите алюминиевого электролизера

 


Владельцы патента RU 2584631:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" (RU)

Изобретение относится к электролитическому способу получения алюминия. Технический результат - повышение точности измерений и оперативности определения концентрации глинозема. Устройство для определения концентрации глинозема в электролите алюминиевого электролизера содержит автономный источник напряжения переменного тока, регистратор напряжения постоянного тока с градуировкой, низкочастотный электрофильтр и графитовым датчиком. При этом автономный источник напряжения переменного тока выполнен с возможностью подачи напряжения переменного тока в цепь графитовый датчик - катодная шина. Выход низкочастотного электрофильтра подключен к регистратору напряжения постоянного тока, а вход соединен с автономным источником напряжения переменного тока. 1 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому способу получения алюминия.

Известно устройство-зонд для электрохимического определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве (патент US 4450063, опубл. 22.05.1984), отличающееся тем, что рабочие поверхности анода и катода зонда, которые отделены изолятором, лежат на общей поверхности. Элементы зонда - углеродный анод и катод, изолятор из нитрида бора плотно подогнаны без использования углеродсодержащего и огнеупорного цемента.

Недостатком известного устройства для электрохимического определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве является низкий уровень изоляции боковой части анода и зонда от проникновения расплава в месте его механического контакта с нитридом бора, что приводит к снижению точности измерений.

Известно устройство измерения концентрации глинозема в расплавленном электролите (патент US 6010611, опубл. 04.01.2000). Предлагаемое устройство представляет собой датчик - электродную сборку, содержащую анод и катод, который расположен коаксиально относительно друг друга и изолирован нитридом бора. Анод размещен внутри катода и изготовлен из графита. Электронный блок управления и регистрации содержит автономный источник электропитания, управляемый источник напряжения, регистратор силы тока и напряжения. В рабочей части датчика, предназначенной для погружения в расплавленный электролит, анод не защищен изоляцией. Анод выполнен из углерода и имеет удлиненную цилиндрическую форму с отношением длины к диаметру больше чем 2,0.

Недостатком известного устройства является то, что при проведении измерений концентрации глинозема в электролите при анодном эффекте на электродной сборке устройства происходит окисление боковой поверхности углеродного анода удлиненной цилиндрической формы вследствие ее незащищенности, при этом расстояние между анодом и катодом электродной сборки постоянно изменяется. Кроме этого, слишком большое расстояние между анодными и катодными поверхностями является причиной большой омической составляющей напряжения при прохождении тока через электродную сборку и приводит к погрешности измерений. Также в известном устройстве не предусмотрены регистрация и компенсация омической составляющей напряжения в электролите между анодом и катодом электродной сборки (I·R), что также приводит к увеличению ошибки измерения.

Известен датчик концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве (авторское свидетельство SU 1673645, опубл. 03.08.1991), действие которого основано на измерении значений ЭДС гальванического элемента и определение концентрации глинозема в электролите через уравнение Нернста, включающего электрод сравнения и измерительный электрод.

Известно принятое в качестве прототипа устройство для определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве (патент RU 2370573, опубл. 20.10.2008),

содержащее датчик с анодом и катодом, расположенными коаксиально относительно друг друга и изолированными друг от друга изоляцией из пиролитического нитрида бора, причем анод расположен внутри катода и изготовлен из графита, электронный блок управления и регистрации, содержащий автономный источник электропитания, управляемый источник напряжения, регистратор силы тока и напряжения, изоляция выполнена в виде изоляционного покрытия, толщина изоляционного покрытия составляет не менее 1 мм, нанесенного методом химического осаждения из газовой фазы на боковую поверхность анода, электронный блок управления и регистрации снабжен управляемым генератором переменных высокочастотных сигналов, выход которого соединен с анодом датчика, а вход - с управляемым источником напряжения.

Датчик сложен в изготовлении в связи с необходимостью нанесения изоляционного слоя из нитрида бора, а при недостаточной толщине изоляционного слоя определение концентрации глинозема путем инициации анодного эффекта может вызвать локальное разрушение датчика.

Техническим результатом устройства является повышение оперативности определения концентрации глинозема в расплаве промышленного алюминиевого электролизера без отбора контрольных проб.

Технический результат достигается тем, что устройство снабжено низкочастотным электрофильтром и графитовым датчиком, а автономный источник напряжения переменного тока выполнен с возможностью подачи напряжения переменного тока в цепь графитовый датчик - катодная шина, при этом выход низкочастотного электрофильтра подключен к регистратору напряжения постоянного тока, а вход соединен с автономным источником напряжения переменного тока.

Сущность технического решения изображена на фиг. 1.

Устройство для определения концентрации глинозема в электролите 4 алюминиевого электролизера, включающего также анод 1, катод 2, катодную шину 3 и слой расплавленного алюминия 5, снабжено регистратором напряжения постоянного тока с градуировкой 9, низкочастотный электрофильтр 8, графитовый датчик 6 и автономный источник напряжения переменного тока 7, при этом предусмотрена возможность подачи напряжения переменного тока в цепь «графитовый датчик 6 - катодная шина 3», выход низкочастотного электрофильтра 8 подключен к регистратору напряжения постоянного тока с градуировкой 9, а вход соединен с автономным источником напряжения переменного тока 7.

Пример работы устройства для определения концентрации глинозема в электролите алюминиевого электролизера.

Графитовый датчик 6 погружают в электролит 4, в цепь «датчик 6 -катодная шина 3» подают напряжение переменного тока от источника 7 и измеряют постоянную составляющую падения напряжения в цепи «датчик 6 - катодная шина 3» при помощи регистратора напряжения постоянного тока 9, подключенного через низкочастотный электрофильтр 8.

Устройство для определения концентрации глинозема в электролите алюминиевого электролизера, содержащее автономный источник напряжения переменного тока, регистратор напряжения постоянного тока с градуировкой, отличающееся тем, что оно снабжено низкочастотным электрофильтром и графитовым датчиком, а автономный источник напряжения переменного тока выполнен с возможностью подачи напряжения переменного тока в цепь графитовый датчик - катодная шина, при этом выход низкочастотного электрофильтра подключен к регистратору напряжения постоянного тока, а вход соединен с автономным источником напряжения переменного тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для определения профиля износа катода и профиля бортовой(ых) настыли(ей) алюминиевого электролизера, заполненного расплавом алюминия и имеющего бортовую(ые) настыль(и).

Изобретение относится к системе, способу и устройству для измерения и передачи рабочих условий электролитической ячейки. Система содержит избирательно устанавливаемый элемент, соединенный с устройством для измерения и передачи рабочих условий электролитической ячейки, при этом избирательно устанавливаемый элемент сконфигурирован с возможностью перемещения устройства для измерения и передачи рабочих условий электролитической ячейки с физическим соединением с ванной и без него.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, а именно к области управления электролизом алюминия. Способ автоматического контроля криолитового отношения электролита алюминиевого электролизера, включающий измерение силы тока, напряжения на электролизере, расчет текущих значений сопротивления электролита и определение криолитового отношения электролита, сравнение криолитового отношения с заданным значением и корректировку криолитового отношения электролита при отклонении от заданного значения.

Изобретение относится к способу защиты углеродной футеровки алюминиевого электролизера при получении алюминия из металлургического глинозема в криолит-глиноземном расплаве и может быть использовано при вводе алюминиевого электролизера в эксплуатацию.

Изобретение относится к способу производства алюминия в электролизере. Способ включает этапы, при которых задают последовательность периодов управления с длительностью Т, идентифицируют возмущающие операции обслуживания на электролизере, которые могут привносить избыточный глинозем в электролитическую ванну, отмечают выполнение возмущающих операций обслуживания, определяют скорость В(k') подачи при регулировании для каждого периода k' управления и задают установленную скорость SR(k') подачи, равной М(k')×В(k'), где М(k') - заранее определенный коэффициент модуляции, который модулирует скорость В(k') подачи при регулировании так, чтобы учесть уменьшение потребностей электролизера, вызванное избыточным глиноземом.

Изобретение относится к устройству для контроля силы тока в анодных штырях, анодах и катодных блюмсах электролизеров с самообжигающимися и с обожженными анодами. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу контроля состава расплавленного электролита в алюминиевом электролизере. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к средствам контроля химического состава расплава электролизера, в частности алюминиевого. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия на электролизерах с предварительно обожженным анодом, и может быть применено для управления пневматическим цилиндром пробойника системы автоматической подачи глинозема в расплавленный электролит.

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано при технологическом контроле состава электролита методом рентгенофазового анализа (РФА).
Наверх