Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия

Авторы патента:

Куликов Борис Петрович (RU)

Поляков Петр Васильевич (RU)

C25C3/06 - алюминия

Владельцы патента RU 2599475:

Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") (RU)

Изобретение относится к способу получения алюминиево-кремниевых сплавов в электролизере для производства алюминия с использованием аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья. Способ включает периодическую загрузку в расплав электролита фтористых солей, глинозема, аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья и последующее восстановление оксидов алюминия и кремния, при этом в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, получаемый в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов, который загружают в расплав электролита с использованием установок автоматического питания электролизера. В электролизере поддерживают увеличенное на 5÷30 вес.% количество расплава электролита, в расплав электролита вместе с микрокремнеземом вводят измельченный кварцит в количестве до 40% от веса микрокремнезема. Дополнительно микрокремнезем предварительно смешивают с глиноземом или фтористыми солями и загружают в расплав электролита, причем смешивание микрокремнезема с глиноземом осуществляют путем их совместной подачи в сухую адсорбционную газоочистку корпуса электролиза алюминия, затем полученную смесь загружают в расплав электролита в виде фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема. Обеспечивается увеличение производительности электролизера по алюминиево-кремниевому сплаву, повышение выхода по току, улучшение качества алюминиево-кремниевого сплава. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении алюминиево-кремниевых сплавов в электролизере для производства алюминия.

Получение алюминиево-кремниевых сплавов электролитическим восстановлением глинозема и кремнийсодержащего оксидного сырья позволяет снизить себестоимость сплавов за счет использования недорогих и не дефицитных оксидов кремния взамен технического кремния, получаемого электротермическим восстановлением в рудотермических печах.

Известен способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий введение в криолитовый электролит в качестве оксидного сырья глинозема, полученного при переработке алюмосиликатов методом спекания и содержащего алюмосиликат натрия, и электролиз полученного расплава. Предлагаемый способ позволяет сократить расход электроэнергии на 10÷12%, упростить процесс за счет отказа от специальных дозаторов с непрерывным или периодическим поочередным вводом компонентов и сократить расход чистых кремнийсодержащих материалов (а.с. №1502663, С22С 21/02, 1989 г. [1]).

Основной недостаток известного решения связан с повышением криолитового отношения электролита (защелачиванием электролита) вследствие введения дополнительного количества натрия с алюмосиликатом натрия. Для корректировки криолитового отношения электролита потребуется дополнительный расход фтористого алюминия. В результате в электролизере будет нарабатываться избыточный электролит, который необходимо периодически сливать.

Известен способ получения алюминиево-кремниевых сплавов в серийных алюминиевых электролизерах (патент RU 2030487, С25С 3/36, 1995 г. [2]). Способ включает периодическую загрузку глинозема и кремнийсодержащего оксидного сырья на корку электролита, разрушение корки с последующим погружением сырья в криолитоксидный расплав, причем загрузку кремнийсодержащего оксидного сырья осуществляют в течение суток каждые 3÷6 ч, а масса загружаемой порции кремнийсодержащего оксидного сырья составляет 0,2÷0,4% (в расчете на SiO₂) массы электролита.

Известное решение позволяет поддерживать в электролите оптимальную концентрацию кремния, которая не превышает максимально допустимую и предотвращает негативные явления, ведущие к росту температуры процесса и снижению выхода по току.

К недостаткам известного решения относится поточная обработка электролизера с загрузкой глинозема и кремнийсодержащего оксидного сырья на корку электролита с интервалом в 3÷6 ч, что приводит к определенным колебаниям концентрации глинозема и кремнезема в электролите. При этом не предусматривается корректировка режимных параметров технологии, которые остаются такими же, как у обычного электролизера по получению алюминия. Это снижает эффективность получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере.

Наиболее близким по технической сущности, наличию сходных признаков к заявляемому способу является «Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия» (патент РФ №2037569, С25С 3/36, 1995 г. [3]). Согласно известному способу в качестве кремнийсодержащего сырья используют аморфный кек кремнезема, полученный при обработке кремнефторсодержащих растворов гидроксидом алюминия. Крупность диоксида кремния в кеке кремнезема составляет 10÷40 мкм. Кек перед загрузкой в электролит нагревают до 400÷600°C, а при необходимости перед термообработкой кек смешивают с натрийсодержащим компонентом при массовом отношении натрия к алюминию, содержащемуся в кеке, равном (1,20÷2,20):1. Использование высокоактивного аморфного SiO₂ обеспечивает высокие технико-экономические показатели процесса. Расширяется сырьевая база производства алюминиево-кремниевых сплавов, снижается себестоимость производства.

Это решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

К недостаткам способа можно отнести ограниченную сырьевую базу аморфного кека кремнезема, который может производиться только на заводах по выпуску криолита и суперфосфатных удобрений. Также недостатком является необходимость предварительной термической обработки кека кремнезема при 400÷600°C с целью удаления кристаллизационной влаги из тригидрата фторида алюминия.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья, повышение производительности и эффективности получения алюминиево-кремниевых сплавов в электролизерах для производства алюминия.

Технический результат при внедрении изобретения:

- увеличение производительности электролизера по алюминиево-кремниевому сплаву;

- повышение выхода по току;

- улучшение качества алюминиево-кремниевого сплава.

Технический результат достигается тем, что в способе получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающем периодическую загрузку в расплав электролита фтористых солей, глинозема, аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья и последующее восстановление оксидов алюминия и кремния, в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, получаемый в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов, который загружают в расплав электролита с использованием установок автоматического питания электролизера. При этом в электролизере поддерживают увеличенное на 5÷30 вес.% количество расплава электролита. Также в расплав электролита вместе с микрокремнеземом вводят измельченный кварцит в количестве до 40% от веса микрокремнезема. Дополнительно микрокремнезем предварительно смешивают с глиноземом или фтористыми солями и загружают в расплав электролита, причем смешивание микрокремнезема с глиноземом могут осуществлять их совместной подачей в сухую адсорбционную газоочистку корпуса электролиза алюминия, после чего полученную смесь загружают в расплав электролита в виде фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема.

Техническая сущность заявляемого технического решения заключается в следующем. В предлагаемом решении в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, образующийся в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов в рудотермических печах.

Микрокремнезем представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц преимущественно сферической формы. Основным компонентом микрокремнезема является диоксид кремния аморфной модификации. В таблице 1 приведен примерный химический состав микрокремнезема.

Средний размер частиц микрокремнезема составляет доли микрона, что предопределяет большую удельную поверхность частиц, которая равна в среднем ~20 м²/г. В таблице 2 дано процентное содержание частиц микрокремнезема различных фракций.

Истинная плотность микрокремнезема в естественном состоянии составляет 2,2 г/см³. Насыпной вес микрокремнезема зависит от степени его уплотнения и составляет:

- в неуплотненном состоянии - 0,17÷0,20 т/м³;

- в уплотненном состоянии - 0,35÷0,65 т/м³.

Угол естественного откоса микрокремнезема составляет:

- в неуплотненном состоянии - 75÷80 град;

- в уплотненном (пневматическим способом) состоянии - 25÷30 град.

Аморфная структура микрокремнезема и его мелкодисперсный состав способствуют ускоренному растворению диоксида кремния в расплаве электролита и более эффективному восстановлению до металла с последующим образованием алюминиево-кремниевого сплава. Загрузка микрокремнезема в расплав электролита с помощью установок автоматического питания обеспечит равномерную подачу сырья в электролизер небольшими порциями, минимизирует скачки концентраций глинозема и микрокремнезема в электролите. В частности, при ванно-сутках электролизера 1250 кг Al, суточный расход глинозема составит около 2410 кг. Для поддержания концентрации кремния в нарабатываемом металле на уровне 5%, суточная загрузка микрокремнезема в электролизер равна ~150 кг. При работе установок автоматического питания глиноземом его концентрация в электролите составляет 2,5÷3,0%. В этом случае среднее содержание SiO₂ в электролите составит 0,15÷0,19%.

Учитывая мелкодисперсный состав микрокремнезема, для уменьшения его пылевыноса в систему газоочистки корпуса электролиза алюминия, микрокремнезем предварительно смешивают с глиноземом или фтористыми солями. Также предварительное смешивание сырья исключит образование агломератов микрокремнезема в расплаве электролита, что ускорит растворение SiO₂ и исключит образование осадка на подине электролизера. В качестве одного из вариантов смешивания глинозема и микрокремнезема предлагается их совместная подача в сухую адсорбционную газоочистку корпуса электролиза алюминия, после чего полученную смесь загружают в расплав электролита в виде фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема. Большая удельная поверхность микрокремнезема обеспечит достаточную эффективность сухой газоочистки. Использование фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема приведет к увеличению скорости их растворения в расплаве электролита.

Увеличенный на 5÷30 вес.% объем электролита в электролизере, при прочих равных условиях, повышает производительность электролизера за счет увеличенного количества растворенного кремнийсодержащего оксидного сырья, обеспечивает более стабильную работу электролизера. При увеличении объема электролита менее 5 вес.% эффект от повышения производительности электролизера минимален. При подъеме уровня электролита более чем на 30% от объема электролита на рядовом электролизере, возникают сложности с эксплуатацией электролизера в части удержания расплава электролита в шахте катода электролизера (работа электролизера на повышенном гарнисаже).

Введение в расплав электролита вместе с микрокремнеземом измельченного кварцита целесообразно при необходимости получения алюминиево-кремниевых сплавов с низким содержанием примесей, в частности, примеси железа. Концентрация оксида железа в микрокремнеземе изменяется от 0,2 до 1,0 вес.% При восстановлении оксидов кремния и железа, на 1 кг восстановленного кремния увеличение содержания железа в сплаве составит от 0,0043 кг Fe до 0,0214 кг Fe. Например, при производстве в электролизере сплава с 7% кремния по предлагаемому решению, увеличение концентрации железа в металле может составить от 0,03% до 0,10%, что в ряде случаев неприемлемо. Поэтому предлагается добавлять к микрокремнезему чистый кварцит с минимальным содержанием оксида железа (0,01÷0,10% вес.) в количестве до 40% от веса микрокремнезема. Кварцит хуже растворяется в электролите, поэтому его добавка к микрокремнезему ограничена. При добавке кварцита более 40% от веса микрокремнезема заметно снижается производительность электролизера и выход по току.

Сравнение предлагаемого решения с ближайшим аналогом показывает следующее. Предлагаемое решение и ближайший аналог характеризуются сходными признаками:

- оба решения направлены на получение алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия совместным восстановлением глинозема и кремнийсодержащего оксидного сырья;

- для получения алюминиево-кремниевого сплава используют аморфное, мелкодисперсное, кремнийсодержащее оксидное сырье.

Предлагаемое решение отличается от ближайшего аналога следующими признаками:

- в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, получаемый в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов;

- аморфное кремнийсодержащее оксидное сырье загружают в расплав электролита с использованием установок автоматического питания электролизера;

- в электролизере поддерживают увеличенное на 5÷30 вес.% количество расплава электролита;

- микрокремнезем перед загрузкой в расплав электролита смешивают с глиноземом или фтористыми солями, в т.ч. совместной подачей глинозема и микрокремнезема в сухую адсорбционную газоочистку корпуса электролиза алюминия;

- в расплав электролита вместе с микрокремнеземом вводят измельченный кварцит в количестве до 40 вес.%.

Предлагаемое техническое решение характеризуется признаками как сходными с признаками ближайшего аналога, так и отличительными признаками, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с известными решениями в данной области техники, проведенный по результатам поиска в патентной и научно-технической литературе, выявил следующее:

В статье «Добавление огнеупорных материалов из отработанной футеровки в электролизеры для производства сплавов Al-Si» (авторы Бьорн Мокснес, Хавард Гиклинг, Хальвор Кванде, Сверре Рольсет и Кьетил Страумсхейм) изложены результаты положительных промышленных испытаний по получению алюминиево-кремниевого сплава в электролизере с самообжигающимся анодом на силу тока 115 кА с использованием огнеупорной алюмосиликатной футеровки из катодов отключенных электролизеров. Опытный электролизер эксплуатировался непрерывно в течение пяти месяцев с подачей в электролит смеси обычного глинозема и отработанной огнеупорной футеровки. Результаты эксплуатации были в целом положительными. Содержание кремния в глиноземе превышало 10 вес.% (Легкие металлы, 2003 г. Под ред. Пола Н. Крепо TMS (Общество по изучению минералов, металлов и материалов) [4]).

В способе получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия в качестве кремнийсодержащего компонента используют кремнефтористый натрий, который предварительно спекают с глиноземом при 550÷650°C при массовом соотношении 1:(0,5÷1,5), а содержание кремния в сплаве поддерживают не более 9 мас.%. В результате спекания кремнефтористого натрия с глиноземом образуется аморфный, высокоактивный оксид кремния, который хорошо растворяется в электролите и восстанавливается до металла. Способ обеспечивает выход сплава по току 87÷88% и производительность электролизера по кремнию 74÷79 кг/сут (патент RU 1826998 С25С 3/36. Опубл. 1993 г. [5]).

Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающий подачу в электролит фтористых солей, кислородсодержащего соединения алюминия и кремнефтористого натрия, при этом в качестве кислородсодержащего соединения алюминия используют глинозем и/или гидроокись алюминия, в электролит подают смесь кремнефтористого натрия и кислородсодержащего соединения алюминия при весовом соотношении 1:(1,5÷5,0) в пересчете на глинозем, а для подачи материалов в электролит используют установку автоматического питания электролизера. Способ характеризуется высокими технико-экономическими показателями благодаря аморфной структуре оксида кремния, образующегося при спекании кремнефтористого натрия и кислородсодержащего соединения алюминия и использованию установки автоматического питания электролизера (патент RU 2383662 С25С 3/06, С25С 3/36, С25С 3/00. Опубл. 2010 г. [6]).

Проведенный авторами анализ показал, что на момент подачи заявки на изобретение не выявлены технические решения, характеризующиеся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью известных и неизвестных признаков, что свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Соответствие условию патентоспособности «промышленная применимость» доказывается экспериментальными данными, полученными в ходе промышленных испытаний.

Пример 1.

Промышленные испытания проводили на трех электролизерах С-8БМ с самообжигающимися анодами, которые на момент начала испытаний находились в одинаковом технологическом состоянии и имели близкий срок эксплуатации, равный ~30 мес. Сила тока на электролизерах поддерживалась на уровне 164 кА при среднем криолитовом отношении электролита 2,32.

В первые два электролизера загружали глинозем и кек кремнезема, в третий электролизер подавали глинозем и микрокремнезем. Кек кремнезема содержал 82 вес.% SiO₂ и 18 вес.% AlF₃·3H₂O. Концентрация SiO₂ в микрокремнеземе составляла 94,8 вес.%.

Загрузку глинозема и кека кремнезема в расплав электролита на первом электролизере осуществляли в ходе поточной обработки 12 раз в сутки после предварительной термообработки кека кремнезема на криолит-глиноземной корке электролизера при 480÷520°C для удаления кристаллизационной влаги из AlF₃·3H₂O. На втором электролизере подачу глинозема и предварительно обезвоженного кека кремнезема в расплав электролита проводили с помощью четырех установок автоматического питания (АПГ) точечного типа. Загрузку глинозема и микрокремнезема в третий электролизер осуществляли с использованием четырех установок автоматического питания (АПГ) точечного типа.

В течение 36 суток электролизеры обрабатывали глиноземом и аморфным кремнийсодержащим оксидным сырьем с постепенным увеличением подачи кремнийсодержащего сырья в пересчете на SiO₂ с 80 до 120 кг/сут до выхода на содержание Si в алюминиево-кремниевом сплаве 6,5±0,2%. За этот период прошла адаптация электролизеров к новому сырью, в частности насыщение настыли и гарнисажа электролизеров оксидом кремния. В течение всего периода испытаний расплав электролита корректировался добавками фторида алюминия и фторида кальция. Для поддержания стабильной концентрации кремния в сплаве на уровне 6,5±0,2%, загрузку кремнийсодержащего сырья в электролизер стабилизировали в пределах 170÷175 кг/сут в пересчете на SiO₂.

Выливку из электролизера нарабатываемого алюминиево-кремниевого сплава производили вакуум-ковшом один раз в сутки. По количеству загруженного аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья, по весу вылитого сплава и содержанию в нем кремния рассчитали технико-экономические показатели работы электролизеров. Усредненные результаты месячной эксплуатации электролизеров приведены в таблице 3.

Пример 2.

Промышленные испытания проводили в четырех электролизерах С-8БМ с самообжигающимися анодами, имеющих близкие эксплуатационные показатели. Условия проведения испытаний, параметры электролиза и постепенный перевод электролизеров на питание кремнийсодержащим сырьем выдерживали, в основном, аналогично примеру 1. Во всех электролизерах для получения алюминиево-кремниевого сплава использовали глинозем и микрокремнезем, которые загружали в расплав электролита с использованием установок автоматического питания (АПГ) точечного типа, по четыре на каждом электролизере.

На электролизерах №1 и №2 три установки АПГ загружали в расплав электролита глинозем, а одна - микрокремнезем. На электролизере №2 поддерживали увеличенное на ~20% количество электролита. Вес дополнительного электролита составил ~1050 кг. На электролизере №3 через две установки АПГ загружали глинозем, а через третью - механическую смесь глинозема и микрокремнезема, через четвертую - механическую смесь микрокремнезема с фторидом алюминия. В электролизер №4 загружали глинозем и смесь микрокремнезема с тонкомолотым кварцитом. Добавка кварцита в пересчете на SiO₂ составляла 30% от веса микрокремнезема.

По результатам месячной эксплуатации определены технико-экономические показатели работы электролизеров. Усредненные результаты испытаний приведены в таблице 4.

Промышленное применение предлагаемого технического решения по получению алюминиево-кремниевых сплавов восстановлением микрокремнезема в электролизерах, оборудованных установками АПГ, обеспечивает увеличение производительности электролизеров по алюминиево-кремниевому сплаву, повышение выхода по току, улучшение качества алюминиево-кремниевых сплавов.

Информация

1. Авт. св. №1502663, С22С 21/02, 1989 г. [1].

2. Патент RU 2030487, С25С 3/36, 1995 г. [2].

3. Патент РФ №2037569, С25С 3/36, 1995 г. [3].

4. Light Metals 2003. Bjørn Moxnes, Håvard Gikling, Halvor Kvande, Sverre Rolseth and Kjetil Straumsheim. ADDITION OF REFRACTORIES FROM SPENT POTLINING TO ALUMINA REDUCTION CELLS TO PRODUCE Al-Si ALLOYS [4].

5. Патент RU 1826998 C25C 3/36, 1993 г. [5].

6. Патент RU 2383662 C25C 3/06, C25C 3/36, C25C 3/00, 2010 г. [6].

1. Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающий периодическую загрузку в расплав электролита фтористых солей, глинозема, аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья и последующее восстановление оксидов алюминия и кремния, отличающийся тем, что в качестве аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья используют микрокремнезем, получаемый в процессе очистки технологических газов при производстве кремния и кремнийсодержащих сплавов, который загружают в расплав электролита посредством установки автоматического питания электролизера.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в электролизере поддерживают увеличенное на 5÷30 вес.% количество расплава электролита.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в расплав электролита вместе с микрокремнеземом вводят измельченный кварцит в количестве до 40% от веса микрокремнезема.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что микрокремнезем предварительно смешивают с глиноземом или фтористыми солями и загружают в расплав электролита.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что смешивание микрокремнезема с глиноземом осуществляют путем их совместной подачи в сухую адсорбционную газоочистку с последующей загрузкой полученной смеси в расплав электролита в виде фторированного глинозема и фторированного микрокремнезема.

Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. В способе регулируют токовую нагрузку при определении перегрева поверхности подины путем непрерывного измерения температуры и токовой нагрузки по анодам и ниппелями, отключают анододержатели с максимально допустимой по технологии токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода, расположенного в районе «борт катодного кожуха - ближайший ниппель анода» и/или рядом стоящего анода, последовательно определив перегрев поверхности подины между соседними рядами анодов, отключают анододержатели с максимально допустимой токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода и/или близлежащих анодов в следующей последовательности: рядом стоящий анод - напротив стоящий анод - анод по диагонали, при этом покрывают подину слоем электропроводного материала под анодами, расположенными по периферии подины с площадью контакта покрытия от 50% до 90%, под рядом расположенными анодами площадь контакта составляет от 30% до 70%, под всеми оставшимися анодами - от 10% до 50%, и подключают электролизер на обжиг после достижения температуры поверхности его подины заданного по технологии значения.

Электролизер для получения жидких металлов электролизом расплавов // 2586183

Изобретение относится к электролизерам для производства жидких металлов, в частности алюминия, электролизом расплавленных солей. Электролизер содержит корпус, подину, крышку, установленные вертикально или наклонно малорасходуемые полые перфорированные и/или открыто пористые электроды, подсоединенные к источнику постоянного тока, при этом в электродах выполнены внутренние каналы для транспортировки по ним продуктов электролиза.

Способ рентгенофазового определения криолитового отношения при электролитическом получении алюминия // 2586167

Изобретение относится к способу рентгенофазового определения криолитового отношения при электролитическом получении алюминия и может быть использовано при определении состава электролита.

Способ и устройство рафинирования алюминия // 2558316

Изобретение относится к способу и устройству для рафинирования алюминия и его сплавов от электроположительных примесей. Устройство содержит контейнер с подиной, футерованной огнеупорными материалами, для размещения в нем расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и расплавленного рафинированного алюминия, одну или несколько пористых мембран, пропитанных электролитом, непроницаемых для расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и проницаемых для электролита и катионов алюминия, для разделения расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями, используемого в качестве анода с токоподводом, и расплавленного рафинированного алюминия в качестве катода с токоподводом и по крайней мере один МГД перемешиватель анодного расплава, установленный на границе раздела пористая мембрана - анодный расплав.

Графитированное фасонное катодное устройство для получения алюминия и его графитированный замедлительный катодный блок // 2557177

Изобретение относится к графитированному фасонному катодному устройству для получения алюминия. Катодное устройство содержит основной блок и графитированный катодный замедлительный блок.

Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов в алюминиевых электролизерах // 2556188

Изобретение относится к способу электролитического получения алюмокремниевых сплавов -силуминов с использованием кремнезема и кремнеземсодержащих материалов, например, отработанной подины, содержащей большое количество кремнезема, глинозема и электролита, необходимых для электролиза.

Газоочистное устройство и способ очистки газа // 2555038

Изобретение относится к очистке основного потока неочищенного газа из предприятия, например, по получению алюминия. Газоочистное устройство содержит множество газоочистных камер (34a-c), входную магистраль (32) для разделения основного потока неочищенного газа, текущего через нее, на множество отдельных фракционных потоков неочищенного газа для втекания во входы (46a-c) очистных камер и множество теплообменников (40a-c).

Способ подготовки проб калийсодержащего электролита алюминиевого производства для анализа состава и определения криолитового отношения методом рфа // 2542927

Изобретение относится к получению алюминия электролизом глинозема в расплаве фтористых солей и может быть использовано при технологическом контроле состава электролита методом количественного рентгенофазового анализа (РФА) калийсодержащего электролита с добавками кальция либо кальция и магния.

Устройство отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода // 2542180

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия с верхним подводом тока, в частности к устройству отвода газов из-под подошвы самообжигающегося анода.

Способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами // 2526351

Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Способ включает нагрев подины, выполненной из катодных блоков с катодными блюмсами, электропроводным материалом, размещение на нем обожженных анодов, соединение анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера, пропускание электрического тока через электропроводный материал и регулирование токовой нагрузки обожженных анодов.

Сухой запуск электролизера для производства алюминия // 2607308

Изобретение относится к способу запуска электролизера для производства алюминия, имеющего катодный блок с верхней поверхностью. Способ включает размещение материала контактного сопротивления на верхней поверхности катодного блока, опускание множества анодов до упора в материал контактного сопротивления, заполнение электролизера и покрывание анодов твердым электролитным материалом, содержащим дробленый материал электролитной ванны, криолит или их смеси, подачу электрического тока на аноды для по меньшей мере частичного расплавления твердого электролитного материала и подъем анодов при достижении заданной глубины расплавленного электролитного материала. Обеспечивается сокращение рабочей нагрузки на подъемный кран и возможность увеличения вдвое числа электролизеров, запускаемых в течение заданного периода времени. 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

Способ определения криолитового отношения электролита с добавками фторидов кальция, магния и калия рентгенофлуоресцентным методом // 2616747

Изобретение относится к способу определения криолитового отношения (КО) мольного отношения (NaF+KF)/AlF3) с добавками фторидов кальция магния и калия. Способ включает построение градуировочных характеристик по Na, F, Са, Mg с использованием отраслевых стандартных образцов (ОСО) состава электролита электролизеров производства алюминия, прошедших метрологическую аттестацию, а по K - с использованием синтетических образцов электролита, с установленной по процедуре приготовления погрешностью значения содержания калия в виде регрессионных зависимостей, при этом градуировочные характеристики для фтора, натрия, кальция, и магния строят в виде регрессионной зависимости: , j≠k≠I , где i - определяемый элемент, j - элемент, участвующий в поглощении (наложении) определяемого элемента, k – элемент, участвующий в возбуждении определяемого элемента, bi, ci - коэффициенты уравнения регрессии для i-го элемента, определяемые методом наименьших квадратов, с/имп., мас. % соответственно, Ii - измеренная интенсивность флуоресцентного излучения i-го элемента, имп./с, Ci - концентрация i-го калия, мас. %, Cj - концентрация j-го элемента матрицы, мас. %, pj - коэффициент коррекции перекрывания интенсивности, pj=0÷1; (1+M)i - коэффициент влияния матрицы, величину которого определяют по формуле: , где i - определяемый элемент, αj - коэффициент поглощения, величина которого рассчитывается по методу наименьших квадратов, (% масс.)-1; βk - коэффициент возбуждения, величина которого рассчитывается по методу наименьших квадратов; Ck - концентрация k-го элемента матрицы, масс. %; N - количество элементов, а градуировочную характеристику для калия строят в виде регрессионной зависимости: С=aI2+bI+с, где: а, b, с - коэффициенты уравнения регрессии для калия, определяемые методом наименьших квадратов, (с/имп.)2, с/имп., масс. % соответственно; I - измеренная интенсивность флуоресцентного излучения аналитической линии калия, имп/с; С - концентрация калия, масс. %. Градуировочную характеристику для определения Na строят с применением α и β коррекции по Al, а градуировочную характеристику для определения F строят с учетом наложения Na и применением β коррекции по Al. Обеспечивается достижение точности определения КО в электролите с добавкой К. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Способ пуска алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом // 2616752

Изобретение относится к способу пуска алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом после капитального ремонта. Способ включает обжиг подины, заливку расплавленного электролита, электрическое подключение электролизера, снижение напряжения на электролизере до рабочего в пусковой период, загрузку содержащего соду сырья, фтористых солей и заливку жидкого алюминия. Снижение напряжения на электролизере до рабочего осуществляют одновременно при снижении уровня электролита и повышении уровня алюминия в электролизере, при этом общий уровень алюминия и электролита в электролизере поддерживают от 91 до 99% глубины шахты. Обеспечивается сокращение длительности и расхода электроэнергии пускового периода электролизера. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ получения сплава на основе алюминия и устройство для осуществления способа // 2621207

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства. Способ получения сплава на основе алюминия, содержащего 1-3 мас.% скандия, включает приготовление и расплавление смеси, содержащей фториды натрия, калия и алюминия, непрерывную подачу в расплав при температуре 800 – 950 0С оксида скандия в количестве, обеспечивающем поддержание оксида скандия в расплаве на уровне 1-8%, одновременное алюмотермическое восстановление скандия из его оксида и электролитическое разложение образующегося оксида алюминия, периодическую выгрузку полученного сплава с заданным составом и заливку расплавленного алюминия после выгрузки сплава в количестве, равном по массе выгруженному сплаву. Устройство для получения сплава содержит стальной кожух, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом, с подиной и крышкой, анод, катод, графитовый тигель, размещенный на подовом графитовом блоке, который с установленным в него блюмсом является токоподводом к катоду, причем между внутренней футеровкой кожуха и внешней стороной тигля размещены нагревательные элементы, а в крышке установлен дозатор для непрерывной подачи оксида скандия и выполнено отверстие для периодической загрузки алюминия и периодической выгрузки полученного сплава. Изобретение позволяет получать сплав алюминий-скандий с заданным составом, обеспечивает высокую чистоту конечного продукта и высокий уровень извлечения скандия. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства // 2627431

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства включает обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция с последующим разделением раствора и пульпы и выделением фторида кальция, который промывают водой. В качестве фторсодержащего раствора используют раствор, полученный путем выщелачивания твердых мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия - шламов газоочистки, пыли электрофильтров и отработанной угольной футеровки. Фторуглеродсодержащие отходы подают на обработку в соотношении Т:Ж=:(10-11) по отношению к 2-2,5% раствору гидроксида натрия. Обработку ведут при температуре выщелачиваемого раствора 65-85°С. Изобретение позволяет получить фторид кальция из твердых мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия с содержанием фтора в твердой фазе от 12 до 25%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Способ горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера // 2629421

Изобретение относится к способу горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера при электролитическом получении алюминия. Способ включает определение участка разрушения углеродистой подины, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, при этом в качестве ремонтной смеси используют неформованный оксид магния с композиционным покрытием на основе диборида титана. Обеспечивается снижение износа подины электролизера, что способствует повышению срока службы алюминиевого электролизера 7 з.п. ф-лы.

Системы и способы защиты электролизеров // 2644482

Настоящее изобретение относится к электролизеру для получения алюминия (варианты) и способу защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита. Электролизер содержит анод, катод, отстоящий от анода, ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, корпус электролизера, имеющий боковую стенку и подину и выполненный с возможностью удерживания ванны расплавленного электролита, при этом боковая стенка имеет поляризованную часть боковой стенки и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки являются смежными друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита. Раскрыт также способ защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита, включающий пропускание тока от анода через ванну расплавленного электролита к катоду в электролизере, подачу питающего материала в электролизер в месте, смежном с боковой стенкой электролизера, с возможностью удерживания питающего материала в желобе, образованном рядом с боковой стенкой, и сохранение боковой стенки в расплавленном электролите во время работы электролизера за счет подаваемого питающего материала, причем боковая стенка выполнена из по меньшей мере одного компонента, который присутствует в пределах примерно 95% от насыщения в ванне расплавленного электролита. Обеспечивается защита боковой стенке от воздействия электролита при эксплуатации электролизера. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 36 ил., 5 пр.