Способ подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия

Изобретение относится к способу подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия. Способ включает нагрев анода перед помещением его в расплав электролита. Нагрев выполняют в герметичном объеме посредством тока высокой частоты 20-120 МГц до температуры поверхности анода 350-800°С. Обеспечивается ускорение нагрева поверхностного слоя анода с исключением теплопотерь.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии электролиза алюминия с использованием обожженных угольных анодов. Может быть использовано при электролизе в процессе установки новых анодов в электролизер после удаления отработанных.

Одной из проблем электролиза алюминия с использованием обожженных угольных анодов в настоящее время является образование неэлектропроводного (изолирующего) криолит-глиноземного слоя (корки) на поверхности анода, снижающего электрическую проводимость между расплавом электролита и анодом и сокращающего эффективность электролиза. Причиной образования неэлектропроводного слоя на поверхности анода является т.н. термошок, обусловленный разницей температур устанавливаемого анода, температура которого около 100°С, и расплавленного электролита с температурой 940-960°С.

Известен «Способ замены угольных анодов при электролизе расплава алюминия и устройство для его осуществления» (RU 94044352 (A1), DE 4344036 (A1) Anode change with heat recovery during aluminium fusion), заключающийся в перемещении при помощи транспортного контейнера и подогреве новых угольных анодов в подогревающих камерах с использованием остаточного тепла извлеченных из ванны расплава анодных остатков и/или извлеченного из ванны расплава горячего материала ванны, а затем подают в подогретом виде к ванне расплава. Для регенерации тепла и теплообмена используется теплообменник, состоящий из многокамерной системы.

Недостатком известного способа является высокие потери тепла, низкая эффективность в связи с тем, что при перемещении от нагревательной камеры до места установки в электролизере, угольный анод охлаждается. Использование в качестве топлива огарков обожженных анодов увеличивает время замены анодов, а также не может обеспечить разогрев нового анода до требуемой температуры (близкой к температуре электролита 950°С).

Прототипом является способ нагрева обожженных анодов, реализуемый в полезной модели «Установка для предварительного нагрева обожженных анодов для производства алюминия» (патент RU 157373), заключающийся в предварительном нагреве анодов в контейнере с теплоизолированными стенками за счет тепла передаваемого из организованного газоотвода.

Недостатком прототипа является низкая температура подогрева анодного блока, которая не превышает 300°С, что обусловливает сокращение технологических возможностей способа.

Технической проблемой изобретения является создание способа подготовки обожженного анода к электролизу, с расширением технологических возможностей способа путем повышения температуры нагрева поверхности.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия, включающем нагрев анода перед установкой его в расплав криолит-глиноземного электролита, согласно изобретению, нагрев анода выполняют в герметичных условиях посредством тока высокой частоты 20-120 МГц до температуры поверхности анода 350-800°С.

Техническим результатом изобретения является нагревание поверхности анода до температуры 350-800°С, что сокращает разницу температур между поверхностью анода и расплавом электролита, сокращает вероятность термошока и образование неэлектропроводного (изолирующего) криолитоглиноземного слоя (корки) на поверхности анода, способствует сохранению электрической проводимости анода и проводимости между расплавом электролита и анодом и, в целом, способствует повышению эффективность электролиза.

Техническим результатом также является расширение технологических возможностей способа подготовки обожженных анодов благодаря использованию электрического тока высокой частоты и герметичного объема для нагрева анода, что обусловливает интенсивный и скоростной нагрев анода с исключением теплопотерь.

Техническим результатом также является возникновение на аноде скин-эффекта, являющегося результатом подачи на анод тока высокой частоты и обусловливающего преимущественный нагрев поверхностного слоя анода, что способствует сокращению затрат электроэнергии при достижении высокой температуры нагрева анода.

Способ осуществляют следующим образом. Электролизный цех получения алюминия оборудуют генератором переменного тока. Частота генерируемого тока 20-120 МГц. Ведут непрерывный электролиз. Новый анод, подлежащий установке в электролизер, устанавливают в герметично изолированном объеме, например на стенде. Снабжают анод аппаратурой измерения температуры поверхности, например контактной термопарой. Присоединяют анод к генератору при помощи шин. Подают ток на анод в течение 2-10 минут до достижения на поверхности анода температуры 300-800°С. Нагретый анод при помощи подъемно-транспортных устройств, например крана-манипулятора, устанавливают в электролизер и опускают в расплав электролита. Ведут электролиз алюминия.

Способ подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия, включающий нагрев анода перед установкой его в расплав криолит-глиноземного электролита, отличающийся тем, что нагрев анода выполняют в герметичном объеме посредством тока высокой частоты 20-120 МГц в течение 2-10 мин до температуры поверхности анода 350-800°C.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами и может быть использовано в период ввода электролизера в эксплуатацию и при выводе электролизера из эксплуатации.

Изобретение относится к способу производства углеродных электродов в виде анодов для производства алюминия. Способ включает смешивание высокоплавкого пека с температурой размягчения по Меттлеру (SPM) выше 150°C с углеродистыми твердыми веществами при температуре на 50-120°С выше SPM пека, прессование или уплотнение посредством вибрации или экструзии без преднамеренного охлаждения при температуре, близкой к температуре смешивания, передачу сырых электродов в печь для карбонизации без преднамеренного охлаждения, карбонизацию сырых электродов.

Изобретение относится к ошиновке алюминиевого электролизера большой мощности при поперечном расположении электролизеров в корпусе электролиза. Ошиновка содержит сборные и обводные катодные шины и спуски, установленные вдоль входной и выходной сторон катодного кожуха предыдущего электролизера, в которой анодная ошиновка последующего электролизера соединена с катодными шинами предыдущего электролизера посредством стояков, при этом каждый из пакетов катодных шин, огибающих торцы электролизера, передает 35-50% тока входной стороны.

Изобретение относится к способу и системе для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом с получением электрода. Способ включает получение от необожженного электрода партии N двух показателей, а именно, смоделированную плотность в обожженном состоянии и характеристику изображения.

Изобретение относится к анодному блоку электролизера с обожженными анодами для производства алюминия. Анодный блок содержит на нижней рабочей поверхности пазы и вертикальные газоотводящие трубки.

Изобретение относится к способу замены анодов при электролизе расплава алюминия в алюминиевом электролизере с предварительно обожженными анодами с регенерацией тепла за счет предварительного подогрева анода.

Изобретение относится к электролизеру для производства алюминия с биполярными электродами. Электролизер содержит корпус с боковой и подовой футеровкой, концевые аноды и катоды, размещенные на противоположных сторонах корпуса электролизера, и вертикально установленные между ними нерасходуемые биполярные электроды, при этом нерасходуемые биполярные электроды, образующие модули электролиза, установлены вдоль оси электролизера рядами, между которыми расположены модули питания глиноземом и сбора алюминия.

Изобретение относится к способу оптимизации токоподвода к аноду электролизера при электролитическом получении алюминия в электролизерах с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом.

Изобретение относится к электролитическому производству алюминия, а именно к способу формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом.

Изобретение относится к конструкции анодного штыря электролизеров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом при электролитическом производстве алюминия.

Изобретение относится к электролизеру для электрохимического осаждения цинка электролизом водных растворов. Электролизер содержит корпус с расположенными внутри него монополярными электродами - анодами и катодами, и средство периодического реверса тока, выполненное в виде дополнительных электродов для реверса тока, размещенных между монополярными катодами и анодами и электрически соединенных между собой с возможностью подключения с одновременным отключением катодов или анодов и подачи посредством упомянутых дополнительных электродов противоположного заряда на пассивирующиеся монополярные электроды, при этом дополнительные электроды выполнены из материала, нерастворимого в водном растворе электролита.

Изобретение относится к элементу конструкции укрытия пространства над расплавом электролизера для производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к составу электролита для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Электролит содержит, мас.%: фторид натрия 26-43, фторид калия - до 12, фторид лития - до 5, фторид кальция 2-6, глинозем 2-6, фторид алюминия и примеси - остальное.
Изобретение относится к холоднонабивной подовой массе для футеровки подины алюминиевого электролизера. Холоднонабивная подовая масса содержит электрокальцинированный антрацит, пластификатор и жидкое углеродное связующее, включающее каменноугольный пек, поглотительное масло и карбонат лития в качестве модифицирующей добавки.

Изобретение относится к кронштейну анододержателя алюминиевых электролизеров при производстве алюминия. В кронштейне анододержателя, содержащем траверсу с площадкой для крепления биметаллического переходника, ветви и ниппели, траверса выполнена в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды и имеет отверстие в центральной части, при этом углы при основании траверсы и ветвей составляют не менее 45°.

Изобретение относится к способу получения алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов. Способ включает направление оксида углерода в виде СО под подошву анода через выполненные в аноде каналы под давлением 1,1-1,2 атм с расходом около 1000-1050 м3 СО на тонну алюминия, причем СО получают из образующихся при электролизе отходящих газов после их газоочистки, фторирования и отмывки от СО2.
Изобретение относится к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом, а именно к способу формирования вторичного самообжигающегося анода. Способ включает загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, прорезку периферии анода и уплотнение верхнего слоя анодной массы, при этом прорезку периферии анода осуществляют совместно с уплотнением верхнего слоя анодной массы и обработкой ультразвуком в течение 5-10 мин, частота которого составляет f=18-35 кГц.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения металлов, за исключением щелочных и щелочно-земельных, и/или сплавов металлов. Способ включает восстановление металлов и/или сплавов в кальцийсодержащем оксидно-галогенидном расплаве из соединений получаемых металлов и/или из смесей соединений металлов получаемых сплавов.

Изобретение относится к способу электролитического получения металлов. .

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в технологии переработки отходов легкоплавких сплавов. .

Изобретение относится к способу и устройству для определения состава электролита на основе дифференциально-термических измерений для управления процессом электролиза алюминия. Устройство состоит из металлического блока, включающего эталон и емкость для отбора пробы электролита, температурных датчиков, погруженных в эталон и в пробу электролита, системы регистрации, обработки данных и визуализации полученных результатов. Способ включает погружение металлического блока в электролит, заполнение емкости расплавом электролита, извлечение и охлаждение металлического блока с заполненной емкостью над коркой на поверхности расплавленного электролита, построение и анализ дифференциально-термических кривых, в результате которого определяют температуру ликвидуса, перегрев электролита, а также фазовый и компонентный состав твердых проб электролита с учетом всех кристаллизующихся фаз, содержание которых в пробе электролита составляет не менее 3 мас. %, в качестве эталона используют α-модификацию оксида алюминия. Обеспечивается повышение точности определения состава электролита. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил, 1 пр., 5 табл.

Изобретение относится к способу подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия. Способ включает нагрев анода перед помещением его в расплав электролита. Нагрев выполняют в герметичном объеме посредством тока высокой частоты 20-120 МГц до температуры поверхности анода 350-800°С. Обеспечивается ускорение нагрева поверхностного слоя анода с исключением теплопотерь.

Наверх