Способ электролитического получения алюминия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5II

Союз Советских

Сопиалистических

Республик

«

I г

/ г

8 ° / (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.08.75 (21) 2168750/02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень «¹ 9 (45) Дата опубликования описания 31.05.77 (51) М.Кл С 25 С 3/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.713.72 (088.8) (72) Авторы изооретения

И. С. Качановская, Л. В. Лебедева, С. Э. Гефтер, В. Т. Беспалов и H. Т. Золотарева (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и гроектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (54) СПОСОБ ЭЛ ЕКТРОЛ ИТИ Ч ЕСКОГО

ПОЛ УЧЕН ИЯ АЛ ЮМИ Н ИЯ

Изобретение относится к электролитическому производству алюминия из расплавленных сред.

Известно, что температура электролита является одним из основных факторов, влияющих на технико-экономические показатели процесса.

Повышение или черезмерное понижение температуры вызывает уменьшение выхода по току и ухудшает технологическое состояние электролизера. Поэтому стремятся вести электролиз при оптимальной температуре, что способствует достижению высоких технико-экономических показателей производства алюминия.

Выбор оптимальных значений температуры зависит от мощности электролизера, его конструкции, срока эксплуатации, состава электролита и находится в пределах 940—

970 С. В процессе электролитического, получения алюминия в электролизере с угольным анодом на подошве последнего периодически образуются неровности, обусловленные совместным воздействием термической и токовой нагрузки анода, периодическим перераспределением ее, влиянием изменяющихся условий газовыделения, токораспределения в межэлектр одном зазоре, циркуляции электролита, металла и т. д., а также выполнением ряда технологических операций.

При появлении неровностей на подошве анода возрастает вероятность повышения температуры электролита и возникновения технологического расстройства, известного под названием «горячий ход» электролизера.

Кроме того, при переохлаждении электролизера температура электролита становится ниже оптимальной и наступает так называемый «холодный ход» электролизера.

В настоящее время при «горячем ходе», как правило, снижают рабочее напряжение электролизера, опуская анод, и при «холодном ходе» поднимают анод.

Подъем анода при «горячем ходе» практикуется лишь в относительно редких случаях, известных под названием «зажатие» электролизера.

Известен способ электролитического получения алюминия в электролизере с угольным анодом, включающий регулирование межэлектродного расстояния по температуре электролита. Согласно этому способу, по температуре электролита автоматически корректируют значение падения напряжения на ванне (1).

Способ не позволяет избежать образования неровностей на подошве анода, которое приводит к локализации тока на выступах и резкому увеличению неравномерности рас30 пределения его в межэлектродпом зазоре.

549511

15

45

60

При уменьшении межэлектродного зазора локализация тока на выступах подошвы анода возрастает.

Это приводит к тому, что, вследствие усиления неравномерности распределения тока в межэлектродном зазоре повышается вероятность местных перегревов электролита, а также увеличивается и скорость сгорания выступов. Вследствие сокращения длительности их существования вредное влияние неровностей подошвы анода на условия его работы и вероятность «горячего хода» уменьшаются.

При высоких температурах электролита уменьшение межэлектродного зазора еще больше повышает температуру электролита .tз-за местных перегревов его, и вероятность развития «горячего хода» резко возрастает.

При низких температурах электролита увеличение межэлектродного зазора, повышая длительность существования неровностей, ухудшает условия работы анода, а в дальнейшем при изменении условий теплоотдачи — и вероятность «горячего хода».

Таким образом, при образовании неровностей на подошве анода увеличение межэлектродного зазора при «холодном ходе» электролизера и его уменьшение при «горячем» ухудшают технологический режим электролизера, делают его мало устойчивым.

Целью изобретения является стабилизация технологического режима и повышение технико-экономических показателей процесса за счет ликвидации неровностей на подошве анода.

Эта цель достигается тем, что при температуре электролита 950 †9 С и образовании неровностей на подошве анода, не контактирующих с катодом, межэлектродное расстояние уменьшают на 2 — 20 /р.

Появление очагов перегрева электролита в межэлектродном зазоре особенно опасно при температуре электролита выше 970 С когда вероятность развития «горячего хода» возрастает. Устранение местных перегревов электролита в этот период работы электролизера достигается увеличением межэлектродного расстояния и более равномерным распределением тока.

При температуре электролита 950 †9 С неравномерное распределение тока в междуполюсном зазоре и местные перегревы электролита менее опасны. Появляется возможность ликвидации неровностей на подошве анода, путем уменьшения межэлектродного зазора и локализации тока на выступах, Сокращение длительности существования неровностей на подошве анода улучшает условия его работы и в дальнейшем уменьшает вероятность возникновения «горячего хода».

Исследованн,, проведенные на электролизерах с верхним токоподводом на 160 ка, подтвердили изложенные выше положения.

Когда на подошве анода имелись неровности, не контактирующие со слоем жидкого металца, и температура электролита была ниже 965 С, снижение межэлектродного расстояния на 2 — 20 /р от первоначальной величины способствовало стабилизации технологического ре?кима. При повышенйи температуры электролита выше 965 С, увеличение ме?кэлектродного расстояния на 3 — Зц% от первоначального способствовало, при наличии выступов на подошве анода, снижению температуры электролита.

Предлагаемый способ электролитического получения алюминия предусматривает следующий порядок действия.

При оптимальных значениях температуры электролита 950 — 965 С и появление неровностей на подошве анода, межэлектродный зазор уменьшают на 2 — 20Р/р, опуская анод, и работают в этом режиме до исчезновения неровностей, после чего анод возвращают в первоначальное положение, Пример:

Электролизер с верхним токоподводом работал на электролите с криолитовым отношением 2,8 и содержанием добавок МдР— 5 /р, CaF — 2 /р. При отсутствии неровностей на подошве анода и межэлектр одном зазоре

5 сл температура электролита поддерживается в пределах 960 — 965 С.

После того, как на подошве появились неровности и замеренная температура электролита составила 963 С, анод опустили на

0,5 см. Через 8 час неровности на подошве анода исчезли, замеренная температура электролита составила 960 С и анод подняли на

0,5 с»«.

Применение предлагаемого способа позволит своевременно ликвидировать неровности подошвы анода, улучшит работу анодного узла, снизит количество «горячих» электролизеров, обеспечит более устойчивый технологический режим и повысит технико-экономические показатели электролиза.

Формула изобретения

Способ электролитического получения алюминия в электролизере с угольным анодом, включающий регулирование межэлектродного расстояния по температуре электролита, отличающийся тем, что, с целью стабилизации технологического режима и повышения технико-экономических показателей процесса за счет ликвидации неровностей на подошве анода, при температуре электролита

950 †9 С и образовании на подошве анода неровностей, не контактирующих с катодом, межэлектродное расстояние уменьшают на

2 —: 20 /р

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 96846, С 22 d 3/02, 15.10.1950.