Электролизер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ.Сееэ Свветсмнк

Сецнаектнчесннк

Реепублнн

«i>822762

К ПАТЕНТУ (6!) Дополнительным к патенту (51)М. Кл.з (22) Заявлено 160578 (21) 2618105/22-02 (23) Приоритет (32) 17. 05. 77

С 25 С 3/P8

Гасударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

{33) ЛдА (31) 79 778 0

Опубликовано 150481. Бюллетень N9 14 (53) УДК 6,69. ° 71З. .721(088.8) Дата опубликования описания 150481 б

Иностранцы.

Аллен Стивенсон Расселл и Элмер Генри Родж (США) (72) Авторы изобретения, мяадшнн: .. .,, .-" .5 >UJf 4„ . ",.

Иностранная фирма

"Алюминиум Компани оф Америка" (СИА) (7%) Заявитель

{ 54 ) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

Изобретение относится к получению алюминия электролиэом в ванне расплавленной соли.

Известен электролизер для получения металла в водных злектролитических системах, в футеровке которого применяется пластмассовый лист, в котором электрическая изоляция достигается благодаря тонкому плотному слою электропроводящих частиц огнеупорного минерала определенного размера {.13 °

Однако такой электролизер нельзя применять при электролизе алюминия вследствие высоких температур процесса.

Наиболее близким по технической сущности - и достигаемому результату к предлагаемому является электролизер для получения алюминия электро-2О лизом в ванне расплавленных хлоридов, которая включает металлический охлаждаемыИ кожух, электроизоляционный слой блоков из стекла и термоиэоляционный слой магнвзитового кирпича .2).

Недостатком этого электролизера является отсутствие достаточного электроизолирующего и механического слоя в футеровке. 30

Цель изобретения — создание электроизолирующего дополнительного механического слон е футеровке электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что между стеклянной внутренней стенкой н металлической наружной стенкой расположен слой из резины или пластмассы. такое выполнение футеровки обеспечивает хотя бы частичное снятие напряжения с кожуха электролиэера, а также снижает возможность контакта выделяющегося хлора с металлическим кожухом и, как следствие, разрушения последнего.

На фиг. 1 изображена часть стенки электролизера, вертикальный разрез; на фиг. 2 - ахема измерения сопротивления.

Электролизер включает стальную стенку 1, резиновую или пластмассовую прокладку 2, стеклянные блоки 3, кирпичные блоки 4. Охлаждающая среда, например вода, проходит через рубашку 5 для отвода тепла от электролизера. Кожух б, например из стали, закрывает и удерживает электролизер и охлаждающую рубашку 5.

822762

Внутренние поверхности электролизера,включающего ванну, т. е. поверхности, образованные стенкой..1 и соответствующим стальным днищем, футерованы сплошной коррозионностойкой электроизолирующей футеровкой 2 из пластмассы или резины. Хорошие результаты получают с футеровкой 2, состоящей из перемещающихся слоев термотвердеющей краски .на основе эпоксидной смеси или стекловолокна. Другими пластмассовыми или резиновыми матери лами для применения являются природный пластик, например асфальт, или искусственная. пластмасса, например политетрафторэтилен и,в общем, эпоксидные смолы.

Резиновые материалы включают в себя как природный, так и синтетический каучук ° Могут применяться различные наполнители, включая волокнистые усилители, например стекловолокно, 20

Также могут присутствовать антиокислители, стабилизаторы тепла и пластификаторы. Данный состав пластмассы или резины выбирается, принимая во внимание, например температуру в точке ее нахождения, способ укладки и срок службы электролизера.

Внутри футеровки за стенкой 1 размещены стеклянные блоки 3. Боковые стенки электролизера футерованы слоем огнеупорного кирпича 4 из теплоизоляционного, электронепрОводящего материала на основе нитрида, который стоек к действию ванны расплавленного галида.

Стальная оболочка или кожух, обра- 35 зованный сторонами 1 и днищем (не показано) подвергают пескоструйной чистке со стороны его внутренних поверхностей для удаления окалины, а затем обдувают сухим воздухом для уда-40 ления инородных частиц. На внутренние поверхности наносят четыре покрытия из эпоксидной краски, а между каждыми двумя смежными покрытиями из .эпоксидной краски наносят покрытие из эпоксидной краски с запрессованной в нем стекловолокнистой тканью. В общей сложности получается покрытие толщиной 1/8 дюйма. Покрытие может быть из эпоксидной .крас- 5О ки с активатором катализатора. Соотношение смешивающихся компонентов для системы приготовления краски из двух частей следующее: 1 часть катализатора и 7 частей эпоксидного основания. Покрытие наносится частями, высыхает за 96 ч..при комнатной температуре.

После нанесения первого простоя покрытия из эпоксидной краски на влажную поверхность толщиной.8 мм 60 наносится второй слой эпоксидной краски, причем в него запрессовывается слой краски, когда она еще влажная, Покрытие высушивается и наносится другое покрытие из эпок- 65 сидной краски с запрессованными в нем стекловолокном.:Части ткани укладываются в нахлестку.. По бокам электролизер имеет. отверстия для приема керамических трубок под анодные и катодные подводы. Подобное сложное покрытие из пластмассы =нано; сится на агент этих отверстий.

В остальноя электролизер выполнен как .биполярная я 1ейка (фиг. 1.) из 12 отделений и. затем он заполняется ванной расплавленной соли следующего состава, вес.Ъ .:-

Мас! 51,0 -

L l C1 40,0

A)C1 6 5

М9С1 2,5

На стенках ячеек работающих с

) таким составом и с естественно возникающими примесями, всегда содержатся составы, соли, которые остаются расплавленными при температуре ниже

120С C и обычно частично расплавленными при комнатной температуре. Электролизер для получения расплавленного

А1 и Сl проводится при напряжении в электролизере и средней температуре 715 С. Биполярная ячейка 7 снабжена анодной 8 и катодной 9 шиной.

Измерение сопротивления покрытия 2 в биполярной ячейке 7 достигается путем подсоединения прибора для измерения сопротивления 10 между любой произвольной точкой 11 на стальной стенке 1 и анодной шиной 8. Однако при таком соединении измерителя сопротивления не важно, будет ли стеклянный барьер 3 или кирпичная футеровка 4 делать основной. вклад в сопротивление потоку электрического тока через покрытие 2, а важно то, что сопротивление есть. Еще большее преимущество достигается при подсоединении другой стороны измерителя

10 сопротивления к рубашке 5, поскольку рубашка 5 находится в прямом контакте на ее .концах со стен-кой 1. Прибор 10 работает непрерывно во время проведения электролиза в электролизере, причем может быть установлена сигнализация 12 для получения предупреждающего сигнала и, например, выключения источника 13 тока для .электролиза, когда сопротивление падает ниже, например, 2 ома.

Во время работы электролизера сопротивление между шиной и стенкой 1 находится в пределах 40-100 Ом. Было обнаружено, что такое колебание сопротивления вызывается, например пылью снаружи стального кожуха, проходящей над кожухом к шине. Таким образом, отверстия э пластмассовом покрытии не являются причиной колебания сопротивления. Когда сопротивление падает ниже величины, например 2 ома, только тогда следует обращать внимание на отверстия в покрытии °

;822762

Формула изобретения

2 5 б

5 фиг.!

Составитель Н. Коробова

Редактор И. Касарда Техред.M.Kourrypa Корректор О. Билак

Тираж 704 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1913/86

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Электролизер для получения алюминия электролизом из расплавленной соли, включающий. наружную металлическую стенку, стеклянную стенку и охлаждающий кожух, расположенный с зазором снаружи. указанной металлической стенки и заполненный охлаждающей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью создания механического и электрически изолирующего барьера между электролитом и наружной металлической стенкой, между ней и стеклянной стенкой расположен слой резины или пластмассы..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3372105, кл. 204-243, опублик. 1968.

2. Патент США В 3773643, кл. 204-24 3, опублик. 1973.