Способ пуска электролизера для электролитического рафинирования алюминия

Способ пуска электролизера для электролитического рафинирования алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ, включающий прогрев угольной подины и боковой магнезитовой футеровки , установку катодов,, заливку в шахту электролизера анодного сплава, электролита и катодного алюминия, подключение электролизера в цепь постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью создания безаварийного пуска и увеличения срока службы электролизера, в электролизер сначала запивают катодный металл, включают электролизер в цепь постоянного тока, заливают электролит, поднимают температуру в шахте электролизера до 800- 820 С, после чего заливают анодньй сл сплав.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОЕ OB

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛА@ ИВСВРЕТЕНИЙ И OWA 1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ \

М

° « (21) 3613310/22-02 (22) 3D.О6.83 (46) 23.11.84. Бюл.¹43 (72) В.Ф.Аносов, С.В.Голубцов, Г.М.Колесников, В.И.Косов, В.В.Лозинский, Н.С.Матвеев, В.И.Наринский и Б.И.Пригожих (71) Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности и Братский ордена Ленина алюминиевый завод (53) 669.71(088.8) (56) 1. Беляев А.И. и др. Получение чистого алюминия. M. "Металлургия", 1967, с.88.

2. Типовая технологическая инструкция по обслуживанию электролизеров для электролитического рафинирования алюминия. Л., ВАМИ, 1982, с.22-24. (54) (57) СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

ДЛЯ ЗЛЕ КТРОЛИТИЧЕС КОГО РАФИНИРОВАНИЯ

АЛЮМИНИЯ, включающий прогрев угольной подины и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов заливку в шахту электролизера анодного сплава, электролита и катодного алюминия, подклю" .чение электролизера в цепь постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью создания безаварийного пуска и увеличения срока службы электролизера, в электролизер сначала заливают катодный металл, включают электролизер в цепь постоянного тока, заливают электролит, поднимают температуру в шахте электролизера до 800- cg а о

820 С, после чего заливают анодный сплав.

1125298

Изобретение относится к рафинированию цветных металлов, в частности к электролитическому рафинированию алюминия.

Известен способ пуска электролизе- 5 ра для электролитического рафинирования алюминия, сущность которого заключается в следующем: в шахту электролизера, предварительно прогретую теплом от сжигания газа, жидкого топлива, кокса или путем электрообо-: грева, устанавливаются графитовые катоды и заливаются поочередно анодный сплав (сплав меди с алюминием), электролит и алюминий-сырец, которые 15 вследствие разницы плотностей распределяются в ней послойно. Подключение электролизера к электрической цепи производится в момент заливки анодного сплава. После заливки электроли- 2О та катоды поднимают на высоту 15-20 см от поверхности анода (в данном случаеанодного сплава) и на электролизере начинает осуществляться процесс рафинирования — растворение алюминия. на аноде и восстановление его на катоде. Окончанием пуска является покрытие поверхности элект ролита слоем алюминия-сырца.

Данный способ обеспечивает пуск электролизера в сжатые сроки с минимальными материальными и трудовыми затратами Ц .

Однако при предварительном прогреве подины и боковой магнезитовой 35 футеровкн образуются трещины, .куда первым проникает анодный сплав, который ввиду низкой температуры кристаллизации и хорошей жидкотекучести заполняет их на всю глубину футеров- 4О. ки. Это способствует возникновению ! опасности прорыва анодного сплава из шахты в послепусковой период и снижению срока службы электролизера

I вследствке существенного изменения 45 физических свойств футеровки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ пуска электролизера для электролити- 50 ческого рафинирования алюминия, включающий прогрев угольной подины и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов, заливку в шахту электролизера анодного сплава и 55 электролита при температуре не менее 800 С и заливку катодного алюмио ния (2) .

Однако проникновение анодного сплава в трещины футеровки и прорыв

его из шахты приводят к аварийным ситуациям, а в лучшем случае снижают. срок службы электролизера.

Пель изобретения — создание безаварийного пуска и увеличение срока службы электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска электролизера для электролитического рафинирования алюминия, включающему прогрев угольной подйны и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов, заливку в шахту электролизера анодного сплава, электролита и катодного алюминия, подключение электролизера в цепь постоянного тока, в электролизер сначала заливают катодный металл, включают электролизер в цепь постоянного тока, заливают электролит, поднимают температуру в шахте элек гролизера до о

800-820 С, после чего заливают анодный сплав.

Такая последовательность операций пуска, как заливка расплавленного алюминия, затем подключение электролизера в цепь постоянного тока, заливка электролита и прогрев шахты до технологической температуры рафинирования (800-820 С) позволяет все поры и трещины (а в этот период происходит максимально-возможное образование трещин в футеровке подины) заполнить электролитом, который, кристаллизуясь в них, предотвращает просачивание анодного сплава через футеровку.

При прогреве шахты электролизера ниже 800 С электролит проникает в трещины футеровки на недостаточную глубину и неполностью заполняет их, Б результате после заливки анодного сплава наблюдаются протеки его через футеровку. При прогреве шахты электролизера выше 820 С электролит просачио вается через футеровку шахты.

Последовательность заливки в шахту электролизера сначала алюминия, а затем электролита обуславливается необходимостью обеспечения минимального перепада напряжения между катодом и анодом электролизера, а также для равномерного распределения электри1 ческого тока по катодам в момент пуска электролизера в цепь постоянного тока в связи с более высокой электроСоставитель Н. Харлампиева

Редактор Н. Бобкова Техред О.Ващишина КорректорС. Шекмар

Заказ 8441/21 Тираж 632 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 11252 проводностью алюминия по сравнению с электролитом.

Пример. Проводят пуск нескольких электролизеров. После прогрева

1 шахты теплом от сжигания кокса до 5 температуры подины 300 С, боковых о сторон 150 С устанавливают катоды на уровне 20-40 мм от подины. Затем заливают расплавленный алюминий, подключают электролизер в цепь постоянно1б го тока, заливают электролит с температурой 800-820 С, поднимают катоды до установления на электролизере напряжения 15-20 В, Окончание заливки электролита определяют высотой его 1 слоя, которая должна быть в пределах

25-30 см. Сразу же после, заливки электролита расплавленный алюминий, имея более низкую плотность, поднимается наверх, не успев проникнуть gp в. поры и трещины футеровки, и в электролизере начинается осуществление. электрохимического процесса (на аноде происходит разряд анионов хлора, а на катоде — восстановление катионов2д натрия и алюминия, имеющихся в электролите). Затем между заливкой электролита и анодного сплава выдерживают время, измеряя периодически температуру прогрева шахты. В этот период происходит пропитка футеровки нижней части шахты электролитом. Электролит ,заполняет микропоры и трещины, образующиеся в результате термическбй деформации и застывает в них вслед35 ствие незначительной температуры о

его перегрева (50-70 С). При этом глубина проникновения его в футеровку незначительна. Для прогрева шахты электролизера до технологичес- 40 кой температуры (800-820 С) требуется 12 ч, затем заливают анод98 4 ный сплав и электролизер начинает работать в нормальном режиме.

Для сравнения осуществляют пуск электролизера по существующей технологии, при этом наблюдают протеки анодного сплава. Исходя из того, что интенсивность предварительного прогрева шахт различная (100-300 С), требуется различный интервал времени для прогрева шахты;до технологической температуры: при макси0 мальном нагреве шахты (800 С) требуется 12 ч,при минимальном (-100 С)д до 24 ч.

Осуществляют пуск электролизера по предлагаемому способу без выдержки на прогрев, т.е. заливают анодный сплав сразу после заливки . электролита, наблюдают протеки анодного сплава, так как анодный сплав вытесняет электролит и проникает в поры и трещины футеровки.

Пускают электролизер по предла-. гаемому способу, но шахту прогревают, не достигая технологической о температуры (до 600 С), наблюдаются частичные протеки анодного сплава.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить возможность прорыва анодного сплава из шахты в послепусковой период и увеличить срок службы электролизера, так как физические свойства футеровки изменяются менее существенно вследствие меньшей глубины и степени пропитки ее электролитом по сравнению с анодным сплавом, а также меньшей теплопроводности электролита. Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект примерно 80000 руб. на один корпус электролизеров.