Электролизер для получения первичного алюминия

Электролизер для получения первичного алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Взамен ранее изданного

238457

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союв Советских

Содиалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 21.Х.1966 (№ )108657/22-1)

Приоритет 21.Х.1965, № 2375/65. Италия

Кл. 40с, 3/02

40с, 3/12

МПК С 22d 3/02

С 22d 3/12 комитет по делам изобретемий и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 06.Х.1970. Бюллетень № 31

УДК 669.713.7.002.51 (088.8) Дата опубликования описания 15.1.1971

Автор изобретения

Иностранец

Джузеппе де Варда (Италия) Иностранная фирма

«Монтекатини Эдисон С. п. А.» и иностранец Джузеппе де Варда (Италия) Заявители

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО

АЛЮМИНИЯ

Известен электролизер для получения алюминия высокой чистоты методом трехслойного электролитического рафинирования, в котором установлены биполярные горизонтальные углеродистые электроды тарелкообразной формы, расположенные между анодам и слоем катодного алюминия на падине электролизера.

Предложен электролпзер с биполярными электродами для получения первичного алюминия электролизом глинозема. Его отличие заключается в том, что: а) между горизонтально расположенными биполярными электродами, плавающими в электролите и удерживаемыми гидростатической подъемной силой, установлены дистанционные подставки: б) биполярные электроды в нижней своей части выполнены с углублениями для посадки их на дистанционные подставки, причем углубления выполнены большего размера, чем размеры дистанционных подставок; в) дистанционные подставки выполнены из электроизоляционной огнеупорной смеси, состаящей из нитрида и карбида кремния или из предварительно спеченного угля нлн графита; г) подставки могут быть в виде конуса, усеченного конуса или пирамиды; д) подставки в нижней своей части выполнены из электроизоляцчонного огнеупорного материала, а в верхней части — из одной и более профильных пластин, наложенных друг на друга, причем угольные пластины сделаны с отверстиями или пазами для отвода газов.

На фиг. 1 изображена часть предложенного электролизера, вид сбоку в разрезе; на фиг.2 показано два расположенных друг над другом биполярных электрода с дистанционными

1б подставками; на фнг. 3 — возможное устройство дистанционны.; подставок.

Электролнзер состоит пз боковых стенок 1 и подпны 2, вынолненны. нз огнеупорного матсрпала, предпочтительно пз смеси карбида и

20 нитрида кремния. Если электролизер выложен из угольных блоков, ".о их футеруют электроизоляционным огнеупорным материалом 8.

Слой 4 расплавленного алюминия на падине электролизера является катодом. Обожжен.

3 ный угольный анод 5 с,металлическим токоподводом б изолирован огнеупорной оболочкой 7 или металлической рубашкой. Между анодом 5 и слоем 4 катодного алюминия горизонтально расположены друг над другом тарелкообразные угольные биполярные электроды 8 — 10.

11олученный электролизом алюминий в пространстве ванны между двумя оиполярными электродами собирается на вогнутой поверхности нижнего оиполярного электрода и служит катодом. Выпуклая поверхность, лежащая ниже вогнутои поверхности того же электрода, наооорот, служиг промежуточным анодом. 1 lo мере нако!1лсния алюминия Hd оиполярных электродах он переливается через борта углуоления и B конечном счете стекает на подину электролизера.

Ьиполярные электроды устанавливаются на определенном расстоянии друг оТ другd при помощи дистанционных подставок 1 и 2.

11рижатие биполярных электродов к стацио,нарным подставкам осуществляется подъемной силой электролита, ооусловленной плавучестью биполярных электродов, удельный вес которых меньше удельного веса расплава. 1 ок поступает через токоподвод Ь в конечный анод

5, далее через слой 18 расплавленного алюминия и электрод 8, через слой 14 электролита во второй слой 15 расплавленного алюминия, затем в электрод 9, из него в слой 15 электролита, в третий слои 17 расплавленного алюминия, в электрод 10 и слой 18 электролита и, наконец, достигает слоя 4 расплавленного алюминия на подине электролизера, т. е, конечного катода.

Дистанционная подставка (см. фиг. 2) состоит из несущего элемента 19, выполненного из огнеупорного электроизолированного материала, на который наложена одна или несколько угольных сферической формы пластин 20, которые имеют центральные 21 или периферийные 22 отверстия для отвода газов.

Дистанционная подставка (см. фиг. 3, а) состоит из графитовых или предварительно спеченных углеродистых элемеHTQB 23, основания которых находягся сверху, а на фиг.4, б показана также конструкция дистанционных подставок, но основания элементов 24 находятся снизу. Эти элементы имеют выемки 25, назначение которых такое же как отверстий

21 и 22. Дистанционная подставка (см. фиг. З,в) имеет форму усеченного конуса 2б и выполнена из электроизоляционного огнеупорного материала. Эта подставка своей верхней частью входит в углубление 27, выполненное на анодной поверхности вышележащего биполярного электрода. Углубление

27 имеет большие размеры, чем размеры входящей в него части дистанционной подставки.

Зазор между стенками оиполярного электрода и подставкой предназначен для сбора газов, которые предохраняют последнюю от воздействия электролита.

Когда в процессе работы биполярные элек238457 троды становятся тоньше, возникает необходимость соединять их и устанавливать новый биполярный электрод. Операция соединения и установки нового биполярного электродов осуществляется следующим образом. Ниж. ний электрод 10 при помощи металлического ломика погружают на некоторое расстояние вниз и удаляют расположенные на нем дистанционные подставки с помощью клещей или сталкивают их вниз на подину электролизера.

В случае применения углеродистых дистанционных подставок при нажатии вниз биполярного электрода они всплывают на поверхность ванны и удаляюгся любым способом. ! госле удаления дистапционных подставок электрод 10 всплывает гверх до соприкосновения с вышеле кащим электродом 9, образуя один нижний биполярный электрод. Затем поднимают анод 5 на такую высоту, чтобы

20 верхний электрод 8 всплыл на поверхность ванны. На нем устачавливают выловленные или новые дистанционные подставки, на которых размещают новый предварительно подогретый биполярный электрод при помощи

25 мостового крана, и опускают конечный анод до тех пор, пока он не соприкоснется с вогнутой поверхностью нового биполярного электрода, а затем всю систему погружают на некоторую глубину в электролит.

30 Для лучшего электрического контакта конечного анода с вновь установленным биполярным электродом на вогнутую поверхность последнего предварительно засыпают алюминиевую стружку или заливают жидкий алюминий.

Применение предлагаемого электролизера снизит капитальные затраты на сооружение электролизеров, уменьшит эксплуатационные расходы и сократит удельный расход электро40 энергии на единицу чолучаемого алюминия.

Предмет изобретения

1. Электролизер для получения первичного алюминия, включающий биполярные горизонтальные электроды тарелкообразной формы, установленные вертикально между конечным анодом и слоем катодного алюминия на падине электролизера, отличаюигийся тем, что, с целью снижения капнгальных затрат и эксплуатационных расходов на тонну получаемого алюминия, а также уменьшения удельного расхода электроэнергии, между горизонтально расположенными биполярными электродами, плавающими в электролите и удерживаемыми гидростатической подъемной силой, установлены дистанционные подставки.

2. Электролизер по и. 1, отличающийся тем, что биполярные электроды в нижней своей части выполнены с углублениями для посадки их на дистанционные подставки, причем углубления выполнены большего размера, чем размеры дистанционных подставок.

3. Электролизер по и. 1, отличающийся тем, что дистанционные под.. гавки выполнены из электроизоляционной о неупорной массы, сос238457

15 9

Ри2 2 тз в

159

9 75 в тз

Фи2.и тоящей из нитрида и карбида кремния или предварительно спеченного угля или графита.

4. Электролизер по п. 3, отличающийся тем, что дистанционные подставки выполнены в виде конуса, усеченного конуса или пирамиды.

5. Электролизер по пг; 3 и 4, отличающийся тем, что дистанционные подставки в нижI .ñé своей части выполнены из электроизоляцнонного огнеупорного материала, а в верхней части из одной и более профильных пластин, на.зоженных друг на друга, причем эти пластины выполнены с отверстиями или пазами для отвода газов.

18 1b 12 Ф 2

7-и2. 1