Способ защиты графитированных и угольных электродов от окисления

Способ защиты графитированных и угольных электродов от окисления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А. С. Чесноков, Ю. М. Локтев, И. В. Забелин, Х. Х. (абиров, В. И. Козлов, Г. В. Цицвинцев и Е. К. Сизиков

1

Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат и ВсЬсоюзнь1й;" ° .., научно-исследовательский и проектный институт люминиевой, 1 магниевой и электроцной промышленности / (72) А вторы изобретеиия (71 ) Заявители (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГРАФИТИРОВАННЫХ И УГОЛЬН ЫХ

ЭЛЕКТРОДОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ

Изобретение относится к электролитическому получению магния из хлорицных расплавов и может быть применено в других областях металлургии, гце используются электроды из углеродсодержашнк материалов.

Известен способ зашиты графитированных и угольных электроцов от окисления при высоких температурах путем пропитки расплавов щелочных метафосфатов, содержащих 35-45% НОО и 55-65% .

ИоРГ или КРО .

Пропитка электроцов проиэводится поц действием гицростатического цавлеиия расплава при погружении электродов в расплав на определенную глубину. При практической реализации способа расплав щелочных метафосфатав готовят в отдельных соляно- -калочных печах путем сме шивания нагретой цо 250 - 300 С ортофосфорной кислоты с углекислыми или хлористыми солями щелочных металлов.

Полученный расплав перекачивают в печь цля пропитки графитированных электродов.

I

Корректировку распяава в печи пропитки электроцов восполняют путем закачки новой порции расплава из печи приготовления (1.1 .

Оцн ак о ук а занн ый про пит ан н ый р ас пл ав прн цлительном и многократном использовании для пропитки электродов постепенно изменяет свои физико-химические свойства. Через 3-4 мес использования расплава происходит его загустевание с об; разованием тверцьгх частиц, которые оседают на дно пропиточных печей.

Загустевший расплав плохо заполняет поры пропитываемых материалов, что не позволяет достигнуть требуемой степени пропитки электродов. Поэтому такой загустевший расплав приходится удалять из пропиточных печей и направлять в отвал, а в печь загружать вновь полученньгй

1 расплав из печей приготовления. Все это вецет к потерям исходных реагентов к дополнительным трудо — и энергозатратам.

Расход реагентов на 1 т про читыввемого

9053

3 графите составляет: ортофосфорной кислоты

210 кг, технической соды — 45 кг.

Известен также способ зашиты графитировенных угольных электродов or окисления с целью сокрашения расхода компонентов расплава и снижения труцозатрат.

Для этого нац поверхностью пропиточного расплава в процессе обработки электродов создают влаговозцушную атмосферу с содержанием влаги 200 — 600 мг/л )2), 1о

Однако непрерывное поццержание над расплевом атмосферы с необхоцимой влажностью не обеспечивает значительного повышения произвоцительности основного технологического оборуцовения, поскольку в этом случае процесс осуществляется в двух а и па р а т ах. Пр и го т ов лен ие р ес плев а осуществляется в одних печах, е пропитке электроцов — в других, что приводит к увеличению количестве оборудования, усложняет аппаратурное оформление и контроль за технологией. Кроме этого, увеличиваются выбросы врецностей в виде р,О -ppg, которые необхоцимо улавливать и обезвреживать, что свчзено с дополнительными затратами. Поэтому известный способ не получил промышленного использования.

Цель изобретения — увеличение срока использования пропиточного расплава, упрощение еппаратурного оформления и повышение производительности основного технологического оборуцованиа.

Поставленная цель достигается согласно способу защиты графитировенных и угольных электродов от окисления при

35 высокой температуре путем пропитки расплевом щелочных метафосфатов, содержащим 35-45%НР и 55-659oNCPOg или KOQq и периоцической корректировки пропиточ=

Щ ного расплава, после корректировки пропиточный расплав барботируют воздухом в течение 20-30 мин, поцавеемым

3 со скоростью 30-60 м /ч.

Для корректировки расплава и цовеце45 ния его цо необхоцимого сос-ава в расплав периоцически ввоцят ортофосфорную кислоту и углекислую соль щелочного мет алле в к оличес тв ах с оо тве тс твенно

О, 1-0,2 и 0,25-0,05 от веса пропитыве е м ых э лек тр оцов.

Исследованиями установлено, что загустевание расплава метафосфатов и шлемообразование в нем при пропитке электродов может быть значительно уменьшено, если в расплав периоцически через

40-60 ч вводить ортофосфорную кислоту и углекислую соль щелочного металла с последующим барботированием последнего

31

1 воздухом в течение 20-30 мин, поцаваемым со скоростью 30-60 м /ч.

При периоцическом введении в расплав метафосфетов ортофосфорной кислоты и углекислой соли в количествах 0,10—

0,20 и 0,025-0,050, соответственно, от веса пропитываемых электродов и послецуюшим перемешиваем расплава путем барботирования через него возцуха в физико-химических свойствах расплава . за счет цегицратации ортофосфорной кислоты при температуре исходного расплава щелочных метафосфатов происходят изменения вязкости расплава метафосфатов за счет интенсивного растворения образовавшегося густого осацка метафосфата, осевшего не подину пропиточной печи.

При этом происходит снижение вязкости расплава в обьеме печи, что положительно сказывается на качество пропитки электродов, а в физико-химических свойствах расплава не происходит изменений во времени.

При этом стойкость щелочных метафосфатов против загустевания и шламообразования резко повышается, что позволяет использовать пропиточные расплавы более длительное время, а следовательно, сократить расход компонентов расплава.

Введение в про питочный расплав ортоо фосфорной кислоты и углекислой соли щелочного металле перец установкой очередной партии графитированных или угольных элен троцов позволяет поццерживать оптимальный уровень расплава и обеспечивaeт необходимую степень пропитки электродов. При этом отпацает необхоцимость приготовлениярасплава в отцельных печах, что значительно упрощает еппаретурное оформление приготовления расплава метафосфатов и пропитка в них электроцов осуществляются в одной печи), и повышает произвоцительность основного технологического оборудования.

Способ осушест ел яе т с я с ле дуюши м образом.

Б пропиточную печь заливают 4 м ортфосфор ой кислоты с плотностью

1,6 г/см и нагревают ее до 270 С. При о

Ь этой температуре не поверхность кислоты непрерывно шнековым питателем загружают 1,2 т технической соцы. Дозировку соды производят из расчета получения расплава метафосфата, соцержашегo

55-65% МаРО и 35-45 вес. % НРО После окончания загрузки соды и прекращения кипения расплава в последний устанавливают партию 4 т графитированных элек троцов, подлежащих пропитке, которая

9053

5 осуществляется в течение цвух суток.

После окончания процесса пропитки, пропитанные электроцы выгружают нз печи.

В расплав метафосфатов ввоцят. 570 кг ортофосфорной кислоты и 110 кг технической соды, что составляет 0,14 н

0,028 от веса пропитываемых электроаов, и барботнруют расплав в течение 25 мин воэпухом, поааваемым со скоростью

40 нм /ч. Затем в печь устанавливают tO

Ъ новую партию графитированных электро цов цля пропиткн.

Периоцическое ввецение в расплав метафосфатов ортофосфорной кислоты и

I соцы в количествах соответственно О, 10- 1$

0,20 и 0,025-0,050 от веса пропитываемых алек троцов чозволяет увеличить срок использования расплава без его полной замены цо 18 месяцев по сравнению .с известными способами, снизить рас- 20 хоц реагентов на 1 т пропнтываемого графита ортофосфорной кислоты на 50 кг, технической ° соцы на 15 кг, сократить труцоэатраты на выборке шлама и иа 50% повысить произвоцнтельность основного 25 технологического оборуцования. Провецены были также опыты, в которых переа -. установкой в печь новой партнин электроцов в расплав, ввоцнли по 360 кг, ортофосфорной кислоты и 90 кг техничес-зв кой соцы, что соответствовало 0,09 и

31 б

0,022 от веса пропнтываемых электроцов.

Прн этом качество пропитки электроцов ухуцшалось, что привоцило к снижению проиэвоаительности пропнточных печей за счет увеличения процолжнтельности про нитки.

Формула иэобре тения

Способ зашиты графнтированных и угольных электроцов от окисления при высокой температуре путем пропитки расплавом щелочных метафосфатов, содержащим 35-45%800ge 55-65%йаРО или ИФО и периоцической корректировки пропиточного расплава, o r n и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока использования пропиточного расплава, уп рошения аппаратурного оформления и по вышения производительности основного технологического оборуцования, после корректировки пропиточный расплав барботируют воэцухом в течение 20-30 мнн, поцаваемым со скоростью 30-60 м /ч.

Источники информ ации, принятые sr внимание лри экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

¹ 190589, кл. С 25 С 7/02, 1962.

2. Авторское свицетельство СССР

¹ 511388, кл. С 25 С 7/02, 1974.

Составитель Г. Титова

Рецактор А. Гулько Техреа ЖКастепевич Корректор ° Шарош"

Заказ 297/40 Тираж 686 Поапнсное

ВНИИ ПИ Госуцарственного комитета СССР по аелам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4