Электролизер для получения алюминия

Электролизер для получения алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и)943326

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 12. 80 (2!) 3212616/22-02 с присоединением заявки М(51)М. Кл.

С 25 С 3/06! веудерстеевй кенвтет

СССР ао делан ваебретеняи я еткрытя!! (23) Приоритет

Опубликовано 15. 07. 82 .. Бюллетень М 26 (53) УДК 669. 713. 72 (088. 8) Дата опубликования описания 15.07.82

M Я.Вязнер, А.С.Деркач, M.П.Кононов, А.НрКурохтин.,,...

А.К.Ногай, Е.Н.Попов и Н.В;Галушкин1 е (22) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и прс)ектный институт алюминиевой, магниевой и электродной . промышленности (71) Заявитель

) ч (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Изобретение отсносится к цветной металлургии, в частности к получению:, алюминия и его сплавов электролизом расплавленных солей.

Одной из основных проблем при электролизе алюминия в электролизе- . рах с обожженными анодами является защита анодов от окисления.

Известен способ эксплуатации электролизера с обожженными анодами на силу тока более 50 кА с поддержанием толщины слоя глинозема на корке электролита 14-16 см.. При этом часть анодов покрыта слоем глинозема в

7-8 см и защищена от окисления. Новые аноды, верхняя часть которых выступает из слоя глинозема, имеют температуру не более 500оС и не так подвержены окислению $1).

Недостатком указанного изобретения является окисление кислородом воздуха выступающей над поверхностью глиноземной засыпки граней новых ано1 дов, что приводит к усиленному их обгоранию, осыпанию, науглероживанию электролита и связанному с этим явлением технологическому нарушению—

"горячий ход" электролизера. Причем обгорание анодного блока в районе ниппель-анод приводит к увеличению сопротивления этого контакта и, следовательно, к росту рабочего напряжения на электролизере. Кроме того, снижается срок службы анодов. Таким образом, обгорание граней анодов приводит к снижению технико-экономических показателей работы электроли15 зеров: увеличению среднего напряжения эа счет роста сопротивления контакта ниппель-анод и роста сопротивления электролита при его науглерожи-. вании, снижению производительности рв электролизера и ухудшению качества электролитического металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига3 94332 емому эффекту является электролизер для получения алюминия, включающий катод, снабженный бортовым листом,и угольный анод выступающий над бортовым листом 2 1.

Недостатки известного электролизера заключаются в необходимости утрамбовки засыпанного сверху на анодный блок порошкообразного материала для защиты от окисления, что 10 в условиях многоанодного электролизера представляет значительную техническую трудность.

Цель изобретения - снижение удельного расхода электроэнергии. 15

Поставленная цель достигается тем, что в электролизере отношение высоты выступающей над бортовым листом части анода к расстоянию бортанод равно 0,4-0,8.

Пределы отношения выступающей 4над уровнем бортового листа части анода к расстоянию борт-анод выбираются из условия защиты анодов от окисления засыпкой их глиноземом с углом естественного откоса, изменяющимся в пределах 22-390, т.е. отвечающим техническим требованиям.

На чертеже представлен электролизер, разрез. 30

Электролизер содержит бортовой лист 1, над которым на высоту Н выступает часть анода 2, отстоящего от борта катода 3 на расстояние 7. 3ащита анода от окисления осуществляется глиноземом с углом естественного откоса с .

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на завод партии глинозема с углом естественного откоса С анод устанавливают таким образом, чтобы отношение выступающей над уровнем бортового листа части его к расстоянию борт-анод равнялось

0,4-0,8, т.е, тангенсу угла естественного откоса. При этом обеспечивается надежная защита выступающей части анода от окисления, так как весь анодный массив покрыт слоем

50 глинозема.

Предложенное изобретение опробовано на группе электролизеров в корпусе 5 Таджикского алюминиевого завода. В электролизере с обожженными H анодами на гилу така 160 кА с глубиной шахты 565 мм и расстоянием борт ,зн >д 5Ю ми при примен-.нии глинозема

6 4 с углом естественного откоса, равным

310, отношание выступающей над уровнем бортового листа части анода к расстоянию борт-анод равно 0,6. При этом уровень алюминия в электролизере равен 24,5 см.

Полугодовые испытания показали, что удельный расход электроэнергии на электролизере с применением предложенного устройства составил

14620 кВт ч, а расход обожженных анодов — 565 кг. За такой же срок на соседнем электролизере той же мощности (160 кА) расход электроэнергии

14720 кВт. ч, а расход обожженных анодов — 580 кг.

Таким образом, удельный расход электроэнергии снижается на 100 кВт ч, а расход обожженных анодов — на 15 кг (на 1 т алюминия-сырца).

В результате применения предложенного устройства при использовании глинозема с углом естественного отО коса, изменяющимся в диапазоне 22-39 за счет установки анодов таким образом, чтобы отношением выступающей над уровнем бортового листа части анода к расстоянию борт-анод равнялось бы

0,4-0,8, т.е. тангенсу угла естественного откоса, достигается удовлетворительная защита анодов от окисления засыпкой их слоем глинозема. Глинозем с любым углом естественного откоса (в указанных пределах) покрывает анодный массив, что приводит к уменьшению обгорания и осыпания анодов, и, следовательно, к уменьшению возможности науглероживания электролита и связанному с этим явлением технологическому нарушению — "горячий ход" электролизера. Кроме того удовлетворительная защита анодов глиноземом уменьшает теплопотери анодным узлом, падение напряжения в контакте ниппель-анод и снижает падение напряжения в электролите из-за уменьшения содержания в нем углерода.

Таким образом, предложенный электролизер для получения алюминия обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии и увеличивает срок службы анодов.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения за счет уменьшения удельного расхода электроэнергии на 100 кВт- ч и обожженных

Электролизер для получения алюминия, включающий катод, снабженный

ВНИИПИ Заказ 5043/36 Тираж 686 Подписное

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

5 943326 6 анодов на 15 кг (по результатам за- оортовым листом, и угольный анод, водских испытаний) составит выступающий над бортовым листом, 100х10- х4+15х10-> х200,5=3,4 руб./т, o " " " щ с целью снижения удельного расхода где 4 руб. — плановая цена 1000 кВт-.ч s электроэнергии, отношение высоты выэлектроэнергии постоянного тока (в ступающей над бортовым листом части условиях ТадАЗа); анода к расстоянию борт-анод равно

200,5 руб. - цена 1 т обожженных 0,4-0,8. анодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения 1. Патент США У 3756929, кл. 204-67, 1971.

2. Патент ФРГ N 957790, кл. 40 С 3/02, 1963.