Катод электролизера для рафинирования алюминия

Катод электролизера для рафинирования алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.01. 81 (21) 3234444/22-02 (51} M. Кд.з с присоединением заявки 11о

С 25 С 3/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1Ы282. Бюллетень Йо 46

Дата опубликования описания 15.1282 (53}УДК 669.713.72 (Ь88. 8) A.Â.Ñûñîåâ, В.В.Мечев, П.В.Поляков, A.Ô.Ñåäûõ, В.Н.Кривенко, Н.Г.Парфент (72) Авторы изобретения

Красноярский ордена Трудового Красно институт цветных металлов им. М.И. (71) Заявитель (54) КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к электролитическому рафинированию алюминия из расплавленных сред и направлено на совершенствование конструкции катода электролизера.

Известен катод, включающий алюминиевую штангу, графитизированный элек" трод, алюминиевую защитну1о оболочку tl). 10

Недостатками приведенного катода являются низкий срок службы из-за разрушения графитизированного элект рода при соприкосновении с воздухом и высокая стоимость.

Наиболее близким к предлагаемому является катод, состоящий из алюминиевого электрода с ребристой поверхностью и алюминиевой штанги (2).

Недостатками этой конструкции яв20 ляются невозможность применения при температурах выше 700-715 C из-за подплавления электродов и необходимость точного регулирования температуры электролиза.

Неравномерная работа катодов вызывает местные перегревы электролита, бурление его и, как следствие, ухудшение сортности рафинированного алюминия

Цель изобретения - увеличение сро= ка службы электродов и повышение ка" чества рафинированного металла.

Указанная цель достигается тем, что в конструкции катода, включающей металлический электрод и штангу из алюминия, последние выполнены полыми, соединены между собой с образованием общей герметичной полости, частично заполненной теплоносителем, причем наружная поверхность штанги выполнена с ребрами.

На фиг. 1 изображен катод электролизера для рафинирования, продольный разрез; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1.

Катод для рафинирования алюминия состоит из полой алюминиевой штанги

1 с ребрами охлаждения 2 и внутренней полости 3, алюминиевого электрода 4, имеющего внутреннюю профильную поверхность 5, герметичная полость, образуемая полостями штанги и электрода, заполнена теплоносйтелем 6 на

10-40% своего объема.

Электрод 4 имеет высоту 300-500 ьм и диаметр 200-400 мм, глубина погружения в катодный металл 40-70 мм.

Катод работает следующим образом.

ТеплО, воспринимаемое электродом

4 в зоне контакта с металлом, переда981455 ется теплоносителю 6, который интен« сивно испаряется при кипении, и абразующийся пар конденсируется на внутренней поверхности полости 3 штанги 1

I охлаждаемой воздухом за счет конвекции.

Конденсат под действием силы тя« жести стекает в зону нагрева. Таким образом, тепло из зоны нагрева в зону конденсации переносится в основном за счет скрытой теплоты испарения теп-, лоносителя.

В результате отвода тепла при испарении теплоносителя исключается местный перегрев рабочей части электрода при температуре катодного метал-(5 ла 740-80(PC необходимой для нормального протекания процесса электролитического рафинирования.

Заполнение герметичной полости теплоносителем менее 10% нецелесооб- д) разно, так как возможен режим работы с недостатком теплоносителя в зоне нагрева, что приводит к выходу иэ строя электрода (его прогар) . . Заполнение теплоносителем герметичной полости в количестве, превышающем 40% ее объема, приводит к сокращению поверхности конденсации и, как следствие, недопустимому увеличению давления. 30

Отношение площадей внешней тепловоспринимающей поверхности к внутренней теплоотдающей составляет 1/(25) ..

Выполнение электрода с отношением площадей внешней тепловоспринимающей к внутренней теплоотдающей поверхности меньше 1г2 не обеспечивает достаточного теплоотвода иэ зоны нагрева и не устраняет возможности возникно" вения кризиса кипения теплоносителя .в зоне нагрева.

Увеличение соотношения площадей тепловоспринимающей к теплоотдающей больше, чем 1 5, затруднено, исходя из конструктивных соображений. Наиболее приемлемое соотношение указанных площадей, обеспечивающее устойчивую работу катода, находится в пределах 1/(2.. 5).

Использование такой конструкции катода позволяет увеличить срок службы электродов и повысить качество рафинированного металла. За счет этого годовой экономический эффект на электролизере с 12 катодами при силе тока 40-.50 кА составляет 3 тыс. руб. с учетом того, что на алюминиевом заводе средней мощности может, быть 50100 электролизеров. Экономический эффект только по заводу составляет

150-300 тыс. руб. в год.

Формула изобретения (Катод электролизера для рафиниро" вания алюминия, включающий металлический электрод и штангу из алюминия, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы и повышения качества рафинированного металла, электрод и штанга выполнены по)лыми и соединены между собой с образованием общей герметичной полости, частично заполненной теплоносителем, причем наружная поверхность штанги выполнена с ребрами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия.

И., Металлургия, 1971, с. 438.

2. Беляев А.И. и др. Получение чистого алюминия. М., Металлургия, 1967, с. 70-71.

Л-Л цчимюи И

Составитела А.Еостнн

Редактор Л.Авраменко Техред К.Иыцьо Корректор М.Коста

Заказ 9643/41 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Рауйская.наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.йкгород, ул.Проектная, 4