Способ гашения анодного эффекта в алюминиевом электролизере

Авторы патента:

Безруких Александр Иннокентьевич (RU)

Завадяк Андрей Васильевич (RU)

Поляков Петр Васильевич (RU)

Шахрай Сергей Георгиевич (RU)

Пузанов Илья Иванович (RU)

Шарыпов Никита Анатольевич (RU)

C25C3/06 - алюминия

C25C3/00 - Электролитическое получение, регенерация или рафинирование металлов электролизом расплавов ( C25C 5/00 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2659512:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженными анодами. Способ включает подачу воздушно-глиноземной смеси в течение 5÷60 с под углом от 3 до 10° по отношению к аноду при соотношении глинозема и сжатого воздуха 1:0,1÷0,15. Обеспечивается гашение анодного эффекта. 1 ил.

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженным анодом и может быть использовано для гашения анодного эффекта, возникающего вследствие истощения концентрации глинозема в электролите.

Известен способ автоматического подавления анодного эффекта в алюминиевом электролизере, включающий попеременную подачу газа в два вертикальных канала в теле анода, с частотой 1-4 Гц [А.с. СССР №1610935, опубл. 27.08.1996].

Недостаток способа заключается в риске переноса капелек электролита в слой жидкого алюминия, что может привести к снижению выхода по току, а также в потребности в дополнительном оснащении электролизера системой подачи газа.

Известен способ гашения анодного эффекта сжатым воздухом, подаваемым касательно к подошве анода [А.с. СССР №341868, опубл. 14.06.1972]. Недостаток известного способа заключается в увеличении расхода анода вследствие его окисления сжатым воздухом.

Наиболее близким аналогом является способ гашения анодного эффекта введением под подошву анода смеси солей - глинозема и криолита, в струе газа-носителя [SU №1216253, опубл. 07.03.1986]. Недостаток способа заключается во введении дополнительного криолита в электролит с истощенной концентрацией глинозема.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение быстрого и эффективного гашения анодных эффектов, возникающего в алюминиевом электролизере.

Достигается это тем, что в способе гашения анодного эффекта в алюминиевом электролизере, включающем подачу к подошве анода воздушно-глиноземной смеси, в течение 5÷60 с, под углом от 3 до 10° по отношению к подошве анода, при соотношении глинозема и сжатого воздуха, равным 1:0,1÷0,15.

Продолжительность подачи под анод воздушно-глиноземной смеси в течение 5÷60 с обосновывается необходимостью насыщения концентрации электролита глиноземом до уровня, приводящего к погашению анодного эффекта. Продолжительность подачи воздушно-глиноземной смеси менее 5 с не обеспечит достаточного насыщения электролита под анодом до уровня, достаточного для погашения анодного эффекта. Продолжительность подачи воздушно-глиноземной смеси более 60 с, может привести к пересыщению электролита глиноземом и выпадению последнего на подину в виде осадка.

Соотношение фаз глинозем:сжатый воздух выбрано из соображений обеспечения возможности транспортировки смеси по трубопроводам, а также снижения риска окисления анода воздухом, подаваемым в составе смеси. Уменьшение соотношения фаз глинозем:сжатый воздух менее 1:0,1÷0,15 затруднит движение глинозема в трубопроводе его подачи под анод. Увеличение соотношения фаз глинозем:сжатый воздух более 1:0,1÷0,15 увеличит окисление анода воздухом, вводимым с глиноземом.

Ввод глинозема под анод под углом 3÷10° по отношению к аноду обеспечивает максимальное перемешивание электролита и наиболее полный контакт насыщенного глиноземом электролита с анодом. Ввод глинозема под углом менее 3° несет риск воздействия воздуха, вводимого в электролит в составе воздушно-глиноземной смеси, непосредственно на подошву анода. Увеличение угла ввода более 10° может привести к попаданию глинозема в слой жидкого алюминия, где он выпадет на подину в виде осадка, ухудшающего условия токораспределения в электролизере, а также риск переноса капелек электролита в слой жидкого алюминия, снижающего выход по току.

Заявляемый способ поясняется на чертеже, где: анод - 1, патрубок - 2, через который под анод вводится воздушно-глиноземная смесь - 3, насыщающая электролит - 4 глиноземом, газовый слой - 5, жидкий металл - 6.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. При работе алюминиевого электролизера в нем периодически возникает анодный эффект, вызванный низкой концентрацией глинозема в электролите. Для гашения анодного эффекта под анод в течение 5-60 с вводится воздушно-глиноземная смесь под углом по отношению к подошве анода от 3 до 10° при соотношении фаз глинозем:сжатый воздух 1:0,1÷0,15. Возникающее при этом интенсивное перемешивание электролита и его насыщение глиноземом способствуют удалению из-под анода газового слоя. Ввод под анод воздушно-глиноземной смеси под углом α=3÷10 град исключает окисление анода воздухом, а также исключает попадание глинозема в слой жидкого металла.

Способ гашения анодного эффекта в алюминиевом электролизере, включающий подачу к подошве анода воздушно-глиноземной смеси, отличающийся тем, что воздушно-глиноземную смесь подают в течение 5÷60 с под углом от 3 до 10° по отношению к подошве анода при соотношении глинозем:сжатый воздух, равном 1:0,1÷0,15.

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. Электролизер включает размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, при этом самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.

Режущий сегмент, устройство для обработки обожженных анодов с режущим сегментом и способ обработки обожженных анодов с помощью устройства // 2652679

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессу пиления пазов в обожженных углеродных анодах, используемых при электролитическом получении алюминия, а именно к устройству с режущими сегментами и способу обработки обожженных углеродных анодов Режущие сегменты поочередно с левым и правым исполнением располагаются на дисках пилы на одинаковом расстоянии между собой.

Способ и устройство для определения состава электролита // 2651931

Изобретение относится к способу и устройству для определения состава электролита на основе дифференциально-термических измерений для управления процессом электролиза алюминия.

Способ электролитического получения алюминия // 2651929

Изобретение относится к способу получения алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава. Способ включает загрузку оксидно-солевой смеси, содержащей криолит, оксид алюминия, фториды алюминия, кальция и магния, а также металлический алюминий, в период запуска электролизера и ведение электролиза в расплаве электролита после периода запуска, при этом загруженная оксидно-солевая смесь содержит (мас.%): фторид магния (MgF2) – до 1.5, фторид кальция (CaF2) – 6.0-10.0, фторид алюминия (AlF3) – до 8.0, оксид алюминия (Al2O3) – до 4.0, криолит (Na3AlF6) остальное, а после периода запуска электролизера в него загружают корректирующие солевые добавки: фторид калия (KF) - до 5 мас.%, фторид алюминия (AlF3) - до 10 мас.%, фторид лития (LiF) - до 3 мас.% от массы загруженной в электролизер оксидно-солевой смеси.

Способ обслуживания электролизёра для производства алюминия с обожжёнными анодами // 2649930

Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами и может быть использовано в период ввода электролизера в эксплуатацию и при выводе электролизера из эксплуатации.

Системы и способы защиты электролизеров // 2644482

Настоящее изобретение относится к электролизеру для получения алюминия (варианты) и способу защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита.

Способ горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера // 2629421

Изобретение относится к способу горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера при электролитическом получении алюминия. Способ включает определение участка разрушения углеродистой подины, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, при этом в качестве ремонтной смеси используют неформованный оксид магния с композиционным покрытием на основе диборида титана.

Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства // 2627431

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства включает обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция с последующим разделением раствора и пульпы и выделением фторида кальция, который промывают водой.

Способ получения сплава на основе алюминия и устройство для осуществления способа // 2621207

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства.

Способ пуска алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом // 2616752

Изобретение относится к способу пуска алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом после капитального ремонта. Способ включает обжиг подины, заливку расплавленного электролита, электрическое подключение электролизера, снижение напряжения на электролизере до рабочего в пусковой период, загрузку содержащего соду сырья, фтористых солей и заливку жидкого алюминия.

Электролизер для получения алюминия // 2657395

Способ и устройство для определения состава электролита // 2651931

Способ подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия // 2650359

Изобретение относится к способу подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия. Способ включает нагрев анода перед помещением его в расплав электролита.

Электролизер // 2644715

Изобретение относится к электролизеру для электрохимического осаждения цинка электролизом водных растворов. Электролизер содержит корпус с расположенными внутри него монополярными электродами - анодами и катодами, и средство периодического реверса тока, выполненное в виде дополнительных электродов для реверса тока, размещенных между монополярными катодами и анодами и электрически соединенных между собой с возможностью подключения с одновременным отключением катодов или анодов и подачи посредством упомянутых дополнительных электродов противоположного заряда на пассивирующиеся монополярные электроды, при этом дополнительные электроды выполнены из материала, нерастворимого в водном растворе электролита.

Укрытие электролизера для производства алюминия // 2582421

Изобретение относится к элементу конструкции укрытия пространства над расплавом электролизера для производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов.

Электролит для получения алюминия электролизом расплавов // 2567429

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к составу электролита для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Электролит содержит, мас.%: фторид натрия 26-43, фторид калия - до 12, фторид лития - до 5, фторид кальция 2-6, глинозем 2-6, фторид алюминия и примеси - остальное.

Холоднонабивная подовая масса // 2548875

Изобретение относится к холоднонабивной подовой массе для футеровки подины алюминиевого электролизера. Холоднонабивная подовая масса содержит электрокальцинированный антрацит, пластификатор и жидкое углеродное связующее, включающее каменноугольный пек, поглотительное масло и карбонат лития в качестве модифицирующей добавки.

Кронштейн анододержателя // 2535438

Изобретение относится к кронштейну анододержателя алюминиевых электролизеров при производстве алюминия. В кронштейне анододержателя, содержащем траверсу с площадкой для крепления биметаллического переходника, ветви и ниппели, траверса выполнена в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды и имеет отверстие в центральной части, при этом углы при основании траверсы и ветвей составляют не менее 45°.

Способ получения алюминия электролизом криолито-глиноземного расплава с использованием оксида углерода // 2532200

Изобретение относится к способу получения алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов. Способ включает направление оксида углерода в виде СО под подошву анода через выполненные в аноде каналы под давлением 1,1-1,2 атм с расходом около 1000-1050 м3 СО на тонну алюминия, причем СО получают из образующихся при электролизе отходящих газов после их газоочистки, фторирования и отмывки от СО2.

Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом // 2529319

Изобретение относится к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом, а именно к способу формирования вторичного самообжигающегося анода. Способ включает загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, прорезку периферии анода и уплотнение верхнего слоя анодной массы, при этом прорезку периферии анода осуществляют совместно с уплотнением верхнего слоя анодной массы и обработкой ультразвуком в течение 5-10 мин, частота которого составляет f=18-35 кГц.