Способ получения алюминия электро-лизом расплава

ОПИЮAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Се>ветския

Социалкстическик

Республик

< >795507 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 240674 (21) 2042059/22-02 (51)М. Кл.

С 25 С 3/06 (23) Приоритет — (32) 28,0673 (31) 374802, 374803 (33)С>иА

374805, 374816

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070181. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 070181 (53) УДК 669. 71. .472(088.8) Иностранцы (72) Авторы изобретения

Стэнли карлтон Джэкобс, Ноэль Ярретт, Роберт Весли Грэхем, Перри Элансон Фостер, Вильям Клиффорц Слеппи, Чарльз Норман Кочрэн, Воррен Эмерсон Хопин и Рональд Джеймс.Кэмпбэл (С(тЩ )

Иностранная фирма

"Алюминиум Компани оф Америка" (СИА) (71) Заявител (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

РАСПЛАВА

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминия электролизом криолитглиноземного расплава.

Известен способ получения алюминия электролизом расплава с использованием углеродного анода, включающий подачу глинозема в расплав криолита (1) .

Одним из недостатков известного 10 способа является осыпание боковой поверхности углеродного анода, что снижает срок службы анодов и затрудняет эксплуатацию электролизера.

Предполагается, что осыпание 15 анода вызывается наличием вблизи его поверхности тетрафторида натрия-алюминия в парообразном состоянии.

Цель изобретения — предотвращение осыпания углеродного анода. 20

Поставленная цель достигается тем, что вблизи поверхности анода создают атмосферу, содержущую воду в количестве, достаточном для взаимодействия с метафторалюминатом натрия по 25 реакции

Ма А 3Fg+3/2Н1 О=Ма F+1/2А fgO>+3HF

Дополнительно цель достигается тем, что необходимое количество воды вводят с увлажненным глиноземом; 30 увлажненный глинозем имеет содержание воды от 3 до 20 вес.%, удельную поверхность 45-180 м /г и составляХ ет 50-100% от общего количества глинозема, вводимого в электролизер.

Содержащая воду атмосфера вблизи поверхности анода может быть создана путем установки экрана, расположенного над уров»ем электролита вокруг поверхности анода, и введением водяного пара в зазор между экраном и поверхностью анода.

Возможно также создание атмосферы, содержащей водяной пар, путем растворения в электролите глинозема, содержащего воду в количестве, достаточном для выделения необходимого количества водяного пара.

Увлажненный глинозем в количестве

50-100% от общего количества необходимого глинозема подается в находящийся в электролизере расплавленный электролит. Содержание воды в глиноземе (от 3 до 20 вес.%) и удельная поверхность (45-180 м -/г) обеспечивают высокую скорость растворения в электролите за счЕт интенсивного парообразования и диспергирования частиц глинозема в момент контакта с расплавом электролита.

795507

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Предотвращение осыпания анода путем создания вблизи его поверхности атмосферы, содержащей воду.

На чертеже . изображены грайитовый тигель 1 и выполненный из окиси алюминия тигель 2, на дне которого

;располагается слой расплавленного металлического алюминия, контактирующего с тиглем 1. Над расплавом алюминия расположен электролит, содержащий 4 вес.Ъ глинозема и фториды натрия и алюминия в весовом соотношении

0,8:1. В электролит погружен выполненный из углерода анод 3. Вокруг анода над поверхностью электролита установлен экран 4 из окиси алюминия.

Верхняя часть экрана закрыта пробкой

5 с отверстиями для анодного токоподвода 6 и трубопровода .7 для подачи аргона из емкости 8 через баллон 9, содержащий воду. Возможна также подача аргона по трубопроводу 10, минуя баллон 9. Ток к тиглю 1 подводится с помощью токоподвода 11. В данном устройстве при анодной плотности тока 0,8 а/cM2 и количестве электричества от 29 до.41 амперчаса расход углерода составил 0,330,38 кг на 1 кг полученного алюминия.

При парциальном давлении паров воды 4-22 мм рт.ст. углеродистой пены обнаружено не было. При подаче в пространство между экраном 4 и анодом 3 аргона по трубопроводу 10 в ячейке наблюдалось образование углеродистой пены.

Пример 2. Алюминий получали в электролизере с самообжигающимся .анодом. Окись алюминия с содержанием влаги 17 вес.В загружали в электролиз дозированно через равные промежутки времени таким образом, чтобы выделяющиеся пары воды поднимались вдоль анода. Этим обеспечивается защита анода парами воды, выделяющимися из загруженной окиси алюминия, от осыпания.

При продолжительности работы электролизера от 32 до 96 дней содержание алюминия в получаемом продукте составило 99,7%, КПД по току

90,0-92,6, расход электроэнергии около 17 квт.ч. на 1 кг Af, расход анодной массы 0,56 кг на 1 кг А f,.

Формула изобретения

1. Способ получения алюминия элект15 ролизом расплава с использованием углеродного анода, включающий подачу глинозема в расплав криолита, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения осыпания анода, вблизи

;ф его поверхности создают атмосферу,. содержащую воду в количестве, достаточном для взаимодействия с метафторалюминатом натрия по реакции

Na A 2Г „+3/2H O=N а F+1/2А К О >+3H F .

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что необходимое количество воды вводят с увлажненным глиноземом.

З..Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что увлажненный глинозем имеет содержание воды от 3 до

20 вес.Ъ, удельную поверхность 45180 м /r и составляет 50-100% от обще2. го количества глинозема, вводимого в электролизер.

4. Способ по пп.2 и 3, о т л и ч а ю шийся тем, что увлажненный глинозем вводят в электролизер порциями с интервалом до 10 мин.

Источники информации, QQ принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник металлурга по цветным металлам. "Производство алюминия", И., 1971, с.266 (прототип).

795507

Составитель В. Бадовский

Редактор Б. Федотов Техред Л. Пекарь Корректор С. Шекмар

Эаказ 9498/8 Т р 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

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