Способ пуска электролизера для электролитического рафинирования алюминия Советский патент 1984 года по МПК C25C3/24 

1 Изобретение относится к раЛиниро нию цветных металлов, в частности к электролитическому рафинированию алюминия, Известен способ пуска электролизе ра для электролитического рафинирования алюминия, сущность которого з ключается в следующем: в шахту элект ролизера, предварительно прогретую теплом от сжигания газа, жидкого топлива, кокса или путем электрообогрева, устанавливаются графитовые ка тоды и заливаются поочередно анодный сплав (сплав .меди с алюминием), электролит и алюминий-сьфец, которые вследствие разницы плотностей распре деляются в ней послойно. Подключение электролизера к электрической цепи производится в момент заливки анодного сплава. После заливки электроли та катоды поднимают на высоту 15-20 от поверхности анода (в данном случа анодного сплава) и на электролизере начинает осуществляться процесс рафинирования - растворение алюминия на аноде и восстановление его на катоде. Окончанием пуска является покрытие поверхности электролита слоем алюминия-сырца. Данньй способ обеспечивает пуск электролизера в сжатые сроки с минимальными материальными п трудовыми, затратами ij . Однако при предварительном прогре ве подины и боковой магнезитовой футеровки образуются трещины, куда первым проникает анодный сплав, кото рый ввиду низкой температуры кристал лизации и хорошей жидкотекучести заполняет их на всю глубину футеровки. Это способствует возникновению опасности прорыва анодного сплава из шахты в послепусковой период и снижению срока службы электролизер вследствие существенного изменения физических свойств футеровки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ пуска электролизера дпя электролитического рафинирования алюминия, включающий прогрев угольной подины и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов, заливку в шахту электролизера анодного сплава и электролита при температуре не менее 8ПО°С и заливку катодного алюминия 21. 98 Однако проникновение анодного сплава в трещины футеровки и прорыв его из шахты приводят к аварийным ситуациям, а в лучвшм случае снижают, срок службы электролизера. Цель изобретения - создание безаварийного пуска и увеличение срока службы электролизера. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пуска электролизера для электролитического рафинирования алюминия, включающему прогрев угольной поданы и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов, заливку в шахту электролизера анодного сплава,электролита и катодного алюминия, подключение электролизера в цепь постоянного тока, в электролизер сначала заливают катодный металл, включают электролизер в цепь постоянного тока, заливают электролит, поднимают температуру в шахте элекЧ-ролизера до 800-820 С, после чего заливают анодный сплав. Такая последовательность операций пуска, как заливка расплавленного алюминия, затем подключение электролизера в цепь постоянного тока, заливка электролита и прогрев шахты до технологической температуры рафинирования (800-820°С) позволяет все поры и трещины (а в этот период происходит максимально-возможное образование трещин в футеровке подины) заполнить электролитом, который, кристаллизуясь в них, предотвращает просачивание анодного сплава через футеровку. При прогреве шахты электролизера ниже 8бО°С электролит проникает в трещины футеровки на недостаточную глубину и неполностью заполняет их, В результате после заливки анодного сплава наблюдаются протеки его через футеровку. При прогреве шахты электролизера вьш1е 820 С электролит просачивается через футеровку шахты. Последовательность заливки в шахту электролизера сначала алюминия, а затем электролита обуславливается необходимостью обеспечения Минимального перепада напряжения между катодом и анодом электролизера,, а также для равномерного распределения электрического тока по катодам в момент пуска электролизёра в цепь постоянного тока в связи с более высокой электропроводностью алюминия по сравнению с электролитом. Пример. Проводят пуск неско ких электролизеров. После прогрева шахты теплом от сжигания кокса до температуры подины 300 С, боковых сторон 1.50 G устанавливают катоды на уровне 20-40 мм от подины. Затем заливают расплавленный алюминий, под ключают электролизер в цепь постоянн го тока, заливают электролит с темпе ратурой 80D-820 С, поднимают катоды до установления на электролизере напряжения 15-20 В, Окончание заливки электролита определяют высотой его слоя, которая должна быть в пределах 25-30 см. Сразу же после заливки электролита расплавленный алюминий, имея более низкую плотность, поднимается наверх, не успев проникнуть в поры и трещины футеровки, и в элек ролизере начинается осуществление электрохимического процесса (на аноде происходит разря ц анионов хлора, а на катоде - восстановление катионо натрия и алюминия, имеющихся в элект ролите) , Затем между заливкой электр лита и анодного сплава вьщерживают время,, измеряя периодически температуру прогрева шахты. В этот период происходит пропитка футеровки нижней части шахты электролитом. Электролит .заполняет микропоры и трещины, образующиеся в результате термическбй деформации и застьгоает в них вследствие незначительной температуры его перегрева (50-70 С). При этом глубина проникновения его в футеровку незначительна. Для прогрева шахты электролизера до технолагической температуры (800-820 С) требуется 12 ч, затем заливают анодный сплав и электролизер начинает работать в нормальном режиме. Для сравнения осуществляют пуск электролизера по существующей технологии, при этом наблюдают протеки анодного сплава. Исходя из того, что интенсивность предварительного прогре.ва шахт различная (100-300°С), требуется различный интервал времени для прогрева шахты 5до технологической температуры: при максимальном нагреве шахты (800 С) требуется 12 ч,при минимальном (-100 С)/ , до 24 ч. Осуществляют пуск электролизера по предлагаемому способу без вьщержки на прогрев, т.е. заливают анодньй сплав сразу после заливки . электролита, наблюдают про.теки анодного сплава, так как анодный сплав вытесняет электролит и проникает в поры и трещины футеровки. Пускают электролизер по предлагаемому способу, но шахту прогревают, не достигая технологической температуры (до 600 С), наблюдаются . частичные протеки анодного сплава. Таким образом, предпагаемый способ позволяет исключить возможность прорыва анодного сплава из шахты в послепусковой период и увеличить срок службы электролизера, тай как физические свойства футеровки изменяются менее существенно вследствие меньшей глубины и степени пропитки ее электролитом по сравнению с анодным сплавом, а также меньшей теплопроводности электролита. Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект примерно 80000 руб. на один корпус, электролизеров.

СПОСОБ ПУСКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ, включающий прогрев угольной подины и боковой магнезитовой футеровки, установку катодов,, заливку в шахту электролизера анодного сплава, электролита и катодного алюминия, подключение электролизера в цепь постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью создания безаварийного пуска и увеличения срока службы электролизера, в электролизер сначала запивают катодный металл, включают электролизер в цепь постоянного тока, заливают электролит, поднимают температуру в шахте электролизера до 800- 820 С, после чего заливают анодньй сл сплав.