Электролизер для получения алюминия Советский патент 1988 года по МПК C25C3/06 

со ел

СП

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к конструкциям электролизера для получения алюминия.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии.

На фиг. 1 показан электролизер с ок- сидииком, поперечный разрез; на фиг. 2 - каналы различной формы (горизонтальные, наклонные, цилиндрические, конические или ступенчатые).

Электролизер включает в себя анодное устройство 1, футерованную ванну 2 и выполненный на подине оксидник 3, в стенках которого имеются сквозные каналы 4.

Электролизер работает следующим образом.

На подине электролизера вне оксидника располагается слой расплавленного алюминия 5, высоту которого поддерживают ниже уровня каналов 4. Ток к алюминию, служащему катодом, подводится либо через электропроводящую подину 6, либо с помощью специальных катодных токоподводов 7. Выще слоя металла находится слой фто- ридного или фторидно-хлоридного электролита 8, в который погружены аноды 1.

Уровень электролита в ванне поддерживают выще верхнего среза стенок оксидника 3. Внутри последнего находится слой твердого глинозема 9, пропитанный электролитом. Обогащенный глиноземом расплав, имеющий плотность, меньщую, чем плотность электролита в МПЗ, всплывает в верхнюю часть оксидника и далее переносится в рабочее пространство электролизера, а на его место через каналы 4 поступает обедненный глиноземом расплав из МПЗ.

Таким образом, потоки электролита, поступающие в оксидник и покидающие его, не пересекаются, а образуют за.мкнутые циркуляционные контуры, обеспечивающие

интенсивный массообмен, что способствует поддержанию постоянной высокой концентрации глинозема в МПЗ. Твердые частички глинозема, случайно увлеченные расплавом из оксидника, хорошо прогреты и быстро растворяются в обедненном расплаве

рабочего пространства, не образуя осадков на подине электролизера.

В таблице приведены данные, показывающие, как влияет форма, соотнощение площадей сечения отверстий и наклон каналов на снижение расхода электроэнер

гии.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии. Электролизер для получения алюминия содержит анодное устройство 1, ванну 2, оксидник 3, сквозные каналы 4. Выполнение в стенках оксидника каналов позволяет уменьшить среднее напряжение на ванне, анодную поляризацию, исключить образование осадков на электролизера. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

илиндриеская

оническая

1:1

1:1

1 :1

1 :1

1:1

1:0,5

1:4

1:9

1 :1б

1:25

1:36

Отрицательный Не снижается наклон

25 45 65

500 600 615 625 400 520 550 580 615 620

500 600 615 625 400 520 550 580 615 620

Верхний предел соотношения 1:25 определяется, исходя из механической прочности стенки оксидника, а не его гидродинамикой. Выбор нижнего предела (1:1) обосновывается тем, что отверстие, как минимум, должно быть цилиндрическим. Расширяющийся к оксиднику канал из-за наличия острых кромок входного отверстия обладает повышенным гидравлическим сопротивлением движению электролита, что снижает эффективность работы устройства. Чем большее соотношение плош.адей отверстий выбрано, тем меньшим сопротивлением потоку жидкости (при неизменном размере внутреннего отверстия) обладает канал.

Отрицательный наклон не способствует улучшению гидродинамической обстановки также из-за увеличения гидродинамического сопротивления канала, поскольку наклон канала направлен против градиента плотностей электролита, угол наклона, больший 45°, практически не улучшает гидродинамику потоков электролита, но при этом также ухудшаются механические характеристики стенок оксидника.

Использование изобретения позволяет уменьшить сопротивление электролита за

Продолжение таблицы

счет отсутствия твердых непроводящих частиц в МПЗ, сопротивление катодного устройства за счет исключения образования осадков на подине электролизера и анодную поляризацию за счет постоянной высокой концентрации растворенного глинозема в МПЗ.

Формула изобретения

узел, футерованную ванну, оксидник со стенками, отличающийся те.м, что, с целью снижения расхода электроэнергии, в стенках оксидника выполнены сквозные циркуляционные каналы, расположенные на уровне подошвы рабочих анодов.

Фиг.г