Способ пуска алюминиевого электролизера Советский патент 1990 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к электрометаллургии алюминия и может быть использовано как при пуске новых электролизеров, так и при пуске после капитального ремонта.

Цель изобретения - повышение срока службы электролизера.

При пуске электролизера на анодное и катодное устройства подают напряжение обратной полярности до момента вывода электролизера на эксплуатационный режим.

Изменение полярности на электродах при пуске электролизера позволяет проводить прогрев подины при полном отсутствии катодного выделения натрия на подине.

При катодной поляризации графитовых материалов смачиваемость их электролитом в два и более раз лучше, чем при анодной поляризации при про- чих одинаковых условиях. При анодной поляризации подины поры и щели угле- графитовых блоков будут медленнее заполняться электролитом, что будет способствовать удалению летучих соединений из подовых блоков. Учитывая тот факт, что подовая масса выпускается с большим содержанием летучих (6-12%), в предлагаемом способе снижается вероятность образования трещин и разрывов в подине вследствие затрудненного удаления газов.

По достижении рабочего напряжения на ванне, отвечающего нормальному экс- плутационному режиму, полярность на электродах меняют на обратную.

Подача на катодное и анодное устройства напряжения обратной полярности полностью исключает возможность выделения натрия на подине электролизера. Этот процесс будет происходить на расходуемых элементах электролизера - анодах, что никак не скажется на сроке службы ванны. Прогрев подины электролизера осуществляется в условиях наименьшего смачивания подовых блоков, что благоприятствует удалению

(Л

ел

00 N3

СО

остатков летучих соединений из угле- графитовых материалов подины.

Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях.

Корпусом лабораторного электролизера служил стакан из алюмонитрида бора на 500 г электролита. Катодное устройство представляло собой пластину подового блока в виде диска толщи- J ной 5 мм, закрепленную на дне стакана. Анодным устройством служил графитовый стержень, вводимый в ячейку сверху так, чтобы межполюсное расстояние составляло 35 мм.

Опыты проводили в следующей последовательности. В лабораторный электролизер засыпали измельченный электролит (криолитовое отношение 2,7) состава, мас.%: А1г03 5, СаРг и MgF2 - 2 по 3. Разогрев проводили в шахтной лабораторной печи. По достижении температуры электролита, близкой к температуре солидуса для данного состава электролита (920°С), опускали 2 анодное устройство до контакта с электролитом и подключали электроды к источнику постоянного тока. Дальнейший разогрев электролита осуществляли при пропускании через него постоянного тока силой 7,0 А в режиме галь- ваностатирования. Напряжение на электродах уменьшалось при этом от 30 до 3,8 В, температура электролита увеличивалась от л/920 до 980°С. По. достижении рабочей температуры (980°С) заливали в ячейку 50 г алюминия и проводили длительный электролиз при анодной плотности тока 1,0 А/см2 с периодической корректировкой состава электролита по криолитовому отношению и содержанию АХ ОзПроведены две серии опытов.

В первой серии направление рабочего тока в течение всего опыта было

3

Q 5

0 5 .д

.,.

0

5

изменным, во второй серии при включении через электролит пропускали ток, обратный по направлению к рабочему, то есть анодное устройство находилось под катодным потенциалом, а катодное - диск из подового блока - под анодным. Полярность изменяли при установлении на электродах напряжения, отвечающего рабочему (3,8 В).

После опытов анализировали состояние подины (диска из углеграфитового подового блока), разрезая катодное устройство через геометрический центр продольно.

Установлено, что в первой серии опытов, соответствующих прямому включению, полное разрушение подины наступало в среднем через 26 ч, во второй серии - через 30 ч. Признаками разрушения подины считали потерю ими механической прочности и нарушение целостности при полной пропитке электролитом.

Таким образом, предлагаемый способ пуска электролизера позволяет примерно на 10% увеличить продолжительность его работы.

Формула изобретения

э

Способ пуска алюминиевого электролизера, включающий предварительный обжиг подины, заливку расплавленного электролита и алюминия, подачу напряжения на катодное и анодное устройства с последующим выводом электролизера на эксплуатационный режим, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы электролизера, на катодное и анодное устройства подают напряжение обратной полярности до достижения величины рабочего напряжения эксплуатационного режима.

Изобретение касается к электрометаллургии алюминия и может быть использовано как при пуске новых электролизеров, так и при пуске после капитального ремонта. Цель изобретения - повышение срока службы электролизера. Во время пуска на электролизер подают напряжение обратной полярности до момента установления на клеммах элекролизера напряжения 4-8 В, являющегося рабочим.