Способ точечной загрузки глинозема и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК C25C3/14 

/

г 3

Изобретение относится к металлурии алюминия и может быть использоано при получении алюминия электроизом глиноземсодержащих расплавов. j

Целью изобретения является повы- ение выхода по току и снижение дельного расхода электроэнергии за счет устранения возможности засыпания ванны глиноземом.10

На фиг.1 изображено устройство Ц1я осуществления способа; на фиг.2 - (1одвижная часть трубопровода, варианты выполнения.

Способ осуществляется следующим 15 дбразом.

Глинозем из силосной бащни под собственным весом загружатеся в рас- содный бункер, откуда определенная его порция специальным устройством, 20 Например шнеком, подается в дозатор. При открытом тракте трубопровода, Ьодвижная часть которого находится В верхнем положении, открывается линия высокого давления (3-5 ат) и 25 заданная пор1щя глинозема загружается на поверхность электролита или в его объем, что зависит от положения Нижнего среза подвижной части трубопровода о Затем линия высокого дав- JQ ления закрывается и открывается линия низкого давления, величина которого обеспечивает расход газоносителя в пределах 0,1-0,5 л/мин. Подвижная часть трубопровода опускается в нижнее положение. При больших и меньших расходах дутья выход по току снижается.

В таблице приведена зависимость выхода по току от расхода дутья. 40

При меньпшх расходах снижение выхода по току обусловливается низкой эффективностью дутья на скорость растворения глинозема, образованием осадков и вспьшпсами. При больших 45 расходах выход по току снижается за счет возрастания потерь алюминия вследствие окисления, обусловленного интенсивным перемешиванием металла. Пузырьки дутья всплывают в алюминии 50 и электролите и создают восходящие потоки, которые препятствуют оседа- нию частиц глинозема на подину ванны и увеличивают скорость их растворения за счет уменьтения толщины диффузионного слоя. Кроме того, об- разующиеся циркуляционные контуры разносят частицы глинозема по боль- щему объему расплава. Оба этих фак35

0 5 Q

40

45 50

5

тора способствуют стабилизации технологического режима ванны, повышению средней концентрации глинозема в электролите, снижению величин перенапряжения анодного и катодного процессов, частоты анодных эффектов (практически отсутствуют) и, тем самым, повышению выхода по току и снижению удельного расхода электроэнергии (см. таблицу).

Устройство (фиг. 1) состоит из бункера 1, загрузочного механизма 2 для загрузки заданной порции глинозема в дозатор 3, имеющий патрубок 4 для линии высокого давления. Дозатор 3 соединен с неподвижным элементом 5 трубопровода, врезанным в направляющую трубу 6, по которой совершает колебательные движения подвижная часть трубопровода 7, имеющего для этого специальное устройство, например электромагнит. Подвижная часть состоит из металлической трубы 8, имеющей патрубок 9 линии низкого давления и отверстие Ю для сообщения обеих частей трубопровода при нахождении трубы 8 в верхнем положении. Труба снабжена наконечником 11, вьшолненным из материала, не взаимодействующего с алюминием и электролитом, например нитрида крем- ;нияо Наконечник 11 заглушен снизу, поэтом у дна в боковой его стене имеются отверстия 12 для прохода пылегазовой смеси. Вся труба может быть выполнена из заглушенной керамической трубы.

Устройство работает след пощим образом.

Труба 8 с помощью подъемного механизма совершает колебательные движения вверх-вниз с заданным временным периодом. В нижнем положении тру- .бы 8 в алюминии находится только наконечник 11, который, не взаимодействует с алюминием и электролитом. По патрубку 9 из линии низкого давления дутье (воздух или инертный газ) продувается через расплав. Затем труба поднимается. При совмещении отверстия 10 трубы 8 с неподвижным элементом 5 трубопровода 7 закрывается линия низкого давления и открывается линия высокого давления. При прекращении загрузки осуществляется обрат- к«ое переключение линий и труба 8 опускается в нижнее положение.

Исследования на низкотемператур- ной модели по осаждению частиц в жид- |кости показали, что при расходе газа вдуваемого в металл, в пределах 0,4- 0,5 л/мин .частицы практически не осаждаются, т.е. осадок на подине не накапливается, а скорость растворения в зоне барботажа возрастает в 2-3 раза. Частота схода пузырьков при заданном расходе дутья составляет 1,5-7 пузырьков в секунду, что даже превы- вшет частоту схода- пузырьков с подот- вы современных электролизеров, отнесенную к единице длины периметра анода, в которых замерзание электролита у боковых граней анодов не происходит. Следовательно, не будет происходить замерзание электролита в зоне ввода загрузочной трубы, поэтому отпадает операция пробивки корки, что облегчает загрузку глинозема.

Q 5

5

0

Формула изобрет е н и я 1. Способ точечной загрузки гли- нозема, включающий периодическое введение глинозегга в электролит газовым носителем, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения выхода по току и снижения удельного расхода электроэнергии, в периоды меж;|,у загрузками в электролит или катодный алюминий дополнительно по- - дают газовый носитель с расходом 0,1-0,5 л/мин.

2. Устройство для точечной загрузки ,)глинозема, содержащее бункер, дозатор и трубопровод, о т л и ч а- - ю щ е е с я тем, что, с целью по- выгаениЯ;выхода по току и снижения удельного расхода, оно снабжено металлической трубой, с возможностью перемещения установленной внутри трубопровода и выполненной с патрубком, причем труба имеет наконечник из материала, не взаимодействующего с алюминием и электролитом.

Изобретение относится к металлургии алюминия и может быть использовано при получении алюминия электролизом глиноземсодержащих расплавов. С целью повышения выхода по току и снижения удельного расхода электроэнергии в слой электролита или катодного металла подают газ с расходом 0,1-0,5 л/мин. Для подачи газа и глинозема используют подвижный элемент 8, снабженный патрубком 9 для подачи газа и изготовленный целиком или имеющий только наконечник 11 из материала, не взаимодействующего с расплавленным алюминием и электролитом. В нижней части подвижного элемента выполнены отверстия 12 для выхода пылегазовой смеси. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Расход дутья, 0,08 0,1 0,25 0,5 0,6 л/мин

Быход по току, %

89,2 91,1 93,3 92,1 90,4