Способ получения алюминия Советский патент 1992 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к металлургии алюминия и может &ять использовано при получении алюминия электролизом расплавленных глиноземсодержащих электролитов.

Целью изобретения является повышение выхода металла по току.

Разложение глинозема осу1це.ствляот при 700-820 0 в расплаве, плотность которого на 0,05-0,4 г/смз выше плотности алюминия. Накапливающийся на поверхности электролита а/яоминий при направленной циркуляции расплава выно сится а сборные ячейки с последую«чей периодической или непрерывной выборкой металла и загрузкой глинозема.

Примеры электролита, плотность которого выше плотности алюминия может служить электролит состава, мас.%: . 22; CaF 14,2; NaF 20,6; AlF 43,2, имеющий температуру nnaeления 652 и плотность 2,6-2,7г/см при температуре 700-800 t.

Лабораторные опыты показали, что, если плотность эпектролита прешшает nTtOTHocTb алюминия менее чем на 0,Л5 г/смз, наблюдается резкое смиигение выхода по току алюминия, а гфевышение ее более чем на 0,4 г/см не вызывает дальнейшего повышения ёыхода по току:

Выход по току,%

81 90 92 93 94 94 1 Значительное снижение выхола по току при уменьшении плотности электролита (на 0,05 г/смЗ меньше плот-ности а/ж)ииния) вызвано отстаиванием алюминия, что приводит к витанию капель алюминия в электролите, их окислению и растворению. При плотности Электролита, превышающей плотность алюминия более чем на О, г/см, дальнейшего увеличения выхода по току не происходит. На фиг.1, изображен электролизер для реализации способа получения алюминия; на фиг.2 - то же. Электролизер состоит из электро™ литической ванны 1, содержащей одну или несколько сборных ячеек 2, отделенных перегородками 3 с каналами 4 от электрохимической ячейки с двумя однополярными 5 и большим числом биполярных 6 электродами в ячейке 7. Способ осуществляется следующим образом. Выделившийся на катоде алюминий всплывает вместе с вертикальным пото ком эгзктролита, возникающим за счет выделения газа на аноде. Из-за повышения уровня расплава в электрохимической ячейке 7 этот поток электроли та направляется в верхний переточный канал k и далее в сборную ячейку 2, а вместе с нин увлекаются и капли аломиния. В сборной ячейке 2 происхо дит отстаивание капель и накопление металла в верхней части. Далее поток электролита направляется в нижний пе реточный канал и затем в электро химическую ячейку. По мере накоплени проводят периодическую выборку алюми ния. Питание глиноземом осуществляет

ся.через сборную ячейку с помощью специального устройства. По,мере сгорания анода и анодных частей биполярных электродов 6р проводится перед-,вижка электродов с помощью специального устройства, периодически извлекается огарок и устанавливается нощ и и с я тем, что, с целью повышения выхода по току разложение глинозема .ведут в расплаве с плотностью на О,05-0,А г/смз выше плотности алюминия, после чего осуществляют нап- ; равленную циркуляцию расплава с выносом алюминия в сборную ячейку. 3 вый анод., хЗначительная конвекция электролита в сборной ячейке способствует распределению глинозема по длине ванны. Это исключает необходимость применения сложной системы подачи глинозема в каждый межполюсной зазор. Часть глинозема, которая,не успевает раствориться оседает на дне сборной ячейки и в дальнейшем растворяется, так как поверхность глинозема контактирует с электролитом, а нез.акрыта слоем металла. Это исключает образование твердых осадков. Уменьшение доли незавершенного производства достигается за счет уменьшения площади и толщины слоя алюминия. Например, если ванна имеет размер 2, м., то при толщине слоя алюминия в 0,3 м в ней находится 3}75 мз жидкого аломиния. Если даже . суммарная ширина сборных ячеек составит 1 м, то при тех же толщине слоя алюминия и длине ванны количество алюминия составит 1,5, м, что более 1чем в 2 раза ниже по сравнению с прототипом. При верхнем сборе алюминия толщина его слоя может быть значительно уменьшена, может быть уменьшена и ширина сборных ячеек, что еще больше снизит количество алюминия, постоянно находящегося в ванне. изобретения Форму Способ получения алюминия, включающий электрохимическое разложение в низкоплавком электролите при температуре загружаемого в расплав глинозема 700-820 0, отличаюV

Фи2.1

Изобретение относитсй к цветной металлургии, а именно к способуполучения алюминия электролизом глиноземных расплавов. Цель изобрете- . ния - повышение выхода металла по току. Это достигается разложением глинозема при 700-820'*С в расплаве с плотностью на 0,05-0,4 г/см^ более высокой, чем плотность алюминия. Показано, что разность плотностей, меньшая 0,05 г/см^, снижает выход по току до 90%, а превышение этой разности до значения 0,4 г/см^ Ие вызывает уае1»1чения вь(хода по току сверх 94%. Способ реализуется в биг .j;* полярных электролизерах, коне тру кцня^::|' которых подобна конструкциям магни-^-*'' евых электроянз1;шх ванн. 2 ил. '

2iФие.2