Устройство для загрузки оксида алюминия в электролизер анодом Седерберга Советский патент 1992 года по МПК C25C3/14 C25C3/10 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к обслуживанию электролизеров для получения алюминия, снабженных анодами Седер берга.

Цель изобретения - увеличение мощности электролизера без увеличения его габаритов и более равномерная загрузка оксида алюминия в ванну элек тролизера.

Электролизеры или печи для получёт ния алюминия по способу Холл-Герольт содержат плоский низкий прямоугольный корпус с огнеупорной футеровкой, а также углеродные блоки в боковых стенках и на поду. Углеродные блоки образуют емкость для образующегося

алюминия и для расплавленного электролита. Углеродные блоки подовой части емкости имеют стальные стержни для подвода шин электропитания. Таким образом, углеродные блоки пода пред ставляют собой катод для электролизера .

Расплавленный электролит, который имеет более низкую плотность по сравнению с расплавленным алюминием, состоит из расплавленного криолита, определенных неорганических солей, таких как фтористый алюминий, фтористый кальций, а также растворенного оксида алюминия. Оксид алюминия расходуется в процессе электролиза и поэтому его необходимо добавлять в электролит очень часто. В процессе электролиза расплав в ванне покрывается затвердевшим электролитом Ъ виде корки. Верхняя поверхность корки покрыта оксидом алюминия и/или другими материалами, которые также добавляют в электролит. Корка уменьшает потери тепла из расплавленного электролита, но она твердая и поэтому ее необходимо разбивать, когда требуется добавлять оксид алюминия в ванну с расплавом.

В электролизерах, оборудованных анодами Седерберга, каждая ванная имеет один прямоугольный анод Анод Седерберга содержит постоянный наружный корпус, выполненный из мугуна или стали. Этот корпус охватывает самоспеченный углеродный анод. Неспеценную углеродосодержащую пасту загружают в верхнюю часть анода, которая спекается, образуя твердый угле1родный анод под действием тепла, выделяемого при подаче электрического тока от расплавленной ванны. Главная особенность электрода Седерберга сос(Тоит в том, что спеченный твердый

|энод находится в движении относитель но стационарного анодного корпуса.

Анод Седерберга обычно покрывает 70-80 площади электролизера. Расстоя ние между наружной стенкойанода и боковой стенкой катодной емкости для современных электролизеров Седерберга делается очень малым. Подача Ьксйда алюминия в расплавленный электролит должна производиться в этой небольшой зоне между анодом и боковой стенкой канода. Это производится путем разбивания корки между боковой стенкой катода и анодом, после чего подают оксид алюминия. Однако такой способ подачи оксида алюминия обладает рядом недостатков.

Поскольку оксид алюминия подают порционно, содержание оксида в электролите меняется, что оказывает отрицательное влияние на эффективноеть использования электрического тока и на затраты электроэнергии на тонну произведенного алюминия.

1Для электролизеров Седерберга пода

чу оксида можно осуществлять только

йежду анодом и боковой стенкой катода

Предлагаемое изобретение относится к средству для поддчи оксида алюминия в электролизеры, предназначен ные для производства алюминия, причем эти электролизеры представляют собой агрегаты типа Седерберга, в которых упомянутое средство содержит по крайней мере один местный загрузчик, предназначенный для подачи оксида алюминия и расположенный по меньшей мере в одной из выемок в корпусе анода. Выемки выполнены вертикально по высоте корпуса анода ив поперечном сечении имеют форму полуцилиндра. Оксид алюминия подается в большой объем расплавленного электролита на относительно большом расстоянии от боковых стенок электролизера, поэтому оксид, который поступает в него, непрерывно растворяется в расплавленном электролите, причем очень быстро. Кроме того, места загрузки оксида расположены под газовыми кожухами, которые выполнены вокруг анода, поэтому расстояние между анодом и газовым кожухом можно увеличить в выемке по сравнению с расстоянием вне выемки. Это такЛе ведет к существенному снижению выделения газов и пыли из электролизеров,i

Выемки в корпусе анода не создают таких-либо проблем при перемещении спеченного электрода относительно корпуса анода. Используя анод, можно обслуживание электролизера обеспечит через выемки в корпусе анода. Таким образомi помимо подачи оксида, осмот выпуск произведенного алюминия, удаление анода, введение фтористых соединений и т.д. можно производить через выемки. Это означает, что площадь анода можно увеличить без увеличения площади катодной емкости, поскольку отпадает необходимость использовать пространство электролизера между боковой стенкой катода и анодом. Поэтому можно увеличить пода,чу электроэнергии в электролизер без увеличения плотности тока на аноде.

На фиг. 1 схематично представлен электролизер, оборудованный анодом Седерберга, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Электролизер включает катодную емкость 1 и анод 2 Седерберга. Анод 2 Седерберга заключен в корпус 3 В противоположность обычному корпусу анода, корпус 3 имеет по 517 меньшей мере одну выемку k. Корпус 3 анода, показанный на фиг 1 имеет Шесть выемок , которые расположены симметрично по периферии ;корпуса 3 анода. Выемки на корпусе 3 анода имеют преимущественно полукруглое поперечное сечение. В каждой выемке i имеется загрузчик 5, предназначенный для местной подачи оксида алюминия. Конструкция загрузочного устройства 5 произвольная. Можно для этой цели использоват любые загрузчики, KOTopbie применяются на электролизерах с предварительно спеченными анодами. Газовый кожух 6 фиг. 1 расположен снаружи корпуса 3 катода. Это обычная газовая защита, которая используется для сбора газов выделяющихся в процессе электролиза. Следует отметить, что шины для подачи тока и болты крепления анода не показаны на фиг. 1. Загрузочное устройство 5 содержит трубу 7, установленную вертикально в одной из выемок k в корпусе 3 анода. Труба 7 соединена с другой трубой ,9, по которой подается оксид алюминия. Вторая труба 9 соединена с питающей трубой 10, по которой поступает оксид алюминия из бункера, который не показан. Оксид алюминия подают пневмотранспортом внутри трубы 7 имеется устройство 11 ля разбивания корки, которое может перемещаться вертикально пневмо- или гидроцилиндром 12. На фиг. 2 устройбтво 11 показано в верхнем поломсении штриховыми линиями показано его нижнее положение. В верхнем конце трубы 7 имеется уплотнение 13 между трубой 7 и цилиндром 12. Во время работы загрузочного устройств разбиватель 11 корки опускается при включении цилиндра 12, причем нижний конец разбивателя 11 корки пробивает корку 14, образующуюся на Поверхности ванны электролизера 15. Затем разбиватель 11 корки перемещается в свое верхнее положение. Небольшое количество оксида алюминия проходит через трубы 10 и 9 в трубу 7 и далее в ванну 15. Этот процесс повторяется с частотой, которая обеспечивает подачу заданного количества оксида алюминия в ванну 15. Произведенный алюминий собирается в слое 1б в донной части катодной емкости. 6 Как показано на чертежах местное загрузочное устройство 5 расположено внутри внешней прямоугольной периферии анода. Расстояние между боковой стенкой 2 катодной емкости 1 и загрузчиком 5 поэтому существенно увеличивается по сравнению с обычным электролизером Седерберга. Таким образом оксид алюминия поступает в электролит в том месте, где электролит имеет теплосодержание, достаточное для растворения оксида алюмиПомимо этого подача оксида осуществляется внутри газовой защиты 6, а поэтому газЬ и пыль не выделяются в атмосферу из электролизера. Предлагаемое устройство обладает преимуществом при котором местные загрузочные устройства можно легко устанавливать в существующих электролизерах, оборудованных анодами Седерберга.. Кроме того можно увеличить Мощность- электролизера без увеличения его габаритов и обеспечить равномерную подачу оксида алюминия в ванИу электролизера. Формула изобре тения , .....1.Устройство для загрузки оксида алюминия в электролизер анодом Седерберга, содержащее питатель и прямоугольный корпус анода, сваренный из листовой стали и заключенный в жесткую раму, отличающееся тем, что, с целью увеличения мощности электролизера без увеличения его габаритов и более равномерной загрузки оксида а/томиния в ванну электролизера, корпус анода выполнен по меньшей мере с одной выемкой, расположенной по его высоте и имеющей в поперечном форму полуцилиндра, а питатель расположен в выемке. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что одна выемка выполнена на одной из длинных сторон корпуса анода, а другая - на противоположнои стороне корпуса анода по диа гонали, а в них расположены питатели. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус ано да выполнен с шестью вертикальными выемками, а в них расположены питатели.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к обслуживанию электролизеров для получения алюминия, снабженных анодами Седербер га. Цель • увеличение мощности электролизера без увеличения его габари-^ тов и более равномерная загрузка окси да алшиния в ванну электролизера. В корпусе анода, сваренном из листовой стали, по его высоте выполнена по крайней мере одна вертикальная выемка, имеющая в поперечном, сечении форму полуцилиндра. В выемках расположены питатели. Питатели могут быть расположены в выемках на прртивопо- . Ложных длинных сторонах корпуса ано-' да. В корпусе анода может быть выполг нено шесть выемок с питателями. • 2 з.п. ф-лы? 2 ил. '