Способ питания глиноземом алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом Советский патент 1992 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к электролРН-ическому производству алюминия и, может быть использовано на э;1ектролизерахс верхним ТОКОПОДВОДОМ и самообжигающимися анодами для питания их глиноземом и другими подобными материалами.

Известен способ непрерывного питания алюминиевого электролизера, по которому гЛинозем непрерывно подается npjn рабочий орган, установленный над поверхностью расплава в трубе, а сам глинозем вводится в расплав под действием давления, создаваемого рабочим органом на столб глинозема, который образуется вместе его ввода. .

Данная технология питания приемлема для всех электролизеров любой мощности независимо от типа анода и реализуется рабочим органом шнекового, поршневого типа и т.д..-

К недостаткам способа относят: значительные энергозатраты по доставке глинозема в расплав, связанные с образованием значительных сил трения между столбом глинозема и отверстием в корке электролита; ненадежность работы исполнительных механизмов из-за высоких нагрузок, воздействующих на них; сложностьконструкции исполнительных механизмов.

Известен также способ питания алюминиевых электролизеров глиноземом, по которому ведут разрушение криолитоглиноземной корки по ее периметру и погружение ее в электролит по всей площади ванны электролизера одновременно, причем погружение корки осуществляют путем осаждения ее в верхней зоне электролита на величину ее подработки. Данный способ стабилизирует параметры процесса электролиза.

К недостаткам способа относят: значительные энергозатраты по разрушению кор. ки электролита специальными машинами; значительные трудозатраты персонала по погружению корки в электролит; сложность осуществления погружения корки в целом по периметру электролизера; отсутствие полной герметичности электролизера в процессе разрушения корки и, как следствие, загрязнение окружающей среды.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат по доставке глинозема в электролизер, а также улучшение состояния окружающей среды,

Поставленная цель достигается тем, что в способе питания глиноземом алюминиевого электролизера с самообжигающимся, анодом и верхним токоподводом, включающим подачу глинозема на корку электролита с последующим погружением ее в зону расплавленного электролита, подачу глинозема на корку электролита и ее наращивание осуществляют в подколокольном пространстве электролизера по его продольным сторонам и, постепенно создавая давление на корку, ее погружают в зону расплава.

Согласно изобретению подачу холодного глинозема осуществляют в подколокольное пространство равномерно по продольным сторонам электролизера периодически или непрерывно. Оседая в расплаве, глинозем образует на поверхности электролита глиноземистую корку, которая при последующих подачах наращивается. На эту корку создают давление в направлении сверху вниз и она осаждается. На осажденную корку вновь подают глинозем и создают давление, в результате чего она снова осаждается и т.д. В процессе перемещения ее вниз глинозем прогревается до высоких температур и претерпевает ряд превращений из одной модификации в другуютстановясь грубопрокаленным глиноземом.

Находясь Е1 расплавленном электролите в зоне максимальных температур и, что особенно важно, в области высоких циркуляций расплава, корка, обогащенная глиноземом, интенсивно подрабатывается. Чем меньше концентрация глинозема в объеме расплава, тем интенсивнее скорость подработки корки за счет высокой скорости растворения глинозема и наоборот. Происходит саморегуляция поступления глинозема в расплав в зависимости от расхода глинозема на электролиз, причем при растворении корки прогретый до высоких температур глинозем переходит в расплав с образованием комплексных ионов, в результате исключается выпадение частиц глинозема в осадок. Это подтверждается (на практике) тем, что глинозем, поступивший под газосборный колокол, улавливает фтористый.водород путем его адсорбирования на своей поверхности. При дальнейшем нагревании глинозема на корке рорбированный фтористый водород превращается во фтористый алюминий.

Погружение корки электролита без ее разрушения в подколокольном пространстве происходит за счет того, что в этом пространстве плотность и твердость

глиноземистой корки довольно низкая (по сравнению с коркой за пределами колокольного газосборника) из-за содержания углерода и фторсолей в ней, а также наличия высоких температур отходящих анодных га0 зов.

Пример осуществления способа. Для введения глинозема в электролизер используют продольную балку с возможностью перемещения- ее вверх-вниз, которую

5 устанавливают в подколокольное пространство Г10 продольным сторонам электролизера. Глинозем из бункера поступает в желоб. Сжатым воздухом, поступающим из трубы, глинозем псевдоожижается и потоком воздуха вдувается под колокол на поверхность корки электролита. Подача глинозема на корку осуществляется в дозированных количествах по всей длине электролизера. Периодическое давление на корку в

5. подколокольном пространстве осуществл;яется продольной балкой, установленной под колоколом над поверхностью корки электролита.

Под действием пневмоцилиндров, размещенных на анодном кожухе, усилия передаются балке. Балка, перемещаясь в направлении вниз, входит в контакт с коркой и далее перемещает корку в зону расплава, погружая ее в него. Ход балки

5 составляет 100-150 мм, погружение корки в расплаве - 5-10 мм, После цикла срабатывания балка перемещается вверх в исходное положение.

При недостаточно нарощенной корке

0 электролита, когда балка не входит в контакт с ней, осаждения корки не происходит. Время наращивания корки за счет дозированной подачи глинозема в подколокольное пространство и цикл срабатывания балки

5 зависят от конкретной технологии, применяемой для различных типов электролизеров как по мощности, так и конструктивному исполнению.

Опытно-промышленные испытания показывают работоспособность данной технологии и позволяют: снизить энергетические затраты по доставке глиноземав расплав в 1,5 раза; обеспечить улучшение состояния окружающей среды за счет технологии герметичного ввода глинозема без разрушения корки; снизить расход фторсолей за счет адсорбирования фтористого водорода из анодных газов на свежем глиноземе, подаваемом под колокол по продольным сторонам электролизера (содержание газообразного фтора

в отходящих анодных газах снижается на 15-30%); повысить срок службы рабочих органов за счет исключения прямого контакта их с агрессивным расплавом; стабилизировать тепловой баланс электролизера и, тем самым, :низить затраты электроэнергии.

Формула изобретения Способ питания глиноземом алюминиевого электролизера с самообжигающймся анодом и верхним токоподводом, включающий подачу глинозема на 1(Орку

электролита и последующее погружение корки электролита в зону расплавленного электролита, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат по доставке глинозема в электролизер, улучшения состояния окружающей среды, подачу глинозема на корку электролита и ее наращивание осуществляют в подколокольном пространстве электролизера по его про0дольным сторонам и, постепенно создавая давление на корку, ее погружают в зону расплава.

Изобретенилег'относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано на электролизерах с верхним ТОКОПОДВОДОМ и самообжигающимися анодами для питания их глиноземом. Цель изобретения - снижение энергетических затрат по доставке глинозема в электролизер и улучшение состояния окружающей срэды. В электролизере в подколокольном пространстве по продольным сторонам наращивают корку электролита и, периодически создавая давление на нее по всей длине, постепенно погружают ее без разрушения в зону расплава.