Способ гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере Советский патент 1992 года по МПК C25C3/06 C25C3/12 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается методов гашения анодных эффектов е алюминиевом электролизере.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и длительности гашения анодного эффекта.

Реализация способа осуществляется при гашении анодных эффектов на промышленных алюминиевых электролизерах (на силу тока 150 кА).

П р н м е р 1. После возникновения анодного эффекта разрушают криолито:гли- ноземную корку, загружают глинозем в электролит и вводят под анод агентогаси- тель - сжатый воздух совместно с порошкообразным борным ангидр дом в количестве 0,08 кг или 0,001% от массы электролита (800G кг). Устраняют анодный эффект. Во время протекания анодного эффекта измеряют его напряжение. Снижение напряжения анодного эффекта достигается созда- нием токопроводящей фазы AIB2 в поданодном пространстве, снижающей омическое сопротивление на участке анод- электролит, в результате взаимодействия алюминия, содержаидегося в электролите в виде металлического тумана, с вводимыми под анод борным ангидридом или борной кислотой (последняя разлагается под действием температуры: 2НзВОз В20з+ЗН20) и далее - с выделившимся бором по реакциям:

2А1+В20з А1гОз+2В АИ-2В А1В2

Образующаяся при этом окись алюминия за счет повышенной скорости ее раство- рения в электролите в сравнении с загружаемым глиноземом увеличивает скорость повышения ее концентрации в электролите, а борный ангидрид, улучшая смачиваемость анода электролитом, обеспечивает создание условий для гашения анодного эффекта при меньшей концентрации окиси алюминия в электролите, в результате длительность гашения анодного эффекта снижается.

В примерах 2 и 3 гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примеру 1 при следующих параметрах.

П р и м е р 2. Количество вводимой борной кислоты 0,28 кг или 0,002% (в пересчете на борный ангидрид) от массы электролита.

ПримерЗ. Количество вводимой борной кислоты 0,57 кг или 0,004% (в пересчете на борный ангидрид) от массы электролита.

В примерах 4 и 5 гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примерам (1-3) за пределами заявленных интервалов.

П р и м е р 4. Количество вводимого борного ангидрида 0,04 кг или 0,0005 % от массы электролита.

П р и м е р 5. Количество вводимой борной кислоты 0,85 кг или 0,006% (в пересчете на борный ангидрид) от массы электролита.

В примерах (6-10) гашение анодных эффектов осуществляют аналогично примерам (1-5) с введением сжатого воздуха и борного ангидрида или борной кислоты совместно с порошком углеродистого материала.

Осуществляют гашение анодных эффектов по известному способу с введением сжатого воздуха (пример 11) и сжатого воздуха совместно с порошком углеродистого материала (пример 12).

Результаты испытаний приведены в таблице,

Из данных таблицы видно, что введение сжатого воздуха совместно с борным ангидридом или борной кислотой (примеры 1-3) и

сжатого воздуха совместно с порошком углеродистого материала и борным ангидридом или борной кислотой (примеры 6-8) позволяет снизить напряжение анодного эффекта на 5 В и уменьшить длительность

его гашения на 36 с, за счет чего снизить расход электроэнергии на 127 кВт.ч/т электролитического алюминия.

Уменьшение количества вводимого борного ангидрида или борной кислоты (в пересчете на борный ангидрид) менее 0,001 % от массы электролита не оказывает заметного влияния на снижение напряжения анодного эффекта и уменьшение длительности его гашения, а увеличение более 0,004% нецелесообразно ввиду перерасхода борного ангидрида или борной кислоты без дополнительного эффекта по снижению напряжения анодного эффекта и уменьшению длительности его гашения.

Формула изобретения

1.Способ гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере, включающий разрушение криолитоглиноземной корки,

загрузку глинозема в электролит и введение сжатого воздуха,отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода электроэнергии и длительности гашения анодного эффекта, введение сжатого воздуха осуществляют совместно с борным ангидридом или борной кислотой в количестве (в пересчете на борный ангидрид) 0,001-0,004% от массы электролита.

2,Способ по п.1,отличающийся тем, что введение сжатого воздуха и борного ангидрида или борной кислоты осуществляют совместно с порошком углеродистого материала.

Использование: производство алюминия электролизом расплавленных солей и касается методов гашения анодных эффектов в алюминиевом электролизере. Цель изобретения - уменьшение расхода электроэнергии на производство алюминия за счет снижения напряжения анодного эффекта и сокращения времени его гашения. Сущность: совместно с сжатым воздухом или со смесью, состоящей из порошка углеродистого материала и сжатого воздуха, дополнительно вводят борный ангидрид или борную кислот у (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 0,001-0,004% от массы электролита. Введение борного ангидрида или борной кислоты позволяет снизить напряжение анодного эффекта за счет образования токопроводящей фазы AIB2 в поданодном пространстве, уменьшающей омическое сопротивление на участки анод- электролит. В результате взаимодействия алюминия, содержащегося в электролите в виде металлического тумана, с вводимыми под анод борным ангидридом или борной кислотой (последняя разлагается под действием температуры с получением борного ангидрида) и далее с выделившимся бором по реакциям: 2А +В20 А 20з+2В; АН-2В А В2. Образующаяся при этом окись алюминия увеличивает скорость роста ее концентрации в электролите, а борный ангидрид, улучшая смачиваемость анода расплавленным электролитом, обеспечивает ликвидацию анодного эффекта при меньшей концентрации окиси алюминия в электролите, что сокращает время на гашение анодного эффекта со 128 до 90 с. Напряжение анодного эффекта снижается на 5 В. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. сл с х-ч ( s 4 Ш 4