ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО АЛЮМИНИЯ Советский патент 1969 года по МПК C25C3/08 

Известен электролизер для получения алюминия высокой чистоты методом трехслойного электролитического рафинирования, в котором установлены бинолярные горизонтальные углеродистые электр.оды тарелкообразной формы, расположенные между анодом и слоем катодного алюминия на подине электролизера.

Предложен электролизер с биполярными электродами для получения первичного алюминия электролизом глииозема. Его отличие заключается в том, что:

а)между горизонтально расположенными биполярными электродами, плавающими в электролите и удерживаемыми гидростатической подъемной силой, установлены дистанционные подставки:

б)биполярные электроды в нижней своей части выполнены с углублениями для посадки их на дистанционные подставки, причем углубления выполнены большего размера, чем размеры дистанционных подставок;

тоящей из нитрида и харбида кремния или из предварительно спеченного угля или графита;

г)подставки могут быть в виде конуса, усеченного конуса или пирамиды;

д)подставки в нижней своей части выполнены из электроизоляционного огнеупорного материала, а в верхней части - из одной и более профильных пластин, наложенных друг на друга, причем угольные пластины сделаны с отверстиями или пазами для отвода газов.

На фиг. 1 изображена часть предложенного электролизера, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 показано два расположенных друг над другом биполярных электрода с дистанционными подставками; на фиг. 3 - возможное устройство дистанционных подставок.

Электролизер состоит из боковых стенок / и подины 2, выполненных из огнеупорного материала, предпочтительно пз смеси карбида и нитрида кремния. Если электролизер выложен из угольных блоков, го их футеруют электроизоляционным огнеу.юрным материалом 3. Слой 4 расплавленного алюминия на подине электролизера является катодом. Обожженный угольный анод 5 с металлическим токоподводом 6 изолирован огнеупорной оболочкой 7 или металлической рубашкой. Между анодом 5 И слоем 4 катодного алюминия горизонтально расположены друг над другом тарелкообразные угольные биполярные электроды и-10.

Полученный электролизом алюминий в пространстве ванны между двумя оиполярными электродами собирается на вогнутой поверхности нижнего оиполярного электрода и служит катодом. Выпуклая поверхность, лежащая ниже вогнутой поверхности того электрода, наооорот, служит промежуточным анодом, dlo мере накопления алюминия на биполярных электродах он переливается через борта углубления и в конечном счете стекает на подину электролизера.

Ьиполярные электроды устанавливаются на онределенном расстоян.-1И друг от друга при помощи дистанционных подставок П и J2. Прижатие биполярных электродов к стадио.нарным подставкам осуществляется подъемной силой электролита, обусловленной плавучестью биполярных эле1 тродов, удельный вес которых меньше уделынзго веса расплава. Гок поступает через токоподвод 6 в конечный анод 5, далее через слой 13 расплавленного алюминия и электрод 8, через слой 14 электролита во второй слой 15 расплавленного алюминия, затем в электрод 9, из него в слой 16 электролита, в третий слой 17 расплавленного алюминия, в электрод iU и слой 18 электролита и, наконец, достигает слоя 4 расплавленного алюминия на подине электролизера, т. е. конечного катода.

Дистанционная подставка (см. фиг. 2) состоит из несущего элемента 19, выполненного из огнеупорного электронзолированного материала, на который наложена одна или несколько угольных сферической формы пластин 20, которые имеют центральные 2} или периферийные 22 отверстия для отвода газов.

Дистанционная подставка (см. фиг. 3, а) состоит из графитовых или предварительно спеченных углеродистых элементов 23, основания которых находятся сверху, а на фиг. 4, б показана также конструкция дистанционных подставок, но основания элементов 24 находятся снизу. Эти элементы имеют выемки 25, назначение которых такое же как отверстий 21 и 22. Дистанционная подставка (см. фиг. 3,8) имеет форму усеченного конуса 26 и выполнена из электроизоляционного огнеупорного .материала. Эта подставка своей верхней частью входит Е углубление 27, выполненное на анодной поверхности вышележащего биполярного электрода. Углубление 27 имеет большие размеры, чем размеры входящей в него части дистанционной подставки. Зазор между стенками биполярного электрода и подставкой предназначен для сбора газов, которые предохраняют последнюю от воздействия электролита.

троды становятся тоньше, возникает необходимость соединять их и устанавливать новый биполярный электрод. Операция соединения и установки нового биполярного электродов осущест1вляется следующим образом. Нижний электрод 10 .при помощи металлического ломика погружают на некоторое расстояние вниз и удаляют расположенные на нем дистанционные подставки с помощью клещей или сталкивают их вниз на подину электролизера. Б случае применения углеродистых дистанционных подставок при нажатии вниз биполярного электрода они всплывают на поверхность ванны и удаляются любым способом. После удаления дистанционных подставок электрод 10 всплывает вверх до соприкосновения с вышележащим электродом 9, образуя один нижний биполярный электрод. Затем поднимают анод 5 на такую высоту, чтобы верхний электрод 8 всплыл на поверхность ванны. На не.м устанавливают выловленные или новые дистанционные подставки, на которых размещают новый нредварительно подогретый биполярный электрод при помощи 5 мостового крана, и опускают конечный анод до тех пор, пока он не соприкоснется с вогнутой поверхностью нового биполярного электрода, а затем всю систему погружают на некоторую глубину в электролит.

Для лучшего электрического контакта конечного анода с вновь установленным биполярным электродом на вогнутую поверхность последнего предварительно засыпают алюминиевую стружку или заливают жидкий алюминий.

Применение предлагаемого электролизера снизит капитальные затраты на сооружение электролизеров, уменьшит эксплуатационные расходы и сократит удельный расход электроэнергии на единицу получаемого алюминия.

Предмет изобретения

1.Электролизер для получения первичного алюминия, включающий биполярные горизонтальные электроды тарелкообразной формы, установленные вертикально между конечным анодом и слоем катодного алюминия на подине электролизера, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат и эксплуатационных расходов на тонну получаемого алюминия, а также уменьшения удельного расхода электроэнергии, между горизонтально расположенными биполярными электродами, плавающими в электролите и удержи5 ваемымн гидростатической подъемной силой, установлены дистанционные подставки.

2.Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что биполярные электроды в нижней своей части выполнены с углублениями для посадки

их на дистанционные подставки, причем углубления выполнены большего размера, чем размеры дистанционных подставок.