Введение электролитических ванн для получения металлического алюминия в настоящее время на заводах связано с периодическим наступлением анодного эффекта (так называемой вспышки) на ванне. Явление анодного эффекта, которое выражается в поднятии напряжения на ванне от нормального 4-4,5 вольт до 35-50 вольт при "вспышке" происходит при истощении глинозема в электролите ванны. Так как до сих пор не было способа быстрого определения содержания глинозема в электролите ванны, то для определения момента истощения глинозема в электролите ванны и необходимости в добавке новой порции глинозема пользуются наступлением анодного эффекта.
При наступлении анодного эффекта напряжение на ванне поднимается и при этом ярко вспыхивает лампочка накаливания, включенная параллельно к ванне, что является сигналом о том, что наступил момент необходимости в добавке новой порции глинозема к электролиту.
Если бы добавить новую порцию глинозема, не дожидаясь наступления анодного эффекта, есть опасность, что глинозема будет добавлено больше допустимого количества, что может вызвать ненормальность в работе ванны.
Однако, такой способ контроля за ванной является дорогим для производства алюминия и вредно отражается на нормальном ходе ванны в процессе электролиза, так как повышение вольтажа на ванне (до 35-50 вольт) при вспышке вызывает непроизводительную трату электрической энергии, весьма повышает улетучивание электролита во время вспышки, а также при этом происходит перегрев электролита, что связано с уменьшением выхода по току и расстройством хода ванны.
При пользовании предлагаемым способом определения содержания глинозема в электролите алюминиевых ванн будет возможно быстро определять содержание глинозема в электролите ванны и этим самым установить количество необходимой для загрузки окиси глинозема в ванну в определенные промежутки времени, что даст возможность совершенно ликвидировать периодические наступления анодного эффекта на ванне и связанные с этим вредные последствия, указанные выше.
Таким образом, можно будет снизить расход электроэнергии и электролита при производстве алюминия, что даст снижение себестоимости последнего.
Принцип действия предлагаемого способа быстрого определения содержания глинозема в ванне основан на том, что плотность тока на угольном аноде, при которой наступает анодный эффект, так называемая критическая плотность тока, определенным образом зависит от процента содержания глинозема в электролите.
Проведенные изобретателями лабораторные опыты дали следующую зависимость критической плотности тока от процентного содержания глинозема в электролите.
Амперметр, включенный в цепь электродов, покажет силу тока, при котором наступает анодный эффект на приборе при постоянном повышении силы тока в цепи с помощью реостата. Таким образом определяется критическая плотность тока, а вместе с тем из данных таблицы зависимости критической плотности тока от содержания глинозема в электролите - и процент глинозема в последнем.
Для осуществления предлагаемого способа может быть применен изображенный на прилагаемом чертеже прибор, состоящий из двух основных частей: стального или чугунного цилиндра 1 (внутренний диаметр может быть равен 40 мм, длина - 1500 мм) с крышкой 1a, составляющей с цилиндром одно целое. У нижнего края цилиндра, например, на расстоянии 1 см от края, проделаны два отверстия друг против друга по диаметру.
Диаметр отверстий может быть равен 5 мм.
Через отверстие, находящееся в центре крышки, проходит стальной цилиндрический стержень 2. Стержень 2 наверху имеет цилиндрическое утолщение 2а и заканчивается более тонкой частью 2б с винтовой нарезкой. С помощью гайки 3 и асбестовых прокладок 4 стержень 2 плотно прижимается к крышке цилиндра, создавая герметичность. Таким образом, через отверстия, где проходит стержень, воздух проходить не может и вместе с тем стержень 2 электрически изолирован от цилиндра. Внутри цилиндра стержень 2 заканчивается гаечной нарезкой, в которую может ввинчиваться стальной патрон 5. В патрон 5 вставлен угольный стержень 6, служащий вторым электродом и укрепляемый в патроне с помощью винтика 5а. Угольный стержень можно заменить, вывинчивая или ввинчивая электрод вместе с патронами. В случае поломки угольного электрода патрон вывинчивается с помощью ключа. Угольный электрод устанавливается в цилиндре 1 так, что его нижний конец совпадает с краями цилиндра.
Цилиндр служит катодом (в качестве материала для цилиндра 1 можно рекомендовать чугун, а еще лучше - никелевый чугун, как более устойчивый против коррозии в расплавленных средах).
К цилиндру подводится отрицательный полюс от цепи постоянного тока. Угольный электрод 8 служит анодом. Положительный полюс от цепи постоянного тока подводится к винтовому зажиму на стержне.
Для определения процентного содержания глинозема в электролите прибор включается в цепь постоянного тока, последовательно с реостатом и амперметром.
Амперметр проградуирован для удобства определений уже непосредственно на содержание, глинозема по составленной таблице. Параллельно к аноду и катоду прибора включается низковольтная лампочка накаливания на 50 вольт для сигнализации о наступлении анодного эффекта. Прибор опускается в электролит ванны на глубину 2-3 см. Электролит при этом входит в цилиндр до определенного уровня, выше которого электролит не может подняться вследствие того, что цилиндр 1 имеет герметически закрытое пространство, наполненное воздухом; и так как нижний конец угольного стержня 2 всегда находится на одном уровне с краями цилиндра 1, а диаметр стержня всегда один и тот же, то рабочая поверхность погруженного в электролит угольного стержня всегда остается приблизительно постоянной.
После погружения прибора в электролит выводят реостат до критической силы тока, при которой' наступает анодный эффект, что видно по падению силы тока почти до нуля и по накалу лампочки от повышения напряжения. При этом по предварительно проградуированному амперметру определяют процент глинозема, соответствующий критической силе тока, при котором наступает анодный эффект.
Введение ванны без вспышек заключается в том, что не допускают истощения глинозема в электролите до такой степени, при которой наступает анодный эффект на ванне.
Для этого с помощью прибора периодически (через 
часа) определяют процентное содержание глинозема в электролите.
Так как ванна будет работать при том же „максимальном" насыщении электролита глиноземом после загрузки, как и при работе со вспышками, а перед загрузкой ванны глиноземом, при предлагаемом способе ведения ванн, количество глинозема в электролите будет больше, чем при анодном эффекте, на ванне, то поэтому порцию загружаемого глинозема придется уменьшить на некоторую долю, устанавливаемую практически.
После определения прибором процентного содержания глинозема в электролите, в ванну опускают количество глинозема, в зависимости от процента содержания его в электролите.
Практически рабочий, обслуживающий ванну, это сумеет выполнить таким образом: на корке между электродами всегда находится около 6 ковшей глинозема, зависимости от содержания глинозема в электролите, указываемого амперметром при определении, в электролит погружается или все количество подсушенного глинозема, или только часть его (4-5 ковшей).
После этого на корку между электродами добавляется глинозема приблизительно такое же количество.
По количеству уменьшения содержания глинозема в электролите в промежуток времени от одного определения к другому, ложно будет судить о ненормальностях в работе ванны, что даст возможность перед загрузкой принять те или другие меры к устранению их.
1. Способ определения содержания глинозема в электролите алюминиевых ванн, отличающийся тем, что содержание глинозема в электролите определяют по плотности тока, необходимой при данном составе электролита для появления анодного эффекта.
2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что, с целью выполнения определения без взятия пробы электролита, явление анодного эффекта вызывают в части испытуемого электролита внутри ванны для этой цели введенными электродами.
3. Для осуществления способа по пп. 1 и 2 применение в качестве одного из электродов полого, герметически закрытого сверху металлического цилиндра 1, заключающего внутри изолированный от него угольный стержень 6, служащий вторым электродом.
