Способ защиты обоженного анода от окисления Советский патент 1975 года по МПК C22D3/00 C22D3/12 

1

Изобретение относится к области электролитического производства цветных металлов, в частности алюминия, из расплавленных сред в электролизерах с предварительно обожженными анодами.

Известен способ защиты обожженного анода от окисления, включающий засыпку на непогруженную в электролит поверхность анода измельченного углеродсодержащего вещества и глинозема. Например, для снижения обгорания анодов промежутки между ними заполняют порощкообразным материалом, который затем уплотняют, чтобы затруднить доступ кислорода к аноду. Смесь может состоять из веществ, которые периодически добавляют в электролит в порошкообразном виде. Используется, например, смесь кальцинированной соды с кальцинированным глиноземом. К этим веществам могут быть добавлены и углеродистые материалы, например порошок древесного угля. Однако отмечаются дополнительные затраты по приготовлению специальной смеси за пределами электролизера и уплотнение ее в зазорах между анодами. Выполнение этой операции связано с созданием условий, затрудняющих диффузию кислорода через смесь к аноду. С этой же целью в состав смеси включена сода, кото рая с одной стороны уменьщает диффузию кислорода, а с другой - ухудщает состав

электролита, увеличивая расход фтористого алюминия. Известный способ не исключает необходимость самостоятельной переработки образующейся при поличении алюминия технологической пены.

По предложенному способу перед засыпкой глинозема на поверхность анода наносят слой технологической пены. Это повышает эффективность защиты анода и позволяет одповременно использовать ценные составляющие технологической пены.

Способ заключается в следующем. Защищаемая поверхность обожженного анода, установленного в электролит, покрывается технологической пеной, состоящей из 20-30% углерода и 70-80% электролита. Процесс защиты анода сводится к химической овязи углерода пены с кислородом воздуха, который проникает за счет диффузии в

слой насыпанной на анод пены, разогретой до 600-800°С. Непрерывный процесс сжигания частиц углерода в защитном слое пены обогащает ее криолитом. Поскольку этот процесс ведется на поверхности алода, обогащенная

пена при электролизе непрерывно опускается с анодом в электролит и пополняет его уровень. Таким образом, процессы защиты анода от окпслепия и обогащения пены криолитом с использованием ее ценных сосгавляющих по

данному способу ведутся одновременно на анодном массиве электролизера и не требуют раздельного осуществления. Пример. Анодный огарок извлекают из электролита, технологическую пену неремещают на продольную сторону известным способом. Затем устанавливают в электролит новый анод, а на его поверхность, выступающую из электролита, наносят слой пены толщиной 4-6 см, снятой с продольной стороны. Может быть использована пена, ранее снятая и остывщая, с этого же или других электролизеров. Сверху пену теплоизолируют глиноземом, который применяется для уменьщения потерь тепла. Р1спользование теплового эффекта реакции для процесса электролиза уменьшает на соответствующую величину приход тепла в электролизер за счет электрической энергии. Кроме этого, слой -глинозема на пене повышает и выравнивает температуру во всем объеме пены. Это способствует улучшению условий обогащения пены электролитом и защите анода от окисления. Измельчение пены перед нанесением ее на анод увеличивает активную поверхность угольных частиц и улучшает условия защиты и обогащения. Технологическая нена, нанесенная на анод, постепенно разогревается до 600-800°С теплом, выделяющимся в электролите и в теле анода за счет электрической энергии. Кислород воздуха, непрерывно проникающий в слой разогретой пены, вступает в химическую реакцию € угольными частицами, которые имеют очень развитую поверхность и более высокую химическую активность, чем обожженный, спрессованный анод. Проходящий .при этом химический процесс можно выразить реакциями С+.0,, -СО,(1) Образующийся по реакции () углекислый газ, взаимодействуя с разогретым углеродом нены, окисляет его до окиси углерода со, + с j:2co Известно, что реакция (2) при температурах, близких к 800°С, сдвигается в сторону образования СО. Образующаяся окись углерода и разогретые частицы активного углерода пены создают восстановительную среду в слое пены, покрывающем неполяризованную часть анода, которая и будет постоянно защищать поверхность анода от окисления. Процесс окисления угольных частиц пены по реакции (1) сопровождается непрерывным уменьщением количества углерода в пене. Таким образом, одновременно с процессом защиты от окисления происходит процесс обогащения нены криолитом, протекающий непосредственно на поверхности анода. За счет осуществления предложенного способа достигается эффективная защита неполяризованной части анода от окисления, обеспечивается достаточно полное выжигание угольных частиц из нены, причем тепло от сгорания этих частиц используется в нроцессе электролиза. За счет дожигания угольных частиц из пены непосредственно на анодах исключается операция по переработке угольной пены, например, методом флотации, связанные с ней потери электролита, а также трудовые затраты. Предмет изобретения Способ защиты обожженного анода от окисления, включающий засыпку на непогруженную в электролит поверх1;ость апода измельчекпого углеродсодержащего вещества и глинозема, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности защиты анода и одновременного использования ценных составляющих технологической пены, перед засыпкой глинозема на поверхность анода наносят слой технологической пены.