I
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминия электролизом расплавленных солей.
Известен анод электролизера для получения алюминия из расплавленных электролитов, рабочие поверхности которого выполнены из оксикерамического материала. Окисная керамика содержит 80-99% .
Недостаток анода заключается в его значительной коррозии и загрязнении а.люминия материалом анода, Это обусловлено взаимодействием SnOj с алюминием, который находится в электролите в виде суспензии. Особенно сильно проявляется коррозия в трехфазной зоне между анодом, электролитом и газовой атмосферой.
Цель изобретения заключается в повышении срока службы анода и стойкости протчв агрессивной среды.
Поставленная цель достигается тем что на расположенную в трехфазной зоне часть анода нанесен защитный слой из токонепроводящего и стойкого к расплаву электролита материаша, выбранного из группы, содержащей спеченную окись алюминия, окись магния.
застывший электролит и тугоплавкие нитриды.
В качестве основных материалов дпя изготовления, анода.испольэуют , Fe,,Ox, СгО, COjOx., NiO или ZnO,главным образом 80-99,7% SnO. Окись олова имеет следующие преимущества: незначительная чувствительность к термоудару; очень малая растворимость в криолите (0,08% при 1000°С) . Для улучшения спекаемости, плотности и проводимости SnO2 используют добавки из окислов следующих металлов в отдельности или в комбинации:
s
Fe Cu Mn Nb Zn COy Cr W, Sb,
Cd, Zr, Та, Ni, Ca, Ba, Bi, 3n. .
Анод из SnO2.f погруженный в расплав криолита без токовой нагрузки, взаимодействует с алюминием, находящимся в криолите в виде суспензии, по реакции:
ЗЗпО 2 + 4А1 + .
У анода, находящегося под нагрузкой, износ происходит значительно
5 быстрее, особенно в трехфазной зоне, Т. е. в.области перехода от электролита к газовой атмосфере электролизера,
Для снижения коррозии анода прслг0ложено наносить на поверхность анода в 1-рехфазной зоне защитное кольцо из токонепроводяадего и стойкого к расплаву электролита материала. Это кол цо может быть получено двух видов: боковые поверхности анода экранируются частично покрытием из спеченiHoro глинозема, окиси магния или из тугоплавких нитридов, например нитри . да бора образованием корки из застывшего электролита за счет локального охлаж дения анода На чертежах изображены различные варианты исполнения анодов, согласно изобретениюfи оборудованные ими электролизеры На фиг, 1 изображен ркиЪнокерамйческий анод ic полностью экранированной боковой поверхностью на фиг 2 - анод, с частично экранированной при помогди застывшего элект лита боковой поверхностью; на фиг. 3 - анод с полностью экранированными при ПОМО1ЦИ корки боковыми стенками; на фиг-о 4 - анод полностью погруженный в электролит с экранирован ным токоподводом; на. фиг, 5 - горизо тальная анодная пластина с ИЗГОТОЕленными отдельно окиснокерак1ическими анодными блоками; на фиг, б - сечени фиг, 5; на фиг, 7 - электролизер с горизонтгитьным анодом; на фиг, 8 элвктролизе.р с несколькими анодами; на фиг, 9 - электролизер с некоторым числом поочередно располо5кенны.х ано дов и катодов. Анод 1 состоит в основном из леги рованной окиси олова и находится вконтакте хотя бы частично с электролитом, Токоподвод 2 выполнен из мета ла или другого проводящего ток материала нсчпример карбида нитрида или борида. Защитный слой 3 анода 1 выполнен из плохо проводящего материал а f стойкох о по отношению к расплаву электролита. На фиг, 3. за.щнтный слой 3 цилиндрического анода 1 выполнен в виде кольца из 2, или MgD который .предварительно цементируется или рас пыляется. Защитный слой 3 полностью покрывает боковую поверхность анода 1 который ча.стично погружен в расплав электролита, -Однако не обяза тельно, чтобы защитный слой 3 покрыв всю боковую поверхность анода 1. но он должен экранировать анод в области трехфазной зоны. На фиг. 2 защитный слой 3 образовам из застывшего электрапита прИ чем этот слой при благоприятных yc.no виях может достигать достаточной тол . Образованию корки электролита может способствовать подача охлаждаю щего агента по каналу 4 в токоподво 2, Встроенный распределитель тока 5 уменьшает внутреннее сопротивление анода 1 и способствует более равно™ мepнo /Iy распределению тока по наруж ной поверхности анода, На фиг, 3 защитный слой 3 также образован из застывгиего электролита. Канал 4 для подвода охлаждающего агента имеет такую форму, что могут охлаждаться также боковые стенки распределителя тока 5, Анод 1 нахоДIiтcя в контакте с электролитом по всей его нижней поверхности. На фиг, 4 анод 1 полностью погрукен в расплав электролита. Токоподэод 2 и верхняя поверхность анода ,. покрыты защ;итным слоем 3. На фиг, 5 и б изображена горизонтальная анодная пластина. Отдельные аноды 1 из OKHCHOKepaivsiMBCKoro материала уложены в пластину и находятся в контакте с пластиной токораспределителя 5„ Равномерно распределенные каналы б в пластине позволяют осуществлять отвод анодного газа, На фиг, 7 изображен электролизер с горизонтальным анодом 1 с каналами 6 и 7 для отвода анодного газа и подачи ,, Боковая поверхность анода 1 и токоподвод покрыты загдитным слоем 3f который препятствует коррозии на границе трех фаз, Для устранения коррозии в каналах 6 и 7 в нижней их части предусмотрены вставки 8 и 9 из того же материала, что и защитное кольцо. Слой 10 жидкого алюминия собирается, на катоде 11, выполненном из угля, графита или из электропроводящего стойкого к расплаву карбида, нитрида или борида. Катод снабжен токоподводо;.-; 12, Электролизер закрывается крьликой 13« На фиг, 8 изображен электролизер с несколькими анодами. Обозначения те же, что на фиг, 1-7, Pla фиг, 9 изображен электролизер с ь;екоторым числом поочередно расположенных анодов 1 и катодов 11, Токоподводы 2 и 12 в области границы трех фаз экранированы заш ;тными слоями 3, Остальные обозначения те же, что на фиг. 1-8. Формула изобретения Анод электролизера для получения алюминия из расплавленных электролитов, рабочие поверхности которого выполнены из оксикерамического материала,., отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы . и стойкости против агрессивной среды, на расположенную в трехфазной зоне часть анода нанесен защитный слой из токонепроводящего и стойкого к расплаву электролита материала, выбранного из группы, содержащей спеченную окись алюминия, окись магния, застывший электролит и тугоплавкие нитриды. Источники информацийу принятые во внима.ние при экспертизе 1, Патент Швейцарии W 520779, кл, С 22 d 3/02, 1972,,
Puz.i
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг.-ff
; 2
А-А .
Фиг. 6
е//
-//
