Способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия Советский патент 1980 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к эпектропитическому способу получения алюминия. В атоминиевой прюмышленности широко распространены способы пуска электролизеров на металле и на углеродистой крупке. Известен способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия, включающий нагрев подины и обжиг швов с применением крупки углеродистых материалов, а Также наплавление &лектрюлита из солей электрическим током, В данном способе в качестве электрического сопротивления, служащего дня Выделения в электролизере необходимого количества тепла, испопьзуют угольную крупку, отсеянную от пьшй и имеющую равномерный зернсжой состав, предпочтительно в пределах 3-8 мм. Слой этой крупки помещают между анодом и катодом fll . Пуск в эксплуатацию электролизера пр применении данного Способа осуществляется лишь после отключения его из электрической сетн серии для очистки подин от крупки, что впечет за собой дополнительные трудозатраггы, а также отрицательно сказывается на ссютоянии углеродистых материалов катода. Кроме того, для осуществления пуска по этому способу необходимо предварительно подготовить в ваннах-матках, а в случае пуска новых корпусов - в специальной печи, большое количество разплавпеннотчэ электролита. Электролит, взятый из ванн-маток, как правило, содержит расплавленный алюминий, который при пуске проникает в усадочные зазоры и трещины, и разрушает стальные катодные стержни и подовые блоки, что снижает срок службы электролизера. Дополнительным фактором, способствующим разрушению катода при использовании известного способа, является тот факт, что пропитка углеродистых материалов электролитом производится при поляризованном состоянии подины, что, в свою очередь, влечет за собой выделение вдектролнтического натрия и интенсивное внедрение его в кристаллическую peaieTKy угперода, а также проникновение выделяющегося при электролизе алюминия в неалотности в угольной футеровке катода, Цель изобретения - рациональное использование тепла обжига и увеличение срока службы электролизера за счет одновременного нагрева подины, обжигашвов и наплавления электролита, Поставленная цель достигается тем, что обжиг подины проводят, используя в .качестве токоподводящего слоя, помещаем го на подину между катодом и анодом, смесь угольных материалов и солей, применяемых при электролитическом получени алюминия. Соотношение углеродистого материала и сопей в смеси поддерживают в пределах 1:(1-9). При прохождении электрическог о тока через токопроводящий слой в нем выделяется тепло, которое нагревает соли и подину. В результате этого происходит обжиг подины и одновременное плавление криолита или других солей. Таким образом, электрический ток в период обжига используется, в отличие от известного технического решения, не только для нагрева и обжига подины, но и для наппавления электролита, необходимого для проведения процесса электролиза. Кроме того, слой, состоящий из смеси угольных материалов и солей, применяемых при электролизе алюминия, обладает большим электрическим сопротивлением, чем слой теХ же размеров, составленный только из угольных материалов, что влечет за собой большее выделение тепла и сокращени продолжительности обжига. Преимуществом способа является такж то, что пропитка углеродистых материалов и заполнение трещин в подине эпею-ролит происходит постепенно, по мере наплавления электролита и нагрева углеродистых материалов при неполяризованном состоя НИИ подины, Это с тоятельство способст вует увепиченшо срока службы катода эле ктролизеров. Причем в этом случ практ чески отсутч::твуёт возможность выделени электролитического натрия и попадания алюминия и внедрения их в подину. Дополнительным преимуществом предлагаемого технического решения является то, что смесь, содержащая в своем составе криолит и другие применяемые при электролитическом способе получения алю миния соли, при нагреве и обжиге подины предохраняет углеродистые материалы от окисления. Ниже приведен пример выполнения предпоженного технического решения в примененг4и к электролизерам с предварительно обожжет-тьпии анодами На подииу электролизера с обожженными анодами засыпают слой смеси, содер)жацей 70 вес.% крупкк из нефтяного (или пекового) кокса и 30 Бес.% дробленного оборотного электролита. -.Указанные составляющие смеси могут бы1-ь заменены 90 вес.% крупки, состояп1ей из антрацита размером 2-6 мм, и Ю вес.% гранулиро ванной смеси с one и, включающей 40 вес.% криолита и 6О вес.% хлористого иатрия,. Толщина слоя смеси около 1C ci.j. В зависимости от намеченной про.ц.пжятельности обжига соотношение солей лрупкн может быть изменено так, что сопержание солей в смеси увеличивается до 40% Высота слоя изменяется в пределах от 2 до 15 см. Слой смеси наносят на подину в проекции анодного Macciwa,, Затем выравнивают слой и на него устанавливают аноды. После создания надежного контакта аноды подключают к анодйой ошиновке. порошкообразным криолитом засыпают аноды сверху и все зазоры HHivfflo Толщина слоя криолита на анодах должна составлять 3-5 см. Пространство между анодами и стенками шихты ванны также засыпают криолитом. Во время обжига перегретые аноды подсыпают свежим криолитом. Через 2025 ч после подключения электролизера на обжиг, т.е. с появлением расплава солей на большей части площади подины, проиэ-водят постепенный подъем анодного массива таким образом, чтобы напряжение на электролизере было в пределах 4-5 В. Продолжительность обжига и наплавления электролита составляет приблизительно Продолжительность обжига и наплавление электролита в каждом конкретном случае определяется достижением температуры подины 950-960 С и может изменяться в интервалах 24-28 ч. Остальные операции ( установка напряжения, заливка металла и т.д.) после пуска осуществляются в соответствии с существующей технологической инструкцией. В послепусковой период производится очистка электролита от угольных частиц. Осуществление способа при обжиге и пуске электролизеров с непрерывным самообжигающимся анодом отличается тем, что смесь содержит более высокий процент дробленного оборотного электролита или порошкообразного криолита и включает.