Способ электролитическогопОлучЕНия АлюМиНия Советский патент 1981 года по МПК C25C3/06 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Указанная цель достигается тем, что при температуре электролита ниже 9бО-9б5°С междуполюсное расстояние уменьшают на 2-6% или на 12-30% от его максимального рабочего значения, а при температуре выше 965-970 С уве личивают в том же диапазоне При работе электролизера существует диапазон междуполн)сных расстояний на 6-12% ниже максимального рабо чего значения, в котором науглерожен ность электролита увеличивается. Это объясняется тем, что с одной стороны уменьшение междуполюсного ра стояния повышает неравномерность токовой и термической нагрузки на подо ве анода и увеличивает скорость циркуляции электролита в междуполюсном зазоре. Что приводит к увеличению . осыпаемости анода. С другой.стороны уменьшение междуполюсного расстояния создает более благоприятные условия для отрыва мелких пузырьков газа от подошвы анода в электролит,, повышая их содержание в размытой части газожидкостного слоя, что способствует флотации угольных частиц пузырьками газа к поверхности электролита, где происходит выгорание образовавшейся угольной пены. Наложение этих двух явлений (осыпаемости и фильтруемости угольных частиц), противоположный характер их зависимости от величины междуполюсного расстояния обуславливают наличие определенного диапазона междуполюсных расстояний, в котором содержание угольных частиц,плавающих в электролите, (науглероженность электролита) увеличивается. Уменьшая междуполюсное расстояние при температуре электролита ниже 960-965 0 для ликвидации неровностей подошвы анода, или увеличивая его с целью ликвидации горячего хода (вида .зажатие и др.) или конусов на подошве анода, необходимо миновать этот диапазон, иначе увеличится науглероженность электролита. Данные по выбору на электролизерах промышленного типа диапазона междуполюсных расстояний, в котором обеспечивается снижение науглероженности электролита и сокращение трудозатрат по снятию угольной пены, показаны в таблице. Из таблицы видно,что при регулир вании процесса путем изменения межд полюсного расстояния в диапазоне на 2-6% или на 12-30% ниже максимально го рабочего значения, содержание уг лерода в электролите меньше в 4-5 р а число операций по снятию угольной пены - в 1,6 раза, чем при регулиро вании в диапазоне междуполюсных рас стояний на 6-12 % ниже максимальног рабочего значения. Таким образом, регулирование процесса по температуре электролита в диапазоне междуполюсных расстояний на 2-6% или 12-30% ниже максимального рабочего значения позволяет улучшить условия труда (за счет сокращения частоты одной из наиболее трудоемких операций при обслуживании элек тролизера - снятия угольной пены) -и повышает те.хлико-экономические показатели процесса, так как снижение содержания углерода в электролите на 0,3% повьошает электроводность электролита примерно на 15%, сокраща ет тем самым расход электроэнергии, уменьшает вероятность зажатия электролизера на угольной пене и предупреждает карбидообразование. Способ осуществляется следующим образом. При температуре электролита 960965С и ниже для ускорения ликвидации неровностей подошвы анода в зави симости от их глубины междуполюсное расстояние уменьшают на 2-6 или 1230% ниже максимального рабочего значения, опуская анод, и работают в этом режиме до исчезновения неровностей, после чего анод возвращают в первоначальное положение. При температуре электролита вьше 965-970°с для ликвидации горячего хода (вида зажатие идр) междуполюсное расстояние увеличивают в том же диапазоне, поднимая анод, и работают в этом режиме, пока температура электролита не снизится менее 965с. После этого анод также возвращают в первоначальное положение. Во избежание повышения науглероженности электролита в обоих случаях (снижения междуполюсного расстояния или его увеличения) в диапазоне знач ний -на 6-12% ниже максимального не,работают. Для электролизеров с верхним токоподводом, работающих на электролите с криолитовым отношением 2,7-2,8 и содержанием добавок MgF 4-5%,CaF 2-3%, максимальное рабочее значение междуполюсного расстояния составляет 5,8 см. Пример 1. Электролизер 35 8ч - на подошве анода обнаружены нйэначйтельные неровности. Измеренная температура электролита 963 С, содержание углерода в электролите 0,08%. 8ч 20 мин - опускают анод на 0,2 см (междуполюсное расстояние на 4% ниже максимального), 23 ч 30 мин - неровности анода исчезают, измеренная температура электролита 960с, содержание углерода 0,07%. 23 ч 40 мин - анод поднимают на 0,2 см. Пример 2. Электролизер 35 8 ч - на подошве анода обнаружены существенные неровности. Измеренная температура электролита , содержание углерода 0,1%. 8 ч 25 мин - опускают анод на 0,9 см (междуполюсное расстояние на 17% ниже максимального). 17 ч 50 мин - неровности анода исчезают. Измеренная температура элек-, тролита 958с, содержание углерода 0,06%. Пример 3. Электролизер №58 работает на междуполюсном расстоянии 4,5 см (на 15% ниже максимального значения). 8 ч - измеренная температура электролита . Содержание углерода 0,11%. На подине обнаружены незначительные осадки.. На электролизере началось развитие горячего хода. Для снижения температуЕял электролита увеличивают {иеждуполюсное расстояние на 0,2 см. 8 ч 10 мин -, поднимают анод на 0,2 см. Междуполюсное расстояние на 13% ниже максимального. 22 ч 20 мин - осадки исчезли. Измеренная температура 96 , содержание углерода 0,09%. 22 ч 30 мин - анод опускают на 0,2 см. Пример 4. Электролизер 59 из-за неровностей на подошве анода работает при междуполюсном .расстоянии 4,5 см. 8ч - на подине электролизера обнаружены значительные осадки. Измеренная температура электролита 972°С, содержание углерода 0,15 %. Электролизер работает в режиме горячего хода. Для его ликвидации увеличивают междуполюсное расстояние не менее, чем на 0,9 см. 8 ч 20 мин - поднимают анод на 0,9 см. Междуполюсное расстояние на 2% ниже максимсшьного. 13ч 10 мин - осадки уменьшаются, змеренная температура электролита 64с, содержание углерода - 0,08%. 13 4,20 мин - анод опускают на ,9 см. Пример 5. Электролизер 36 аботает при междуполюсном расстоянии ,3 см, 8 ч. - на подошве анода обнаружены езначительные неровности. Измаранная температура электролита , содержание углерода в электролите 0,08%. 8 ч 20 мин - опускают анод на 0,5 см (междуполюсное расстояние на 9% ниже максимального). 20 ч 15 мин - неровности анода исчезают, но содержание углерода возрас тает до 0,3 %, а измеренная температура составляет , так как увеличивается злектросопротивление электролита. Пример 6. Электролизер 73 работает на мёждупрлюсном расстоянии 4,3 см (на 19% ниже максимального значения). 8 ч, - измеренная температура электролита , содержание углерода 0,14 %. На подошве обнаружены незначительные осадки. Для снижения тем пературы электролита увеличивают меж дуполюсное расстояние. 8 ч 15 мин - подняли анод не на 0,3, а на 0,5 см (междуполюсное расстояние на 5% нижее/ максимального 22 ч 40 мин -. содержание, углерода в .электролите возрастает до из-за увеличения сопротивления электролита. Измеренная температура 970°С, горячий ход электролизера получил дальнейшее развитие. Необходима операция по, снятию, угольной пены. Формула изобретения Способ электролитического получения алюминия в электролизерес угольным анодом, включающий изменение междуполюсного расстояния до температуры электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей процесса и улучшения условий труда, при температуре электролита ниже 960-9б5 с межполюсное расстояние уменьшают на 2-6 % или 12-30% от его максимального значения, а при температуре выше 965-970 0 увеличивают в тех же диапазонах. Источники информации, пр1 нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 96846, кл. С 25 С 3/20, 1950. 2.Авторское свидетельство СССР. № 337428, кл. С 25 С 3/20, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР 549511, кл. С 25 С 3/06, 1975.