Электролизер для получения алюминия Советский патент 1982 года по МПК C25C3/06 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

1

Изобретение отсносится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия и его сплавов электролизом расплавленных солей.

Одной из основных проблем при электролизе алюминия в электролизерах с обожженными анодами является защита анодов от окисления.

Известен способ эксплуатации электролизера с обожженными анодами на силу тока более 50 кА с поддержанием толщины слоя глинозема на корке электролита см.. При этом часть анодоЕ покрыта слоем глинозема в 7-8 см и защищена от окисления. Новые аноды, верхняя часть которых выступает из слоя глинозема, имеют температуру не более и не так подвержены окислению 1 J.

Недостатком указанного изобретения является окисление кислородом воздуха выступающей над поверхностью глиноземной засыпки граней новых ано-

дов, 4to приводит к усиленному их обгоранию, осыпанию, науглероживанию электролита и связанному с этим явлением технологическому нарушению горячий ход электролизера. Причем обгорание анодного блока в районе ниппель-анод приводит к увеличению сопротивления этогр контакта и, следовательно, к росту рабочего напряжения на электролизере- Кроме того,

10 снижается срок службы анодов. Таким образом, обгорание граней анодов приводит к снижению технико-экономических показателей работы электролизеров: увеличению среднего напряже15ния за счет роста сопротивления контакта ниппель-анод и роста сопротивления электролита при его науглерожиг вании, снижению производительности 20 электролизера и ухудшению качества электролитического металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является электролизер для получения алюминия, включающий катод, снабженный бортовым листом,и I угольный ано/ь выступающий над бортовым листом L2, Недостатки известного электролизера заключаются в необходимости утрамбовки засыпанного сверху на анодный блок порошкообразного материала для защиты от окисления, что в условиях многоанодного электролизера представляет значительную техн ческую трудность. . Цель изобретения - сниж€;ние удел ного расхода электроэнергии. Поставленная цель достигается тем, что в электролизере отношение высоты выступающей над бортовым лис том части анода к расстоянию бортанод равно 0,4-0,8. Пределы отношения выступающей а уровнем бортового листа масти анода к расстоянию борт-анод выбираются и условия защиты анодов от окисления засыпкой их глиноземом с углом есте ственного откоса, изменяющимся в пр делах 22-39 I т.е. отвечающим техническим требованиям. На чертеже представлен электроли зер, разрез.. Электролизер содержит бортовой лист 1, над которым навысоту И выступает часть анода 2, отстоящего о борта катода 3 на расстояние I. Защита анода от окисления осуществляе ся глиноземом с углом естественного откоса od . Устройство работает следующим об разом. При поступлении на завод партии глинозема с углом естественного откоса oL анод устанавливают таким об разом, чтобы отношение выступающей над уровнем бортового листа части его к расстоянию борт-анод равнялос 0,4-0,8, т.е. тангенсу угла естественного откоса. При этом обеспечивается надежная защита выступающей части анода от окисления, так как весь анодный массив покрыт слоем глинозема. Предложенное изобретение опробовано на группе электролизеров в корпусе № 5 Таджикского алюминиевого завода. В электролизере с обожженным анодами на силу тока 1бО кА с глубиной шахты 5Ь5 мм и расстоянием борт.1Нг)д З)) мм при ripvu(eH: HMH глинозема с углом естественного откоса, равным 31, отношение выступающей над уровнем бортового листа части анода к расстоянию борт-анод равно 0,6. При этом уровень алюминия в электролизере равен 2,5 см. Полугодовые испытания показали, что удельный расход электроэнергии на электролизере с применением предложенного устройства составил кВт«ч, а расход обожженных анодов - кг. За такой же срок на соседнем электролизере той же мощности (160 кА) расход электроэнергии 14720 кВт- ч, а расход обожженных анодов - 580 кг. Таким образом, удельный расход электроэнергии снижается на 100 , а расход обожженных анодов - нд 15 кг (на 1 т алюминия-сырца). В результате применения предложенного устройства при использовании глинозема с углом естественного откоса, изменяющимся в диапазоне 22-39 за счет установки анодов таким образом, чтобы отношением выступающей над уровнем бортового листа части анода к расстоянию б.орт-анод равнялось бы 0,4-0,8, т.е. тангенсу угла естественного откоса, достигается удовлетворительная защита анодов от окисления засыпкой их слоем глинозема. Глинозем с любым углом естественного откоса (в указанных пределах) покрывает анодный массив, что приводит к уменьшению обгорания и осыпания анодов, и, следовательно, к уменьшению возможности науглероживания электролита и связанному с этим явлением технологическому нарушению - горячий ход электролизера. Кроме того удовлетворительная защита анодов глиноземом уменьшает теплопотери анодным узлом, падение напряжения в контакте ниппель-анод и снижает падение напряжения в электролите из-за уменьшения содержания в нем углерода. Таким образом, предложенный электролизер для получения алюминия обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии и увеличивает срок службы анодов. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения за счет уменьшения удельного расхода электроэнергии на 100 кВт-ч и обожженных 5 анодов на 15 кг (по результатам заводских испытаний) составит 100х10 х4+15х1(Г х200,, руб./т где k руб. - плановая цена 1000 кВтэлектроэнергии постоянного тока (в условиях ТадАЗа); 200,5 руб. - цена 1 т обожженных анодов. Формула изобретения Электролизер для получения алюми ния, включающий катод, снабженный 66 Бортовым листом, и угольный анод, выступающий над бортовым листом, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии отношение высоты выступающей мед бортовым листом части анода к расстоянию борт-анод равно 0,t-Q,8. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США (f 3756929, кл. , 1971. 2.Патент ФРГ № 957790, кл. itO С 3/02, 1963.