Способ электролитического получения алюминия

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 5 И Союз Советских Сопиалистических Республик(23) ите Гасударственные комите Совета Министров ССС, Бюллетень Мписания 31.05.77 43) Опубликовано 05.03 45) Дата опубликовани елвм изобретений и открытий 72) Авторы изобретения ачановская, Л. В, Т, Беспалов ательский электрод гроектныи институ й промышленности 4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛ УЧЕН ИЯ АЛ ЮМИ Н ИЯИзобретение относится к электролитическому производству алюминия из расплавленных сред.Известно, что температура электролита является одним из основных факторов, влияющих на технико-экономические показатели процесса.Повышение или чрезмерное понижение температуры вызывает уменьшение выхода по току и ухудшает технологическое состояние электролизера. Поэтому стремятся вести электролиз при оптимальной температуре, что способствует достижению высоких технико-экономических показателей производства алюминия.Выбор оптимальных значений температуры зависит от мощности электролизера, его конструкции, срока эксплуатации, состава электролита и находится в пределах 940 - 970 С. В процессе электролитического, получения алюминия в электролизере с угольным анодом на подошве последнего периодически образуются неровности, обусловленные совместным воздействием термической и токовой нагрузки анода, периодическим перераспределением ее, влиянием изменяющихся условий газовыделения, токораспределения в межэлектр одном зазоре, циркуляции электролита, металла и т. д а также выполнением ряда технологических операций,. Лебедева, С. Э, ГефтерН. Т. Золотарева При появлении неровностеи на подошвеанода возрастает вероятность повышениятемпературы электролита и возникновениятехнологического расстройства, известного5 под названием горячий ход электролизера.Кроме того, при переохлаждении электролизера температура электролита становитсяниже оптимальной и наступает так называемый холодный ход электролизера.10 В настоящее время при горячем ходе,как правило, снижают рабочее напряжениеэлектролизера, опуская анод, и при холодном ходе поднимают анод.Подъем анода при горячем ходе практикуется лишь в относительно редких случаях, известных под названием зажатиеэлектролизера,Известен способ электролитического полуения алюминия в электролизере с угольнымиодом, включающий регулирование межэлектродного расстояния по температуреэлектролита, Согласно этому способу, по температуре электролита автоматически корректируют значение падения напряжения на ванне1.Способ не позволяет избежать образования неровностей на подошве анода, котороеприводит к локализации тока на выступах ирезкому увеличению неравномерности30 пределения его в межэлектродпом заз25 Зо 35 40 45 50 55 60 При уменьшении межэлектродного зазора локализация тока на выступах подошвы анода возрастает.Это приводит к тому, что, вследствие усиления неравномерности распределения тока в межэлектродном зазоре повышается вероятность местных перегревов электролита, а также увеличивается и скорость сгорания выступов. Вследствие сокращения длительности их существования вредное влияние неровностей подошвы анода на условия его работы и вероятность горячего хода уменьшаются.При высоких температурах электролита уменьшение межэлектр одного зазора еще больше повышает температуру электролита пз-за местных перегревов его, и вероятность развития горячего хода резко возрастает.При низких температурах электролита увеличение межэлектродного зазора, повышая длительность существования неровностейй, ухудшает условия работы анода, а в дальнейшем при изменении условий теплоотдачи - и вероятность горячего хода.Таким образом, при образовании неровностей на подошве анода увеличение межэлектродного зазора при холодном ходе электролизера и его уменьшение при горячем ухудшают технологический режим электролизера, делают его мало устойчивым.Целью изобретения является стабилизация технологического режима и повышение технико-экономических показателей процесса за счет ликвидации неровностей на подошве анода.Эта цель достигается тем, что при темпе. ратуре электролита 950 в 9 С и образовании неровностей на подошве анода, не контактирующих с катодом, межэлектродное расстояние уменьшают на 2 - 20%.Появление очагов перегрева электролита в межэлектродном зазоре особенно опасно при температуре электролита выше 970 С когда вероятность развития горячего хода возрастает. Устранение местных перегревов электролита в этот период работы электролизера достигается увеличением межэлектродного расстояния и более равномерным распределением тока,При температуре электролита 950 в 9 С неравномерное распределение тока в между- полюсном зазоре и местные перегревы электролита менее опасны. Появляется возможность ликвидации неровностей на подошве анода, путем уменьшения межэлектродного зазора и локализации тока на выступах,Сокращение длительности существования неровностей на подошве анода улучшает условия его работы и в дальнейшем уменьшает вероятность возникновения гооячего хода.Исследования, проведенные на электролизерах с верхним токоподводом на 160 ка, подтвердили изложенные выше положения.Когда на подошве анода имелись неровности, не контактирующие со слоем жидкого металла, и температура электролита была нигке 965 С, снижение межэлектродного расстояния на 2 - 20/о от первоначальной величины способствовало стабилизации технологического регкима. При повышенйи температуры электролита выше 965 С, увеличение мегкэлектродного расстояния на 3 - Зцг/о от первоначального способствовало, при наличии выступов на подошве анода, снйжению температуры электролита,Предлагаемый способ электролитического получения алюминия предусматривает следующий порядок действия.При оптимальных значениях температуры электролита 950 - 965 С и появление неровностей на подошве анода, межэлектродный зазор умень 1 пают на 2 - 20%, опуская анод, и работают в этом режиме до исчезновения неровностей, после чего анод возвращают в первоначальное положение,Пример:Электролизер с верхним токоподводом работал на электролите с криолитовым отношением 2,8 и содержанием добавок МдР - 5 о/о, СаР, - 2 /,. При отсутствии неровностей на подошве анода и межэлектр одном зазоре 5 сл температура электролита поддерживается в пределах 960 - 965 С.После того, как на подошве появились неровности и замеренная температура электролита составила 963 С, анод опустили на 0,5 см, Через 8 час неровности на подошве анода исчезли, замеренная температура электролита составила 960 С и анод подняли на 0,5 см.Применение предлагаемого способа позволит своевременно ликвидировать неровности подошвы анода, улучшит работу анодного узла, снизит количество горячих электролизеров, обеспечит более устойчивый технологический режим и повысит технико-экономические показатели электролиза. Формула изобретения Способ электр олитического получения алюминия в электролизере с угольным анодом, включающий регулирование мегкэлектродного расстояния по температуре электролита, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации технологического режима и повышения технико-экономических показателей процесса за счет ликвидации неровностей на подошве анода, при температуре электролита 950 - 965 С и образовании на подошве анода неровностей, не контактирующих с катодом, межэлектродное расстояние уменьшают на 2 - : 20%,Источник информации, принятый во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР96846, С 22 с 1 3/02, 15,10.1950.