Датчик концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве

0103 СОВЕТСКИХОЦИЛЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИКЫ 2 67364 А 1 С 25 С 3/2 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЯ,ПИСАНИЕ ИЗОБР Т АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ АН ССнститут Р и Ураль м. С,М.Ки а, С,В.Шалагино 4, кл 06,РАЦИИ НОЗЕМ ИНОЗЕ М РАС Изобретение относи таллургии, в частности к му способу получения а быть использовано для рации глинозема,Цель изобретения - сти измерения и увеличеНа чертеже представ трации глинозема.Датчик включает мет 1, электрод 2 сравнения еого покрытия на внешне пуса, измеритель ны изолирующую втулку 4, радиатором 6, токоподв пробку 8, отверстия 9 вНа корпус 1, выполн ющей стали, е верхней алюминиевый радиатор две керамические втулк лоеой экран 5, выполнен тся к цветной ме- электролитическолюминия, и может контроля концентповышение точноние срока службы,лен датчик концен(21) 4739754/02(71) Институт химии УОский политехническийровд(54) ДАТЧИК КОНЦЕ МА В КРИОЛИТ-ГЛ ПЛАВЕ аллическии корпус в виде вольфрамой поверхности корй электрод 3, тепловой экран 5 с од 7, изолирующую орпусе,енный из нержавеего части насажен б, к радиатору через и 10 подвешен тепный из полирован(57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому способу получения алюминия, и может быть использовано для контроля концентрации глинозема. Цель - повышение точнО- сти измерения и увеличение срока службы. Датчик представляет собой измерительный электрод, помещенный в корпус и изолированный от него втулкой из алюмонитрида бора, от механических воздействий датчик защищен перфорированным чехлом. Электродом сравнения является корпус, имеющий вольфрамовое покрытие, Для исключения перегрева датчик имеет тепловой экран, 1 ил. ной нержавеющей стали толщиной 1 - 1,5 мм. Эти детали предохраняют верхнюю часть датчика от тепловых потоков электролита, имеющего температуру 950 - 960 С, К верхней части корпуса 1 посредством резьбоеого соединения крепится нижняя часть, на которую нанесен электрод сравнения в виде вольфрамового покрытия толщиной 0,5 - 0,8 мм, В нижнюю часть корпуса ввернута изолирующая втулка из алюмонитрида бора, в которую вставлен измерительный электрод 3, Токоподвод 7 к измерительному электроду осуществлен с помощью резьбового соединения прутком из стали 20 Х 23 Н 8.На уровне измерительного электрода в нижней части корпуса имеются 4 - 6 отверстий 9 диаметром 3 - 5 мм, В верхней части корпуса помещена изолирующая пробка 8, Для измерения ЭДС датчика токоподводы 7 присоединяют к цифровому переносномуприбору Щ 4313, который может эксплуатироваться в магнитных полях алюминиевых электролизеров.Датчик работает следующим образом.В емкость, в которой осуществляется электролиз криолит-глиноземных расплавов, погружается предварительно подогретый в течение 15 - 20 с датчик на глубину 7 - 10 см,Отверстия в нижней части корпуса служат для удаления воздушной и газовой пробок, искажающих показания датчика. Изолирующая пробка в верхней части корпуса стабилизирует газовый состав в корпусе датчика и замедляет коррозию деталей, помещенных в корпус. Все это, а также выполнение корпуса металлическим увеличивает срок службы датчика.Вольфрамовый электрод сравнения в присутствии металлического алюминия ведет себя как электродобратимый по катионам алюминия, Измерительный электрод, выполненный иэ твердого электролита, обратимый по ионам кислорода, приобретает потенциал, соответствующий содержанию глинозема в криолит-глиноземном расплаве. При этом отсутствует сплавообразование и контакт измерительного электрода с катодно-поляризуемым алюминием, что и повышает, точность измерения и увеличивает срок службы. С помощью цифрового прибора Щ 4313 фиксируют значения ЭДС гальванического элемента, включающего электрод сравнения и измерительный электрод, которые связаны с концентрацией растворенного глинозема уравнением НернстаЕ-Ео п оЯх,ВТ х - мольная доляглинозема в расплаве;Ео - стандартный потенциал.Для определения концентрации глинозема в расплаве предварительно строитсяградуировочная кривая.5 Градуировка датчика осуществляласьпри 950 С и криолитовом отношении 2.7.Загрузка глинозема в электролит производится в виде запрессованных таблеток. Время установления равновесного потенциала10 10-15 с. Изменяя концентрацию глиноземав электролите, получают концентрационнуюзависимость ЭДС вида; 17 ь А 20 з - 990 мВ:2 А 20 з - 890 мВ; 4 А 120 з - 755 мВ; 66 -745 мВ. Снимая показания вольтметра, с15 помощью градуировочной кривой определяют соответствующую концентрацию глинозема в криолит-глиноземном расплаве.Точность измерения 0,3 мас.,Таким образом, использование изобре 20 тения обеспечивает увеличение срока службы, повышение точности измерения иуменьшение габаритов датчика,Формула изобретения 25 Датчик концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве, содержащий токоподводы, гальванический элемент, состоящий иэ электрода сравнения и измерительного электрода, о т л и ч а ю щ и й с я 30 тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения срока службы, датчик содержит металлический корпус с отверстиями в нижней части, тепловой экран, пробку, электрод сравнения, выполненный в виде 35 вольфрамового покрытия, нанесенного навнешнюю поверхность корпуса, измерительный электрод, выполненный из твердого электролита с проводимостью по ионам кислорода, помещен в корпус и изолирован от 40 него втулкой из алюмонитрида бора.1673 б 45Составитель А. Абросимов Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид аказ 2899 Тираж 381 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1