Способ получения алюминия электро-лизом расплава

ОПИСАПИЕ 5507ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтския Социалкстическик Республик(3 ) 374802, 374803 (33) С374805, 374816 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 070181. Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 070181(72 Авторы изобретения Стэнли карлтон Джэкобс, Ноэль Ярретт, Роберт Весли Грэхем,Перри Элансон Фостер, Вильям Клиффорц Слеппи,Чарльз Норман Кочрэн, Воррен Эмерсон Хопини Рональд Джеймс.Кэмпбэл(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ РАСПЛАВАИзобретение относится к металлургии цветных металлов, в частностик получению алюминия электролизомкриолитглиноземного расплава,Известен способ получения алюми- эния электролизом расплава с использованием углеродного анода, включающий подачу глинозема в расплав криолита 11 .Одним из недостатков известного 10способа является осыпание боковойповерхности углеродного анода, чтоснижает срок службы анодов и затрудняет эксплуатацию электролизера,Предполагается, что осыпание 15анода вызывается наличием вблизи егоповерхности тетрафторида натрия-алюминия в парообразном состоянии.Цель изобретения - предотвращениеосыпания углеродного анода. 20Поставленная цель достигается тем,что вблизи поверхности анода создаютатмосферу, содержущую воду в количестве, достаточном для взаимодействия с метафторалюминатом натрия по 25реакцииМа А Г 4+3/2 Н 1 О=Ма Г+1/2 АО+ЗН ГДополнительно цель достигаетсятем, что необходимое количество воды вводят с увлажненным глиноземом; 30 увлажненный глинозем имеет содержание воды от 3 до 20 вес.Ъ, удельную поверхность 45-180 м /г и составляХет 50-100 от общего количества глинозема, вводимого в электролизер.Содержащая воду атмосфера вблизи поверхности анода может быть создана путем установки экрана, расположенного над уровнем электролита вокруг поверхности анода, и введением водяного пара в зазор между экраном и поверхностью анода.Возможно также создание атмосферы, содержащей водяной пар, путем растворения в электролите глинозема, содержащего воду в количестве, достаточном для выделения необходимого количества водяного параувлажненный глинозем в количестве 50-100 от общего количества необходимого глинозема подается в находящийся в электролизере расплавленный электролит. Содержание воды в глиноземе (от 3 до 20 вес.%) и удельная поверхность (45-180 м./г) обеспечивают высокую скорость растворения в электролите за счЕт интенсивного парообразования и диспергирования частиц глинозема в момент контакта с расплавом электролита.Примеры осуществления способа.П р и м е р 1. Предотвращение осыпания анода путем создания вблизиего поверхности атмосферы, содержащей воду.На чертеже . изображены графитовыйтигель 1 и выполненный из окисиалюминия тигель 2, на дне которого ;располагается слой расплавленногометаллического алюминия, контактирующего с тиглем 1. Над расплавом алюминия расположен электролит, содержащий 4 вес.Ъ глинозема и фториды натрия и алюминия в весовом соотношении 0,8:1, В электролит погружен выполненный из углерода анод 3. Вокруг анода над поверхностью электролита установлен экран 4 из окиси алюминия. Верхняя часть экрана закрыта пробкой5 с отверстиями для анодного "токоподвода 6 и трубопровода 7 для подачи аргона из емкости 8 через баллон 9, содержащий воду. Возможна также подача аргона по трубопроводу 10, минуя баллон 9. Ток к тиглю 1 подводится с помощью токоподвода 11.В данном устройстве при анодной плотности тока 0,8 а/см и количестве электричества от 29 до 41 ампер- часа расход углерода составил 0,33- 0,38 кг на 1 кг полученного алюминия.При парциальном давлении паров воды 4-22 мм рт.ст. углеродистой пены обнаружено не было. При подаче в пространство между экраном 4 и анодом 3 аргона по трубопроводу 10 в ячейке наблюдалось образование углеродистой пены.П р и м е р 2. Алюминий получали в электролизере с самообжигающимся .анодом. Окись алюминия с содержанием влаги 17 вес.В загружали в электролиз дозированно через равные промежутки времени таким образом, чтобы выделяющиеся пары воды поднимались вдоль анода. Этим обеспечивается защита анода парами воды, выделяющимися из загруженной окиси алюминия, от осыпания.При .продолжительности работы электролизера от 32 до 96 дней содержание алюминия в получаемом продукте составило 99,7, КПД по току 90,0-92,6, расход электроэнергии около 17 квт,ч. на 1 кг А 1, расход анодной массы 0,56 кг на 1 кг А. формула изобретения1. Способ получения алюминия элект 15 ролизом расплава с использованиемуглеродного анода, включающий подачуглинозема в расплав криолита, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюпредотвращения осыпания анода, вблизи20 его поверхности создают атмосферу,.содержащую воду в количестве, достаточном для взаимодействия с метафторалюминатом натрия по реакцииМаА 2 Г+3/2 Н О=Ма Г+1/2 А0+ЗН Г.2. Способ по п.1, о т л й ч а ющ и й с я тем, что необходимое количество воды вводят с увлажненнымглиноземом.ЗСпособ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что увлажненный глиноЗ 0 зем имеет содержание воды от 3 до20 вес.Ъ, удельную поверхность 45180 м/г и составляет 50-100 от общего количества глинозема, вводимого вэлектролизер.4. Способ по пп.2 и 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что увлажненныйглинозем вводят в электролизер порциями с интервалом до 10 мин.Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Справочник металлурга по цветным металлам. "Производство алюминия",И., 1971, с.266 (прототип).795507Составитель В. Бадовский Редактор Б. Федотов Техред Л. Пекарь Корректор С. Шекмар Эаказ 949 о/8 тираж 713 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий123035, Москва, З, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4