Электролизер для получения алюминия

и 943326 ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсиикСоциаяистичесиикРеспублик АВТОРСКО ВИДЕ ТВЛЬСТВУ. Кл.25 С 3/06 ием заявки М исоед уаврствеай канат СССР делан ваевретенв в аткрмтв 1,Н.Попов Всесо инсти ный нау т алюми чно-исследов ниевой, маг омышленности ельскии евой и ек ро(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР Я Я А О ойнию,я сть овыеУ пед казанного изобрете сление кислородом щей над поверхност пки граней новых а м ст ния является ок и воздуха вы глиноэемно за Изобретение отсносится к цвет металлургии, в частности к получ алюминия и его сплавов электроли зом расплавленных солей.Одной из основных проблем при электролизе алюминия в электроли рах с обожженными анодами являет защита анодов от окисления.Известен способ эксплуатации электролизера с обожженными анод на силу тока более 50 кА с подде нием толщины слоя глинозема на к электролита 14-16 см При этом ч анодов покрыта слоем глинозема в 7-8 см и защищена от окисления. аноды, верхняя часть которых выс пает из слоя глинозема, имеют те ратуру не более 500 оС и не так и вержены окислению 1. 2.80 (2) 3212616/222дов, что 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 этого контакта и, следовательно, к росту рабочего напряжения на электролизере. Кроме того, снижается срок службы анодов. Таким образом, обгорание граней анодов приводит к снижению технико-экономических показателей работы электролизеров: увеличению среднего напряжения эа счет роста сопротивления контакта ниппель-анод и роста сопротивления электролита при его науглерожи-. вании, снижению производительности электролизера и ухудшению качества электролитического металла. ю Наиболее близким к изобретению о 1 по технической сущности и достига3 94332 емому эффекту является электролизер для получения алюминия, включающий катод, снабженный бортовым листом,и угольный анод выступающий над бортовым листом 2 1.Недостатки известного электролизера заключаются в необходимости утрамбовки засыпанного сверху на анодный блок порошкообразного материала для защиты от окисления, что 1 О в условиях многоанодного электролизера представляет значительную техническую трудность.. Цель изобретения - снижение удельного расхода электроэнергии. 15Поставленная цель достигается тем, что в электролизере отношение высоты выступающей над бортовым листом части анода к расстоянию борт- анод равно 0,4-0,8.20Пределы отношения выступающей над уровнем бортового листа части анода к расстоянию борт-анод выбираются из условия защиты анодов от окисления засыпкой их глиноземом с углом естественного откоса, изменяющимся в пределах 22-390, т.е. отвечающим техническим требованиям,На чертеже представлен электролизер, разрез, 30Электролизер содержит бортовой лист 1, над которым на высоту Н выступает часть анода 2, отстоящего от борта катода 3 на расстояние 1. Защита анода от окисления осуществляется глиноземом с углом естественного откоса с .Устройство работает следующим образом.При поступлении на завод партии глинозема с углом естественного откоса С анод устанавливают таким образом, цтобы отношение выступающей над уровнем бортового листа части его к расстоянию борт-анод равнялось 4 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 слоем50 глинозема. Предложенное изобретение опробовано на группе электролизеров в корпусе У 5 Таджикского алюминиевого завода. В электролизере с обожженными 5 З анодами на гилу така 160 кА с глубиной шахты 565 ми и расстоянием борт,иод 5 Ч) ии при примен-.нии глинозема 6 4с углом естественного откоса, равным310, отношение выступающей над уровнем бортового листа части анода красстоянию борт-анод равно 0,6, Приэтом уровень алюминия в электролизере равен 24,5 см.Полугодовые испытания показали,что удельный расход электроэнергиина электролизере с применением предложенного устройства составил14620 кВт ч, а расход обожженных анодов - 565 кг. За такой же срок насоседнем электролизере той же мощности(160 кА) расход электроэнергии14720 кВт. ч, а расход 1 обожженных анодов - 580 кг.Таким образом, удельный расходэлектроэнергии снижается на 100 кВт ч,а расход обожженных анодов - на 15 кг .(на 1 т алюминия-сырца),В результате применения предложенного устройства при использованииглинозема с углом естественного отОкоса, изменяющимся в диапазоне 22-39за счет установки анодов таким образом, цтобы отношением выступающей надуровнем бортового листа части анодак расстоянию борт-анод равнялось бы0,4-0,8, т.е. тангенсу угла естественного откоса, достигается удовлетворительная защита анодов от окисления засыпкой их слоем глинозема. Глинозем с любым углом естественногооткоса (в указанных пределах) покрывает анодный массив, что приводит куменьшению обгорания и осыпания анодов, и, следовательно, к уменьшениювозможности науглероживания электролита и связанному с этим явлениемтехнологическому нарушению - "горячий ход" электролизера. Кроме тогоудовлетворительная защита анодов глиноземом уменьшает теплопотери анодным узлом, падение напряжения в контакте ниппель-анод и снижает падениенапряжения в электролите из-за уменьшения содержания в нем углерода.Таким образом, предложенный электролизер для получения алюминия обеспе. чивает 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 обожженныхЭлектролизер для получения алюминия, включающий катод, снабженный писно 86 НИИПИ Заказ 5043/36 Т иал ППП "Патент",город, ул. Проектная, 4 5 943326 6анодов на 15 кг (по результатам за- бортовым листом, и угольный анод,водских испытаний) составит выступающий над бортовым листом,100 х 10 х 4+15 х 10 х 200,5:3,4 руб /т о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения удельного расходагде 4 руб. - плановая цена 1000 кВт-.ч ь электроэнергии, отношение высоты выэлектроэнергии постоянного тока (в ступающей над бортовым листом частиусловиях ТадАЗа); анода к расстоянию борт-анод равно200,5 руб. - цена 1 т обожженных 0,4-0,8.анодов. Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизеФормула изобретения 1. Патент США У 3756929,кл. 204-67, 1971,2, Патент .ФРГ й 957790,