Анод электролизера для получения алюминия из расплавленных электролитов

ОПИС Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Секо Соеетскиа Социалистических Республик.05 ствеинын комитетСССРам изобрстенийоткрытий осудар ейца 53) УДК 669 72 .724(088.8 ллетень Хф я 05.01.80 Дата опубликования оп(72) Авторы изобретени Иностранецанспетер Альдер(Швейцария) я йиомаюминиум АГ ИностранШвейцарище(54) АНОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ РАСПЛАВЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТО т гоплавк бластив част- лектролиролит ле эа 2 Особе ия вэлекй а я н по- тойкостем,оны ой лита зера риала, ей спе агния,реди анодархность корро на по снижени наносит ен Изобретение относится к ометаллургии цветных металловности к получению алюминия эзом расплавленных солей.Известен анод электролизера дляполучения алюминия из расплавленныхэлектролитов, рабочие поверхностикоторого выполнены из оксикерамического материала, Окисная керамика содержит 80-99 БпО 1,Недостаток анода заключается вего значительной коррозии и загрязнении алюминия материалом анода,Это обусловлено взаимодействием ЯпОс алюминием, который находится вэлектролите и ниде суспензиино сильно проявляется коррозтрехфазной зоне между анодомтролитом и газовой атмосферо Цель изобретения заключаетс вышении срока службы анода и с ти прот в агрессивной среды.Поставленная цель достигает что на расположенную в трехфаз зоне часть анода нанесен защит слой из токонепроводящего и ст го к расплаву электролита мате выбранного из группы, содержащ ченную окись алюминия, окись м стывший э кт и у иенитриды,В качестве основных материалов дпизготовления. анода используют ЯпО,ГеО, Ре 504, СгОЭ, СоО, МО илиЕпО, главным образом 80-99,7% БпООкись олова имеет следующие преимущества: незначительная чувствительнок термоудару; очень малая растворимость в криолите (0,08 при 1000 С).Для улучшения спекаемости, плотности и проводимости Япо 2 используютдобавки из окислов следующих металлов отдельности или в комбинации:ге, Сц, Мп, МЬ, гп Со, Сг И, БЬСс 1, Ег, Та, Н 1, Са, Ва, В 1, Зп.Анод из БпО, погруженный в расплав криолита беэ токовой нагрузки,взаимодействует с алюминием, находящимся в криолите в виде суспенэии,по реакцииЗЯп 02+ 4 А 1 - т.ЗБп + 2 А 1 ОЗ,У анода, находящегося под на;рузкой, износ происходит значительнобыстрее, особенно в трехфазной зоне,т, е, в.области перехода от электрк газовой атмосфере электролив трехфазной зоне защитное кольцо изтоконепроводящего и стойкого к расплаву электролита материала, Это кольцо может быть получено двух видов:боковые поверхности анода экранируются частично покрытием из спеченного глинозема, окиси магния или изгугоплавких нитридов, например нитри. да бора;образованием корки из застывшегоэлектролита за счет локального охлаждения анода1 ОНа. чертежах изображены различныеварианты исполнения анодов, согласно изобретениюи оборудованные имиэлектролизеры; На фиг, 1 изображенокиснокерамический анод с полностью 15экранированной боковой поверхностью;на фиг. 2 - анод.с частично экранированной при помощи застывшего электролита боковой поверхностью; на фиг3 - анод с полностью экранированными при помощи корки боковыми стенками, "на фиг. 4 - анод полностью погруженный в электролит с экранированным токоподводом; на фиг, 5 - горизонтальная анодная пластина с изготоьленными отдельно окиснокерамиче"кимианодными блоками; на фиг, б - сечениеА-А фиг. 5; на фиг, 7 - электролизерс горизонтальным анодом; на фиг, 8электролизер с несколькими анодами;на фиг, 9 - электролизер с некоторымчислом поочередно расположенных анодов и катодов,Анод 1 состоит в основном из легированной окиси алова и находится вконтакте хотя бы частично с электролитом, Токоподвод 2 выполнен из металла или другогопроводящего ток материала например карбида, нитридаили боридаа Защитный слой 3 анода 1выполнен из плохо проводящего материала, стойкого по отношению к расплаву электролитаНа фиг 1 защитный слой 3 цилиндрического анода 1 выполнен в видекольца из А 1, О 5 или МуО, который 45.предварительно цементируется или распыляется. Защитный слой 3 полностьюпокрывает боковую поверхность анода 1, который частично погружен врасплав электролита, Однако не обяза-тельно, чтобы защитный слой 3 покрывалвсю боковую поверхность анода 1,но он должен экранировать анод в,области трехфазной зоны.На 1 иг 2 защитный слой 3 образован из застывшего электролита причем этот слой при благоприятных условиях может достигать достаточной толщины, Образованию корки электролитаможет способствовать подача охлаждающего агента по каналу 4 в токоподводе 6 О2, Встроенный распределитель тока 5уменьшает внутреннее сопротивлениеанода 1 и способствует более равно-мерному распределению тока по наружной поверхности анода, 65 На фиг, 3 защитный слой 3 такжеобразован из застывшего электролита,Канал 4 для подвода охлаждающегоагента имеет такую фоРму, что могутохлаждаться также боковые стенкираспределителя тока 5. Анод 1 находится в контакте с электролитом повсей его нижней поверхности,На фиг, 4 анод 1 полностью погрукен в расплав электролита, Токопод,зод 2 и верхняя поверхность анодапокрыты защитным слоем 3,На фиг, 5 и б изображена горизонтальная анодная пластина, Отдельные аноды 1 из окиснокералическогоматериала уложены в пластину и находятся в контакте с пластиной токораспределителя 5, Равномерно распределенные каналы б в пластине позволяют осуществлять отвод анодного газа.На фиг, 7 изображен электролизерс горизонтальным анодом 1 с каналами б и 7 для отвода анодного газа иподачи А 10. Боковая поверхностьанода 1 и токоподвод покрыты защитным слоем 3 который препятствуеткоррозии на границе трех фаз, Дляустранения коррозии в каналах б и 7в нижней их части предусмотрены вставки 8 и 9 из того же материала, чтои защитное кольцо, Слой 10 жидкогоалюминия собирается. на катоде 11,выполненном из угляа графита или изэлектропроводящего стойкого к распла"ву карбида, нитрида или борида, Катод снабжен токоподводом 12 а Электролизер закрывается крышкой 13,На фиг, 8 изображен электролизерс несколькими анодами, Обозначенияте же, что на фиг, 1-7,Ла фиг. 9 изображен электролизерс некоторым числом поочередно расположенных анодов 1 и катодов 11Токоподводы 2 и 12 в области границы трехфаз экранированы защитными слоями 3,Остальные обозначения те же что нафиг, 1-ЯаФормула изобретения Анод электролизера для получения алюминия из расплавленных электролитов, рабочие поверхности которого выполнены из оксикерамическогс материа" ла отличающий с я тем, что, с целью повышения срока службы и стойкости против агрессивной среды, на расположенную в трехфазной зоне часть анода нанесен защитный слой из токонепроводящего и стойкого к расплаву электролита материала, выбранного из группы, содеркащей спеченную окись алюминия, окись магния, застывший электролит и тугоплавкие нитридЬ 3 аИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Ывейцарии У 520779,кл, С 22 с 3/02 1972Бад Редактор 0 акаэ 8530 нноготений Рау 1 Составитель ова Техред З.ФанТираж 698 НИИПИ Государст по делам изоб 035, Иосква, Ж овскийКорректор Т,СкворцоваПодписноекомитета СССРи открытийская наб д, 4/5