RU2728985C1 - Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728985C1 RU2728985C1 RU2019145494A RU2019145494A RU2728985C1 RU 2728985 C1 RU2728985 C1 RU 2728985C1 RU 2019145494 A RU2019145494 A RU 2019145494A RU 2019145494 A RU2019145494 A RU 2019145494A RU 2728985 C1 RU2728985 C1 RU 2728985C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alumina
- melt
- electrolyte
- supply
- electrolyzer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/14—Devices for feeding or crust breaking
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу и устройству для питания глиноземом электролизера для получения алюминия. Способ включает подачу глинозема из бункера в расплав электролита и регулирование подачи посредством устройства с управляемыми параметрами. Глинозем в электролизер подают непрерывно, на поверхность расплава, в количестве, обеспечивающем концентрацию растворенного глинозема в расплаве в диапазоне 1,5÷3,0% масс., регулируют величину подачи по силе тока электролизера, при этом поддерживают незарастающим отверстие в корке электролита посредством герметизации зазора между нижним торцом конического раструба устройства подачи глинозема и поверхностью электролита криолито-глиноземной засыпкой толщиной 1-4 см. Погружение глинозема в расплав осуществляют за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в устройство в объеме, равном объему загружаемого в единицу времени в электролизер глинозема. Раскрыто устройство для питания алюминиевого электролизера глиноземом, содержащее бункер, дозатор и средства подачи, при этом бункер выполнен в виде двух расположенных друг над другом коробов - верхнего и установленного на весы нижнего, сообщающихся между собой с помощью роторного питателя, осуществляющего дозированную подачу глинозема из верхнего короба в нижний. Нижняя часть патрубка подачи глинозема выполнена с коническим раструбом с углом раскрытия 45-50°, расположенным на расстоянии 3-5 см от поверхности расплава. Внутри конического раструба расположен распределитель потока. Обеспечивается непрерывное питание электролизера глиноземом, исключение из системы АПГ пробойника, осуществляющего погружение загружаемой порции глинозема в электролит, сокращение уноса фторидов в систему газоудаления и снижение риска образования осадков на подине электролизера. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия электролитическим способом, может быть использовано при автоматизированной подаче глинозема в электролизер и направлено на улучшение его технико-экономических характеристик.
Известно устройство для питания электролизера глиноземом с раздельным размещением пробойника и дозатора [А.с. СССР 1611993, заявл. 15.06.1988, опубл. 07.12.1990]. Подача глинозема в дозатор и разгрузка осуществляются посредством пневможелоба и системы аэрации.
Недостатком известного устройства является значительная доза загружаемого глинозема, от 1,0 до 2,5 кг, приводящая к падению температуры электролита.
Известно устройство для укрытия алюминиевого электролизера и подачи глинозема в электролит, в котором консоль с наклонной стенкой совместно с газосборным колоколом образует бункер, из которого глинозем подается в электролизер при любом перемещении анода [патент РФ №208727].
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования подачи глинозема в электролизер, что может привести к колебаниям концентрации растворенного оксида алюминия в электролите.
Наиболее близким к заявляемому относится способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками и устройство для его осуществления, включающее дозированную подачу сыпучего материала из емкости в расплав электролита через незарастающее отверстие в корке, поддерживаемое посредством циклической работы пробойника при минимизации до 1-2 с времени его нахождения в крайнем нижнем положении, при этом дозу сыпучих реагентов в диапазоне 0,05-0,35 кг подают под действием аэрирующих пневматических импульсов, вводимых в слой движущегося под действием силы тяжести материала, а отсечку материала при регулировании величины дозы производят за счет самозапирания упомянутого выпускного отверстия после прекращения подачи аэрирующих пневматических импульсов [патент РФ 2121529, заявл. 27.01.1998, опубл. 10.11.1998].
Недостатками известного способа и устройства для его осуществления являются наличие открытого незарастающего отверстия в корке, через которое происходит испарение фтористых солей, пыление глинозема и корректирующих добавок при их подаче из дозатора в незарастающее отверстие в корке и связанный с этим повышенный пылеунос в систему организованного газоотсоса, контакт пробойника с расплавом, загрязняющий электролит и производимый алюминий железом.
Целью заявляемого изобретения является обеспечение непрерывной подачи глинозема в электролизер.
Достигается это способом и устройством для его осуществления.
1. Способ питания электролизера глиноземом, включающий его подачу из бункера в расплав электролита и регулирование подачи посредством устройства с управляемыми параметрами. Глинозем в электролизер подают непрерывно, на поверхность расплава, в количестве, обеспечивающим концентрацию растворенного глинозема в расплаве в диапазоне 1,5÷3,0% масс., регулируют величину подачи по силе тока электролизера, при этом поддерживают незарастающим отверстие в корке электролита посредством герметизации зазора между нижним торцом конического раструба устройства подачи глинозема и поверхностью электролита криолито-глиноземной засыпкой толщиной 1-4 см. 2. Погружение глинозема в расплав осуществляют за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в устройство в объеме, равном объему загружаемого в единицу времени в электролизер глинозема.
Устройство для питания алюминиевого электролизера глиноземом, включающее бункер, дозатор и средства подачи, при этом, бункер выполнен в виде двух расположенных друг над другом коробов - верхнего и установленного на весы нижнего, сообщающихся между собой с помощью роторного питателя, осуществляющего дозированную подачу глинозема из верхнего короба в нижний.
Нижняя часть патрубка подачи глинозема оснащена коническим раструбом с углом раскрытия 45-50°, расположенным на расстоянии 3-5 см от поверхности расплава. Внутри конического раструба расположен распределитель потока.
Целесообразность непрерывной подачи глинозема в электролизер обосновывается тем, что в этом случае исключаются колебания температуры электролита и риск образования осадка на подине. В этом случае количество загружаемого глинозема определяется эмпирически или по его электрохимическому эквиваленту, равному 0,635 г/А⋅ч. В этом случае секундное потребление глинозема электролизерами различной силы тока составит*:
Поддержание в электролите целевой концентрации глинозема в пределах 1,5-3,0% масс. исключает риск возникновения анодного эффекта и снижает энергозатраты, связанные с нагревом избыточно загружаемого в электролизер глинозема и уменьшением колебаний температуры расплава при загрузке в него избыточного глинозема.
Устройство бункера системы АПГ в виде двух, расположенных друг над другом коробов с размещенным между ними роторным питателем, обеспечивает подачу глинозема из верхнего короба, работающего под атмосферным давлением в нижний, работающий под давлением, обеспечивающим текучесть глинозема из нижнего короба в патрубок.
Подача глинозема из верхнего короба в объеме, равном объему загружаемого в электролизер глинозема, обеспечивает стабильность его уровня в нижнем коробе и исключает колебания в нем давления.
Целесообразность подачи глинозема в электролизер за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в нижний короб системы АПГ обосновывается тем фактом, что в этом случае обеспечивается его непрерывная равномерная загрузка в расплав, улучшающая условия его растворения в электролите и снижающая риск образования осадка на подине электролизера.
Подача сжатого воздуха в нижний короб системы АПГ в объеме, равном объему загружаемого в электролизер, обеспечивает подачу глинозема в количестве, которое расходует электролизер, производя алюминий. Питание электролизера глиноземом в соответствии с его расходом также исключает риск образования осадков на подине.
Наличие на нижнем торце загрузочного патрубка конического раструба с углом раскрытия 45-50°, внутри которого установлен распределитель потока глинозема, выполненный в виде усеченного конуса, меньшим основанием обращенным вверх, оснащенного коническим отверстием с углом раскрытия 45-50° обеспечивает загрузку глинозема на поверхность расплава тонким слоем, который быстро увлекается циркулирующим электролитом с практически мгновенным растворением, что также исключает риск образования осадков на подине электролизера.
Конический раструб под углом 45-50° и коническая насадка конического распределителя потока глинозема исключает риск зависания глинозема в нижней части патрубка.
Расположение конического раструба на 3-5 см до поверхности расплава исключает риск замыкания патрубка с электролитом, колебания уровня которого относительно вертикальной оси могут достигать 1,5-2,0 см.
Герметизация зазора между нижним торцом конического раструба патрубка подачи глинозема и поверхностью расплава толщиной 1-4 см исключает образование под ним на поверхности электролита корок, препятствующих погружению глинозема в расплав. При толщине меньше 1 см тепловой поток через засыпку будет достаточным для зарастания отверстия. Толщина больше 4 см нецелесообразна в виду конструктивных особенностей устройства. По сравнению с прототипом, уменьшается количество фторидов, уносимых в систему газоудаления, поскольку их адсорбция под коническим раструбом осуществляется загружаемым в электролизер глиноземом.
Заявляемое устройство поясняется графически. На фиг. 1 изображен общий вид системы АПГ, на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1, где 1 и 2 - соответственно, верхний и нижний короба системы АПГ, 3 - роторный питатель, 4 - весы; 5 - самопишущее устройство, фиксирующее массу бункера в режиме реального времени; 6 - патрубок подачи глинозема из нижнего короба в расплав, 7 - конический раструб патрубка подачи глинозема из нижнего короба в расплав, 8 - конический распределитель потока глинозема, 9 - коническое отверстие распределителя потока глинозема, 10 - глиноземная засыпка.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Из верхнего короба 1 глинозем с помощью роторного питателя 3 загружается в нижний короб 2, установленный на весы 4. Глинозем подают непрерывно, на поверхность расплава, в количестве, обеспечивающим концентрацию растворенного глинозема в расплаве в диапазоне 1,5÷3,0% масс., Таким образом, контролируется масса глинозема, загружаемого из верхнего короба 1 в нижний короб 2 и масса глинозема, загружаемого в единицу времени из нижнего короба 2 в электролизер. Из нижнего короба 2 глинозем под действием давления сжатого воздуха через патрубок 6 поступает на поверхность расплава, расположенную под коническим раструбом 7, откуда он увлекается циркулирующим электролитом и практически мгновенно растворяется. Распределение глинозема на поверхности расплава тонким слоем обеспечивает конический раструб 7 и размещенный внутри него распределитель потока 8 с коническим отверстием 9. Во время эксплуатации системы АПГ зазор между нижним торцом конического раструба 7 и поверхностью расплава 9 герметизируется криолито-глиноземной засыпкой 10 криолито-глиноземной засыпкой толщиной 1-4 см..
Пример осуществления способа. Для электролизера силой тока 300 кА и выходом по току 95% потребление глинозема, в соответствии с вышеприведенной зависимостью составляет 50,2 г/с. При насыпной плотности загружаемого глинозема 0,9-1,1 г/см3, объем загружаемого глинозема составит 45-55 см3/с. Отсюда, средний секундный расход сжатого воздуха, подаваемого в нижний короб 2 системы АПГ составит 50 см3/с, а его корректировку производят по показателям работы электролизера - напряжению и концентрации глинозема в электролите. Если по результатам лабораторных исследований или экспресс-анализа состава электролита выявлено, что концентрация глинозема в нем превышает 3% масс., необходимо снизить подачу сжатого воздуха, уменьшив его расход до 50 см3/с и ниже, В случае низкой концентрации глинозема, ниже 1,5% масс., необходимого увеличить подачу глинозема, повысив расход сжатого воздуха до 55 см3/с и более.
Техническая сущность заявляемого изобретения заключается в обеспечении непрерывного питания электролизера глиноземом, исключение из системы АПГ пробойника, осуществляющего погружение загружаемой порции глинозема в электролит, в сокращении уноса фторидов в систему газоудаления и в снижении риска образования осадков на подине электролизера.
Claims (5)
1. Способ питания электролизера глиноземом, включающий его подачу из бункера в расплав электролита и регулирование подачи глинозема посредством устройства с управляемыми параметрами, имеющего течку, отличающийся тем, что глинозем в электролизер подают непрерывно, на поверхность расплава, в количестве, обеспечивающем концентрацию растворенного глинозема в расплаве в диапазоне 1,5÷3,0% масс., регулируют величину подачи по силе тока электролизера, при этом течку устройства подачи глинозема выполняют с коническим раструбом и поддерживают незарастающим отверстие в корке электролита посредством герметизации зазора между нижним торцом конического раструба и поверхностью электролита криолито-глиноземной засыпкой толщиной 1-4 см.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что погружение глинозема в расплав осуществляют за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в устройство в объеме, равном объему загружаемого в единицу времени в электролизер глинозема.
3. Устройство для питания алюминиевого электролизера глиноземом, содержащее бункер с течкой, дозатор и средства подачи, отличающееся тем, что бункер выполнен в виде двух расположенных друг над другом коробов - верхнего и установленного на весы нижнего, сообщающихся между собой с помощью роторного питателя, предназначенного для дозированной подачи глинозема из верхнего короба в нижний, а течку выполняют в виде патрубка подачи глинозема с коническим раструбом на нижнем конце.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что конический раструб патрубка подачи глинозема имеет угол раскрытия 45-50° и расположен на расстоянии 3-5 см от поверхности расплава.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что внутри конического раструба расположен распределитель потока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145494A RU2728985C1 (ru) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145494A RU2728985C1 (ru) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728985C1 true RU2728985C1 (ru) | 2020-08-03 |
Family
ID=72085336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019145494A RU2728985C1 (ru) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728985C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800763C1 (ru) * | 2023-01-17 | 2023-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ непрерывного питания алюминиевого электролизёра глинозёмом и устройство для его осуществления |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH651074A5 (en) * | 1981-05-27 | 1985-08-30 | Alusuisse | Apparatus for metering alumina (argillaceous earth) in small amounts, and method of operating it |
US5423968A (en) * | 1992-07-14 | 1995-06-13 | Portland Smelter Services Pty. Ltd. | Alumina supply apparatus for electrolytic smelter |
US5476574A (en) * | 1992-01-10 | 1995-12-19 | Comalco Aluminium Limited | Continuous alumina feeder |
US5779875A (en) * | 1995-12-13 | 1998-07-14 | Jury Alexeevich Budaev | Method for feeding loose material into an electrolyzer for production of aluminum |
RU2121529C1 (ru) * | 1998-01-27 | 1998-11-10 | Концур Евгений Петрович | Способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками и устройство для его осуществления |
RU2175687C2 (ru) * | 1999-11-04 | 2001-11-10 | Открытое акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | Способ питания глиноземом алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом |
RU2479679C2 (ru) * | 2008-09-05 | 2013-04-20 | Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Способ получения неприлипающего покрытия на основе карбида кремния |
-
2019
- 2019-12-30 RU RU2019145494A patent/RU2728985C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH651074A5 (en) * | 1981-05-27 | 1985-08-30 | Alusuisse | Apparatus for metering alumina (argillaceous earth) in small amounts, and method of operating it |
US5476574A (en) * | 1992-01-10 | 1995-12-19 | Comalco Aluminium Limited | Continuous alumina feeder |
US5423968A (en) * | 1992-07-14 | 1995-06-13 | Portland Smelter Services Pty. Ltd. | Alumina supply apparatus for electrolytic smelter |
US5779875A (en) * | 1995-12-13 | 1998-07-14 | Jury Alexeevich Budaev | Method for feeding loose material into an electrolyzer for production of aluminum |
RU2121529C1 (ru) * | 1998-01-27 | 1998-11-10 | Концур Евгений Петрович | Способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками и устройство для его осуществления |
RU2175687C2 (ru) * | 1999-11-04 | 2001-11-10 | Открытое акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | Способ питания глиноземом алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом |
RU2479679C2 (ru) * | 2008-09-05 | 2013-04-20 | Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Способ получения неприлипающего покрытия на основе карбида кремния |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800763C1 (ru) * | 2023-01-17 | 2023-07-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ непрерывного питания алюминиевого электролизёра глинозёмом и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3681229A (en) | Alumina feeder | |
US4431491A (en) | Process and apparatus for accurately controlling the rate of introduction and the content of alumina in an igneous electrolysis tank in the production of aluminium | |
US2713024A (en) | Process for the continuous feeding of electrolytic aluminum cells | |
AU2015315380B2 (en) | Systems and methods of protecting electrolysis cell sidewalls | |
WO1992006229A1 (en) | Method and apparatus for continuous supply of alumina | |
RU2728985C1 (ru) | Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления | |
US3901787A (en) | Alumina feeder for electrolytic cells | |
CN103118773B (zh) | 固态化学制品溶解装置及方法 | |
RU2608013C1 (ru) | Универсальная машина для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер | |
US3418223A (en) | Continuous process for producing magnesium metal from magnesium chloride including fused bath electrolysis | |
CN116639512A (zh) | 一种等离子体粉体制备自动控制加料***及实现方法 | |
RU2800763C1 (ru) | Способ непрерывного питания алюминиевого электролизёра глинозёмом и устройство для его осуществления | |
US6989041B2 (en) | Process for producing titanium sponge | |
NO821017L (no) | Anordning for porsjonsvis dosering av fluidiserbart massegods | |
CN205241807U (zh) | 一种氧化铝输送分料箱 | |
NO317229B1 (no) | Punktmater | |
RU2239006C1 (ru) | Устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер | |
JP2002225024A (ja) | コンクリート材料の計量装置及び計量方法 | |
NO834172L (no) | Anordning for porsjonsvis dosering av fluidiserbart massegods samt fremgangsmaate ved drift av saadan anordning | |
US3616439A (en) | Continuous process for the electrolytic production of aluminum and apparatus therefor | |
GB587862A (en) | Improvements in or relating to fused salt electrolytic cells | |
KR20160072348A (ko) | 분말 공급장치 | |
EP1567693B1 (en) | Electrolytic cell with improved feed device | |
RU2175688C2 (ru) | Способ и устройство для автоматического питания алюминиевого электролизера глиноземом | |
CA2960765C (en) | Means and a method for feeding doses of fluidisable materials |