SU1542420A3 - Электролизер дл электролитического получени алюмини из криолитглиноземного расплава - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области цветной металлургии, а именно к электролизерам дл  получени  алюмини . Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат путем оптимизации потока электролита. Выполнение катода в электролизере с углом наклона, равным 2-15°, и обеспечение рассто ни  между анодами и катодом 1-5 см позвол ют добитьс  снижени  напр жени  и более локализованного удалени  анодных газов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

СО

с

Изобретение относитс  к цветной металлургии, а именно к электролизерам дл  получени  алюмини .

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат путем оптимизации потока электролита.

На фиг.1 показан электролизер, имеющий катод в форме перевернутого V, вид сбоку; на фиг.2 - электролизер, где катод выполнен с одним наклоном, вид сбоку; на фиг.З - электролизер, где электролизер выполнен проточным, а катод - с одним наклоном, вид сбоку; на фиг.4 - электролизер с V-образ- ным катодом, имеющим центральный слив металла, вид сбоку; на фиг.5 - электролизер с одним наклоненным катодом, имеющим систему дл  непрерывного слива алюмини  и отдельную зону дл  пополнени  и смешивани , горизонтальна  проекци ; на фиг.6 - размещение серии электролизеров с катодами, имеющими один наклон, горизонтальна  проекци ; на фиг.7 - электролизер с катодом, имеющим один наклон, в котором выполнены перегородки дл  ограничени  скорости потока в ванне,горизонтальна  проекци ; на - электролизер , гделкатоды имеют противоположный наклон, горизонтальна  проек- ци ; на фиг.9 - экспериментальный электролизер с наклонным катодом, разрез; на фиг.10 - экспериментальный электролизер, вертикальна  проекци  сбоку.

Электролизер содержит аноды 1, отверстие 2 дл  выхода анодных газов, систему 3 дл  сбора газов, катодные стержни 4, сборник 5 дл  алюмини , покрытие поверхности катода 6, проы

странство 7 между катодом и анодами, бункер 8 дл  подачи глинозема, выходное отверстие 9 из ванны, перегородки 10, обводные каналы 11, систему 12 непрерывного слива алюмини , газовые пузыри 13, механическую крышку 14 магнитный насос 15. Стрелками на чертежах обозначено движение потока металла и газовых пузырьков.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что возвратные обводные кана- лы электролизера дл  получени  алюмини  выполнены с размерами, определ емыми по формуле

(О « «Г Д2Ь±Н)

им - z i p.w-b )

где h - глубина, см;

W - ширина, см;

L - длина соответствующих обводных каналов, см; п - количество обводных каналов.

Катод расположен под углом 2-15° к горизонтальной плоскости, а рассто ние между анодами и катодом составл ет 1-5 см.

При этом длина обводных каналов составл ет 15-300 см, а поверхность катода выполнена из диборида титана.

Указанна  зависимость характерна дл  электролизера с различным расположением анодов и катода (фиг.1-10),

Расположение катода под углом 2-15 обусловлено следующим. Наклон катода 2-15 обеспечивает требуемый поток металла в ванне и позвол ет избежать турбулентности между катодом и анодом,.

Угол наклона оказывает вли ние на конфигурацию и движение пузырьков Газа. Когда поверхность катода наклонена от горизонтали, пузырьки имеют продолговатую овальную форму, длинна  ось которой проходит перпен- дикул рно к направлению движени  пу- .эырьков на наклоне катода. Пузырьки большого размера на поверхности катода подвергаютс  значительной деформации и сопротивлению при наклоне катода 15° от горизонтали.

Предпочтительный наклон катода равен 6-8°. Наилучшие результаты получены при наклоне катода под углом 8°. При увеличении угла наклона бо лее 15 обнаруживаютс  преп тстви  сливу алюмини .

Поверхность катода выполн ют с по крытием из диборида титана. Такое .

JQ

15

0

5

Q

,г

40 45 ,0

5

покрытие обеспечивает хорошее смачи- вание катода алюминием. Алюминий легко стекает с наклонной поверхности катода. Это увеличивает выход металла по току, ускор ет выпуск металла. Тонка  пленка стекаемого алюмини  не чувствительна к создаваемым магнитным пол м. ,

Пример. На,фиг.10 приведена св зь параметров таких, как угол наклона катода (Ф) преимущественно . 2-15 , размер поверхности анода в направлении потока пузырьков (обозначенного как BFL и равного во многих испытани х 122 см), размер поверхности анода перпендикул рно направлению потока пузырьков (равного во многих испытани х 61 см);

рассто ние между наклонными поверхност ми анода и катода (обозначенного как ACD и равное 1-5 см)} глубина погружени  вертикального анода h (измен етс  в зависимости от размера BFL в соответствии с углом наклона катода), минимальна  глубина погружени  анода на высоком конце катода Ь0) равна  10 см в большинстве испытаний; ширина каналов верхнего W в и нижнего

WH

Обводные каналы передают поток металла в ванне из верхнего канала в соответствующий нижний канал, и расположены вдоль кромки анодов, где в ванне имеетс  зазор между анодом и катодом.

Испытани  показали, что электролизеры с наклонным катодом имеют большую стабильность в работе.

При уменьшенных рассто ни х между анодами и катодом снижаетс  напр жение и более локализование удал ютс  анодные газы

Claims (3)

1. Электролизер дл  электролитического получени  алюмини  из крио- литглиноземкого расплава, содержащий ванну, аноды, наклонный катод со смачиваемой алюминием поверхностью, рабочее отделение между катодом и каждым анодом, наклонный катод выполнен с возвратными обводными каналами между смежными анодами дл  направлени  электролита в рабочее отделение , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат .путем оптимизации потока электролита

обводные каналы выполнены с размерами , определ емыми по формуле

-« - r(2b+w)-i,r1/2

где h глубина, см; W - ширина, см;

(0,4) ± (Иг-)

L - длина соответствующих обводных каналов, см; п - количество обводных каналов,

8

//S/S 7777Y/T У fA4.W4ЧчЧ

/

14

5

причем угол наклона катода составл ет 2-15° к горизонтальной плоскости, а рассто ние между анодами и катодом 1-5 см.

2.Электролизер по п. отличающийс  тем, что длина обводного канала составл ет 15-300 см.

3.Электролизер по п. 1, о т л и- Ю чающийс  тем, что поверхность

катода выполнена с покрытием из дибо- рида титана.

ТГгг/2

f{T 7 7772t

ЧХХХЧ у У

Фиг.1

I /г /J

8

Фиг.2

о гм

JГ-J

r

LO

I

10,

fl

512

i ю&

1Z

n

СЭЕ

5

s

. фиг. в

-n

Фиг. 7

7

W

К

Щи г. К

ACD UCffl Ј0.fOcmL

Фиг. 9

Фиг.10