CN102753731A - 电解槽的关闭和启动方法 - Google Patents

Abstract

关闭工作中的用于铝的生产的电解槽的方法被描述。该方法包括：降低阳极直到阳极的下部被浸入铝层中；使铝层和电解质浆液冷却同时阳极的下部被浸入在铝层中；确定电解质浆液是否凝固，并且如果电解质浆液凝固，在铝层凝固之前升高阳极以在凝固的电解质浆液和阳极与铝层之间形成空间。

Description

电解槽的关闭和启动方法

技术领域

技术领域涉及铝熔炉的受控的关闭和启动方法，以及更特别地，涉及无需去除阳极的电解槽（electrolytic cell）的关闭方法。

背景技术

铝电解厂可以在工作超过五到八年的时间后被关闭以便对电解槽进行例行的重装衬里。在用于重装衬里的关闭维护期间，最大量的金属以及常常浆液被从电解槽中虹吸出并且使槽冷却。在电解槽电源被关断之后阳极通常被升高以减少钠污染。随后使用比如手提钻的工具将凝固的电解质、氧化铝罩、耐热衬里、以及阴极挖出到电解槽外，并且将可回收的任何阳极移除以进行清洁处理，这是需要大量劳动的过程。

如果电解厂由于劳资冲突、电能限制或者经济衰退而被关闭，通常期望关闭电解槽而保持电解槽完好，除非电解槽已经计划重装衬里。在意外的临时性关闭中，例如，因为电气故障或者事故，保持电解槽在“睡眠模式”是可能的，该“睡眠模式”在电解槽中施加低的能量并且通过降低阳极直到阳极浸入液体金属中来实现。在启动后，通过将阳极提升靠近金属表面可以产生足够的热量，以便逐渐地加热金属并且足以将液体浆液倾注到电解槽中。这种过程可能是危险的，要求持续的监控，并且如果该关闭由于在停止期间的能量消耗以及当金属温度低于800℃时难以升高阳极梁而具有延长的持续时间，那么这种过程是不具有成本效益的。

在完成传统的停止之后的正常重新启动方法要求电解质、阳极、以及氧化铝罩被移除以暴露凝固金属表面。通常大约20%的老旧阳极被废弃而良好的阳极被清洗并且放回电解槽中以用于重新启用。在预加热阴极以最小化由于水分引起的爆炸风险之后，加入来自于所谓的“供给电解槽（donor cell）”的熔融电解质以将阴极覆盖到足以使阳极淹没在电解质中的深度。随着电力增大，阳极被升高到远离阴极一预定阳极-阴极距离处。

发明内容

因此，本发明的一些实施方式的目的是解决前面提到的问题，以及提供用于电解槽的受控的关闭和启动方法，该方法相对快速地且以相对较低的关联成本来恢复正常的工作。

根据一个通常的方面，提供了用于关闭用于产生铝的工作电解槽的方法，电解槽具有：阴极块；一定深度的覆盖阴极块的熔融铝层；以及一定深度的覆盖熔融铝层的熔融电解浆液；多个阳极，设置为竖直运动进入和离开电解槽以改变阳极-阴极距离，该阳极-阴极距离将阳极的底表面与熔融铝层的顶表面分离；电解电力，施加至阳极以减少被供应到电解槽中的氧化铝并且在阴极块上产生铝金属。该方法包括：a）将阳极从工作位置逐渐地向下移动到冷却位置，在所述工作位置阳极的底表面浸入电解浆液中，在所述冷却位置所述底表面浸入熔融铝层中；b）使电解槽冷却并且在短距离上周期性地上下移动阳极，以破坏在冷却步骤期间形成在电解槽的周边处的凝固电解浆液的周边结壳（crust）；c）在电解浆液完全凝固成粘聚团块之后，升高阳极以在凝固的电解浆液的底表面与熔融铝层的顶表面之间形成空间；以及d）使电解槽冷却直到铝层凝固。

在一个实施方式中，在步骤a）之后将到电解槽的电解电力切断。在另一个实施方式中，步骤a）被切断到电解槽的电力的一个小时内执行。

在一个实施方式中，在步骤a）中，在15至20分钟的时间内将阳极在6与7厘米之间的距离上向下移动。

在一个实施方式中，形成至少一个灌注孔并且将所述至少一个灌注孔保持在凝固电解浆液中。

在一个实施方式中，在步骤b）中，阳极每小时一次地向上移动达1.5厘米的高度以及向下移动达1.5厘米的高度。一个特别的实施方式中，阳极被在大约1至5分钟内向上和向下移动。

在一个实施方式中，在熔融铝层已经达到825℃的温度之后执行步骤c）。

根据另一个一般性的方面，提供了重新启动如前文描述的一样关闭的电解槽的方法。重新启动电解槽的方法包括：将熔融电解浆液加入到电解槽并且进入限定在凝固电解浆液与凝固铝层之间的空间内；在将熔融电解浆液加入到电解槽之后，施加电解电力到电解槽；然后，将额外的熔融电解浆液加入到电解槽并且同时升高阳极直到阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

在一个实施方式中，额外的熔融电解浆液在被加入到电解槽之前被过度加热到电解浆液的液相线温度之上。

在一个实施方式中，阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前凝固的铝层金属已经完全熔化；然后从电解槽中虹吸超量的电解浆液并将所述阳极-阴极距离恢复到工作位置。

根据另一个一般性的方面，提供了用于关闭用于生产铝并且具有可竖直移位的阳极的工作电解槽的方法。该方法包括：降低阳极直到阳极的底表面浸入电解槽的处于熔融状态的铝层中；随着阳极的底表面浸入铝层中，使处于熔融状态的所述铝层以及电解质浆液冷却，所述电解质浆液覆盖铝层；确定电解质浆液是否凝固，如果电解质浆液凝固，则在铝层凝固之前升高阳极以在凝固的电解质浆液的底表面以及阳极的底表面与铝层的顶表面之间形成空间。

在一个实施方式中，冷却步骤还包括周期性地上下移动阳极以破坏在电解槽的周边处的电解质浆液的周边结壳。

在一个实施方式中，在周期性地上下移动步骤的期间，阳极的底表面保持浸入在铝层中。

在一个实施方式中，在阳极降低步骤之后到电解槽的电解电力被切断。在另一个实施方式中，阳极降低步骤在切断到电解槽的电解电力的一个小时内执行。

在一个实施方式中，阳极降低步骤包括在至少10分钟的时间段内将阳极向下移动大约5至7厘米的距离。

在一个实施方式中，其中阳极升高步骤在铝层已经达到低于大约825℃的温度之后执行。

在一个实施方式中，确定步骤还包括监控铝层的温度，并且其中阳极升高步骤在铝层的温度低于大约825℃之后执行。

在一个实施方式中，阳极升高步骤在铝层达到大约660℃之前执行。

根据另一个一般性的方面，提供了用于关闭用于生产铝的工作电解槽的方法；该方法包括：将电解槽的阳极从工作位置向下移动到冷却位置，在所述工作位置阳极的底表面浸入熔融状态的电解浆液中，在所述冷却位置阳极的底表面浸入熔融状态的铝层中，铝层被电解浆液覆盖；在阳极的底表面保持在铝层中的情况下，使电解槽冷却并且周期性地上下移动阳极，以破坏形成在电解槽的周边处的电解浆液的周边结壳；监控电解浆液的状态；在电解浆液已经完全凝固成粘聚团块之后，升高阳极以在固体状态的电解浆液的底表面与熔融状态的铝层的顶表面之间形成空间；以及使电解槽冷却直到铝层凝固。

在一个实施方式中，在阳极向下移动步骤之后切断到电解槽的电解电力。在另一个实施方式中，阳极向下移动步骤在切断到电解槽的电解电力的一个小时内执行。

在一个实施方式中，在阳极升高步骤之后以及在冷却步骤的期间，阳极的底表面位于铝层的顶表面的上方。

根据又一个一般性的方面，提供了重新启动用于生产铝的电解槽的方法，电解槽具有凝固铝层、在阳极周围凝固并且通过7至12厘米阳极-阴极距离与铝层分隔开的电解浆液，所述阳极-阴极距离将阳极的底表面与凝固铝层的顶表面分离；所述方法包括：将熔融电解浆液加入到电解槽中并且进入限定在凝固电解浆液与凝固铝层之间的空间；在将熔融电解浆液加入到电解槽之后，将电解电力施加到电解槽；然后，将额外的熔融电解浆液加入到电解槽并且同时升高阳极直到阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

在一个实施方式中，阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前凝固的铝层金属已经完全熔化；然后从电解槽中虹吸出超量的电解浆液并且将阳极-阴极距离恢复到工作位置。

附图说明

图1是处于正常工作状态的电解槽的示意性的横截面图；

图2是显示了根据一个实施方式的并且与图1和图3至图6的示意图对应的电解槽的关闭和启动方法中的各种步骤的流程图。

图3是根据一个实施方式的在初始关闭阶段的期间图1的电解槽的示意性横截面图；

图4是根据一个实施方式的在关闭冷却阶段的期间图1的电解槽的示意性横截面图；

图5是根据一个实施方式的当电解槽关闭已经完成时图1的电解槽的示意性横截面图；以及

图6是根据一个实施方式的在电解槽启动的期间图1的电解槽的示意性横截面图。

将注意到，在所有附图中，同样的特征用同样的参考标号表示。

具体实施方式

参见图1，显示了用于铝生产的电解槽20。电解槽20具有外部壳体22，所述外部壳体容纳位于电解槽20的下部中的内衬里24和阴极块26。阳极28被显示具有浸入熔融电解浆液30中的下部部分44，所述熔融电解浆液置于熔融铝金属层32之上。熔融铝层覆盖阴极块26。

在一个实施方式中，外部壳体22由比如钢的金属制成，内衬里24通常包括耐热材料、耐热衬里膏和/或凝固浆液的块，阴极块26是碳热还原（carbothermic）阴极块，以及阳极28由含碳材料制成。电解浆液30是冰晶石基的并且包括溶解的氧化铝（alumina）。薄的、固态的电解质和氧化铝基外壳34通常形成顶层，覆盖电解浆液30，并且环绕阳极28。铝层32常常会具有在12至20厘米（12-20cm）之间变化的深度，并且电解浆液30具有典型地在16至19厘米（16-19cm）之间变化的深度。铝层32的深度随时间变化。所述铝层的深度随着液体金属在坩埚的底部累积而增加并且当液体金属被从电解槽20移除时降低。

阳极28通过附接装置38和阳极框架39连接到阳极梁（没有被显示出）。阳极框架39适于在电解槽20内降低和升高阳极28。在一个实施方式中，用以在电解槽20内降低和升高阳极28的电力与用于氧化铝的电解的电力是独立的，即，阳极框架39与提供到电解槽20的非常高电压的电力相分离地被供电。电解电力可以被关断而同时用于移动阳极28的电力可以是起作用的。阳极框架39因此可以保持自由地控制电解槽20中的阳极位置。

电解电流流过铝电解槽20。电流经由阳极梁、阳极框架39和附接装置38通过阳极28进入电解槽20，并经过电解浆液30和熔融铝层32。电流然后进入阴极块26并且通过阴极杆40从电解槽20引出。阴极杆40典型地由钢制成，并且电导体42附接于所述阴极杆以便为电解电流提供路线。

在电解槽工作的期间，电解浆液30和熔融铝层32被容纳在包括内衬里24和阴极块26的坩埚内。

在正常工作的期间，阳极28的下方部分44浸入电解浆液30中，如被显示在图1中的那样，而不与熔融铝层32接触。在电解的期间产生的金属铝在坩埚的底部累积，并且在熔融铝层32与熔融电解浆液30之间建立起相对清晰的界面。阳极28浸入以穿入浆液30中，并且在阳极28的底表面46与铝层32的顶表面48之间保持大约4厘米（4cm）的近似的阳极-阴极距离“d”，即，在阳极28的底表面46与铝层32和电解浆液30之间的界面之间的距离。可以理解，在替换的实施方式中，阳极-阴极距离“d”的范围可以在3到4厘米（3-4cm）之间。

现在参见图2，用于关闭和启动电解槽20的方法的一个实施方式的各种步骤被显示在流程图中。更特别地，左边的流程图显示了用于关闭电解槽20的步骤，而右边的流程图显示了用于在电解槽关闭后启动电解槽20的步骤。

电解槽的关闭可以是根据计划的或者可以是非计划中的，比如在电力故障的期间。框60表示电解槽20在正常工作中，其中电极28浸入以穿入电解浆液30中并且保持大约4厘米（4cm）的阳极-阴极距离“d”。

在针对关闭的准备工作中，阳极28逐渐降低穿过浆液30以使得所述阳极的下方部分44浸入铝层32中，如图3中所示的以及在框62中表达的。典型地，阳极28将在15到20分钟的期间内降低到大约六（6）厘米的距离。阳极28逐渐地降低以减少浆液溢出。在根据计划的停止的情况下，浆液将趋向于溢出低于侧边（sidewalk）的最小阳极根部（butt）的外壳，几个孔可以被形成在最小根部的周围。阳极28下降进入液体金属32的速率被控制为，趋向于使任何移位的液体浆液30流出顶部外壳34，从而使溢出侧边的任何浆液最少。降低的速度与在侧边下方观察到的自由空间有关。

在降低步骤之后，阳极28可以部分地浸没入铝金属中达4至9厘米（4-9cm），因为阳极28使铝金属32移位并且铝金属32的水平高度增加。因此，在步骤62之后，阳极28的底表面46位于铝层32的顶表面48下方大约4至9厘米（4-9cm）之间的位置处，即，在在铝层32与电解浆液30之间的界面下方4至9厘米（4-9cm）的位置处。

在根据计划的关闭中，步骤62可以执行而同时电解槽电力仍然接通。在非计划的关闭中，步骤62应当在电解浆液30和铝金属32的温度仍然相对较高的同时尽快执行。例如，步骤62可以在电解槽电力切断的大约一个小时内执行。如果步骤62没有在电解槽电力切断后足够早地执行，则电解浆液30可能变得过于粘性并且阳极28的浸没下方部分44可能粘带电解浆液30，这可能妨碍后续的启动步骤，这将在下文中更详细地描述。通过在电解浆液30仍然基本上是流体的同时将阳极28浸入金属层32中，可以将基本上清洁的阳极表面浸没入金属层32中。

在步骤62之后，在根据计划的关闭中，到电解槽20的电解电力被切断。

一旦切断了到电解槽20的电力，就使电解槽20冷却，如框64中所示的。电解浆液具有比铝金属更高的熔点。因此，在冷却步骤64的期间，电解浆液30和金属层32冷却直到全部浆液30从顶部向下凝固而形成粘聚团块。冷却和凝固过程可能花费一天。

在图4中所示的冷却步骤的期间，阳极28每小时向上移动大约1.5厘米然后向下移动大约1.5厘米，如被显示在框66中的那样。可以理解，阳极28可以向上并向下移动到达大约1.5厘米的高度。例如，阳极每小时向上然后向下移动。可以理解，阳极28可以在1至5分钟内向上和向下移动。如前文提到的一样，阳极框架39与提供到电解槽20的非常高电压的电源相分离地供电，因此保持自由地控制电解槽20中的阳极位置。阳极28的前后（或者上下）运动和缓地破坏形成在电解槽周边上的冷凝电解质外壳，即，在所述外壳中形成裂纹。阳极28的上下运动破坏了电解质外壳30与电解槽20的内衬里24之间的结合。在阳极28的前后运动的期间，阳极28的底表面46保持在铝层32的顶表面48的下方，即，在铝层32与电解质浆液30之间的界面的下方。阳极28的前后运动不是猛烈的运动并且电解浆液30仍然在阳极28周围冷凝。

灌注孔50在电解槽20的一个端部处形成并且保持在冷凝的电解浆液30中，在启动时可以将来自于供给槽的熔融浆液通过所述灌注孔加入到电解槽20中。在浆液冷却的期间灌注孔保持打开并具有足够的宽度以灌注用于最终的启动的液体浆液。这个活动将在下文中参考图6进行更详细地解释说明。可以理解可以在冷凝的电解浆液30中形成第二孔以便在重新启动的期间从坩埚的另一端看见液体浆液。

在冷却步骤的期间，监控熔融金属32的温度，如被显示在判断框68中的那样，并且当熔融金属已经冷却到大约825℃时，具有大约900℃的熔点的电解浆液30将已经完全凝固。可以理解电解浆液30可以在825℃左右的温度凝固。例如，判断框68中的温度可以在800与830之间的范围内。

早在铝金属在大约660℃处凝固之前，就提升阳极框架39以将阳极28升高大约10至12厘米（10-12cm）的高度，如显示在框70中的那样，从而形成从冷凝的电解浆液30的底表面54延伸到金属层32的顶表面48的空间52。因此，在清洁的阳极28的底表面46与金属层32的顶表面48之间存在一空间，如在图5中所示的那样。

因为金属层32仍然是液体，所以阳极28将干净地提升出金属之外并且提供用于能实现启动的导电表面。金属层32的顶表面48将同样地是干净的并且没有任何固态浆液，因为所有电解质材料将冷凝为阳极28之间的粘聚团块30。也将理解，随着阳极28被收回金属的水平高度将降低，从而增加熔融金属32的水平高度与凝固浆液30之间的间距。干净的阳极28的底表面46与金属层32的顶表面48分隔开。

最后，使金属32冷却，如被在框72中所示的那样，直到所述金属也已经冷凝。一旦金属温度已经达到大约660℃，如被显示在判断框74中的那样，铝层32完全冷凝并且关闭完成，如显示在框76中的那样。为了安全的原因，采取预防措施以保证在关闭过程的期间在任何步骤均没有水污染物进入电解槽20。在金属凝固的期间，阳极28的底表面46与金属层32的顶表面48之间的距离由于金属收缩而增加。

因此，在阳极28的底表面46位于冷凝铝层32上方大约9厘米（9cm）的情况下，电解槽20关闭，如显示在框78中的那样。可以理解，阳极28的底表面46与金属层32的顶表面48的距离可以大约在8至10厘米（7-12cm）之间的范围内。

在启动之前，加热供给槽以将电解浆液过度加热到电解浆液的液相线之上大约20到40度（20°至40°）。过热的液体浆液56被向下灌注到预先形成的灌注孔50中以填充关闭的电解槽的空间52（图5中所示），如被显示在框80中的那样，以便保证阳极28的延伸穿过冷凝的电解浆液30的下方部分完全地浸湿。使过热的液体浆液56在灌注孔50中上升并且在电解槽20的周边上的耐热衬里24上方上升到这样的高度，在该高度处足以淹没阳极28七至十厘米（7-10cm）并且填充冷凝金属32的顶表面48与冷凝浆液30之间的空间52。如前文提到的一样，在启动过程中，初始的阳极-阴极距离“d”如图6中所示的那样与关闭期间的阳极-阴极距离对应，并且在非限制性的实施方式中，所述初始的阳极-阴极距离大约在7与12厘米（7和12cm）之间，以及在一个特别的实施方式中，为9厘米（9cm）。

然后，如框82中所示的那样，随后使用尽可能低的电压将电力施加到电解槽20，在一个实施方式中，该电压不超过50伏。

在电解电力恢复之后，将额外的液体浆液灌注在电解槽20中，并且阳极28同时上升，这通过保持基本上相似的浸入直到阳极-阴极距离“d”在17至20厘米（17-20cm）之间。

典型地，必须对6至12个供给槽预加热以提供足够的过热的浆液56，以便启动新的电解槽20。在启动所需要的液体过热浆液56的体积将显著地变化的同时，典型的电解槽20可能需要（10至20）吨的液体过热浆液56以增加熔融电解质的深度，直到阳极-阴极距离“d”达到17至20厘米（17-20cm），如在框84中所示的那样。在传统的重新启动过程中，阳极-阴极距离典型地在7与12厘米（7至12cm）之间。增加用于重新启动过程的阳极-阴极距离是安全预防措施，以避免位于阴极的表面处的熔融金属喷射到电解槽20之外。金属喷射可能伤害在附近的任何操作者。在电解槽中的金属完全地重新熔化之前，应当避免送进任何氧化铝，因为氧化铝可能另外引起在冷凝金属垫上产生不期望的硬沉积物。

随着电解槽20加热，先前冷凝的金属垫32变成熔融的（如判断框86中所示的那样），并且超量的浆液可以被虹吸出（如框88中所示的那样），用以启动其他的电解槽。随着启动进行，阳极阴极距离“d”恢复到大约3至4厘米（3至4cm），如框90中所示的那样，从而恢复正常的工作条件，如图1和框92中所示的那样。

将可以理解在这里描述的过程提供了使电解槽以更加有效、经济和安全的方式启动的关闭方法。经济的一个主要原因是省去了与通常移除和再修整阳极相关联的时间和劳动。此外，不存在涉及从电解槽中移除任何浆液的劳动，并且遗留在电解槽中的金属不需要用于启动的任何表面预先准备。相应地，因为存在较少的干涉，对已有电解槽的结构的物理损害是有限的，并且对于更快地和成功地启动的前景可以被极大地提高。适宜地，还可以提供更安全的工作过程供，从而导致与电解槽启动相关联的成本显著降低。

前文描述的本发明的实施方式是仅仅示例性的。例如，可以理解，电解质浆液和铝层温度以及用于各个步骤中的阳极-阴极距离可以与前文描述的不同。因此，本发明的范围旨在仅仅由所附权利要求的范围限制。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于关闭用于生产铝的工作电解槽的方法，所述电解槽具有：阴极块；覆盖所述阴极块的一定深度的熔融铝层；以及覆盖所述熔融铝层的一定深度的熔融电解浆液；多个阳极，设置为竖直地运动进入和离开所述电解槽以改变阳极-阴极距离，所述阳极-阴极距离将所述阳极的底表面与所述熔融铝层的顶表面分离；电解电力，施加至所述阳极以减少被供应给所述电解槽的氧化铝并且在所述阴极块上产生铝金属，所述方法包括：

a）将所述阳极从工作位置逐渐地向下移动到冷却位置，在所述工作位置所述阳极的底表面浸入所述电解浆液中，在所述冷却位置所述底表面浸入所述熔融铝层中；

b）使所述电解槽冷却，并且在短的距离上周期性地上下移动所述阳极以破坏在所述冷却步骤期间形成在所述电解槽的周边处的凝固电解浆液的周边结壳；

c）在所述电解浆液完全凝固成粘聚团块之后，升高所述阳极以在所述凝固电解浆液的底表面与熔融铝层的顶表面之间形成空间；以及

d）使所述电解槽冷却直到所述铝层凝固。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a）之后切断到所述电解槽的所述电解电力。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电力的一个小时内执行步骤a）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤a）中，所述阳极在15至20分钟的时间内在6与7厘米之间的距离上向下移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括在所述凝固电解浆液中形成和保持至少一个灌注孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤b）中，所述阳极每小时一次地向上移动达1.5厘米的高度并且向下移动达1.5厘米的高度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述阳极在大约1至5分钟内向上和向下移动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在所述熔融铝层已经达到825℃的温度之后执行步骤c）。

9.一种重新启动根据权利要求1关闭的电解槽的方法，还包括

将熔融电解浆液加入到所述电解槽中并且让所述熔融电解浆液进入限定在所述凝固电解浆液与所述凝固铝层之间的空间内；

在将熔融电解浆液加入到所述电解槽之后，将电解电力施加至所述电解槽；

然后，将额外的熔融电解浆液加入到所述电解槽中，并且同时升高所述阳极直到所述阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述额外的熔融电解浆液在被加入到所述电解槽之前被过度加热到所述电解浆液的液相线温度之上。

11.根据权利要求9和10中的一项所述的方法，还包括将所述阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前的凝固铝层金属已经完全熔化；然后从所述电解槽中虹吸超量的电解浆液并且将所述阳极-阴极距离恢复到所述工作位置。

12.一种用于关闭用于生产铝并且具有能竖直移位的阳极的工作电解槽的方法，所述方法包括：

降低所述阳极，直到所述阳极的底表面浸入所述电解槽的处于熔融状态下的铝层中；

在所述阳极的底表面浸入所述铝层中的情况下，使熔融状态下的所述铝层以及电解质浆液冷却，所述电解质浆液覆盖所述铝层；

确定所述电解质浆液是否凝固；

如果所述电解质浆液凝固，则在所述铝层凝固之前升高所述阳极，以在所述凝固电解质浆液的底表面与所述铝层的顶表面之间形成空间。

13.根据权利要求12中所述的方法，其中，冷却步骤还包括周期性地上下移动所述阳极以破坏在所述电解槽的周边处的所述电解质浆液的周边结壳。

14.根据权利要求13中所述的方法，其中，在周期性地上下移动步骤的期间，所述阳极的底表面保持浸入所述铝层中。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括在降低所述阳极之后切断到所述电解槽的电解电力。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电解电力的一个小时内执行降低所述阳极。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，降低所述阳极包括在至少10分钟的时间内将所述阳极向下移动大约5至7厘米的距离。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，在所述铝层已经达到低于大约825℃的温度之后执行升高所述阳极。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中，确定所述电解质浆液是否凝固还包括监控所述铝层的温度，并且其中在所述铝层的温度低于大约825℃之后执行升高所述阳极。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其中，在所述铝层达到大约660℃之前执行升高所述阳极。

21.一种用于关闭用于生产铝的工作电解槽的方法；所述方法包括：

将所述电解槽的阳极从工作位置向下移动到冷却位置，在所述工作位置所述阳极的底表面浸入处于熔融状态的电解浆液中，在所述冷却位置所述阳极的底表面浸入处于熔融状态的铝层中，所述铝层被所述电解浆液覆盖；

使所述电解槽冷却，并且在所述阳极的底表面保持在所述铝层中的情况下周期性地上下移动所述阳极，以破坏形成在所述电解槽的周边处的所述电解浆液的周边结壳；

监控所述电解浆液的状态；

在所述电解浆液已经完全凝固成粘聚团块之后，升高所述阳极以在处于固体状态的所述电解浆液的底表面与处于所述熔融状态的所述铝层的顶表面之间形成空间；以及

使所述电解槽冷却直到所述铝层凝固。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括在向下移动所述阳极之后切断到所述电解槽的电解电力。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电解电力的一个小时内执行向下移动所述阳极。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，在升高所述阳极之后以及在冷却所述电解槽的期间，所述阳极的底表面位于所述铝层的顶表面的上方。

25.一种重新启动用于生产铝的电解槽的方法，所述电解槽具有凝固铝层、在阳极周围凝固并且通过7至12厘米的阳极-阴极距离与所述铝层分隔开的电解浆液，所述阳极-阴极距离将所述阳极的底表面与所述凝固铝层的顶表面分离；所述方法包括：

将熔融电解浆液加入到所述电解槽中并且使所述熔融电解浆液进入限定在所述凝固电解浆液与所述凝固铝层之间的空间内；

在将熔融电解浆液加入到所述电解槽之后，将电解电力施加至所述电解槽；

然后，将额外的熔融电解浆液加入到所述电解槽，并且同时升高所述阳极直到所述阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括将所述阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前的凝固铝层金属已经完全熔化；然后从所述电解槽虹吸超量的电解浆液并且将所述阳极-阴极距离恢复到工作位置。

Claims (26)

1.一种用于关闭用于生产铝的工作电解槽的方法，所述电解槽具有：阴极块；覆盖所述阴极块的一定深度的熔融铝层；以及覆盖所述熔融铝层的一定深度的熔融电解浆液；多个阳极，设置为竖直地运动进入和离开所述电解槽以改变阳极-阴极距离，所述阳极-阴极距离将所述阳极的底表面与所述熔融铝层的顶表面分离；电解电力，施加至所述阳极以减少被供应给所述电解槽的氧化铝并且在所述阴极块上产生铝金属，所述方法包括：

a）将所述阳极从工作位置逐渐地向下移动到冷却位置，在所述工作位置所述阳极的底表面浸入所述电解浆液中，在所述冷却位置所述底表面浸入所述熔融铝层中；

b）使所述电解槽冷却，并且在短的距离上周期性地上下移动所述阳极以破坏在所述冷却步骤期间形成在所述电解槽的周边处的凝固电解浆液的周边结壳；

c）在所述电解浆液完全凝固成粘聚团块之后，升高所述阳极以在所述凝固电解浆液的底表面与熔融铝层的顶表面之间形成空间；以及

d）使所述电解槽冷却直到所述铝层凝固。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a）之后切断到所述电解槽的所述电解电力。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电力的一个小时内执行步骤a）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤a）中，所述阳极在15至20分钟的时间内在6与7厘米之间的距离上向下移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括在所述凝固电解浆液中形成和保持至少一个灌注孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤b）中，所述阳极每小时一次地向上移动达1.5厘米的高度并且向下移动达1.5厘米的高度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述阳极在大约1至5分钟内向上和向下移动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在所述熔融铝层已经达到825℃的温度之后执行步骤c）。

9.一种重新启动根据权利要求1关闭的电解槽的方法，还包括

将熔融电解浆液加入到所述电解槽中并且让所述熔融电解浆液进入限定在所述凝固电解浆液与所述凝固铝层之间的空间内；

在将熔融电解浆液加入到所述电解槽之后，将电解电力施加至所述电解槽；

然后，将额外的熔融电解浆液加入到所述电解槽中，并且同时升高所述阳极直到所述阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述额外的熔融电解浆液在被加入到所述电解槽之前被过度加热到所述电解浆液的液相线温度之上。

11.根据权利要求9和10中的一项所述的方法，还包括将所述阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前的凝固铝层金属已经完全熔化；然后从所述电解槽中虹吸超量的电解浆液并且将所述阳极-阴极距离恢复到所述工作位置。

12.一种用于关闭用于生产铝并且具有能竖直移位的阳极的工作电解槽的方法，所述方法包括：

降低所述阳极，直到所述阳极的底表面浸入所述电解槽的处于熔融状态下的铝层中；

在所述阳极的底表面浸入所述铝层中的情况下，使熔融状态下的所述铝层以及电解质浆液冷却，所述电解质浆液覆盖所述铝层；

确定所述电解质浆液是否凝固；

如果所述电解质浆液凝固，则在所述铝层凝固之前升高所述阳极，以在所述凝固电解质浆液的底表面以及所述阳极的底表面与所述铝层的顶表面之间形成空间。

13.根据权利要求12中所述的方法，其中，冷却步骤还包括周期性地上下移动所述阳极以破坏在所述电解槽的周边处的所述电解质浆液的周边结壳。

14.根据权利要求13中所述的方法，其中，在周期性地上下移动步骤的期间，所述阳极的底表面保持浸入所述铝层中。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括在降低所述阳极之后切断到所述电解槽的电解电力。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电解电力的一个小时内执行降低所述阳极。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，降低所述阳极包括在至少10分钟的时间内将所述阳极向下移动大约5至7厘米的距离。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，在所述铝层已经达到低于大约825℃的温度之后执行升高所述阳极。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中，确定所述电解质浆液是否凝固还包括监控所述铝层的温度，并且其中在所述铝层的温度低于大约825℃之后执行升高所述阳极。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其中，在所述铝层达到大约660℃之前执行升高所述阳极。

21.一种用于关闭用于生产铝的工作电解槽的方法；所述方法包括：

将所述电解槽的阳极从工作位置向下移动到冷却位置，在所述工作位置所述阳极的底表面浸入处于熔融状态的电解浆液中，在所述冷却位置所述阳极的底表面浸入处于熔融状态的铝层中，所述铝层被所述电解浆液覆盖；

使所述电解槽冷却，并且在所述阳极的底表面保持在所述铝层中的情况下周期性地上下移动所述阳极，以破坏形成在所述电解槽的周边处的所述电解浆液的周边结壳；

监控所述电解浆液的状态；

在所述电解浆液已经完全凝固成粘聚团块之后，升高所述阳极以在处于固体状态的所述电解浆液的底表面与处于所述熔融状态的所述铝层的顶表面之间形成空间；以及

使所述电解槽冷却直到所述铝层凝固。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括在向下移动所述阳极之后切断到所述电解槽的电解电力。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，在切断到所述电解槽的电解电力的一个小时内执行向下移动所述阳极。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，在升高所述阳极之后以及在冷却所述电解槽的期间，所述阳极的底表面位于所述铝层的顶表面的上方。

25.一种重新启动用于生产铝的电解槽的方法，所述电解槽具有凝固铝层、在阳极周围凝固并且通过7至12厘米的阳极-阴极距离与所述铝层分隔开的电解浆液，所述阳极-阴极距离将所述阳极的底表面与所述凝固铝层的顶表面分离；所述方法包括：

将熔融电解浆液加入到所述电解槽中并且使所述熔融电解浆液进入限定在所述凝固电解浆液与所述凝固铝层之间的空间内；

在将熔融电解浆液加入到所述电解槽之后，将电解电力施加至所述电解槽；

然后，将额外的熔融电解浆液加入到所述电解槽，并且同时升高所述阳极直到所述阳极-阴极距离在17与20厘米之间。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括将所述阳极-阴极距离保持在17至20厘米之间直到先前的凝固铝层金属已经完全熔化；然后从所述电解槽虹吸超量的电解浆液并且将所述阳极-阴极距离恢复到工作位置。

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