JPS5835275B2 - アルミニウムデンカイソウノセイギヨホウ - Google Patents
アルミニウムデンカイソウノセイギヨホウInfo
- Publication number
- JPS5835275B2 JPS5835275B2 JP15952275A JP15952275A JPS5835275B2 JP S5835275 B2 JPS5835275 B2 JP S5835275B2 JP 15952275 A JP15952275 A JP 15952275A JP 15952275 A JP15952275 A JP 15952275A JP S5835275 B2 JPS5835275 B2 JP S5835275B2
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- JP
- Japan
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- anode
- effect
- hours
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- electrolytic cell
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- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム電解槽の制御法に係る。
詳しくは、プリベーク式アルミニウム電解槽において、
電解浴中のアルミナ濃度の減少により生起する陽極効果
を確実に予知し、陽極効果が起る前に電解浴中のアルミ
ナ濃度を増加させて陽極効果の発生を防止し、効率良く
アルミニウム電解槽の運転を行なう方法に係るものであ
る。
電解浴中のアルミナ濃度の減少により生起する陽極効果
を確実に予知し、陽極効果が起る前に電解浴中のアルミ
ナ濃度を増加させて陽極効果の発生を防止し、効率良く
アルミニウム電解槽の運転を行なう方法に係るものであ
る。
工業的にアルミニウムを製造するには、アルミニウム電
解槽を用い、氷晶石を主体とする電解浴中でアルミナを
電気分解してこれを還元する。
解槽を用い、氷晶石を主体とする電解浴中でアルミナを
電気分解してこれを還元する。
通常のアルミニウム電解槽の操業においては、電解浴内
のアルミナ濃度は約２〜８重量％の範囲内にあるように
維持される。
のアルミナ濃度は約２〜８重量％の範囲内にあるように
維持される。
すなわち、電解浴中のアルミナ濃度がその飽和濃度（約
１０％）以上になると、電解浴中のアルミナは陰極上面
に沈積し、いわゆる底よごれを起す。
１０％）以上になると、電解浴中のアルミナは陰極上面
に沈積し、いわゆる底よごれを起す。
底よごれを起した電解槽では電流効率が著しく低下し、
また、正常槽に回復するまでには長時間を要する。
また、正常槽に回復するまでには長時間を要する。
一方、電解浴中のアルミナ濃度が２％またはこれ以下に
低下すると、電解浴中の陽極底面にガス膜が発生し、こ
のガス膜のために極間抵抗が増加し、その結果、電摺電
圧が急激に増加する現象、いわゆる陽極効果現象が生起
する。
低下すると、電解浴中の陽極底面にガス膜が発生し、こ
のガス膜のために極間抵抗が増加し、その結果、電摺電
圧が急激に増加する現象、いわゆる陽極効果現象が生起
する。
陽極効果を起した電槽では、正常の運転状態における電
摺電圧が約４〜５ボルトであるのに対し、約３０ボルト
の電摺電圧となるので、多大なる電力損失を生ずる。
摺電圧が約４〜５ボルトであるのに対し、約３０ボルト
の電摺電圧となるので、多大なる電力損失を生ずる。
陽極効果は電解浴にアルミナを供給し、電解浴中のアル
ミナ濃度を上昇させることにより解消される。
ミナ濃度を上昇させることにより解消される。
陽極効果は底よごれほど正常槽に回復するまでに長時間
を要しないので、通常の電解槽運転はアルミナが沈積を
起す怖れの少ないアルミナ濃度の低い範囲、すなわち電
解浴中のアルミナ濃度が２〜６％の範囲で行なわれる。
を要しないので、通常の電解槽運転はアルミナが沈積を
起す怖れの少ないアルミナ濃度の低い範囲、すなわち電
解浴中のアルミナ濃度が２〜６％の範囲で行なわれる。
このように、アルミナ濃度の低い範囲で電解槽の運転を
行なえば、それだけ陽極効果が発生する確率が高くなる
。
行なえば、それだけ陽極効果が発生する確率が高くなる
。
勿論、実際に陽極効果が頻発すれば電流効率が悪くなる
ので、陽極効果が起ることを予知し、陽極効果が起る前
に電解浴中のアルミナ濃度を上昇させて陽極効果の発生
を極力防止しなければならない。
ので、陽極効果が起ることを予知し、陽極効果が起る前
に電解浴中のアルミナ濃度を上昇させて陽極効果の発生
を極力防止しなければならない。
従来より、この陽極効果の予知方法としては種々知られ
ているが、最も一般的な方法は、電摺電圧を連続的また
は間欠的に測定し、電解浴中のアルミナ濃度の減少に伴
って増加していく電槽電圧値から、陽極効果を予知する
ことである。
ているが、最も一般的な方法は、電摺電圧を連続的また
は間欠的に測定し、電解浴中のアルミナ濃度の減少に伴
って増加していく電槽電圧値から、陽極効果を予知する
ことである。
しかしながら、陽極効果に伴なう電圧値の上昇は短かい
時間内で起ること、電槽電圧値は常に０．０１〜０．０
５Ｖ程度脈動していること、電解槽内よりアルミニウム
メタルが汲み取る際に０９１〜０、５ Ｖ程度電圧変動
があること等の理由から、上記のような電解槽全体の電
圧変化により陽極効果を予知することは非常に難しく、
また、この方法を採用する場合には通常コンピューター
等の複雑な演算回路を必要とする。
時間内で起ること、電槽電圧値は常に０．０１〜０．０
５Ｖ程度脈動していること、電解槽内よりアルミニウム
メタルが汲み取る際に０９１〜０、５ Ｖ程度電圧変動
があること等の理由から、上記のような電解槽全体の電
圧変化により陽極効果を予知することは非常に難しく、
また、この方法を採用する場合には通常コンピューター
等の複雑な演算回路を必要とする。
そこで、本発明者らは、容易且つ、確実にアルミニウム
電解槽における陽極効果の発生を予知する方法について
鋭意研究した結果、プリベーク式アルミニウム電解槽に
おいて交換後５０時間以内の新しい陽極に流れる電流の
値は、陽極効果が起る０、５〜１．５時間程度前から減
衰する傾向があるという新規な現象を見出し本発明に到
達した。
電解槽における陽極効果の発生を予知する方法について
鋭意研究した結果、プリベーク式アルミニウム電解槽に
おいて交換後５０時間以内の新しい陽極に流れる電流の
値は、陽極効果が起る０、５〜１．５時間程度前から減
衰する傾向があるという新規な現象を見出し本発明に到
達した。
すなわち、本発明の目的は、プリベーク式アルミニウム
電解槽における陽極効果の発生を容易且つ確実に予知す
ることにより、陽極効果を起こさずに効率よく電解槽の
運転制御を行なうことに存し、而して、この目的は、本
発明方法に従って、複数個の陽極を有するプリベーク式
アルミニウム電解槽において、交換後５０時間以内の陽
極に流れる電流の値を連続的または間欠的に測定し、測
定された電流値が示す減衰変化に基づいて陽極効果を予
知し、電解浴中のアルミナ濃度を制御することによって
達成される。
電解槽における陽極効果の発生を容易且つ確実に予知す
ることにより、陽極効果を起こさずに効率よく電解槽の
運転制御を行なうことに存し、而して、この目的は、本
発明方法に従って、複数個の陽極を有するプリベーク式
アルミニウム電解槽において、交換後５０時間以内の陽
極に流れる電流の値を連続的または間欠的に測定し、測
定された電流値が示す減衰変化に基づいて陽極効果を予
知し、電解浴中のアルミナ濃度を制御することによって
達成される。
次に、本発明の詳細な説明する。
プリベーク式アルミニウム電解槽は、通常、■槽につき
１０〜３０個の主として焼結した炭素からなる陽極を有
する。
１０〜３０個の主として焼結した炭素からなる陽極を有
する。
これらの陽極は電解槽運転中次第に消耗していくため、
ある一定時間毎に新陽極と交換する。
ある一定時間毎に新陽極と交換する。
これらの陽極の交換は、全陽極のうちの１つまたはいく
つか少数を単位とし、陽極の消耗に応じて順次各単位毎
に行なう。
つか少数を単位とし、陽極の消耗に応じて順次各単位毎
に行なう。
本発明において、陽極効果の発生を予知するために使用
される陽極は、前述のような方法で交換された陽極のう
ち、交換後５０時間以内のものが使用される。
される陽極は、前述のような方法で交換された陽極のう
ち、交換後５０時間以内のものが使用される。
複数個の陽極を有するプリベーク式アルミニウム電解槽
で、電槽全体を流れる電流を■（アンペア）、陽極の数
をｎ（個）とすれば、各陽極を流れる電流はほぼＩ／ｎ
（アンペア）となるが、本発明者らの知見によれば、交
換直後の陽極に流れる電流量はＩ／ｎ（アンペア）より
小さく、その後、時間の経過につれて電流量は次第に増
加し、交換後長時間を経過した陽極にはＩ／ｎ（アンペ
ア）より多い電流が流れる。
で、電槽全体を流れる電流を■（アンペア）、陽極の数
をｎ（個）とすれば、各陽極を流れる電流はほぼＩ／ｎ
（アンペア）となるが、本発明者らの知見によれば、交
換直後の陽極に流れる電流量はＩ／ｎ（アンペア）より
小さく、その後、時間の経過につれて電流量は次第に増
加し、交換後長時間を経過した陽極にはＩ／ｎ（アンペ
ア）より多い電流が流れる。
そして驚くべきことに、交換直後の陽極では陽極効果が
発生まる０、５〜１．５時間前から陽極に流れる電流量
が急激に減少し始める。
発生まる０、５〜１．５時間前から陽極に流れる電流量
が急激に減少し始める。
そして陽極効果発生後陽極に流れる電流量は増加し始め
、０．５〜１．５時間後には再び陽極効果発生前と同様
の電流量増加傾向を示す。
、０．５〜１．５時間後には再び陽極効果発生前と同様
の電流量増加傾向を示す。
例えば第１図は、摺電流１３５ＫＡ、陽極個数１８のプ
リベーク式アルミニウム電解槽において、交換直後の陽
極の陽極棒に電圧計をとりつけ、陽極導電棒の任意の位
置における２点間の電位差を連続的に測定し、陽極交換
後の時間経過と電位差の値の変化との関係を示すもので
ある。
リベーク式アルミニウム電解槽において、交換直後の陽
極の陽極棒に電圧計をとりつけ、陽極導電棒の任意の位
置における２点間の電位差を連続的に測定し、陽極交換
後の時間経過と電位差の値の変化との関係を示すもので
ある。
而して、第１図の電位差値の変化傾向からも明らかなよ
うに、上記のような陽極効果の発生に対し、前もって電
流量の減衰傾向を示す陽極は、交換後５０時間以内の陽
極であって、５０時間を経過した陽極では、陽極効果の
発生に対し、電流量に若干の減衰変化を示すものの、陽
極効果を確実、且つ十分なる時間的余裕をもって予知す
るには不適である。
うに、上記のような陽極効果の発生に対し、前もって電
流量の減衰傾向を示す陽極は、交換後５０時間以内の陽
極であって、５０時間を経過した陽極では、陽極効果の
発生に対し、電流量に若干の減衰変化を示すものの、陽
極効果を確実、且つ十分なる時間的余裕をもって予知す
るには不適である。
従って、本発明において、陽極効果を予知するために使
用される陽極は交換後５０時間以内好ましくは、３０時
間以内のものである。
用される陽極は交換後５０時間以内好ましくは、３０時
間以内のものである。
陽極効果の予知操作は電解槽運転中、連続的に行なうこ
とが望ましいので、交換後５０時間以内の陽極が少くと
も１個は電解槽中に存在するように陽極の交換を行なう
。
とが望ましいので、交換後５０時間以内の陽極が少くと
も１個は電解槽中に存在するように陽極の交換を行なう
。
交換後５０時間以内の陽極において、陽極効果の発生に
より減衰する電流量は電槽全体を流れる電流量、陽極の
個数、陽極の交換後の経過時間、その他電解槽の運転条
件等により異なるが、例えば摺電流１３５ＫＡ、陽極個
数１８個の電解槽により通常の条件で運転を行なった場
合、電流減衰量は陽極交換後１０時間で２．ＯＫＡ、交
換後２０時間で１．８ＫＡ、交換後３５時間で１．ＯＫ
Ａ程度である。
より減衰する電流量は電槽全体を流れる電流量、陽極の
個数、陽極の交換後の経過時間、その他電解槽の運転条
件等により異なるが、例えば摺電流１３５ＫＡ、陽極個
数１８個の電解槽により通常の条件で運転を行なった場
合、電流減衰量は陽極交換後１０時間で２．ＯＫＡ、交
換後２０時間で１．８ＫＡ、交換後３５時間で１．ＯＫ
Ａ程度である。
而して、本発明において、陽極に流れる電流量の減衰変
化に基づいて陽極効果の発生を予知するには、種々の方
法が用いられる。
化に基づいて陽極効果の発生を予知するには、種々の方
法が用いられる。
例えば、前述の如く、摺電流量、陽極個数、運転条件、
陽極交換後の経過時間等を考慮して陽極効果の発生を予
知するための電流減衰量の値を予じめ決定し、電流の減
衰量の値がその一定値を超えたとき、陽極効果の発生を
予知することができる。
陽極交換後の経過時間等を考慮して陽極効果の発生を予
知するための電流減衰量の値を予じめ決定し、電流の減
衰量の値がその一定値を超えたとき、陽極効果の発生を
予知することができる。
本発明において、陽極を流れる電流量を検出する方法と
しては、直後、電流計を用いて陽極導電棒に流れる電流
量を測定すれば良いが、電流値の代りに間接的に電圧値
を測定しても良い。
しては、直後、電流計を用いて陽極導電棒に流れる電流
量を測定すれば良いが、電流値の代りに間接的に電圧値
を測定しても良い。
電圧値を測定するには、陽極導電棒における２点間の電
位差を測定する方法、各陽極導電棒に電流を供給するた
めの給電体と陽極導電棒を給電体に固定するためのクラ
ンプ部との電位差を測定する方法などにより陽極導電棒
乃至陽極に至る任意の位置での電位差を測定すれば良い
。
位差を測定する方法、各陽極導電棒に電流を供給するた
めの給電体と陽極導電棒を給電体に固定するためのクラ
ンプ部との電位差を測定する方法などにより陽極導電棒
乃至陽極に至る任意の位置での電位差を測定すれば良い
。
以上、詳細に説明したように、本発明方法によれば、プ
リベーク式アルミニウム電解槽における陽極効果の発生
を容易且つ確実に予知し、陽極効果発生前に電解浴中の
アルミナ濃度を制御することができるので効率よく電解
槽の運転制御を行なうことが可能である。
リベーク式アルミニウム電解槽における陽極効果の発生
を容易且つ確実に予知し、陽極効果発生前に電解浴中の
アルミナ濃度を制御することができるので効率よく電解
槽の運転制御を行なうことが可能である。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。
本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。
実施例 １
摺電流１３５ＫＡ、陽極個数１８のプリベーク式アルミ
ニウム電解槽において、陽極交換後１６時間および１４
５時間を経過した陽極Ａおよび陽極Ｂにつき、それぞれ
各陽極導電棒に電圧計をとりつけ、３０分または２０分
毎に各陽極棒の２点間における電位差を測定した。
ニウム電解槽において、陽極交換後１６時間および１４
５時間を経過した陽極Ａおよび陽極Ｂにつき、それぞれ
各陽極導電棒に電圧計をとりつけ、３０分または２０分
毎に各陽極棒の２点間における電位差を測定した。
その測定結果を表１に示す。
表１より明らかなように、陽極交換後５α時間以内の新
陽極Ａでは陽極効果発生前８０分から電位差に減衰傾向
が認められ、陽極効果発生時では７、５ ｍ ｖの降下
があった。
陽極Ａでは陽極効果発生前８０分から電位差に減衰傾向
が認められ、陽極効果発生時では７、５ ｍ ｖの降下
があった。
一方、陽極交換後５０時間以上を経過した陽極Ｂでは陽
極効果の発生に対し、電位差の減衰変化は全く認められ
なかった。
極効果の発生に対し、電位差の減衰変化は全く認められ
なかった。
次に、同一の電解槽において、交換直後の新陽極の陽極
棒に同様に電圧計をとりつけ２０分毎に電位差を測定し
た。
棒に同様に電圧計をとりつけ２０分毎に電位差を測定し
た。
電位差の測定値が減衰傾向を示し、且つ、減衰値が５ｍ
ｖ以上になったとき、電解槽の固化浴を破砕してアルミ
ナを電解浴中に供給した。
ｖ以上になったとき、電解槽の固化浴を破砕してアルミ
ナを電解浴中に供給した。
なお、同電解槽において、新陽極が消耗し、交換される
までの日数は約２８日であり、また、陽極の交換は１個
づつ行ない、常に交換後５０時間以内の新陽極が電解槽
に存在するようにした。
までの日数は約２８日であり、また、陽極の交換は１個
づつ行ない、常に交換後５０時間以内の新陽極が電解槽
に存在するようにした。
電圧計は陽極を交換する毎に、新陽極にとりつけ、上記
と同様の操作により３０日間電解槽の運転制御を行なっ
た。
と同様の操作により３０日間電解槽の運転制御を行なっ
た。
その結果、電解槽における陽極効果の発生を防止するこ
とができ、また、底よごれ現象も起らないので、効率よ
く電解槽の運転制御を行なうことが可能であった。
とができ、また、底よごれ現象も起らないので、効率よ
く電解槽の運転制御を行なうことが可能であった。
第１図はプリベーク式アルミニウム電解槽における陽極
の陽極棒上の２点間における電位差を連続的に測定した
結果を示すグラフである。
の陽極棒上の２点間における電位差を連続的に測定した
結果を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 複数個の陽極を有するプリベーク式アルミニウム電
極槽において、交換後５０時間以内の陽極に流れる電流
の値を連続的または間欠的に測定し、測定された電流値
が示す減衰変化に基づいて陽極効果を予知し、電解浴中
のアルミナ濃度を制御することを特徴とするアルミニウ
ム電解槽の制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15952275A JPS5835275B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | アルミニウムデンカイソウノセイギヨホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15952275A JPS5835275B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | アルミニウムデンカイソウノセイギヨホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5282613A JPS5282613A (en) | 1977-07-11 |
| JPS5835275B2 true JPS5835275B2 (ja) | 1983-08-01 |
Family
ID=15695594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15952275A Expired JPS5835275B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | アルミニウムデンカイソウノセイギヨホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835275B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009468A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Auckland Uniservices Limited | Measurement of alumina in reduction pots |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8199023B2 (en) * | 2008-10-15 | 2012-06-12 | Alcoa Inc. | Systems, methods and apparatus for tapping a metal electrolysis cell |
-
1975
- 1975-12-29 JP JP15952275A patent/JPS5835275B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009468A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Auckland Uniservices Limited | Measurement of alumina in reduction pots |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5282613A (en) | 1977-07-11 |
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