PL161372B1 - Sposób podgrzewania elektrody weglowej w procesie elektrolitycznej rafinacji stopionych soli PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób podgrzewania elektrody weglowej w procesie elektrolitycznej rafinacji stopio- nych soli, gdzie odstep miedzy zanurzajaca sie w cieklym metalu dolna powierzchnia elektrody i dolna krawedzia klosza ochronnego wynosi co najmniej 10 mm, znamienny tym, ze podgrzewa- nia elektrody dokonuje sie bezposrednio w piecu elektrolizerskim, przy czym najpierw elektrode podgrzewa sie nad lustrem cieklego metalu przez 6 do 10 godzin, nastepnie zanurza sie dolna czesc elektrody w cieklym metalu, ale bez bezposredniego kontaktu klosza ochronnego i cieklym metalem nagrzewa sie ja przez 6 do 10 godzin, wreszcie opuszcza sie elektrode az do zanurzenia sie klosza ochronnego w cieklym metalu. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób podgrzewania elektrody węglowej w procesie elektrolitycznej rafinacji stopionych soli, zwłaszcza do trzystopniowej elektrolitycznej rafinacji aluminium.

Do elektrolitycznej rafinacji ciekłego metalu, na przykład do trzystopniowej elektrolitycznej rafinacji aluminium stosuje się zazwyczaj jako katodę elektrody węglowe. Elektrody te są zanurzone bezpośrednio w ciekłym metalu, stanowiącym katodę. Z powodu wysokiej temperatury elektrod i swobodnego dostępu tlenu atmosferycznego węgiel tuż nad powierzchnią elektrolitu ulega silnemu wypaleniu. Przekrój poprzeczny elektrody może przy tym ulec tak znacznemu zmniejszeniu, że dolna część elektrody odłamuje się. Prowadzi to do znacznego zużycia węgla, wynoszącego około 8% pełnej ilości wyprodukowanego metalu. Obniżenie zużycia węgla można uzyskać między innymi przez odpowiednie wstępne podgrzewanie elektrody.

Wyróżnionym kształtem elektrody węglowej jest kształt cylindryczny. Może ona być zastosowana efektywnie jako katoda w metodzie elektrolitycznej rafinacji ciekłego metalu, przy czym nadaje się zwłaszcza jako katoda do trzystopniowej elektrolitycznej rafinacji aluminium. W tym wypadku zużycie węgla, odniesione do ilości wyprodukowanego metalu, może być obniżone do ok. 1%. Dalszymi zaletami wynalazku są - duża trwałość i możliwość wielokrotnego wykorzystania klosza ochronnego, jak również uniknięcie zanieczyszczenia metalu, stanowiącego katodę.

Dotychczas wstępnego podgrzewania elektrody dokonywało się poza piecem elektrolizerskim. Powodowało to duże straty energii i częste uszkodzenia elektrody.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu podgrzewania elektrody węglowej, żeby straty energii były stosunkowo małe i żywotność elektrod żeby została przedłużona. Zgodnie z wynalazkiem cel ten został osiągnięty dzięki temu, że podgrzewania elektrody dokonuje się bezpośrednio w piecu elektrolizerskim, przy czym najpierw elektrodę podgrzewa się nad lustrem ciekłego metalu przez 6 do 10 godzin, następnie zanurza się dolną część elektrody w ciekłym metalu, ale bez bezpośredniego kontaktu klosza ochronnego z ciekłym metalem i nagrzewa się ją przez 6 do 10 godzin, wreszcie opuszcza się elektrodę aż do zanurzenia się klosza ochronnego w ciekłym metalu. Maksymalny odstęp między dolną krawędzią klosza a dolną krawędzią elektrody jest ograniczony grubością warstwy ciekłego metalu, stanowiącego katodę. Odstęp ten, zasadniczo nie powinien być większy od 30 mm.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który pizedstawia elektrodę węglową z ceramicznym kloszem ochronnym w stanie zmontowanym, gotową do użytku.

Elektroda węglowa 1 ma kształt cylindryczny. Od strony doprowadzenia prądu znajduje się miedziany łącznik gwintowany 7, wpojony w elektrodę 1 za pośrednictwem grafitowej masy spajającej 8. Klosz ochronny 2 zbudowany jest z materiału ceramicznego, którego podstawowym składnikiem jest AI2O3 w ilości równej lub przekraczającej 99,7% jego ciężaru całkowitego i całkowitej

161 372 porowatości równej lub mniejszej od 5%. Klosz 2 posiada kształt rury i jest usytuowany wokół elektrody węglowej 1 współosiowo z nią. Na jednym końcu posiada on promieniowy, skierowany ku środkowi, kołnierz 9. Mocowanie klosza ochronnego 2 następuje przez połączenie gwintowe kołnierza 9 i miedzianego łącznika gwintowanego 7 nakrętką 10. Połączenie jest uszczelnione poprzez podkładki naciskowe 11,12 odpornymi termicznie pierścieniami uszczelniającymi 13,14, 15 i masą uszczelniającą 16. Odstęp między płaszczem elektrody 3 i wewnętrzną powierzchnią 4 klosza ochronnego 2 wynosi 1 do 5 mm. Po stronie zanurzającej się w ciekłym metalu, elektroda węglowa 1 wstaje z klosza ochronnego 2. Odległość między dolną powierzchnią 5 elektrody a dolną krawędzią 6 klosza ochronnego wynosi 30 cm.

Przykład wykonania wynalazku. Najpierw elektrodę węglową zamontowuje się w piecu elektrolizerskim, następnie elektrodę podgrzewa się w piecu, nad lustrem ciekłego metalu, przez 6 do 10 godzin, po tym okresie zanurza się dolną część elektrody węglowej w ciekłym metalu i podgrzewa się ją, bez bezpośredniego kontaktu klosza ochronnego z ciekłym metalem, przez 6 do 10 godzin, następnie opuszcza się elektrodę, aż do zanurzenia się klosza ochronnego w ciekłym metalu.

Taki sposób podgrzewania elektrody węglowej pozwala na znaczne obniżenie zużycia energii i znaczne przedłużenie żywotności elektrody.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób podgrzewania elektrody węglowej w procesie elektrolitycznej rafinacji stopionych soli, gdzie odstęp między zanurzającą się w ciekłym metalu dolną powierzchnią elektrody i dolną krawędzią klosza ochronnego wynosi co najmniej 10 mm, znamienny tym, że podgrzewania elektrody dokonuje się bezpośrednio w piecu elektrolizerskim, przy czym najpierw elektrodę podgrzewa się nad lustrem ciekłego metalu przez 6 do 10 godzin, następnie zanurza się dolną część elektrody w ciekłym metalu, ale bez bezpośredniego kontaktu klosza ochronnego i ciekłym metalem i nagrzewa się ją przez 6 do 10 godzin, wreszcie opuszcza się elektrodę aż do zanurzenia się klosza ochronnego w ciekłym metalu.