Opis wydano drukiem dnia 31 pazdziernika 1963 r. p PAT** O TE KAI .U,-.V-'o ratenlowegoi Ifolstiij Bzeczrpwwlmi i,^ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47501 KI. £fc35z3 KI. internat. C 22 d Zaklady Elektrod Weglowych 1-Maja*) Racibórz, Polska W* */?2 Sposób wytwarzania weglowej masy anodowej do elektrolitycznego otrzymywania aluminium Patent trwa od dnia 18 maja 1962 r.Przy otrzymywaniu metalicznego aluminium przez elektro redukcje tlenku glinu w stopionym elektrolicie, stosuje sie jako anody elektrody ciagle, które w miare upalania sie od dolu, uzupelnia sie mase elektrodowa od góry. Mase elektrodowa anodowa stanowi mieszanina ko¬ ksu naftowego lub pakowego o dobranym uziarnieniu grubszym oraz drobniejszym z do¬ datkiem paku jako lepiszcza. Podczas pracy elektrody przy temperaturze okolo 950°C, pak ulega skoksowaniu i wiaze poszczególne ziarna koksu wchodzace w sklad masy w jednolity blok koksowy. W mysl zasady przyjetej do¬ tychczas w technologii mas elektrodowych, przede wszystkim dazy sie do osiagniecia jak¬ na jlepszej przewodnosci elektrycznej elektrody.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóltwórcami wynalazku sa: Lnz. Józef Molka, inz. Franciszek Pio¬ trowski i inz. Alfons Kost.W tym celu koks wchodzacy do masy elek¬ trodowej poddaje sie dodatkowemu wyzarzaniu w temperaturze np. okolo il3K)K)0C, dzieki czemu przewodnosc tego koksu wzrasta. Podczas elek¬ trolizy zachodzi niepozadane odrywanie sie z powierzchni elektrody ziarn i pylków koksu, ktpre zanieczyszczaja elektrolit i tworza piane powodujaca zaburzenia w elektrolizie oraz spalaja sie nie biorac udzialu w procesie elek- troredukcji. Powoduje to wieksze zuzycie elek¬ trod niz zuzycie teoretyczne wynikajace ze stechiometrycznego wyliczenia ilosci C po¬ trzebnej do przeprowadzenia redukcji.Odrywaniu sie i przechodzeniu do elektro¬ litów fragmentów elektrod poswiecono wiele badan, np. usilowano powiazac te szkodliwa sklonnosc elektrod z ich mikr opór owa toscia lub z uziarnieniem skladników masy elektrodowej.Badanie te nie daly pozytywnego rezultatu w postaci praktycznego sposobu zapobiegania te-mu szkodliwemu zjawisku. Literatura patento¬ wa zawiera rózne wskazówki, które nie zdaly praktycznego egzaminu jak na przyklad wy¬ twarzanie elektrod o specjalnej mikroporowa- tosci przez dodawanie do masy elektrodowej pewnej ilosci drobno zmielonego materialu we- glistego, nie calkowicie skoksowanego tzn. za¬ wierajacego jeszcze skladniki lotne w ilosci powyzej 12%.Stwierdzono, ze wplyw decydujacy na aktyw- noc tworzywa weglowego w procesie elektrolizy ma przede wszystkim temperatura, w której bylo ono wyzarzone. Pak stanowiacy lepiszcze masy elektrodowej ulega koksowaniu w tempe¬ raturze pracy elektrody nie przekraczajacej 91510°. Chcac aby tworzywo wprowadzone do masy elektrodowej jako gotowy koks zacho¬ wywalo sie tak samo jak koks wytworzony z paku stanowiacego lepiszcze, nalezy unikac poddawania tego tworzywa wyzszej temperatu¬ rze niz 960° C.Sposób wedlug wynalazku polega na stoso¬ waniu do masy elektrodowej koksu naftowego i koksu pakowego, z których zaden nie byl poddany uprzednio dzialaniu temperatury wyz¬ szej niz 9&0° C oraz paku jako lepiszcza. Po¬ niewaz procesy wytwarzania koksu naftowego jak równiez wytwarzania koksu pakowego w istocie swej nie wymagaja stosowania tempe¬ ratury przekraczajacej 95K)°C, sposób wedlug wynalazku wymaga przestrzegania, aby oba te skladniki istotnie nie byly poddawane tak wy¬ sokiej temperaturze podczas procesu koksowa¬ nia czy podczas suszenia, a przede wszystkim sposób wedlug wynalazku znosi ogólnie przyje¬ ty proces podwyzszania przewodnosci koksu naftowego badz pakowego przez dodatkowe wyprazanie do temperatury okolo 13iO0°C.Elektroda otrzymana z obu koksów, nafto¬ wego i pakowego, z których zaden nie byl poddany dzialaniu temperatury wyzszej niz 915)0° C, ustepuje elektrodom otrzymanym w znany sposób pod wzgledem przewodnosci elektrycznej, gdyz opdr jej wynosi okolo 1I0KK- 1120 Ohm. mm2/m, w porównaniu z oporem przecietnych elektrod znanych, wynoszacym 910—'100 Ohm . mm2/m. Jednakze straty energe¬ tyczne stad wynikle sa wielokrotnie oplacalne przez unikniecie zaburzen zwiazanych z pow¬ stawaniem piany weglowej na elektrolicie oraz dzieki oszczednosci energii cieplnej i koksu elektrodowego, wynikajacej z pominiecia wtór¬ nego wyzarzania. Ponadto stwierdzono niespo¬ dziewanie, ze elektroda otrzymana w sposób wedlug wynalazku zawierajacego mase bardziej aktywna, przy spalaniu w procesie elektroreduk- cji daje korzystniejszy stosunek dwutlenku do tlenku wegla, przez co wykorzystanie ilosci C do elektroredukcji jest doskonalsze, a zuzycie elektrod zmniejszone.Przyklad II. W mieszalniku o pojemnosci 1 m3 utworzono w podwyzszonej temperaturze w znany sposób mieszanine nastepujacych skladników: Koks pakowy o uziarnieniu 4—2 mm w ilosci 1(70 kg Koks pakowy o uziarieniu M,6mm w ilosci €10 kg Koks pakowy o uziarieniu 0,3^0 mm w ilosci 2310 kg Pak o temperaturze mieknienia 6I5i—®0° w ilosci li90 kg.Koks byl wytworzony w temperaturze 950*+ ;1!00°C. Otrzymano 6150 kg masy elektrodowej, która zastosowano do uzupelniania ciaglych anod przy elektrolitycznym otrzymywaniu alu¬ minium.Przyklad i2. W mieszalniku jak wyzej sporzadzono mieszanine nastepujacych skladni¬ ków: Koks naftowy o uziarnieniu 4—2 mm w ilosci 11710 kg Koks naftowy o uziarnieniu 2MMG mm w ilosci 60 kg Koks naftowy o uziarnieniu <0»,3—(0 mm w ilosci 230 kg Pak o temperaturze mieknienia 85^&0° w ilosci 1(90 kg.Koks byl wytworzony w temperaturze okolo ©OO0, a przed zastosowaniem wyzarzony do¬ datkowo do temperatury okolo 950° C. Otrzy¬ mano 61510 kg masy anodowej zastosowanej jak wyzej.Masa otrzymana w obu przykladach zapew¬ nila bezawaryjny proces elektrolizy. Zwlaszcza stwierdzono równomierne spalanie sie elektrod wytworzonych z tej masy i nie zauwazono od¬ rywania sie z powierzchni elektrody ziarn i pyl¬ ków koksu ani pozostawiania piany na elek¬ trolicie. PL PL