RU2389827C1

RU2389827C1 - Method for protection of coal graphite aluminium electrolytic cell

Info

Publication number: RU2389827C1
Application number: RU2009107814/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Леонов (RU); Виктор Васильевич Леонов
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-05-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method includes impregnation of coal graphite anode by melt electrolyte. For this purpose in process of electrolysis anode polarity is changed for 10-15 minutes for a day, afterwards anode and cathode are polarised with working current in a regular mode.

EFFECT: increased durability of electrolytic cell and improved technological process.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству алюминия электролизом расплава солей и оксидов с обожженными и самоспекающимися анодами и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции действующих электролизеров.The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely to the production of aluminum by electrolysis of a molten salt and oxide with calcined and self-sintering anodes and can be used in the design of new and reconstruction of existing electrolyzers.

В алюминиевом электролизере с обожженными и самоспекающимися угольными анодами катодом служит углеграфитовая подина, ток к которой подводится через стальные блюмсы, и на подине находится расплавленный алюминий. Выделяющийся при электролизе алюминий собирается на катоде. При этом на аноде выделяется кислород, который окисляет угольный анод, т.е. анод обгорает [Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. - М.: Металлургия, 1971].In an aluminum electrolytic cell with baked and self-sintering carbon anodes, a carbon graphite hearth serves as the cathode, the current to which is supplied through steel blooms, and molten aluminum is located on the hearth. The aluminum released during electrolysis is collected at the cathode. In this case, oxygen is released on the anode, which oxidizes the carbon anode, i.e. anode burns [Metallurgist's Guide to Non-ferrous Metals. Aluminum production. - M .: Metallurgy, 1971].

Недостаток этих электролизеров - большой расход обожженных анодов и анодной массы самоспекающихся анодов.The disadvantage of these electrolyzers is the high consumption of burnt anodes and the anode mass of self-sintering anodes.

При производстве электролитического алюминия обгорание угольного анода сопровождается выделением большого количества вредных угарного и углекислого газов, смолистых веществ, бензопирена и пыли. Для уменьшения этих негативных явлений применяют различные жаростойкие конструкционные материалы [Дубчак Р.В. Совершенствование производства алюминия за рубежом. Цв. металлургия, 1994, №10, 28-33].In the production of electrolytic aluminum, the burning of a carbon anode is accompanied by the release of a large amount of harmful carbon monoxide and carbon dioxide, tarry substances, benzopyrene and dust. To reduce these negative phenomena, various heat-resistant structural materials are used [R. Dubchak Improving the production of aluminum abroad. Col. metallurgy, 1994, No. 10, 28-33].

Недостаток этой технологии в том, что требуется применение дорогостоящих новых материалов и, кроме того, они загрязняют получающийся электролитический алюминий.The disadvantage of this technology is that it requires the use of expensive new materials and, in addition, they pollute the resulting electrolytic aluminum.

Задачей изобретения является повышение долговечности электролизера и улучшение технологического процесса.The objective of the invention is to increase the durability of the cell and the improvement of the process.

Достигается это периодическим изменением полярности анодов и катодов на электролизере. При нормальной работе катод заряжен отрицательно, а анод - положительно.This is achieved by periodically changing the polarity of the anodes and cathodes on the cell. During normal operation, the cathode is negatively charged, and the anode is positively charged.

В алюминиевых электролизерах анод углеграфитовый обгорает выделяющимся кислородом. Наши опыты показали, что углеграфитовое изделие значительно меньше обгорает на воздухе и в кислороде, если оно пропитано различными солями. Пропитка углеграфитового изделия из водных растворов и расплавов солей происходит в том случае, когда к углеграфиту подключен отрицательный электрический потенциал. В этом случае пропитка происходит на глубину 30-40 мм за 10 минут. Такая глубина пропитки меньше толщины 20-25 мм обгорания снизу угольного анода за сутки работы электролизера. Эту особенность предлагаем применить на промышленных алюминиевых электролизерах. Например, изменив на электролизере полярность на несколько минут в сутки, растворив немного алюминия с катода, пропитывается электролитом первоначальный углеграфитовый анод, и далее при нормальной полярности будет медленнее окисляться на рабочей поверхности, при этом увеличится срок службы анода и уменьшится его расход на тонну алюминия.In aluminum electrolyzers, the carbon-graphite anode burns with the released oxygen. Our experiments showed that a carbon-graphite product burns much less in air and in oxygen, if it is saturated with various salts. Impregnation of a carbon graphite product from aqueous solutions and molten salts occurs when a negative electrical potential is connected to carbon graphite. In this case, the impregnation occurs to a depth of 30-40 mm in 10 minutes. This depth of impregnation is less than the thickness of 20-25 mm of burning from the bottom of the carbon anode per day of operation of the electrolyzer. We propose to use this feature on industrial aluminum electrolysis cells. For example, by changing the polarity on the electrolyzer for several minutes a day, dissolving a little aluminum from the cathode, the initial carbon-graphite anode is impregnated with electrolyte, and then with normal polarity it will oxidize more slowly on the working surface, while the anode life will increase and its consumption per ton of aluminum will decrease.

Способ проверили на лабораторном электролизере и получили уменьшение обгорания угольного анода на 5%, если полярность меняли на 10 минут через 24 часа работы электролизера. Изменение полярности на электролизере на 10 мин в сутки оказалось достаточным, чтобы уменьшить обгорание угольного анода.The method was tested on a laboratory electrolyzer and a decrease in burning of the carbon anode by 5% was obtained if the polarity was changed by 10 minutes after 24 hours of operation of the electrolyzer. A change in polarity on the electrolyzer by 10 min per day was sufficient to reduce the burning of the carbon anode.

Claims

A method of protecting a carbon-graphite anode of an aluminum electrolyzer by impregnating it with molten electrolyte, characterized in that the impregnation is carried out during the electrolysis by changing the polarity of the anode for 10-15 minutes during the day, after which the anode and cathode of the electrolyzer are polarized with a working current in the normal mode.