RU2415972C2 - Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser - Google Patents
Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415972C2 RU2415972C2 RU2009106900/02A RU2009106900A RU2415972C2 RU 2415972 C2 RU2415972 C2 RU 2415972C2 RU 2009106900/02 A RU2009106900/02 A RU 2009106900/02A RU 2009106900 A RU2009106900 A RU 2009106900A RU 2415972 C2 RU2415972 C2 RU 2415972C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- mass
- anode mass
- production
- aluminum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.The present invention relates to the field of aluminum production by electrolysis of molten salts, in particular the production of the anode mass to form a self-burning anode of an aluminum electrolyzer, and can be used in the production of calcined anodes for the same purposes.
Сырьем для производства анодной массы и обожженных анодов служат электродные каменноугольные пеки и электродные коксы (нефтяные или пековые). Выбор этих видов сырья является неслучайным.The raw materials for the production of the anode mass and calcined anodes are electrode coal pitches and electrode cokes (oil or pitch). The choice of these types of raw materials is not accidental.
Во-первых, они обладают низкой зольностью (менее 0,5%), что особенно важно при электролитическом получении алюминия. Известно, что вредные металлические примеси: железо, кремний, медь, цинк и другие - полностью переходят в электролитический алюминий, снижая его качество.Firstly, they have a low ash content (less than 0.5%), which is especially important in the electrolytic production of aluminum. It is known that harmful metallic impurities: iron, silicon, copper, zinc and others - completely turn into electrolytic aluminum, reducing its quality.
Во-вторых, анод, образованный из этих материалов, обладает высокой электропроводностью, без чего невозможен подвод тока к зоне электрохимической реакции.Secondly, the anode formed from these materials has high electrical conductivity, without which it is impossible to supply current to the zone of the electrochemical reaction.
В-третьих, комбинация твердого кокса (наполнителя) и жидкого пека (связующего) позволяет формировать композиционную структуру, физико-механические свойства которой после спекания существенно превосходят как свойства кокса, так и пека по отдельности.Thirdly, the combination of solid coke (filler) and liquid pitch (binder) allows the formation of a composite structure, the physical and mechanical properties of which after sintering significantly exceed both the properties of coke and pitch separately.
В-четвертых, эти материалы после термообработки обладают исключительно высокими термостойкими свойствами, достаточными для работы в химически агрессивной среде при температуре 950-1000°С.Fourth, these materials after heat treatment have extremely high heat-resistant properties, sufficient for operation in a chemically aggressive environment at a temperature of 950-1000 ° C.
Следует отметить, что правильный подбор исходных материалов (пеков и коксов) является наиболее сложной задачей подготовки производства. Основные свойства коксов и пеков в значительной степени зависят от того, из каких продуктов нефтепереработки или коксохимии они получены. Многие структурно-химические особенности исходных продуктов принципиально сохраняются по всей цепи превращений - от первичных смол, тяжелых остатков нефтепереработки и т. д. до анодной массы и далее вплоть до формирования качественных характеристик анодов.It should be noted that the correct selection of starting materials (pitch and coke) is the most difficult task of production preparation. The basic properties of coke and pitch substantially depend on which oil products or coke chemistry they are derived from. Many structural and chemical characteristics of the starting products are fundamentally preserved along the entire chain of transformations - from primary resins, heavy oil refining residues, etc., to the anode mass, and then up to the formation of qualitative characteristics of the anodes.
Надежная оценка качества пека является сложной научной и технологической задачей. Сложная структура и огромное количество химических соединений, входящих в состав пека, затрудняют его точное техническое специфицирование. Отличительной особенностью каменноугольных пеков является наличие в их структуре конденсированных ароматических углеводородов. Простейшим их представителем является бензол, условно обозначаемый в виде бензольного кольца. При высокой температуре химические соединения, состоящие из двух или нескольких бензольных колец, объединяются в соединения трех-, пятикольчатые и более. Этот процесс называют конденсацией или уплотнением структуры пека.Reliable assessment of pitch quality is a complex scientific and technological challenge. The complex structure and the huge amount of chemical compounds that make up the pitch make it difficult to accurately specify it. A distinctive feature of coal tar pitch is the presence in their structure of condensed aromatic hydrocarbons. Their simplest representative is benzene, conventionally designated as a benzene ring. At high temperature, chemical compounds consisting of two or more benzene rings combine into three-, five-ring, and more. This process is called condensation or compaction of the pitch structure.
При коксовании (поликонденсации) этих соединений происходит образование коксовой структуры, подобной кристаллической решетки графита, но с большим числом дефектов и отклонений от систематического строения.During coking (polycondensation) of these compounds, the formation of a coke structure similar to the crystal lattice of graphite, but with a large number of defects and deviations from the systematic structure.
Именно высокомолекулярные ароматические соединения имеют способность к коксованию и они являются, если можно так выразиться, «высокотемпературным склеивающим или цементирующим веществом».It is high molecular weight aromatic compounds that are capable of coking and they are, so to speak, “high-temperature adhesive or cementitious substance”.
Качество электродного связующего в значительной степени определяет структуру и свойства конечных материалов. При непосредственном участии связующего идут сложные физико-химические процессы на переделах смешения массы, прессования и обжига. Связующее выполняет при этом разнообразные функции, главным из которых являются пластификация и спекание.The quality of the electrode binder largely determines the structure and properties of the final materials. With the direct participation of the binder, complex physicochemical processes take place at the stages of mass mixing, pressing and firing. The binder performs various functions, the main of which are plasticization and sintering.
Ввиду сложности технологического назначения каменноугольный пек при использовании его в качестве электродного связующего характеризуется большим количеством показателей: групповым составом, выходом кокса и летучих веществ, температурой размягчения, вязкостью и др.Due to the complexity of the technological purpose, coal tar pitch when used as an electrode binder is characterized by a large number of indicators: group composition, coke and volatiles yield, softening temperature, viscosity, etc.
Многообразие функций, выполняемых связующим материалом при производстве анодной массы, обуславливает высокие требования к качеству и стабильности пека.The variety of functions performed by the binder material in the production of the anode mass determines high demands on the quality and stability of the pitch.
Многими отечественными и зарубежными исследователями изучался вопрос о возможности улучшить свойства анодной массы и анодов путем введения в рецептуру химически активных веществ.Many domestic and foreign researchers have studied the question of the possibility of improving the properties of the anode mass and anodes by introducing chemically active substances into the formulation.
В зависимости от химического строения и характера воздействия того или иного реагента определены три группы веществ, которые потенциально могут быть использованы в анодном производстве:Depending on the chemical structure and nature of the impact of a particular reagent, three groups of substances are identified that can potentially be used in anode production:
- поверхностно-активные вещества (ПАВ);- surface-active substances (surfactants);
- конденсирующие и окисляющие вещества;- condensing and oxidizing substances;
- ингибирующие вещества.- inhibitory substances.
Введение в качестве добавок ПАВ снижает поверхностное натяжение и вязкость электродных пеков. Роль ПАВ проявляется также в гидрофилизации поверхности углеродных материалов. Использование ПАВ должно быть наиболее результативно для пеков с высокой температурой размягчения, т.е. в случае, когда адгезионная активность связующего недостаточна. ПАВ анионоактивные, катионоактивные и неионогенные также влияют на свойства пеков.The introduction of surfactants as additives reduces the surface tension and viscosity of electrode rods. The role of surfactants is also manifested in the hydrophilization of the surface of carbon materials. The use of surfactants should be most effective for pitch with a high softening point, i.e. in the case when the adhesive activity of the binder is insufficient. Surfactants anionic, cationic and nonionic also affect the properties of the pitch.
Конденсирующие и окисляющие добавки направлены на регулирование (катализ и инициирование) скорости реакции в процессе коксования пеков. Для инициирования реакции конденсации можно использовать соединения металлов переменной валентности.Condensing and oxidizing additives are aimed at regulating (catalysis and initiation) the reaction rate in the process of pitch coking. To initiate the condensation reaction, metal compounds of variable valency can be used.
Ингибиторы - вещества, тормозящие химические процессы. Применение их в производстве анодной массы направлено на торможение процесса окисления анода анодными газами и кислородом воздуха. Наиболее ярковыраженными ингибиторами являются борная кислота и фтористый алюминий. Именно эти вещества прошли широкие промышленные испытания. Наиболее известна и применяется на практике в электродной промышленности добавка соединения бора: борной кислоты Н3ВО3 или оксида бора В2О3 и др. Соединения бора являются сильнейшими ингибиторами (замедлителями) реакции окисления углерода.Inhibitors are substances that inhibit chemical processes. Their use in the production of the anode mass is aimed at inhibiting the oxidation of the anode by anode gases and atmospheric oxygen. The most pronounced inhibitors are boric acid and aluminum fluoride. These substances have passed extensive industrial tests. The best known and used in practice in the electrode industry is the addition of boron compounds: boric acid H 3 BO 3 or boron oxide B 2 O 3 and others. Boron compounds are the strongest inhibitors (retarders) of the carbon oxidation reaction.
Ингибиторы (от лат. inhibeo - задерживаю) в химии - вещества, тормозящие химические процессы, например коррозию, полимеризацию, окисление и т.д., см. Политехнический словарь, изд-во «Советская энциклопедия», Москва, 1989 г., стр.192.Inhibitors (from Lat. Inhibeo - I detain) in chemistry - substances that inhibit chemical processes, such as corrosion, polymerization, oxidation, etc., see the Polytechnical Dictionary, Sovetskaya Encyclopedia Publishing House, Moscow, 1989, pp. .192.
Механизм воздействия бора на процесс окисления электрода еще недостаточно изучен и не найдено однозначной трактовки этого процесса. Однако очевидно, что атомы бора блокируют активные центры углеродной решетки и препятствуют или тормозят образование промежуточных оксидов и далее переход их в диоксид углерода.The mechanism of the effect of boron on the process of electrode oxidation has not yet been adequately studied and no unambiguous interpretation of this process has been found. However, it is obvious that boron atoms block the active centers of the carbon lattice and inhibit or inhibit the formation of intermediate oxides and their subsequent transition to carbon dioxide.
К сожалению, использование добавок бора не находит дальнейшего развития в алюминиевой промышленности, что свидетельствует о несовершенстве технологии их применения. Так, например, соединения бора вводят в объем всей анодной массы. При этом частицы угольной пены, осыпавшиеся из анода, будучи легированным бором, естественным путем в аноде не окисляются и накапливаются в виде пены. Следовательно, введение бора в состав анодной массы нерационально.Unfortunately, the use of boron additives does not find further development in the aluminum industry, which indicates the imperfection of the technology of their application. So, for example, boron compounds are introduced into the volume of the entire anode mass. In this case, the particles of coal foam, crumbled from the anode, being doped with boron, do not oxidize naturally in the anode and accumulate in the form of foam. Consequently, the introduction of boron into the composition of the anode mass is irrational.
Известна конструкция кожуха самообжигаюшегося анода алюминиевого электролизера, использование которой обеспечивает возможность формирования анода из различной по составу анодной массы. По периферии анода между стенкой кожуха и перегородкой загружают анодную массу с добавкой борного ангидрида в количестве 1 % от веса связующего, а в центральную часть анода - обычную анодную массу (А.с. СССР 298689, С25D 3/02, 1971 г.). При использовании этого решения достигается частичное снижение расхода анодной массы и снижение падения напряжения в аноде, но не повышаются необходимые физико-технические показатели анодного массива в целом. Кроме того, такая локальная загрузка в анод борсодержащей анодной массы усложняет технологический процесс и обслуживание электролизера.The known design of the casing of the self-baking anode of an aluminum electrolyzer, the use of which provides the possibility of forming the anode from a different composition of the anode mass. At the periphery of the anode, between the casing wall and the partition, the anode mass is added with the addition of boric anhydride in an amount of 1% by weight of the binder, and the usual anode mass is added to the central part of the anode (A.S. USSR 298689, C25D 3/02, 1971). When using this solution, a partial decrease in the consumption of the anode mass and a decrease in the voltage drop in the anode are achieved, but the necessary physical and technical parameters of the anode array as a whole are not increased. In addition, such a local loading of a boron-containing anode mass into the anode complicates the process and maintenance of the cell.
Известен способ изготовления электродов алюминиевых электролизеров по а.с. №933808, МПК С25С 3/06 от 02.06.1980 г., включающий смешение кокса со связующим, введение неорганической добавки, в качестве которой используют смесь борной кислоты и алюминиевого порошка в соотношении (0,15-0,3)-(5,0-1,0) и последующий обжиг сырой массы.A known method for the manufacture of electrodes of aluminum electrolytic cells by AS No. 933808, IPC С25С 3/06 dated 06/02/1980, including mixing coke with a binder, introducing an inorganic additive, which is used as a mixture of boric acid and aluminum powder in the ratio (0.15-0.3) - (5, 0-1.0) and subsequent roasting of the wet mass.
Известен способ предохранения угольных анодов алюминиевых электролизеров, заключающийся в добавке к сырой электродной массе соединений бора с последующим тщательным перемешиванием компонентов смеси. В качестве упомянутых веществ предлагается использовать борную кислоту, борат щелочного металла, борат аммония или органическое соединение бора. Добавку вводят в количестве 0,2-0,5% от веса электродной массы (Патент Италии 576151, С22D).A known method of protecting the carbon anodes of aluminum electrolytic cells, which consists in adding to the wet electrode mass of boron compounds, followed by thorough mixing of the components of the mixture. As the mentioned substances, it is proposed to use boric acid, an alkali metal borate, ammonium borate or an organic boron compound. The additive is introduced in an amount of 0.2-0.5% by weight of the electrode mass (Italian Patent 576151, C22D).
Известные решения обеспечивают сокращение расхода анодной массы за счет снижения окисляемое и осыпаемости анода, улучшают электропроводность, достигается очистка алюминия-сырца от примесей тяжелых металлов, осаждение продуктов этой очистки на подине в виде диборидов титана, ванадия, хрома. Вместе с тем, избыток бора в виде оксидов в электролите снижает выход по току, увеличивается расход электроэнергии, а высаживание диборидов на подине не обеспечивает создания и поддержания устойчивости покрытия.Known solutions provide a reduction in the consumption of the anode mass by reducing the oxidizable and crumbling of the anode, improve electrical conductivity, purify raw aluminum from impurities of heavy metals, and precipitate the products of this purification on the bottom in the form of titanium, vanadium, chromium diborides. At the same time, an excess of boron in the form of oxides in the electrolyte reduces the current efficiency, increases the energy consumption, and the planting of diborides on the bottom does not ensure the creation and maintenance of coating stability.
Известны данные об изготовлении и промышленных испытаниях обожженных анодов из электродной массы с содержанием борной кислоты 0,5-2,0% (Сенин В.Н., Свердлин В.А., Лещинский Р.Т., Семаков И.А., Нахалов С.А., Максимов А.А. «Цветные металлы», 1990 г., 9, с. 50-54).Known data on the manufacture and industrial testing of calcined anodes from electrode mass with a boric acid content of 0.5-2.0% (Senin V.N., Sverdlin V.A., Leshchinsky R.T., Semakov I.A., Nakhalov S.A., Maksimov A.A. “Non-ferrous metals”, 1990, 9, p. 50-54).
Результаты испытаний показали, что оптимальной добавкой борной кислоты в обожженных анодах является 0,55 от массы анодов. Повышается качество металла за счет снижения примесей титана и ванадия, снижается расход анода за счет снижения окисляемости и осыпаемости анодов, однако, избыток бора в виде оксида, переходящий в электролит, повышает его электросопротивление (снижает электропроводность). Снижается выход по току, увеличивается расход электроэнергии.The test results showed that the optimal addition of boric acid in the calcined anodes is 0.55 by weight of the anodes. The quality of the metal increases due to a decrease in titanium and vanadium impurities, the anode consumption decreases due to a decrease in the oxidizability and crumble of the anodes, however, an excess of boron in the form of oxide, which transfers to the electrolyte, increases its electrical resistance (reduces electrical conductivity). The current efficiency is reduced, the energy consumption is increased.
Известна анодная масса для формирования вторичного анода в электролизере для получения алюминия, содержащая коксовую шихту, каменноугольный пек и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known anode mass for forming a secondary anode in an electrolytic cell for producing aluminum, containing coke charge, coal tar pitch and boric acid in the following ratio of components, wt.%:
Каменноугольный пек 40-45Coal tar pitch 40-45
Борная кислота 1-3Boric acid 1-3
Коксовая шихта остальное (А.с. СССР 1498824, С25С 3/17, 1987 г.).Coke charge the rest (A.S. USSR 1498824, С25С 3/17, 1987).
Известное решение направлено на локальное повышение качества анодного массива (формирование вторичного анода загрузкой борсодержащей анодной массы в подштыревые отверстия).The known solution is aimed at local improvement in the quality of the anode array (formation of a secondary anode by loading a boron-containing anode mass into the pin holes).
К недостаткам данного решения следует отнести:The disadvantages of this solution include:
- при использовании этого решения достигается частичное снижение расхода анодной массы и снижение падения напряжения в аноде, но не повышаются необходимые физико-технические показатели анодного массива в целом;- when using this solution, a partial decrease in the consumption of the anode mass and a decrease in the voltage drop in the anode are achieved, but the necessary physical and technical parameters of the anode array as a whole do not increase;
- введение неорганических добавок в виде бора, по существу вредных для электролиза алюминия.- the introduction of inorganic additives in the form of boron, essentially harmful to the electrolysis of aluminum.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса электролитического производства алюминия.The task of the invention is to increase the technical and economic indicators of the process of electrolytic production of aluminum.
Техническим результатом предложения является повышение качества анода алюминиевого электролизера за счет снижения реакционной способности его в токе СО2 и, как следствие, снижение расхода анодной массы и удельного электросопротивления.The technical result of the proposal is to improve the quality of the anode of an aluminum electrolyzer by reducing its reactivity in a stream of CO 2 and, as a result, reducing the consumption of the anode mass and electrical resistivity.
Технический результат достигается тем, что в способе производства анодной массы для самообжигающегося анода алюминиевого электролизнра, включающем введение в анодную массу ингибирующей добавки, в сырую анодную массу вводят ингибирующую добавку в количестве 0,5-20 мас.% в виде отхода этиленового производства - тяжелой смолы пиролиза углеводородов нефтяного происхождения, представляющей собой вязкую жидкость с плотностью при 20°С не более 1,04 г/см3, содержащую ароматические углеводороды С6 и выше и не менее 25 мас.% нафталина и метилнафталина.The technical result is achieved by the fact that in the method for the production of the anode mass for the self-burning anode of an aluminum electrowire including the introduction of an inhibitory additive into the anode mass, an inhibitory additive is introduced into the crude anode mass in an amount of 0.5-20 wt.% In the form of a waste of ethylene production - heavy resin pyrolysis of hydrocarbons of petroleum origin, which is a viscous liquid with a density at 20 ° C of not more than 1.04 g / cm 3 containing aromatic hydrocarbons of C 6 and higher and at least 25 wt.% naphthalene and methylnaphthalene .
Техническая сущность поясняется, как уже говорилось выше, при использовании ингибиторов в виде борсодержащих соединений, подаваемых в сырую анодную массу, эти борсодержащие соединения в дальнейшем постоянно накапливаются в электролите в виде оксидов, снижая выход по току, а высаживание диборидов на подине электролизера не обеспечивает создание и поддержание устойчивого покрытия.The technical nature is explained, as mentioned above, when using inhibitors in the form of boron-containing compounds supplied to the crude anode mass, these boron-containing compounds in the future constantly accumulate in the electrolyte in the form of oxides, reducing the current efficiency, and the precipitation of diborides on the bottom of the cell does not provide and maintaining sustainable coverage.
При всех достоинствах известных решений использования в анодной массе ингибитора - борсодержащих добавок, они обладают самым главным недостатком, а именно:With all the advantages of the known solutions for using an inhibitor — boron-containing additives — in the anode mass, they have the most important drawback, namely:
- введением в процесс электролиза алюминия неорганических добавок в виде бора, загрязняющих алюминий и т.д.- the introduction of inorganic additives in the form of boron into the electrolysis process of aluminum, polluting aluminum, etc.
Использование же ингибитора - тяжелой смолы пиролиза углеводородов позволяет избавиться от вредных неорганических добавок в производстве алюминия.The use of an inhibitor, a heavy hydrocarbon pyrolysis resin, allows one to get rid of harmful inorganic additives in the production of aluminum.
Общие сведения по тяжелой смоле пиролиза.General information on heavy pyrolysis resin.
Тяжелая смола пиролиза углеводородов является отходом этиленового производства, являющегося попутным продуктом, получаемым при пиролизе бензинового или смеси бензинового и газового сырья. Она представляет собой смесь алкил- и алкенилароматических углеводородов с двумя и более циклами, олигомеров алкенилароматических углеводородов и некоторого количества асфальтенов и других высокомолекулярных соединений. Тяжелая смола пиролиза выделяется при ступенчатой конденсации парогазовой смеси продуктов пиролиза, выходящей из печи. Преобладающая часть углеводородов тяжелой смолы выкипает при температуре выше 200°С. Тяжелая смола пиролиза характеризуется сложным химическим составом, наличием большого числа высоко и близкокипящих конденсированных ароматических углеводородов с алкильными заместителями, термически нестойких олигомеров ароматического характера. До настоящего времени количественно идентифицировано только около 50% общего числа компонентов, содержащихся в тяжелой смоле пиролиза. Смола пиролиза представляет собой вязкую жидкость с плотностью при 20°С не более 1,04 г/см3 со специфическим запахом, содержащую ароматические углеводороды С6 и выше, в том числе нафталина и метилнафталинов не менее 25% (по массе), и относится к малотоксичным соединениям. Отход этиленового производства - тяжелая смола пиролиза углеводородов применяется в народном хозяйстве в производстве технического углерода, тяжелых нефтеполимерных смол. суперпластификаторов бетонов, в качестве компонента котельного топлива. Ранее тяжелая смола пиролиза углеводородов нефтяного происхождения не применялась в составе анодной массы в качестве ингибитора.The heavy hydrocarbon pyrolysis resin is a waste product of ethylene production, which is a by-product obtained from the pyrolysis of gasoline or a mixture of gasoline and gas feedstocks. It is a mixture of alkyl and alkenyl aromatic hydrocarbons with two or more cycles, oligomers of alkenyl aromatic hydrocarbons and a certain amount of asphaltenes and other high molecular weight compounds. A heavy pyrolysis resin is released during the stepwise condensation of a vapor-gas mixture of pyrolysis products leaving the furnace. The predominant part of the heavy tar hydrocarbons boils at temperatures above 200 ° C. The heavy pyrolysis resin is characterized by a complex chemical composition, the presence of a large number of high and short-boiling condensed aromatic hydrocarbons with alkyl substituents, thermally unstable aromatic oligomers. To date, only about 50% of the total number of components contained in the heavy pyrolysis resin have been quantified. The pyrolysis resin is a viscous liquid with a density at 20 ° C of not more than 1.04 g / cm 3 with a specific odor containing aromatic hydrocarbons of C 6 and higher, including naphthalene and methylnaphthalene at least 25% (by weight), and refers to low toxic compounds. Ethylene production waste - a heavy hydrocarbon pyrolysis resin is used in the national economy in the production of carbon black, heavy petroleum polymer resins. superplasticizers of concrete, as a component of boiler fuel. Previously, a heavy resin of pyrolysis of hydrocarbons of petroleum origin was not used as an inhibitor in the composition of the anode mass.
Дополнительным преимуществом использования тяжелой смолы пиролиза является то, что она выступает не только в качестве ингибитора, но и в качестве пластификатора (мягчителя), а это значит, что в процессе приготовления сырой анодной массы требуется меньше энергозатрат на ее приготовление на стадии перемешивания за счет более низкой вязкости смеси каменноугольного пека и смолы пиролиза, что влечет за собой закономерное увеличение коэффициента текучести анодной массы.An additional advantage of using heavy pyrolysis resin is that it acts not only as an inhibitor, but also as a plasticizer (softener), which means that in the preparation of the crude anode mass less energy is required for its preparation at the mixing stage due to more low viscosity of a mixture of coal tar pitch and pyrolysis resin, which entails a natural increase in the coefficient of fluidity of the anode mass.
Основное отличие предлагаемых технических решений от прототипа по а.с. №1498824 является:The main difference between the proposed technical solutions from the prototype as. No. 1498824 is:
- применение тяжелой смолы пиролиза углеводородов нефтяного происхождения в качестве ингибитора для анодной массы - вещества, тормозящего процесс окисления анода анодными газами и кислородом воздуха в процессе производства алюминия.- the use of a heavy resin of pyrolysis of hydrocarbons of petroleum origin as an inhibitor for the anode mass - a substance that inhibits the oxidation of the anode by anode gases and oxygen in the process of aluminum production.
В этом заключается соответствие технического решения критерию изобретения «новизна». При сравнении предлагаемого технического решения не только с прототипом, но и другими решениями в этой области из патентной и научно-технической информации не выявлено аналогичного технического решения.This is the conformity of the technical solution to the criteria of the invention of "novelty." When comparing the proposed technical solution not only with the prototype, but also with other solutions in this area, no similar technical solution was revealed from the patent and scientific and technical information.
Данное техническое решение позволяет:This technical solution allows you to:
- снизить расход анодной массы до 8 кг/т А1;- reduce the consumption of the anode mass to 8 kg / t A1;
- увеличить коэффициент текучести анодной массы с 1,4 отн. ед. до 1,9 отн, ед. за счет пластифицирующей способности тяжелой смолы пиролиза;- increase the coefficient of fluidity of the anode mass from 1.4 Rel. units up to 1.9 rel. due to the plasticizing ability of heavy pyrolysis resin;
- снизить удельное электросопротивление анодной массы до 70 мкОм·м;- reduce the electrical resistivity of the anode mass to 70 μOhm · m;
- снизить реакционную способность в токе СО2 до 36 мг/см2·ч.;- reduce reactivity in a stream of CO 2 to 36 mg / cm 2 · h .;
- увеличить выход по току при производстве алюминия в среднем до 0,8% за счет исключения неорганических соединений в виде борсодержащих компонентов, вредных для электролиза алюминия;- increase the current efficiency in aluminum production to an average of 0.8% due to the exclusion of inorganic compounds in the form of boron-containing components harmful to aluminum electrolysis;
- снизить содержание бенз(а)пирена в анодной массе в 1,5-1,7 раза, тем самым повысив экологическую чистоту алюминиевого производства. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяют достичь технико-экономический результат более высокого уровня по сравнению не только с прототипом, но и с другими решениями в этой области. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что техническое решение соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».- reduce the content of benz (a) pyrene in the anode mass by 1.5-1.7 times, thereby increasing the environmental friendliness of aluminum production. Thus, the proposed technical solution allows to achieve a technical and economic result of a higher level in comparison not only with the prototype, but also with other solutions in this area. Based on the foregoing, we can conclude that the technical solution meets the criteria of the invention of "inventive step".
Пример приготовления анодной массы.An example of the preparation of the anode mass.
Коксовый материал согласно заданному составу (обычно используемому на заводах) при помощи дозаторов дозируется в заданном соотношении в сборный шнек, где тщательно перемешивается и затем подается в подогреватель. После этого коксовый материал подается в смеситель. В смеситель также подается каменноугольный пек, смешанный с тяжелой смолой пиролиза. В смесители все перемешивается и на выходе из него анодную массу формируют и после ее охлаждения на водоохлаждаемом конвейере направляют на склад готовой продукции и затем в цеха электролиза.Coke material according to a given composition (usually used in factories) is dispensed using batchers in a predetermined ratio into a collection screw, where it is thoroughly mixed and then fed to the heater. After that, coke material is fed into the mixer. Coal pitch mixed with heavy pyrolysis resin is also fed into the mixer. Everything is mixed in the mixers and at the exit from it the anode mass is formed and after it is cooled on a water-cooled conveyor, it is sent to the finished product warehouse and then to the electrolysis workshop.
Были проведены испытания с использованием тяжелой смолы пиролиза в анодной массе с фиксацией ее реакционной способности в токе СО2 (разрушаемость) - главным показателем, связанным с расходом анода в процессе производства алюминия. При содержании в анодной массе тяжелой смолы пиролиза в мас.% 0,5-20 реакционная способность в токе CO2 колебалась в пределах 44~35 мг/см2·ч. По прототипу при использовании борсодержащих соединений реакционная способность составляла 50-53 мг/см2·ч.Tests were carried out using a heavy pyrolysis resin in the anode mass with fixation of its reactivity in a stream of CO 2 (destructible) - the main indicator associated with the consumption of the anode in the process of aluminum production. When the content in the anode mass of a heavy pyrolysis resin in wt.% 0.5-20 reactivity in a stream of CO 2 ranged from 44 ~ 35 mg / cm 2 · h According to the prototype when using boron-containing compounds, the reactivity was 50-53 mg / cm 2 · h
Промышленные испытания проводились на Иркутском алюминиевом заводе. Результаты испытаний отражены в таблице.Industrial tests were carried out at the Irkutsk aluminum plant. The test results are shown in the table.
В настоящее время выполнен детальный проект по реализации тяжелой смолы пиролиза для анодной массы в объеме 115067 тонн в год для условий Иркутского алюминиевого завода.Currently, a detailed project has been completed on the implementation of a heavy pyrolysis resin for the anode mass in the amount of 115067 tons per year for the conditions of the Irkutsk aluminum plant.
Ожидаемый экономический эффект составит 23000 тыс. руб. в год.The expected economic effect will be 23,000 thousand rubles. in year.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106900/02A RU2415972C2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106900/02A RU2415972C2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009106900A RU2009106900A (en) | 2010-09-10 |
| RU2415972C2 true RU2415972C2 (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=42799979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009106900/02A RU2415972C2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2415972C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA022514B1 (en) * | 2012-03-12 | 2016-01-29 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of producing binder for electrode mass |
-
2009
- 2009-02-26 RU RU2009106900/02A patent/RU2415972C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA022514B1 (en) * | 2012-03-12 | 2016-01-29 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of producing binder for electrode mass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009106900A (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2018511671A (en) | Pyrolytic oil and methods and equipment for its production | |
| RU2546268C2 (en) | Carbon article, method of producing carbon article and use thereof | |
| CN106278266A (en) | Preparation method for the needle coke of low cte graphite electrodes | |
| RU2343133C2 (en) | Coke reinforced with carbon fibre, obtained on retarded coking installation | |
| Elkasabi et al. | Renewable biomass-derived coke with texture suitable for aluminum smelting anodes | |
| Islam et al. | Valorization of solid tire wastes available in Bangladesh by thermal treatment | |
| RU2397276C1 (en) | Anode mass for forming self-calcinating anode of aluminium electrolytic cell | |
| RU2415972C2 (en) | Inhibitor for anode mass of self-baking anode of aluminium electrolyser | |
| CN104651011A (en) | Method for catalyzing deep desulfurization of high sulfur petroleum coke by using alkali carbonate | |
| Cui et al. | Effect of Ni–Co ternary molten salt catalysts on coal catalytic pyrolysis process | |
| Doshlov et al. | Producing anode binders by compounding | |
| RU2699604C1 (en) | Aluminum production method by electrolysis of molten salts | |
| CN104178767B (en) | A kind of coking chemical waste water pyrolysis coal gas corrosion inhibiter and preparation method thereof | |
| RU2569355C1 (en) | Method for obtaining oil-coal tar pitch | |
| RU2698833C1 (en) | Method of processing fuel oil | |
| RU2729803C1 (en) | Method of producing petroleum-and-carbon coal binder | |
| Wasielewski et al. | Industrial utilization of spent ion-exchange resin in the coke battery | |
| RU2586139C1 (en) | Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom | |
| SU995704A3 (en) | Carbonaceous composition for connecting carbon blocks in aluminium electrolyzer | |
| Kolmakov et al. | Environmental aspect of storage of acid tars and their utilization in commercial petroleum products | |
| RU2502783C1 (en) | Thermochemical processing method of oil slurries or acid tars in mixtures with solid natural fuel to obtain liquid products and solid residues | |
| RU2722291C1 (en) | Method of producing oil pitch - composite material for production of anode mass | |
| Doshlov | Novel technology for production of petroleum pitches for non-ferrous metallurgy | |
| CN112111292A (en) | Coke matched with waste activated carbon and coking method | |
| CN113046110B (en) | Preparation method of binder asphalt, binder asphalt and electrode for aluminum smelting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210227 |