RU2457285C1 - Electrolysis unit for aluminium manufacture - Google Patents

Electrolysis unit for aluminium manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2457285C1
RU2457285C1 RU2010152842/02A RU2010152842A RU2457285C1 RU 2457285 C1 RU2457285 C1 RU 2457285C1 RU 2010152842/02 A RU2010152842/02 A RU 2010152842/02A RU 2010152842 A RU2010152842 A RU 2010152842A RU 2457285 C1 RU2457285 C1 RU 2457285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolysis unit
electrodes
cell
electrolyzer
rollers
Prior art date
Application number
RU2010152842/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Игоревич Ножко (RU)
Семен Игоревич Ножко
Original Assignee
Семен Игоревич Ножко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Семен Игоревич Ножко filed Critical Семен Игоревич Ножко
Priority to RU2010152842/02A priority Critical patent/RU2457285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457285C1 publication Critical patent/RU2457285C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: electrolysis unit for aluminium manufacture includes the housing, bottom, electrode system that consists of end vertical or inclined anode, cathode and bipolar electrodes and feed system. The electrodes are movable with the possibility of changing the distance between them, note that the movable parts of the electrodes in a form of wheels and/or rollers are arranged outside the flux in relation to the working space of electrolysis unit well. Movable bipolar electrodes and one or both end electrodes installed at the wheels, rollers, transportation belt move in relation to the transverse axis of electrolysis unit with the aid of external space relatively filled with flux of device electrolysis unit. The bottom can be horizontal, inclined and equipped with metal receiver. It is possible to use hollow gas-filled bipolar electrodes for creation of gas-air medium through the holes in their anode side with formation of gas film that constraints the corrosion of electrode anode part. Aluminium oxide and fluorides feed system is located at the arch of electrolysis unit or separately in relation to electrolysis unit. Aluminium oxide feeding to electrolysis unit is done by way of aluminium oxide and fluorides feeding directly to the flux in the electrolysis unit well or by way of electrolysis unit saturation with aluminium oxide and fluorides in the reservoir external in relation to the electrolysis unit working space or flowing channel.
EFFECT: reduction of electrolysis unit size, total voltage and simplification of electrolysis unit maintenance.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, to the electrolytic production of aluminum.

Известен электролизер для получения алюминия по патенту RU 2041975. Он содержит систему непрерывных анодов, выполненную из предварительно обожженных анодных блоков, расположенных с зазором и соединенных средствами крепления по продольным сторонам, катодные блоки, сборник для осажденного алюминия, анодные балки, соединенные с анодной рамой, щитовые заслонки, расположенные по сторонам электролизера, днище с теплоизоляцией и футеровкой, и автоматического устройства для загрузки оксида алюминия. Недостатками этого электролизера является сложность конструкции и высокий расход электроэнергии.Known electrolyzer for producing aluminum according to patent RU 2041975. It contains a system of continuous anodes made of prebaked anode blocks located with a gap and connected by fastening means on the longitudinal sides, cathode blocks, a collector for deposited aluminum, anode beams connected to the anode frame, panel shutters located on the sides of the cell, a bottom with thermal insulation and lining, and an automatic device for loading aluminum oxide. The disadvantages of this electrolyzer are the complexity of the design and high power consumption.

По патенту RU 2133304 известен электролизер для выделения металлов из растворов. Он содержит корпус, крышку, неподвижные аноды, расположенные в два ряда, и вращающиеся между ними на общем валу дисковые катоды, токоподводы. Однако данный электролизер не пригоден для производства алюминия в промышленном масштабе.According to patent RU 2133304, an electrolytic cell for separating metals from solutions is known. It contains a housing, a cover, fixed anodes located in two rows, and disk cathodes rotating between them on a common shaft, current leads. However, this electrolyzer is not suitable for the production of aluminum on an industrial scale.

Наиболее близким аналогом к заявляемому электролизеру является электролизер по патенту RU 2401884. В электролизере данной конструкции анодная часть биполярных электродов выполнена расходуемой, а сами электроды - подвижными с возможностью регулирования межэлектродного пространства путем перемещения биполей и одного из концевых электродов по ложному днищу на катках и/или роликах, выполненных из стойкого к алюминию и электролиту материала. Недостатком данной конструкции является наличие движущихся в расплаве механизмов (катков и/или роликов), существенно усложняющих бесперебойную промышленную эксплуатацию данного агрегата.The closest analogue to the claimed electrolyzer is the electrolyzer according to patent RU 2401884. In the electrolyzer of this design, the anode part of the bipolar electrodes is made consumable, and the electrodes themselves are movable with the possibility of regulating the interelectrode space by moving the bipoles and one of the end electrodes along the false bottom on the rollers and / or rollers made of material resistant to aluminum and electrolyte. The disadvantage of this design is the presence of moving mechanisms in the melt (rollers and / or rollers), which significantly complicate the smooth industrial operation of this unit.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение себестоимости производимого электролитическим путем алюминия за счет снижения стоимости агрегата (электролизера) и снижения расхода электроэнергии.The objective of the proposed technical solution is to reduce the cost of aluminum produced by electrolysis by reducing the cost of the unit (electrolyzer) and reducing energy consumption.

Технический результат заключается в уменьшении размеров электролизера, уменьшении общего напряжения электролизера за счет уменьшения напряжения в аноде и катоде, уменьшении размеров и массы ошиновки, в упрощении обслуживания электролизера.The technical result consists in reducing the size of the cell, reducing the overall voltage of the cell by reducing the voltage in the anode and cathode, reducing the size and weight of the busbar, in simplifying maintenance of the cell.

Указанный технический результат достигается тем, что в электролизере биполярные электроды выполнены подвижными с возможностью изменения межэлектродного расстояния, причем подвижные части электродов (катки и/или ролики) выведены из расплава наружу относительно шахты - рабочего пространства - электролизера. Подвижные биполи и один, либо оба концевых электрода могут быть установлены на катках, роликах, транспортирной ленте либо перемещаться относительно поперечной оси электролизера с помощью иного внешнего относительно наполненного расплавом пространства электролизера приспособления. Подина может быть выполнена горизонтальной, наклонной, может быть оборудована копильником для сбора металла. Стенки шахты электролизера могут быть снабжены кессонами с хладагентом для отвода тепла и футерованы изнутри стойким к воздействию расплава (алюминия и электролита) материалом. Биполи могут располагать строго вертикально и под углом к горизонту, анодная часть биполей может иметь пазы-канавки различной конфигурации для эффективного отвода газов. Катодная сторона биполя может быть выполнена из материала, смачиваемого алюминием. Возможно применение полых газонаполняемых биполей для создания газовоздушной среды через отверстия в анодной стороне биполей для создания газовой пленки, ограничивающей коррозию анодной части биполя. Электролизер снабжен съемным сводом, предназначенным для эвакуации отходящих газов. Система питания глиноземом и фторсолями может располагается на своде электролизера либо отдельно относительно электролизера. Питание электролизера глиноземом может осуществляться как подачей глинозема и фторсолей непосредственно в расплав в шахте электролизера, так и посредством насыщения глиноземом и/или фторсолями электролита во внешнем относительно рабочего пространства электролизера резервуаре либо проточном канале.The specified technical result is achieved by the fact that in the electrolyzer, the bipolar electrodes are made movable with the possibility of changing the interelectrode distance, and the movable parts of the electrodes (rollers and / or rollers) are removed from the melt to the outside relative to the mine - workspace - electrolyzer. The movable bipoles and one or both of the end electrodes can be mounted on rollers, rollers, a conveyor belt, or moved relative to the transverse axis of the electrolyzer using another device that is external to the melt-filled space of the cell. The hearth can be made horizontal, inclined, can be equipped with a money box for collecting metal. The walls of the cell shaft can be equipped with caissons with refrigerant to remove heat and lined from the inside with material resistant to melt (aluminum and electrolyte). Bipoles can be placed strictly vertically and at an angle to the horizontal, the anode part of the bipoles can have grooves-grooves of various configurations for effective gas removal. The cathode side of the bipole can be made of a material wetted by aluminum. It is possible to use hollow gas-filled bipoles to create a gas-air medium through openings in the anode side of the bipoles to create a gas film that limits the corrosion of the anode part of the bipole. The cell is equipped with a removable vault designed for evacuation of exhaust gases. The alumina and fluorine salt supply system may be located on the arch of the electrolyzer or separately relative to the electrolyzer. The alumina can be powered by feeding alumina and fluorine salts directly to the melt in the electrolyzer shaft, or by saturating the alumina and / or fluorine salts of the electrolyte in a reservoir external to the electrolyzer working space or in a flow channel.

На фиг.1 изображен упрощенный общий вид электролизера для производства алюминия.Figure 1 shows a simplified General view of the electrolyzer for the production of aluminum.

Электролизер включает металлический корпус 1, который может быть оборудован кессонами с хладагентом 2, с футеровкой 3 из материалов, стойких к воздействию жидкого электролита 4 и металла, в котором расположена система вертикальных либо наклонных электродов, состоящая из концевого анода 5, концевого катода 6 и биполярных электродов 7. Ток к концевым электродам подводится по токоподводам 8.The cell includes a metal housing 1, which can be equipped with caissons with refrigerant 2, with a lining 3 of materials resistant to liquid electrolyte 4 and metal, in which a system of vertical or inclined electrodes is located, consisting of end anode 5, end cathode 6 and bipolar electrodes 7. Current to the end electrodes is supplied through current leads 8.

Концевой анод 5, биполярные электроды 7 конструктивно опираются на внешний (находящийся вне расплава) относительно рабочего пространства электролизера конструктивный элемент электролизера 9. Электроды могут передвигаться относительно поперечной оси электролизера.The end anode 5, the bipolar electrodes 7 are structurally supported by an external (outside the melt) relative to the working space of the electrolyzer structural element of the electrolyzer 9. The electrodes can move relative to the transverse axis of the electrolyzer.

В нижней части электролизера может располагаться копильник металла вблизи наклонной либо горизонтальной подины 10. Сверху электролизер укрывается сводом 11, который может частично либо полностью сниматься. В своде конструктивно предусмотрена система удаления газов, и может быть оборудована система подачи глинозема 12.In the lower part of the electrolyzer, a metal piggy bank can be located near the inclined or horizontal hearth 10. On top of the electrolyzer is covered by a vault 11, which can be partially or completely removed. In the arch, a gas removal system is structurally provided, and an alumina feed system 12 can be equipped.

Биполярные электроды имеют катодную 13 и анодную 14 стороны. Биполярные электроды с анодной стороны могут быть оборудованы пазами-канавками для улучшения отвода газов. Также биполи могут быть выполненными полыми с возможностью закачки в них газов для последующего создания газового антикоррозионного слоя через отверстия в анодной стороне биполя.Bipolar electrodes have a cathode 13 and anode 14 sides. Bipolar electrodes on the anode side can be equipped with grooves grooves to improve gas removal. Bipoles can also be hollow with the possibility of pumping gases into them for the subsequent creation of a gas anticorrosion layer through holes in the anode side of the bipole.

Работает электролизер следующим образом.The cell operates as follows.

Пуск электролизера производится после разогрева внутреннего пространства до температуры, сопоставимой с рабочей температурой электролита (разность температур не более 100 градусов Цельсия). После нагрева в ванну заливается предварительно наплавленный электролит 4. Электролит может завиваться как в пустую шахту электролизера, так и в шахту с предварительно введенными электродами. После заливки электролита и установки электродов включается электрический ток и устанавливается свод 11.The electrolyzer is launched after heating the internal space to a temperature comparable to the working temperature of the electrolyte (temperature difference is not more than 100 degrees Celsius). After heating, the previously deposited electrolyte is poured into the bath 4. The electrolyte can be curled both in the empty cell of the electrolyzer and in the shaft with previously introduced electrodes. After pouring the electrolyte and installing the electrodes, an electric current is turned on and arch 11 is installed.

Использование последовательно соединенных биполярных электродов и применение относительно малой силы тока уменьшает массу используемой для токоподвода ошиновки, снижает общее напряжение, за счет чего снижается расход электроэнергии.The use of bipolar electrodes connected in series and the use of a relatively small current strength reduces the mass of the busbar used for current supply, reduces the overall voltage, thereby reducing energy consumption.

Ввиду неучастия получаемого жидкого металла в процессе протекания тока, отсутствует необходимость поддержания в шахте электролизера достаточно большого количества металла.Due to the non-participation of the obtained liquid metal in the process of current flow, there is no need to maintain a sufficiently large amount of metal in the cell of the electrolyzer.

Claims (6)

1. Электролизер для производства алюминия, содержащий корпус, подину, систему электродов, состоящую из концевых вертикальных либо наклонных анода, катода и биполярных электродов, и систему питания, отличающийся тем, что электроды выполнены с подвижными частями с возможностью изменения межэлектродного расстояния, причем подвижные части электродов, выполненные в виде катков и/или роликов, выведены из расплава наружу относительно рабочего пространства шахты электролизера.1. An electrolytic cell for aluminum production, comprising a housing, a hearth, an electrode system consisting of end vertical or inclined anodes, a cathode and bipolar electrodes, and a power supply system, characterized in that the electrodes are made with moving parts with the possibility of changing the interelectrode distance, the moving parts electrodes made in the form of rollers and / or rollers are taken out of the melt outward relative to the working space of the cell of the electrolyzer. 2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что подвижные биполярные электроды и один либо оба концевых электрода выполнены с возможностью установки на катках, роликах, транспортирной ленте либо перемещения относительно поперечной оси электролизера с помощью внешнего относительно наполненного расплавом пространства электролизера приспособления.2. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the movable bipolar electrodes and one or both of the end electrodes are configured to be mounted on rollers, rollers, a conveyor belt, or moved relative to the transverse axis of the cell using an external device relatively relatively filled with the melt space of the cell. 3. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что подина выполнена горизонтальной наклонной и оборудована копильником для сбора металла.3. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the hearth is horizontal inclined and equipped with a money box for collecting metal. 4. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью применения полых газонаполняемых биполярных электродов для создания газовоздушной среды через отверстия в анодной стороне биполярных электродов с образованием газовой пленки, ограничивающей коррозию анодной части биполярного электрода.4. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of using hollow gas-filled bipolar electrodes to create a gas-air medium through holes in the anode side of the bipolar electrodes with the formation of a gas film that limits the corrosion of the anode part of the bipolar electrode. 5. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что система питания глиноземом и фтористыми солями располагается на своде электролизера либо отдельно относительно электролизера.5. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the alumina and fluoride salt feed system is located on the vault of the cell or separately relative to the cell. 6. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что питание электролизера глиноземом осуществляется путем подачи глинозема и фтористых солей непосредственно в расплав в шахте электролизера или посредством насыщения глиноземом и/или фтористыми солями электролита во внешнем относительно рабочего пространства электролизера резервуаре либо проточном канале. 6. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the electrolyzer is fed with alumina by supplying alumina and fluoride salts directly to the melt in the cell of the electrolyzer or by saturating the alumina and / or fluoride salts of the electrolyte in a reservoir external to the working space of the cell or in a flow channel.
RU2010152842/02A 2010-12-23 2010-12-23 Electrolysis unit for aluminium manufacture RU2457285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152842/02A RU2457285C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Electrolysis unit for aluminium manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152842/02A RU2457285C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Electrolysis unit for aluminium manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457285C1 true RU2457285C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152842/02A RU2457285C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Electrolysis unit for aluminium manufacture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457285C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110747492A (en) * 2019-11-27 2020-02-04 镇江慧诚新材料科技有限公司 Method for on-site detection and on-site adjustment of vertical cathode inclination of oxygen-aluminum co-production electrolytic cell
RU2758697C1 (en) * 2020-12-23 2021-11-01 Евгений Сергеевич Горланов Method for electrolytic production of aluminium using solid electrodes
RU2763059C1 (en) * 2021-01-26 2021-12-27 Сергей Владимирович Кидаков Production of aluminium with a moving electrolyte in an electrolyser
CN114030063A (en) * 2021-11-03 2022-02-11 阿坝铝厂 Pre-baked anode carbon block anti-oxidation structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275744A (en) * 1991-09-30 1994-01-04 Chevron Research And Technology Company Derivatives of polyalkylenepolyamines as corrosion inhibitors
US5415742A (en) * 1991-09-17 1995-05-16 Aluminum Company Of America Process and apparatus for low temperature electrolysis of oxides
RU2101392C1 (en) * 1990-11-28 1998-01-10 Мольтех Инвент С.А. Aluminum-producing electrolyzer, anode pack of electrolyzer, method of rearranging electrolyzer, and method of aluminum production
RU2274680C2 (en) * 2004-06-22 2006-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технологический центр "Легкие металлы" Method of production of metals by electrolysis of the molten salts
US7144483B2 (en) * 2001-02-23 2006-12-05 Norsk Hydro Asa Method and an electrowinning cell for production of metal
RU2401884C2 (en) * 2008-09-19 2010-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лёгкие Металлы" Polyakov electrolysis cell for producing aluminium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101392C1 (en) * 1990-11-28 1998-01-10 Мольтех Инвент С.А. Aluminum-producing electrolyzer, anode pack of electrolyzer, method of rearranging electrolyzer, and method of aluminum production
US5415742A (en) * 1991-09-17 1995-05-16 Aluminum Company Of America Process and apparatus for low temperature electrolysis of oxides
US5275744A (en) * 1991-09-30 1994-01-04 Chevron Research And Technology Company Derivatives of polyalkylenepolyamines as corrosion inhibitors
US7144483B2 (en) * 2001-02-23 2006-12-05 Norsk Hydro Asa Method and an electrowinning cell for production of metal
RU2274680C2 (en) * 2004-06-22 2006-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технологический центр "Легкие металлы" Method of production of metals by electrolysis of the molten salts
RU2401884C2 (en) * 2008-09-19 2010-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лёгкие Металлы" Polyakov electrolysis cell for producing aluminium

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110747492A (en) * 2019-11-27 2020-02-04 镇江慧诚新材料科技有限公司 Method for on-site detection and on-site adjustment of vertical cathode inclination of oxygen-aluminum co-production electrolytic cell
CN110747492B (en) * 2019-11-27 2020-08-21 镇江慧诚新材料科技有限公司 Method for on-site detection and on-site adjustment of vertical cathode inclination of oxygen-aluminum co-production electrolytic cell
RU2758697C1 (en) * 2020-12-23 2021-11-01 Евгений Сергеевич Горланов Method for electrolytic production of aluminium using solid electrodes
RU2763059C1 (en) * 2021-01-26 2021-12-27 Сергей Владимирович Кидаков Production of aluminium with a moving electrolyte in an electrolyser
WO2022164344A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 Сергей Владимирович КИДАКОВ Production of aluminum with a moving electrolyte in an electrolysis cell
CN114030063A (en) * 2021-11-03 2022-02-11 阿坝铝厂 Pre-baked anode carbon block anti-oxidation structure
CN114030063B (en) * 2021-11-03 2023-02-14 阿坝铝厂 Pre-baked anode carbon block anti-oxidation structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11001931B2 (en) Systems and methods for purifying aluminum
RU2457285C1 (en) Electrolysis unit for aluminium manufacture
CN203938739U (en) Electrolytic cell assembly, electrolyzer system and electrolyzer assembly
CN104047025B (en) The system and method for protecting electrolytic cell side wall
US4699704A (en) Electrolytic cell for a molten salt
RU2401884C2 (en) Polyakov electrolysis cell for producing aluminium
RU2689475C1 (en) Device for production of high-purity aluminum with carbon-free anodes by electrolysis and method of its implementation
RU2722605C1 (en) Electrolysis unit for aluminum production
AU2017292865B2 (en) Advanced aluminum electrolysis cell
US1921377A (en) Electrolytic apparatus
JPH11512149A (en) Electrochemical production of sodium and aluminum chloride
CH617160A5 (en)
RU2696124C1 (en) Electrolytic cell for aluminum production
US20130032487A1 (en) Multipolar Magnesium Cell
RU2275443C2 (en) Multipolar electrolysis bath for production of the molten metals by the electrolysis of the melts and the method of the electrolysis baths mounting
US3676323A (en) Fused salt electrolyzer for magnesium production
RU2687617C1 (en) Electrolysis cell for aluminum production
RU2425913C1 (en) Procedure for production of magnesium and dioxide of carbon of oxide-fluoride melts in bi-polar electrolyser
RU2621207C1 (en) Method for producing aluminium-based alloy and device for its implementation
RU2710490C1 (en) Electrolysis cell for producing metals from metal oxides in molten electrolytes
RU2449059C2 (en) Electrolysis unit for aluminium manufacture
RU2509830C1 (en) Electrolytic cell for production of aluminium
RU2264482C1 (en) Electrolyzer
RU2621084C1 (en) Electrolytic cell for production of aluminium
RU2702215C1 (en) Electrolysis unit for magnesium and chlorine production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131224