RU2486292C1 - Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell - Google Patents

Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell Download PDF

Info

Publication number
RU2486292C1
RU2486292C1 RU2012105729/02A RU2012105729A RU2486292C1 RU 2486292 C1 RU2486292 C1 RU 2486292C1 RU 2012105729/02 A RU2012105729/02 A RU 2012105729/02A RU 2012105729 A RU2012105729 A RU 2012105729A RU 2486292 C1 RU2486292 C1 RU 2486292C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boron
electrolyte
aluminum
carbon
coating
Prior art date
Application number
RU2012105729/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Викторович Архипов
Евгений Сергеевич Горланов
Евгений Рашидович Шайдулин
Виктор Христьянович Манн
Юрий Михайлович Штефанюк
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2012105729/02A priority Critical patent/RU2486292C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486292C1 publication Critical patent/RU2486292C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes high-temperature electrochemical deposition of coating components from melted electrolyte and synthesis of carbides and borides of refractory metals on the surface of coal and graphite blocks of the hearth. Supply of coating components into the cell, their electric deposition and synthesis of coating compounds are carried out in stages with initial supply of refractory metals into the electrolyte melt, their electric deposition and synthesis of carbides of refractory metals on coal and graphite blocks and subsequent supply of boron into the electrolyte melt, its electric deposition and synthesis of coating compounds in the system of refractory metal-boron-carbon and refractory metal-boron on the hearth surface. Duration of the first stage is determined by reduction of refractory metal concentration in electrolyte from 5.0 to 0.1 wt %. Duration of the second stage is determined by reduction of boron concentration in aluminium from 0.5 to 0.01 wt %.
EFFECT: guaranteed presence of a protective coating on a hearth soaked with aluminium after start-up of a cell, reduction of specific energy consumption for production of aluminium, prevention of damage of carbon lining integrity.
5 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано в технологическом процессе электролиза криолитоглиноземных расплавов.The present invention relates to the electrolytic production of aluminum and can be used in the technological process of electrolysis of cryolite-alumina melts.

Повышение технико-экономических показателей процесса электролиза - основная задача алюминиевого производства. Одним из направлений решения этой задачи является создание в процессе эксплуатации электролизера на катодной углеродной поверхности шахты смачиваемых алюминием покрытий. Основные функции смачиваемых покрытий (СП):Improving the technical and economic indicators of the electrolysis process is the main task of aluminum production. One of the directions for solving this problem is the creation during operation of the electrolyzer on the cathode carbon surface of the shaft wetted with aluminum coatings. The main functions of wettable coatings (SP):

- обеспечение надежного и эффективного электрического контакта между слоем алюминия и углеродным материалом катода, что минимизирует удельный расход технологической электроэнергии, стабилизирует форму рабочего пространства, токораспределение в катодном устройстве и процесс электролиза в целом;- providing reliable and efficient electrical contact between the aluminum layer and the carbon material of the cathode, which minimizes the specific consumption of technological electricity, stabilizes the shape of the working space, current distribution in the cathode device and the electrolysis process as a whole;

- защита углеграфитовых катодных блоков от разрушающего воздействия агрессивной среды расплавов электролита и алюминия, что обеспечивает повышение срока службы электролизера.- protection of carbon-graphite cathode blocks from the damaging effects of the aggressive environment of molten electrolyte and aluminum, which ensures an increase in the life of the cell.

Известен патент на электролизер и метод производства металла, в котором описывается способ создания густого малоподвижного слоя смеси боридных, карбидных, нитридных частиц тяжелых металлов с алюминием на поверхности наклонного дренированного катода [1].A patent is known for an electrolyzer and a method for producing metal, which describes a method for creating a thick inactive layer of a mixture of boride, carbide, nitride particles of heavy metals with aluminum on the surface of an inclined drained cathode [1].

Малоподвижность пульпы между углеродной поверхностью и слоем алюминия с пределом текучести 10-100 Н/м2 и объемной плотностью 2.5 г/см3 обеспечивается содержанием частиц в слое 25-70 об% и их размером в пределах 0,1-1 мкм или 5-500 мкм. В зависимости от размера частиц формируется смачиваемый алюминием слой пульпы от 1 до 10 мм. Предпочтительным составом пульпы считается смесь Al/TiB2.The mobility of the pulp between the carbon surface and the aluminum layer with a yield strength of 10-100 N / m 2 and bulk density of 2.5 g / cm 3 is ensured by the content of particles in the layer 25-70 vol% and their size in the range of 0.1-1 μm or 5 500 microns. Depending on the particle size, an aluminum-wetted pulp layer is formed from 1 to 10 mm. The preferred composition of the pulp is considered a mixture of Al / TiB 2 .

В патенте предусмотрены практически все известные способы размещения и образования пульпы на поверхности подины:The patent provides almost all known methods of placement and pulp formation on the surface of the hearth:

- в виде порошка TiB2 или брикетов композита Al/TiB2 до пуска ванны,- in the form of powder TiB 2 or briquettes of the composite Al / TiB 2 before starting the bath,

- в виде порошка TiB2 или брикетов композита Al/TiB2 после пуска,- in the form of TiB 2 powder or Al / TiB 2 composite briquettes after start-up,

- синтез TiB2 в процессе электролиза путем добавок в электролит TiO2 и B2O3,- synthesis of TiB 2 in the electrolysis process by adding TiO 2 and B 2 O 3 to the electrolyte,

- простым борированием алюминия добавками B2O3 к электролиту.- simple boronation of aluminum by additives B 2 O 3 to the electrolyte.

Предусмотрен также вариант создания пульпы Al/TiB2 при разрушении TiB2/C композитного слоя, если такой был предварительно создан и деградирует на поверхности подины. Сообщается, что применение способа может быть распространено и на обычные индустриальные электролизеры с большим слоем алюминия на поверхности катода.An option is also provided for creating Al / TiB 2 pulp during destruction of the TiB 2 / C composite layer, if such was previously created and degrades on the surface of the hearth. It is reported that the application of the method can be extended to conventional industrial electrolyzers with a large layer of aluminum on the surface of the cathode.

Недостатком известного способа является нестабильность вязкотекучего слоя пульпы на поверхности углеродной подины. Любые возмущающие воздействия на этот слой (анодные эффекты, технологические операции обслуживания, замена анодов и др.) в условиях электролизера с дренированным катодом приведут к перемешиванию его с электролитом, коротким замыканиям междуполюсного расстояния (МПР), расстройству технологического хода и потерям алюминия. В конечном итоге нестабильная работа электролизера приведет к снижению технико-экономических показателей электролиза.The disadvantage of this method is the instability of the viscous flow layer of pulp on the surface of the carbon hearth. Any disturbing effects on this layer (anode effects, technological maintenance operations, replacing anodes, etc.) in an electrolytic cell with a drained cathode will lead to its mixing with the electrolyte, short circuits of the interpolar distance (MPR), disruption of the process and loss of aluminum. Ultimately, the unstable operation of the electrolyzer will lead to a decrease in the technical and economic indicators of electrolysis.

Известен способ нанесения смачиваемого покрытия подины алюминиевого электролизера в период его пуска совместным электроосаждением из криолитоглиноземных расплавов тугоплавких металлов и бора на углеродном катоде [2]. Причем при концентрации глинозема в электролите 2-8 мас.% параметры электроосаждения его компонентов (например, титана и бора) подобраны таким образом, что соосаждения металлического алюминия не происходит:There is a method of applying a wettable coating of the bottom of an aluminum electrolyzer during its start-up by joint electrodeposition from cryolite-alumina melts of refractory metals and boron on a carbon cathode [2]. Moreover, when the concentration of alumina in the electrolyte is 2-8 wt.%, The parameters of electrodeposition of its components (for example, titanium and boron) are selected in such a way that metal aluminum does not co-precipitate:

- осаждение проводят при плотности тока, равной 0,1-0,9 А/см2, при криолитовом отношении 2,3-2,9 и температуре 950-970°C;- deposition is carried out at a current density of 0.1-0.9 A / cm 2 , with a cryolite ratio of 2.3-2.9 and a temperature of 950-970 ° C;

- в качестве источника бора используют кислород- и/или фторсодержащие производные бора, а именно оксид бора, тетрабораты щелочных и щелочноземельных металлов, тетрафторбораты щелочных и щелочно-земельных металлов в количестве 0,5-2 мас.% в расчете на оксид бора;- as a source of boron, oxygen and / or fluorine-containing derivatives of boron are used, namely boron oxide, tetraborates of alkali and alkaline earth metals, tetrafluoroborates of alkali and alkaline earth metals in an amount of 0.5-2 wt.% based on boron oxide;

- в качестве источника тугоплавких металлов - добавки кислород- и/или фторсодержащих производных этих металлов, а именно оксиды, кислород- или фторсодержащие соединения с катионами щелочного или щелочноземельного металла в количестве 0,5-4 мас.% в расчете на оксид металла.- as a source of refractory metals - additives of oxygen- and / or fluorine-containing derivatives of these metals, namely oxides, oxygen- or fluorine-containing compounds with cations of an alkali or alkaline earth metal in an amount of 0.5-4 wt.% calculated on the metal oxide.

Механизм образования боридного слоя не уточняется, но в описании способа декларируется, что создаются специальные условия, при которых обеспечивается плотность и связность слоя покрытия с поверхностью подины, независимость от различия коэффициентов термического расширения слоя покрытия и материала подины. В то же время, других условий и параметров, кроме приведенных в описании и формуле изобретения, не приводится. Вместе с тем, перечисленными параметрами соосаждения бора и тугоплавких металлов, в том числе концентрацией глинозема 2-8 мас.%, создаются идеальные условия для одновременного электроосаждения алюминия, который реагирует с поверхностью углеродной подины до образования карбида алюминия. Слой этого соединения на углеродных блоках препятствует созданию на катоде боридного покрытия или, по крайней мере, хорошей его сцепляемости с поверхностью подины.The mechanism of formation of the boride layer is not specified, but in the description of the method it is declared that special conditions are created under which the density and connectivity of the coating layer with the surface of the hearth is ensured, regardless of the difference in the thermal expansion coefficients of the coating layer and the hearth material. At the same time, other conditions and parameters, other than those described in the description and claims, are not given. At the same time, the listed parameters of the coprecipitation of boron and refractory metals, including an alumina concentration of 2-8 wt.%, Create ideal conditions for the simultaneous electrodeposition of aluminum, which reacts with the surface of the carbon hearth to form aluminum carbide. The layer of this compound on carbon blocks prevents the formation of a boride coating on the cathode or, at least, its good adhesion to the surface of the hearth.

Главным препятствием в обеспечении равномерного распределения тока по поверхности подины и, следовательно, равномерного, фронтального и послойного роста синтезируемой боридной фазы является крайне неоднородная поверхность углеграфитовых блоков с многочисленными микро- и макронеровностями, трещинами и порами. Поэтому условия и параметры совместного электроосаждения бора и тугоплавких металлов в известном способе нанесения смачиваемого покрытия подины алюминиевого электролизера позволят получать только порошкообразные боридные соединения или, в лучшем случае, покрытия с неудовлетворительной адгезией к углеродной подине с боридным слоем дендритной морфологии. Качество такого покрытия не может обеспечить стабильной работы электролизера с дренированным катодом.The main obstacle in ensuring a uniform distribution of current over the surface of the hearth and, therefore, uniform, frontal and layer-by-layer growth of the synthesized boride phase is the extremely heterogeneous surface of carbon-graphite blocks with numerous micro- and macro-irregularities, cracks and pores. Therefore, the conditions and parameters of the joint electrodeposition of boron and refractory metals in the known method of applying a wettable coating to the bottom of an aluminum electrolyzer will allow one to obtain only powdered boride compounds or, in the best case, coatings with poor adhesion to a carbon bottom with a boride layer of dendritic morphology. The quality of such a coating cannot ensure stable operation of the electrolyzer with a drained cathode.

Известен способ создания СП на катодной поверхности алюминиевого электролизера и сохранения этого покрытия в процессе электролиза, включающий следующие основные этапы [3]:A known method of creating a joint venture on the cathode surface of an aluminum electrolyzer and preserving this coating during electrolysis, comprising the following main steps [3]:

- Для инициации смачивания рекомендуется первоначально вводить в криолитоглиноземный расплав титансодержащие соединения и осуществлять осаждение титана на катодной алюминиевой поверхности. Насыщением алюминия титаном предполагается на поверхности углеродных блоков химически синтезировать пленку TiC, которая благоприятствует последующему образованию и росту пленки TiB2.- To initiate wetting, it is recommended to initially introduce titanium-containing compounds into the cryolite-alumina melt and to deposit titanium on the cathode aluminum surface. Saturation of aluminum with titanium is supposed to chemically synthesize a TiC film on the surface of carbon blocks, which favors the subsequent formation and growth of a TiB 2 film.

- Для формирования СП осуществляют подачу оксидов и солей бора, титана, циркония, гафния, хрома, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и их смесей с последующим их растворением и электрохимическим восстановлением ионов на катодной алюминиевой поверхности до создания пересыщенного раствора металлов и бора в прикатодном слое алюминия;- To form a joint venture, oxides and salts of boron, titanium, zirconium, hafnium, chromium, vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and their mixtures are supplied, followed by their dissolution and electrochemical reduction of ions on the cathode aluminum surface to create a supersaturated solution of metals and boron in the cathode layer of aluminum;

- В процессе контактирования пересыщенного раствора прикатодного слоя алюминия с углеродной подиной происходит образование смачиваемого алюминием боридного слоя на углеродной поверхности.- In the process of contacting a supersaturated solution of the near-cathode layer of aluminum with a carbon hearth, an aluminum-boride boride layer forms on the carbon surface.

Обоснование процесса создания покрытия заключается в очень низкой растворимости боридов тугоплавких металлов в алюминии, в отличие от высокой растворимости в алюминии составляющих их элементов. По этой причине, по логическому предположению автора, превалирующее образование карбидов и боридов тугоплавких металлов из атомов составляющих элементов будет происходить на угольной поверхности, но не в объеме тонкого прикатодного слоя алюминия. Оговаривается, что этот процесс не изучен и предлагается его характеризовать как «пересыщенное платинирование» углеродной поверхности.The rationale for the coating process is the very low solubility of refractory metal borides in aluminum, in contrast to the high solubility of their constituent elements in aluminum. For this reason, according to the logical assumption of the author, the prevailing formation of carbides and borides of refractory metals from atoms of constituent elements will occur on a coal surface, but not in the volume of a thin cathode layer of aluminum. It is stipulated that this process has not been studied and it is proposed to characterize it as “supersaturated platinization” of the carbon surface.

По технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.By technical nature, the presence of similar features, this solution is selected as the closest analogue.

Основным недостатком известного технического решения является то, что при реализации способа не учитываются последствия возможного взаимодействия компонентов покрытия в объеме алюминия. При 750-1000°C присутствие тугоплавких металлов в алюминии или совместное присутствие этих металлов и бора в алюминии в любых количествах сопровождается термодинамически благоприятным процессом их взаимодействия с алюминием и между собой до образования плотных кристаллов боридов (например, TiB2) и интерметаллидов (например, AlTi3). Этот процесс хорошо изучен и применяется для очистки алюминия от примесей тугоплавких металлов (для последующего применения алюминия в электротехнических целях) и для модифицирования внутренней структуры деформируемых сортов алюминия (для последующей его прокатки в тонкие листы или фольгу). Кристаллы боридов и интерметаллидов тугоплавких металлов, обладая сравнительно высокой плотностью относительно алюминия, будут оседать в прикатодные слои и/или удаляться с выливаемым алюминием. Взаимодействие между ними и углеродной поверхностью отсутствует.The main disadvantage of the known technical solution is that when implementing the method, the consequences of the possible interaction of the coating components in the volume of aluminum are not taken into account. At 750-1000 ° C, the presence of refractory metals in aluminum or the combined presence of these metals and boron in aluminum in any amount is accompanied by a thermodynamically favorable process of their interaction with aluminum and with each other to form dense boride crystals (e.g., TiB 2 ) and intermetallic compounds (e.g., AlTi 3 ). This process has been well studied and is used to clean aluminum from impurities of refractory metals (for subsequent use of aluminum for electrical purposes) and to modify the internal structure of deformable aluminum grades (for its subsequent rolling into thin sheets or foil). Crystals of borides and intermetallic compounds of refractory metals, having a relatively high density relative to aluminum, will settle in the cathode layers and / or be removed with the poured aluminum. The interaction between them and the carbon surface is absent.

Таким образом, предлагаемые технологические режимы подачи титана и бора в электролизер будут приводить к образованию в прикатодном слое вязкотекучей смеси алюминия с частицами тугоплавких соединений боридов и интерметаллидов, но не смачиваемого боридного покрытия на углеродном катоде.Thus, the proposed technological regimes for supplying titanium and boron to the electrolyzer will lead to the formation in the cathode layer of a viscous-fluid mixture of aluminum with particles of refractory compounds of borides and intermetallides, but not a wettable boride coating on the carbon cathode.

Задача изобретения - повышение технико-экономических показателей процесса электролитического производства алюминия.The objective of the invention is to increase the technical and economic indicators of the process of electrolytic production of aluminum.

Технические результаты - гарантированное присутствие смачиваемого алюминием защитного покрытия на углеродистой футеровке катодного устройства после пускового периода ванны, снижение удельного расхода электроэнергии на производство алюминия, предотвращение нарушения целостности углеродистой футеровки.Technical results - the guaranteed presence of an aluminum-wettable protective coating on the carbon lining of the cathode device after the start-up period of the bath, a decrease in the specific energy consumption for aluminum production, and prevention of the integrity of the carbon lining.

Технические результаты достигаются тем, что в способе создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера, включающем высокотемпературное электрохимическое осаждение компонентов покрытия из расплавленного электролита и синтез карбидов и боридов тугоплавких металлов на поверхности углеграфитовых блоков, подачу компонентов покрытия в электролизер, их электроосаждение и синтез соединений покрытия осуществляют поэтапно с первоначальной подачей тугоплавких металлов в криолитовый расплав, их электроосаждение и синтез карбидов тугоплавких металлов на углеродных блоках и последующей подачей бора в криолитовый расплав, его электроосаждение и синтез соединений покрытия в системе тугоплавкий металл-бор-углерод и тугоплавкий металл-бор на поверхности подины.Technical results are achieved by the fact that in the method for creating a wettable coating of the carbon bottom of an aluminum electrolyzer, including high-temperature electrochemical deposition of coating components from a molten electrolyte and the synthesis of carbides and borides of refractory metals on the surface of carbon-graphite blocks, the coating components are supplied to the electrolyzer, their electrodeposition and synthesis of coating compounds are carried out in stages with the initial supply of refractory metals to the cryolite melt, their electrodeposition synthesis and carbides of refractory metals on the carbon blocks and then supplying the boron in the molten cryolite, its synthesis and compounds electrodeposition coating system refractory metal-boron-carbon and the refractory metal-boron on the hearth surface.

Тугоплавкие металлы и бор отдают в электролит в виде чистых компонентов или их солей и оксидов, а в качестве вводимых металлов могут быть использованы титан, цирконий, вольфрам, ванадий или их смеси.Refractory metals and boron are transferred to the electrolyte in the form of pure components or their salts and oxides, and titanium, zirconium, tungsten, vanadium, or mixtures thereof can be used as input metals.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.

Создание в процессе пускового периода электролизера на катодной углеродной поверхности шахты электролизера смачиваемых алюминием покрытий (СП) - задача, решение которой обеспечивает повышение и стабильность высоких технико-экономических показателей процесса, и увеличение срока службы электролизера. Способ создания такого покрытия должен быть технологичен, надежен, воспроизводим и малозатратен.The creation during the start-up period of the electrolyzer on the cathode carbon surface of the electrolyzer shaft of aluminum wettable coatings (SP) is a task whose solution provides an increase and stability of high technical and economic indicators of the process, and an increase in the service life of the electrolyzer. The method of creating such a coating should be technologically advanced, reliable, reproducible and low cost.

В предлагаемом техническом решении на катодной углеродной поверхности в пусковой период электролизера создается смачиваемое алюминием покрытие из боридов тугоплавких металлов (Ti, V, Zr, Mo, W) в два этапа.In the proposed technical solution, on the cathode carbon surface in the starting period of the electrolyzer, an aluminum-wettable coating of refractory metal borides (Ti, V, Zr, Mo, W) is created in two stages.

На первом этапе введением и растворением металлсодержащих компонентов в криолитовый расплав осуществляется электроосаждение тугоплавких металлов (Me) на катодеAt the first stage, the introduction and dissolution of metal-containing components into the cryolite melt is carried out by electrodeposition of refractory metals (Me) at the cathode

в две M e F 6 2 + e M e F 6 3                      ( A )

Figure 00000001
in two M e F 6 2 - + e M e F 6 3 - ( A )
Figure 00000001

M e F 6 3 + 3 e M e + 6 F -                           ( B )

Figure 00000002
M e F 6 3 - + 3 e M e + 6 F - ( B )
Figure 00000002

или в одну стадию M e F 6 2 + 4 e M e + 6 F -               ( C )

Figure 00000003
or in one stage M e F 6 2 - + four e M e + 6 F - ( C )
Figure 00000003

с последующим их взаимодействием с углеродом до образования карбидов тугоплавких металлов в приповерхностном объеме катодаwith their subsequent interaction with carbon until the formation of carbides of refractory metals in the near-surface volume of the cathode

M e + C = M e C                              ( D )

Figure 00000004
. M e + C = M e C ( D )
Figure 00000004
.

Причем процессы А-D происходят на всей поверхности катода, в порах, неровностях, микро- и макротрещинах, постепенно выравнивая приповерхностный слой катода и, тем самым, подготавливая его к последующему этапу - этапу взаимодействия с бором.Moreover, the AD processes occur on the entire surface of the cathode, in pores, irregularities, micro- and macrocracks, gradually leveling the surface layer of the cathode and, thereby, preparing it for the next stage - the stage of interaction with boron.

Для предотвращения образования в приповерхностном слое углеродного катода карбида алюминия Al4C3 как конкурирующего процесса, который затрудняет процесс карбидизации D и исключает выравнивание поверхности катода только его продуктом, в криолитовом расплаве исключаются присутствие и, тем более, добавки глинозема. Кроме того, в присутствии глинозема в электролите снижается растворимость металлсодержащих компонентов.To prevent the formation of aluminum carbide Al 4 C 3 in the surface layer of the carbon cathode as a competing process, which complicates the carbidization process D and excludes the cathode surface leveling only by its product, the presence and, especially, additives of alumina are excluded in the cryolite melt. In addition, in the presence of alumina in the electrolyte, the solubility of the metal-containing components is reduced.

Продолжительность первого этапа определяется снижением концентрации тугоплавкого металла в электролите от 5,0 до 0,1 мас.% При концентрациях тугоплавкого металла в электролите более 5 мас.% могут возникать затруднения в обеспечении нормального технологического процесса пускового периода в виде «горячего» или «холодного» хода и выпадения осадков на подину электролизера. Уменьшение концентрации тугоплавкого металла в электролите до 0,1 мас.%, и ниже подготавливает переход ко второму этапу, поскольку его активность не влияет на чистоту алюминия как товарного продукта.The duration of the first stage is determined by a decrease in the concentration of refractory metal in the electrolyte from 5.0 to 0.1 wt.%. At concentrations of refractory metal in the electrolyte of more than 5 wt.%, Difficulties may arise in ensuring the normal process of the start-up period in the form of “hot” or “cold” »The course and precipitation at the bottom of the cell. The decrease in the concentration of refractory metal in the electrolyte to 0.1 wt.%, And below prepares the transition to the second stage, since its activity does not affect the purity of aluminum as a commercial product.

На втором этапе введением и растворением борсодержащих компонентов в криолитовый расплав осуществляется электроосаждение бора на катоде совместноAt the second stage, the introduction and dissolution of boron-containing components in the cryolite melt is carried out by electrodeposition of boron at the cathode together

B F 4 + 3 e B + 4 F -                       ( E )

Figure 00000005
. B F four - + 3 e B + four F - ( E )
Figure 00000005
.

Бор будет восстанавливаться непосредственно на поверхности углеродного катода. Отсутствие алюминия в расплаве и на поверхности подины устраняет конкурирующие процессы разряда ионов алюминия и образования карбида алюминия, препятствующие равномерному по площади подины взаимодействию бора с соединениями титана. Такой механизм доставки бора к подине обеспечивает равномерный и необратимый его поток к реакционной карбидметаллической поверхности. Таким образом, твердофазное взаимодействие бора с тугоплавкими металлами и их карбидами будет происходить в приповерхностном объеме катода. По сути, осуществляется борирование приповерхностного катодного слоя, содержащего тугоплавкие металлы. Образование смачиваемого покрытия проходит через стадии образования соединений в системе Ме-В-С, затем промежуточных соединений МеВ и в конечном итоге стехиометрических MeB2. Соответственно, приповерхностный слой углеродного катода в течение пускового периода приобретет слоистую частично смешанную структуру и состав. Внешний слой (к алюминию) будет полностью отборирован до MeB2, следующий будет состоять из соединений, приближенных по составу к MeB. Более глубокие слои будут иметь состав MexByCz. Такая структура приповерхностного смачиваемого слоя обладает достаточной прочностью, хорошей связностью и практически полным соответствием физико-химических свойств с углеродной основой.Boron will be reduced directly on the surface of the carbon cathode. The absence of aluminum in the melt and on the surface of the hearth eliminates the competing processes of the discharge of aluminum ions and the formation of aluminum carbide, which prevents the interaction of boron with titanium compounds uniform in the area of the hearth. Such a mechanism for the delivery of boron to the bottom provides a uniform and irreversible flow to the reaction carbide-metal surface. Thus, the solid-phase interaction of boron with refractory metals and their carbides will occur in the near-surface volume of the cathode. In fact, the boronation of the surface cathode layer containing refractory metals is carried out. The formation of a wettable coating passes through the stages of formation of compounds in the Me-B-C system, then of the MeB intermediate compounds and, finally, stoichiometric MeB 2 . Accordingly, the surface layer of the carbon cathode during the start-up period will acquire a layered partially mixed structure and composition. The outer layer (to aluminum) will be completely selected to MeB 2 , the next will consist of compounds close in composition to MeB. The deeper layers will have the composition Me x B y C z . Such a structure of a near-surface wettable layer has sufficient strength, good bonding, and almost complete correspondence of physicochemical properties with a carbon base.

Продолжительность второго этапа определяется снижением концентрации бора в электролите от 0,2 до 0,005 мас.%. При концентрациях тугоплавкого металла в электролите более 0,2 мас.% могут возникнуть затруднения в обеспечении нормального технологического процесса пускового периода в виде «горячего» хода и возможности установления так называемой негаснущей «вспышки» - трудноустранимого анодного эффекта. Уменьшение концентрации бора в электролите до 0,005 мас.% и ниже позволяет переходить к выпуску алюминия как товарного продукта, соответствующего требованиям стандартов и потребителей.The duration of the second stage is determined by a decrease in the concentration of boron in the electrolyte from 0.2 to 0.005 wt.%. At concentrations of refractory metal in the electrolyte of more than 0.2 wt.%, Difficulties may arise in ensuring the normal technological process of the start-up period in the form of a “hot” stroke and the possibility of establishing a so-called non-extinguishing “flash” - a difficult to remove anode effect. A decrease in the concentration of boron in the electrolyte to 0.005 wt.% And below allows us to switch to the production of aluminum as a commercial product that meets the requirements of standards and consumers.

Сравнительный анализ предлагаемого решения с ближайшим аналогом выявил следующее. Предлагаемое решение и ближайший аналог характеризуются сходными признаками:A comparative analysis of the proposed solution with the closest analogue revealed the following. The proposed solution and the closest analogue are characterized by similar features:

- в электролизер подают материалы, содержащие бор и тугоплавкие металлы;- materials containing boron and refractory metals are fed into the electrolyzer;

- металл- и борсодержащие компоненты вводятся в состав электролита с последующим их растворением и электрохимическим восстановлением ионов на катодной поверхности;- metal- and boron-containing components are introduced into the electrolyte with their subsequent dissolution and electrochemical reduction of ions on the cathode surface;

- рекомендуется первоначально вводить в электролит титансодержащие соединения и осуществлять осаждение титана на катодной поверхности;- it is recommended to initially introduce titanium-containing compounds into the electrolyte and to deposit titanium on the cathode surface;

- смачиваемое защитное покрытие из боридов тугоплавких металлов создается непосредственно в процессе электролиза.- a wettable protective coating of refractory metal borides is created directly during electrolysis.

Предлагаемое решение характеризуется также признаками, отличными от признаков ближайшего аналога:The proposed solution is also characterized by features different from those of the closest analogue:

- в период создания СП на катоде металл- и борсодержащие компоненты подают в электролизер в количестве, обеспечивающем снижение содержания металла в электролите от 5,0 до 0,1 мас.% и бора в электролите от 0,2 до 0,005 мас.%, а в известном техническом решении содержание бора и тугоплавких металлов в алюминии доводится и поддерживается до насыщения, что может привести к загрязнению товарного алюминия и расстройству технологии электролиза;- during the creation of the joint venture at the cathode, metal and boron-containing components are fed into the electrolyzer in an amount that ensures a decrease in the metal content in the electrolyte from 5.0 to 0.1 wt.% and boron in the electrolyte from 0.2 to 0.005 wt.%, and in a known technical solution, the content of boron and refractory metals in aluminum is brought and maintained to saturation, which can lead to contamination of commercial aluminum and a breakdown in electrolysis technology;

- подготовка к созданию СП производится первоначальным введением металлсодержащих компонентов в электролит в отсутствии глинозема алюминия в ванне и соосаждения алюминия на углеродной катодной поверхности, а в известном техническом решении введение тугоплавких металлов производится в присутствии глинозема в электролите, алюминия в ванне и с одновременным осаждением алюминия и тугоплавких металлов на алюминиевой катодной поверхности, что приводит к образованию на углеродном катоде карбида алюминия и, тем самым, неравномерному росту TiC слоя по площади подины и ухудшению его сцепляемости с углеродным катодом;- preparation for the creation of a joint venture is carried out by the initial introduction of metal-containing components into the electrolyte in the absence of aluminum alumina in the bath and the aluminum is coprecipitated on the carbon cathode surface, and in the known technical solution, refractory metals are introduced in the presence of alumina in the electrolyte, aluminum in the bath and aluminum is simultaneously deposited and refractory metals on the aluminum cathode surface, which leads to the formation of aluminum carbide on the carbon cathode and, therefore, uneven growth TiC layer on the bottom area and the deterioration of its adhesion to the carbon cathode;

- создание СП на втором этапе сопровождается введением только борсодержащих компонентов в электролит без присутствия алюминия и реагированием бора с приповерхностным карбидтитановым слоем на углеродном катоде, в то время как в известном техническом решении вводятся металл- и борсодержащие компоненты с соосаждением титана и бора на алюминиевом катоде, что неизбежно сопровождается взаимодействием бора и титана между собой и с алюминием до образования плотных кристаллов боридов (например, TiB2 и AlB12) и интерметаллидов (например, AlTi3), осаждением этих кристаллов в прикатодный слой алюминия без взаимодействия с углеродом подины и без образования боридного смачиваемого покрытия.- the creation of a joint venture at the second stage is accompanied by the introduction of only boron-containing components into the electrolyte without the presence of aluminum and the reaction of boron with a surface carbide-titanium layer on the carbon cathode, while in the known technical solution, metal and boron-containing components are introduced with coprecipitation of titanium and boron on the aluminum cathode, which is inevitably accompanied by the interaction of boron and titanium with each other and with aluminum to form dense boride crystals (e.g., TiB 2 and AlB 12 ) and intermetallic compounds (e.g., AlTi 3 ), precipitation by the deposition of these crystals into the near-cathode layer of aluminum without interaction with the bottom carbon and without the formation of a boride wettable coating.

Наличие в предлагаемом техническом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности «новизна».The presence in the proposed technical solution of signs that are distinct from the signs characterizing the closest analogue allows us to conclude that the proposed patentability condition is “novelty”.

В процессе поиска и сравнительного анализа не выявлено технических решений, которые бы характеризовались аналогичной с предлагаемым техническим решением совокупностью признаков и давали бы при использовании аналогичные результаты, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».In the process of searching and comparative analysis, no technical solutions were identified that would be characterized by a combination of features similar to the proposed technical solution and would give similar results when used, which allows us to conclude that the proposed solution meets the patentability condition of the invention “inventive step”.

Отработку и испытание предлагаемого решения по созданию смачиваемого покрытия углеродной подины проводили в лабораторных условиях на установках с параметрами пускового режима алюминиевого электролизера.Testing and testing the proposed solution to create a wettable coating of the carbon hearth was carried out in laboratory conditions at plants with the starting conditions of an aluminum electrolyzer.

В качестве анода и тигля для электролизной ячейки использовались заготовки из промышленных подовых блоков. Размеры тигля позволяли расплавлять около 1000 г электролита заявленного состава и устанавливать МПР между электродами 25-30 мм. В качестве углеродных катодов также применялись образцы подовых блоков размерами ⌀=30 и h=50 мм. Образцы с помощью резьбового контакта соединялись с катодным токоподводом и после расплавления сухой шихты электролита с добавками электроактивных компонентов (Ti и B) опускались в расплав. Установка подключалась на электролиз. По окончании этапов создания СП для проверки смачиваемости катода в электролит вводился глинозем для электроосаждения алюминия на катоде. После опыта катод, расположенный над анодом, извлекался из ячейки, очищался от электролита, фотографировался и отправлялся на РФА. Условия проведения испытаний и результаты РФА поверхностного слоя катодных образцов после экспериментов электроосаждения и синтеза смачиваемых покрытий представлены в таблице.As the anode and crucible for the electrolysis cell, blanks from industrial hearth blocks were used. The dimensions of the crucible made it possible to melt about 1000 g of the electrolyte of the claimed composition and to establish the MPR between the electrodes of 25-30 mm. Samples of hearth blocks with sizes образцы = 30 and h = 50 mm were also used as carbon cathodes. Using threaded contact, the samples were connected to the cathode current supply and after melting the dry electrolyte mixture with the addition of electroactive components (Ti and B) they were lowered into the melt. The installation was connected to electrolysis. At the end of the stages of creating a joint venture to check the wettability of the cathode, alumina was introduced into the electrolyte for the electrodeposition of aluminum on the cathode. After the experiment, the cathode located above the anode was removed from the cell, cleaned of the electrolyte, photographed, and sent to the XRD. Test conditions and XRD results of the surface layer of cathode samples after experiments on electrodeposition and the synthesis of wettable coatings are presented in the table.

Параметры испытаний по электроосаждению и результаты РФАElectrodeposition test parameters and XRF results

Параметры испытанийTest parameters № испытанийTest number 1one 22 33 4four ЭтапыStages 1 этапStage 1 2 этап2 stage 1 этапStage 1 2 этап2 stage 1 этапStage 1 2 этап2 stage 1 этапStage 1 2 этап2 stage Температура испытаний, °CTest temperature ° C 990990 990990 970970 970970 Плотность тока, А/см2 Current density, A / cm 2 0,70.7 0,820.82 0,820.82 1,31.3 Продолжительность, часDuration, hour 4040 4242 4848 4848 - 1 этап осаждение титана- 1 stage deposition of titanium 20twenty 20twenty 2424 2424 - 2 этап осаждение бора- 2 stage deposition of boron 20twenty 2222 2424 2424 Состав электролита:The composition of the electrolyte: Криолитовое отношениеCryolite ratio 2,52,5 2,52,5 2,52,5 2,52,5 Al2O3 исходная концентр., %Al 2 O 3 initial concentration,% 00 00 00 00 TiO2 исходная концентр., %TiO 2 initial concentrate.% 9,49,4 4,44.4 6,56.5 8,08.0 Добавки Na2B4O7·10H2O, %Additives Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O,% 3,03.0 1,21,2 1,81.8 1,51,5 Периодичность добавок, часThe frequency of additives, hour 33 33 33 33 Результаты РФА поверхности образцов (мас.%)The XRD results of the surface of the samples (wt.%)

ФазаPhase МинералMineral 1one 22 33 4four TiB2 TiB 2 1,441.44 2,442.44 1,471.47 Ti6C3.75 Ti 6 C 3.75 1,541,54 1,931.93 Ti8C5 Ti 8 C 5 3,463.46 TiC0.981 TiC 0.981 KhamrabaeviteKhamrabaevite 2,302,30 СаВ6 SaB 6 1,221.22 4,264.26 0,660.66 TiO2 TiO 2 Rutile, synRutile syn 0,930.93 0,580.58 TiO2 TiO 2 AnataseAnatase 1,471.47 TiOTiO 0,600.60 TiTi 1,651.65 Na3AlF6 Na 3 AlF 6 Cryolite, synCryolite syn 2,912.91 35,435,4 27,727.7 34,634.6 Na5Al3Fl4 Na 5 Al 3 Fl 4 Chiolite, synChiolite syn 43,643.6 5,655.65 17,817.8 00 NaFNaF Villiaumite, synVilliaumite syn 2,862.86 7,607.60 CaF2 CaF 2 FluoriteFluorite 0,540.54 0,480.48 CC Graphite-2\ITH\RGGraphite-2 \ ITH \ RG 8,78.7 38,138.1 34,634.6 23,723.7 AlAl Aluminum, synAluminum, syn 8,468.46 3,103.10 10,110.1 Al2O3 Al 2 O 3 Comndum, synComndum syn 21,121.1 1,471.47 1,231.23 5,035.03 Al4C3 Al 4 C 3 3,823.82 5,275.27 17,217,2 CaTiO3 CaTiO 3 Perovskite, synPerovskite, syn 0,70.7 Неизвестная фаза (кристалл.)Unknown phase (crystal) 7,57.5 6,446.44 Съемка рентгенограммы осуществлялась на автоматизированном рентгеновском дифрактометрическом оборудовании фирмы Shimadzu XRD-6000 (излучение CuKα, графитовый монохроматор). РФА проводился с использованием информационно-поисковой системы рентгенофазовой идентификации материалов (ИПС РФИ), совмещающей качественный и полуколичественный анализ. Для полуколичественного РСА применялся метод фундаментальных параметров (волновой рентгенофлуоресцентный спектрометр фирмы Shimadzu XRF-1800).The x-ray was taken on an automated X-ray diffractometric equipment company Shimadzu XRD-6000 (radiation CuK α , graphite monochromator). X-ray powder diffraction was carried out using an information retrieval system for x-ray phase identification of materials (IPS RFI), combining qualitative and semi-quantitative analysis. For semi-quantitative SAR, the fundamental parameter method was used (wave X-ray fluorescence spectrometer from Shimadzu XRF-1800). Примечание: количество соединений смачиваемого покрытия (TiB2, TiC) незначительно из-за необходимости снятия для анализа с поверхности катода слоя 1-3 мм.Note: the number of compounds of the wettable coating (TiB 2 , TiC) is insignificant due to the need to remove a 1-3 mm layer from the cathode surface for analysis.

В эксперименте 1 применялась исходная концентрация титана в электролите более 5 мас.% (9,4 мас.% в пересчете на TiO2) и на втором этапе концентрация бора в электролите более 0,2 мас.%. В течение испытаний нормальный процесс электролиза периодически прерывался резким увеличением напряжения - анодными эффектами. Это связано с образованием на первом этапе больших количеств низших оксидов титана и с образованием труднорастворимых соединений типа 2Al2O3·B2O3 на втором этапе, которые пассивируют поверхность электродов. Указанные соединения обнаружены при РФА осадков после эксперимента. В результате эффекта смачивания катода не обнаружено (см. фото 1).In experiment 1, an initial concentration of titanium in the electrolyte of more than 5 wt.% (9.4 wt.% In terms of TiO 2 ) was used, and in the second stage, the concentration of boron in the electrolyte is more than 0.2 wt.%. During the tests, the normal electrolysis process was periodically interrupted by a sharp increase in voltage - anode effects. This is due to the formation of large amounts of lower titanium oxides in the first stage and the formation of sparingly soluble compounds of the type 2Al 2 O 3 · B 2 O 3 in the second stage, which passivate the surface of the electrodes. These compounds were detected by XRD precipitation after the experiment. As a result, the cathode was not wetted (see photo 1).

В экспериментах 2-4 применялись концентрации электроактивных компонентов в соответствии с заявленными пределами. После испытаний на каждом из образцов обнаружен эффект смачивания - слой алюминия с удовлетворительной адгезией к катодной поверхности (см. фото 2-4). Причина смачивания обнаружена РФА - наличие в поверхностном слое катодов боридов и карбидов титана.In experiments 2-4, the concentrations of electroactive components were used in accordance with the declared limits. After testing, each of the samples revealed a wetting effect - an aluminum layer with satisfactory adhesion to the cathode surface (see photo 2-4). The reason for the wetting was detected by XRD - the presence in the surface layer of cathodes of borides and titanium carbides.

Результаты испытаний свидетельствуют о принципиальной возможности коммерческой реализации предлагаемого способа получения и поддержания смачиваемого покрытия на углеродистых блоках катодного устройства электролизера для производства алюминия.The test results indicate the fundamental possibility of commercial implementation of the proposed method for producing and maintaining a wettable coating on the carbon blocks of the cathode device of the electrolyzer for aluminum production.

Предлагаемый способ создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера осуществляется предпочтительно следующим образом:The proposed method for creating a wettable coating of the carbon bottom of an aluminum electrolyzer is preferably as follows:

1. Заполнение шахты электролизера после обжига расплавленным криолитом, отобранным от электролизеров-маток перед очередной технологической обработкой для минимизации содержания глинозема в электролите.1. Filling the cell of the electrolyzer after firing with molten cryolite taken from the mother cells before the next technological treatment to minimize the alumina content in the electrolyte.

2. Введение в электролит добавок тугоплавкого металла в виде его оксидов по верхнему заявленному концентрационному пределу с расчетом на требуемую продолжительность первого этапа создания смачиваемого покрытия.2. The introduction into the electrolyte of additives of refractory metal in the form of its oxides at the upper declared concentration limit with the expectation of the required duration of the first stage of creating a wettable coating.

3. Электрохимическое осаждение тугоплавкого металла на углеродном катоде при стандартных параметрах электролиза в пусковой период с последующим синтезом карбида тугоплавкого металла на поверхности, микро- и макронеровностях, трещинах и порах подовых блоков.3. Electrochemical deposition of refractory metal on a carbon cathode with standard electrolysis parameters in the start-up period, followed by synthesis of refractory metal carbide on the surface, micro and macro-irregularities, cracks and pores of bog blocks.

4. По достижении нижнего заявленного предела концентрации тугоплавкого металла введение в электролит борсодержащего компонента по верхнему заявленному концентрационному пределу с расчетом на требуемую продолжительность второго этапа создания смачиваемого покрытия.4. Upon reaching the lower declared limit of the concentration of the refractory metal, the introduction of the boron-containing component into the electrolyte according to the upper declared concentration limit with the expectation of the required duration of the second stage of creating a wettable coating.

5. Электрохимическое осаждение бора на катоде при стандартных параметрах электролиза в пусковой период с последующим синтезом борида тугоплавкого металла на поверхности подины.5. Electrochemical deposition of boron at the cathode with standard parameters of electrolysis in the start-up period, followed by the synthesis of refractory metal boride on the surface of the hearth.

6. По достижении нижнего заявленного предела концентрации бора в алюминии выведение технологического хода электролизера на рабочий режим со стандартными параметрами.6. Upon reaching the lower declared limit of boron concentration in aluminum, the process flow of the electrolyzer is brought into operation with standard parameters.

Предлагаемый способ является эффективным и надежным техническим решением создания смачиваемого алюминием покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера и, в конечном итоге, повышения технико-экономических показателей электролиза. Способ создания СП может применяться для действующей технологии электролиза криолитоглиноземных расплавов и для создания технологии электролизеров нового поколения с дренированным катодом.The proposed method is an effective and reliable technical solution for creating an aluminum-wettable coating of the carbon bottom of an aluminum electrolyzer and, ultimately, increasing the technical and economic indicators of electrolysis. The method of creating a joint venture can be applied to the existing technology for the electrolysis of cryolite-alumina melts and to create a technology of new generation electrolyzers with a drained cathode.

Источники информацииInformation sources

1. Watson K.D. et al. Electrolysis Cell and Method for Metal Production. // US petent 5658447, 1997.1. Watson K.D. et al. Electrolysis Cell and Method for Metal Production. // US petent 5658447, 1997.

2. Абакумов A.M. и др. Способ нанесения смачиваемого покрытия подины алюминиевого электролизера. // Патент России RU 2299278, 2007.2. Abakumov A.M. and others. A method of applying a wettable coating of the bottom of an aluminum electrolyzer. // Patent of Russia RU 2299278, 2007.

3. Townsend D.W. Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells. //US patent 5028301, 1991 г.3. Townsend D.W. Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells. // US patent 5028301, 1991.

Claims (5)

1. Способ создания смачиваемого покрытия углеродной подины алюминиевого электролизера, включающий высокотемпературное электрохимическое осаждение компонентов покрытия из расплавленного электролита и синтез карбидов и боридов тугоплавких металлов на поверхности углеграфитовых блоков подины, отличающийся тем, что подачу компонентов покрытия в электролизер, их электроосаждение и синтез соединений покрытия осуществляют поэтапно с первоначальной подачей тугоплавких металлов в расплав электролита, их электроосаждением и синтезом карбидов тугоплавких металлов на углеграфитовых блоках и последующей подачей бора в расплав электролита, его электроосаждением и синтезом соединений покрытия в системе тугоплавкий металл-бор-углерод и тугоплавкий металл-бор на поверхности подины.1. A method of creating a wettable coating of the carbon bottom of an aluminum electrolyzer, including high-temperature electrochemical deposition of coating components from a molten electrolyte and the synthesis of carbides and borides of refractory metals on the surface of carbon-graphite blocks of the hearth, characterized in that the coating components are supplied to the electrolyzer, their electrodeposition and synthesis of coating compounds in stages with the initial supply of refractory metals to the electrolyte melt, their electrodeposition and synthesis of car ide refractory metals on carbon and graphite blocks, and then supplying the boron in the molten electrolyte, its synthesis and electrodeposition coating compounds in the refractory metal-boron-carbon and the refractory metal-boron on the hearth surface. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тугоплавких металлов применяют титан, цирконий, вольфрам, молибден, ванадий или их смеси.2. The method according to claim 1, characterized in that titanium, zirconium, tungsten, molybdenum, vanadium or a mixture thereof are used as refractory metals. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тугоплавкие металлы и бор подают в электролит в виде чистых элементов, или их солей и оксидов.3. The method according to claim 1, characterized in that the refractory metals and boron are fed into the electrolyte in the form of pure elements, or their salts and oxides. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность первого этапа определяют снижением концентрации тугоплавкого металла в электролите от 5,0 до 0,1 мас.%.4. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the first stage is determined by reducing the concentration of the refractory metal in the electrolyte from 5.0 to 0.1 wt.%. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность второго этапа определяют снижением концентрации бора в электролите от 0,2 до 0,005 мас.%. 5. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the second stage is determined by reducing the concentration of boron in the electrolyte from 0.2 to 0.005 wt.%.
RU2012105729/02A 2012-02-17 2012-02-17 Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell RU2486292C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105729/02A RU2486292C1 (en) 2012-02-17 2012-02-17 Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105729/02A RU2486292C1 (en) 2012-02-17 2012-02-17 Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486292C1 true RU2486292C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012105729/02A RU2486292C1 (en) 2012-02-17 2012-02-17 Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486292C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699604C1 (en) * 2018-07-17 2019-09-06 Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") Aluminum production method by electrolysis of molten salts

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028301A (en) * 1989-01-09 1991-07-02 Townsend Douglas W Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells
US5227045A (en) * 1989-01-09 1993-07-13 Townsend Douglas W Supersaturation coating of cathode substrate
RU2257425C2 (en) * 2000-02-16 2005-07-27 Алкан Интернешнел Лимитед Method of forming protective coating for carbon containing components of electrolysis cell
CN1245538C (en) * 2003-04-15 2006-03-15 中南大学 Titanium boride/aluminium oxide cathode coating for aluminium electrolysis and its preparation method
RU2293797C2 (en) * 2001-10-15 2007-02-20 Алюминиюм Пешинэ Precursor of the coating and the method of deposition of the refractory layer on the substrate
RU2337184C2 (en) * 2006-11-30 2008-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") Method of producing and maintaining protective wettable cover on carbon blocks of cathode assembly of electrolytic tank for aluminium production
CN100465349C (en) * 2005-12-26 2009-03-04 石忠宁 Aluminium electrolysis cathode with titanium diboride coating and preparation process thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028301A (en) * 1989-01-09 1991-07-02 Townsend Douglas W Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells
US5227045A (en) * 1989-01-09 1993-07-13 Townsend Douglas W Supersaturation coating of cathode substrate
RU2257425C2 (en) * 2000-02-16 2005-07-27 Алкан Интернешнел Лимитед Method of forming protective coating for carbon containing components of electrolysis cell
RU2293797C2 (en) * 2001-10-15 2007-02-20 Алюминиюм Пешинэ Precursor of the coating and the method of deposition of the refractory layer on the substrate
CN1245538C (en) * 2003-04-15 2006-03-15 中南大学 Titanium boride/aluminium oxide cathode coating for aluminium electrolysis and its preparation method
CN100465349C (en) * 2005-12-26 2009-03-04 石忠宁 Aluminium electrolysis cathode with titanium diboride coating and preparation process thereof
RU2337184C2 (en) * 2006-11-30 2008-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") Method of producing and maintaining protective wettable cover on carbon blocks of cathode assembly of electrolytic tank for aluminium production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699604C1 (en) * 2018-07-17 2019-09-06 Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") Aluminum production method by electrolysis of molten salts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2759805C (en) Primary production of elements
CN1268791C (en) Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in fused salt
US20040194574A1 (en) Method for electrowinning of titanium metal or alloy from titanium oxide containing compound in the liquid state
AU2017203090B2 (en) Systems and methods of protecting electrolysis cells
US20140008239A1 (en) Apparatus and Method of Producing Metal in a Nasicon Electrolytic Cell
Suzdaltsev et al. Synthesis of aluminum master alloys in oxide-fluoride melts: A review
Suzdaltsev et al. Extraction of scandium and zirconium from their oxides during the electrolysis of oxide–fluoride melts
JP2863058B2 (en) Heat-resistant metal alloy that can be processed into a homogeneous and pure ingot and a method for producing the alloy
Welch et al. Future materials requirements for the high-energy-intensity production of aluminum
Hryn et al. Initial 1000A aluminum electrolysis testing in potassium cryolite-based electrolyte
ZHANG et al. Preparation of Mg–Li—La alloys by electrolysis in molten salt
Yasinskiy et al. Electrochemical reduction and dissolution of liquid aluminium in thin layers of molten halides
AU2009299086B2 (en) Composite materials for wettable cathodes and use thereof for aluminium production
RU2337184C2 (en) Method of producing and maintaining protective wettable cover on carbon blocks of cathode assembly of electrolytic tank for aluminium production
CN105543516A (en) Method for preparing aluminum-titanium master alloy by conducting aluminothermic reduction on titanium dioxide in fused salt medium
RU2486292C1 (en) Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell
CN102644094B (en) Method for preparing Al-Mg-Tb ternary alloy by means of fused salt electrolysis
Gorlanov et al. Electrochemical borating of titanium-containing carbographite materials
Awayssa et al. Electrochemical production of Al-Si alloys in Cryolitic melts in a laboratory cell
Liu et al. Preparation of Al-Si master alloy by electrochemical reduction of fly ash in molten salt
RU2415973C2 (en) Procedure for production of aluminium by electrolysis of melt
RU2716569C1 (en) Method for cryolite alumina melts electrolysis using solid cathodes
Rudenko et al. Borated graphite cathodes for low-temperature aluminum electrolysis
Gorlanov On the question of using solid electrodes in the electrolysis of cryolite-alumina melts. Part 2. The mechanism of passivation and conditions of stable electrolysis
Kuznetsov Electrochemical synthesis of novel niobium and tantalum compounds in molten salts

Legal Events

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

Effective date: 20190218