RU2518029C1

RU2518029C1 - Electrolyser for aluminium production

Info

Publication number: RU2518029C1
Application number: RU2013110900/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Попов; Петр Васильевич Поляков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Легкие металлы"
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-06-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: partitions and/or grids, and/or aluminium-moistened open-pore cellular structures from material lass electrically conductive than aluminium are placed under each anode on the bottom surface, perpendicular and/or at angle 45-90° to bottom plane, perpendicular and/or at angle 45-90° to longitudinal axis of cathode rods, which completely of partially prevent horizontal components of cathode current from flowing in aluminium layer.

EFFECT: reduction of horizontal components of currents in melt layer, uniform distribution of current, reduction of inter-pole distance and reduction of electric energy consumption for aluminium production or increase of output by current.

15 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции электролизеров для получения алюминия.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, and in particular to the design of electrolytic cells for producing aluminum.

Известен электролизер [1], содержащий катодное устройство и анодное устройство. Катодное устройство содержит ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными токоподводами, заключенными в металлический кожух. Между металлическим кожухом и угольными блоками размещены огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Анодное устройство содержит угольные аноды, соединенные с анодной шиной. Аноды размещены в верхней части ванны и погружены в расплавленный электролит.Known electrolyzer [1] containing a cathode device and an anode device. The cathode device comprises a bath with a coal bottom, laid out of coal blocks with mounted current leads enclosed in a metal casing. Between the metal casing and the coal blocks are placed refractory and heat-insulating materials. The anode device comprises carbon anodes connected to the anode bus. Anodes are placed at the top of the bath and immersed in molten electrolyte.

Недостатком известной конструкции электролизера является то, что разработанные для нее технологии характеризуются весьма высоким удельным расходом энергии W, определяемым уравнениемA disadvantage of the known design of the electrolyzer is that the technologies developed for it are characterized by a very high specific energy consumption W, defined by the equation

$W = \frac{v}{k η}$

, где V - напряжение на ванне, В; η - выход по току, k - электрохимический эквивалент [кг/кА*ч].

W = \frac{v}{k η}

where V is the voltage on the bath, V; η - current output, k - electrochemical equivalent [kg / kA * h].

Обычно в технологиях получения алюминия W=13-15 кВтч/кг металла. Однако этот расход энергии приблизительно в 2 раза больше, чем предсказываемый теоретически. Для этого есть две причины:Usually in technologies for producing aluminum W = 13-15 kWh / kg of metal. However, this energy consumption is approximately 2 times greater than theoretically predicted. There are two reasons for this:

1. В напряжении V большую часть занимает омическое падение напряжения в электролите, определяемое величиной межэлектродного (межполюсного) зазора (МПЗ). Обычно это расстояние составляет около 5 см;1. In voltage V, a large part is occupied by the ohmic voltage drop in the electrolyte, determined by the magnitude of the interelectrode (interpolar) gap (MPZ). Usually this distance is about 5 cm;

2. Выход по току η снижается при резком увеличении взаимодействия (так называемое «обратное взаимодействие») анодных продуктов (углекислого газа) и катодных продуктов (растворенного алюминия) при увеличении магнитогидродинамического (МГД) перемешивания (циркуляции) металла и электролита (МГД циркуляция расплава увеличивается при уменьшении МПЗ, как результат увеличения сил взаимодействия горизонтальных составляющих тока в расплаве и магнитного поля).2. The current efficiency η decreases with a sharp increase in the interaction (the so-called “reverse interaction”) of the anode products (carbon dioxide) and cathode products (dissolved aluminum) with an increase in magnetohydrodynamic (MHD) mixing (circulation) of the metal and electrolyte (MHD, the melt circulation increases with a decrease in the SCR, as a result of an increase in the interaction forces of the horizontal components of the current in the melt and the magnetic field).

Таким образом, одним из важнейших недостатков вышеуказанной конструкции является относительно высокое омическое сопротивление МПЗ и высокий расход энергии.Thus, one of the most important drawbacks of the above design is the relatively high ohmic resistance of the MPZ and high energy consumption.

Известен электролизер для производства алюминия ([2], фиг.1), состоящий из анодного токоподвода, угольного анода, угольного катода с расположенными под анодом дополнительными элементами «грибами», сделанными из диборида титана, изоляции, электролита, жидкого алюминия, блюмсов. Конструкция служит для уменьшения МПЗ и, тем самым, для снижения напряжения V и удельного расхода энергии.Known electrolyzer for the production of aluminum ([2], figure 1), consisting of an anode current lead, carbon anode, carbon cathode with additional elements "mushrooms" located under the anode, made of titanium diboride, insulation, electrolyte, liquid aluminum, blooms. The design serves to reduce the short-circuit voltage and, thereby, to reduce the voltage V and the specific energy consumption.

Недостатком этой конструкции электролизера является малая термомеханическая и химическая стойкость «грибов», сделанных из диборида титана, особенно на границах металл-электролит; сложность прикрепления «грибов» к подине и невозможность осуществления такого прикрепления в ныне действующих электролизерах, малая площадь контакта «гриба» с угольной подиной, а также относительно высокая стоимость и невозможность оперативного удаления «грибов» из межэлектродного зазора при необходимости, например опускания анода на катод.The disadvantage of this design of the electrolyzer is the low thermomechanical and chemical resistance of the "mushrooms" made of titanium diboride, especially at the metal-electrolyte boundaries; the difficulty of attaching the “mushrooms” to the bottom and the impossibility of such attachment in the existing electrolytic cells, the small contact area of the “mushroom” with the coal bottom, as well as the relatively high cost and the inability to quickly remove the “mushrooms” from the interelectrode gap, if necessary, for example, lowering the anode to the cathode .

Известен электролизер для производства алюминия, принятый за прототип ([3]), включающий катодное устройство, содержащее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными катодными токоподводами, заключенных в металлический кожух, с размещенными между металлическим кожухом и угольными блоками огнеупорными и теплоизоляционными материалами, анодное устройство содержащее угольные аноды, соединенные с анодной шиной, размещенные в верхней части ванны и погруженные в расплавленный электролит, отличающийся тем, что на угольной подине под каждым из анодов расположены тумбы с более высокой удельной электропроводностью, чем электролит, стойкие к разрушению в криолитоглиноземных расплавах и жидком алюминии, причем верхняя поверхность тумбы выступает выше уровня катодного алюминия, а тумбы выполнены с возможностью перемещения и/или замены при необходимости.A known cell for the production of aluminum, adopted for the prototype ([3]), comprising a cathode device containing a bath with a carbon bottom, laid out of coal blocks with mounted cathode current leads, enclosed in a metal casing, placed between the metal casing and the coal blocks are refractory and heat-insulating materials, an anode device containing carbon anodes connected to the anode bus, placed in the upper part of the bath and immersed in molten electrolyte, characterized in that under the coal hearth under each of the anodes there are cabinets with higher electrical conductivity than electrolyte, resistant to destruction in cryolite-alumina melts and liquid aluminum, the upper surface of the cabinet protruding above the level of cathode aluminum, and the cabinets are made with the possibility of movement and / or replacement if necessary.

Недостатками известной конструкции электролизера являются:The disadvantages of the known design of the electrolyzer are:

относительно большой объем пространства в МПЗ, занимаемый тумбами, вес и стоимость ТУМБ, сложности перемещения и/или замены тумб при необходимости. В случае необходимости использования утяжелителей, расположенных внутри тумбы, например чугунной «гири» или заливки, это может снижать надежность конструкции вследствие разности коэффициентов термического расширения материалов, а также проникновения электролита через поры тумбы к материалу утяжелителя, приводя к его преждевременной коррозии и загрязнению катодного металла. Затруднительна возможность автоматического регулирования вертикального перемещения тумбы при изменении толщины слоя катодного металла. Тумбы недостаточно уменьшают горизонтальные составляющие катодного тока и МГД перемешивание расплава.the relatively large amount of space in the MPZ occupied by the curbstones, the weight and cost of the curbstone, the difficulty of moving and / or replacing the curbstones, if necessary. If it is necessary to use weighting agents located inside the cabinet, for example, cast-iron “weight” or pouring, this can reduce the reliability of the structure due to the difference in the coefficients of thermal expansion of materials, as well as the penetration of electrolyte through the pores of the cabinet to the material of the weighting agent, leading to its premature corrosion and contamination of the cathode metal . It is difficult to automatically adjust the vertical movement of the cabinet when the thickness of the cathode metal layer changes. The cabinets do not sufficiently reduce the horizontal components of the cathode current and MHD mixing of the melt.

Задача изобретения - снижение удельного расхода энергии за счет уменьшения омического сопротивления и падения напряжения в МПЗ, повышения выхода по току вследствие уменьшения горизонтальных составляющих катодного электрического тока в расплаве, увеличения гидродинамического сопротивления для движения расплава у границы алюминий-электролит, уменьшения магнитогидродинамического (МГД) перемешивания расплава и «обратных» реакций металла с анодными газами, а также удобства расположения дополнительных элементов в МПЗ на подине и возможности их оперативного и автоматизированного перемещения и/или удаления из межэлектродного зазора (МПЗ) при необходимости, например опускания анода на катод, и уменьшение стоимости конструкции.The objective of the invention is to reduce the specific energy consumption by reducing the ohmic resistance and voltage drop in the MFZ, increasing the current efficiency due to a decrease in the horizontal components of the cathode electric current in the melt, increasing the hydrodynamic resistance for the movement of the melt at the aluminum-electrolyte interface, and reducing magnetohydrodynamic (MHD) mixing melt and "reverse" reactions of the metal with anode gases, as well as the convenience of the location of additional elements in the MPZ on the bottom and possible their operational and automated movement and / or removal from the interelectrode gap (MPZ) if necessary, for example, lowering the anode to the cathode, and reducing the cost of the structure.

Технический результат заключается в создании конструкции алюминиевого электролизера, включающего катодное устройство, содержащее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными токоподводами, заключенных в металлический кожух, с размещенными между металлическим кожухом и угольными блоками огнеупорными и теплоизоляционными материалами, анодное устройство, содержащее угольные аноды, соединенные с анодной шиной, размещенные в верхней части ванны и погруженные в расплавленный электролит, в котором, согласно предлагаемому решению, на поверхности подины и/или в пространстве между анодом и катодом, под каждым из анодов, размещены перегородки и/или решетки из огнеупорного материала, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры из углеродного или огнеупорного материала, заполненные или пропитанные полностью или частично алюминием, с равномерной или с анизотропной проводимостью, большей по оси анод-катод и меньшей в перпендикулярном направлении, из материала менее электропроводного, чем алюминий, перпендикулярно и/или под углом от ±45° до ±90° к плоскости подины, перпендикулярно и/или под углом от ±45° до ±90° к продольной оси катодных стержней, уменьшающие горизонтальные составляющие катодного тока вдоль подины в слое расплава. Вследствие демпфирования горизонтальных токов в расплаве, уменьшается МГД циркуляция и возможно уменьшить МПЗ между анодом и катодом, т.е. уменьшить удельный расход энергии и/или увеличить выход по току.The technical result consists in the design of an aluminum electrolytic cell, including a cathode device containing a bath with a carbon bottom, laid out of coal blocks with mounted current leads enclosed in a metal casing, with refractory and heat-insulating materials placed between the metal casing and the coal blocks, an anode device containing carbon anodes connected to the anode busbar located at the top of the bath and immersed in a molten electrolyte, in which, according to to the proposed solution, on the surface of the hearth and / or in the space between the anode and cathode, under each of the anodes, partitions and / or gratings of refractory material are placed, and / or open-porous aluminum-wetted cellular structures of carbon or refractory material, filled or completely impregnated or partially aluminum, with uniform or anisotropic conductivity, larger along the anode-cathode axis and smaller in the perpendicular direction, from a material less conductive than aluminum, perpendicular and / or at an angle m from ± 45 ° to ± 90 ° to the plane of the bottom, perpendicularly and / or at an angle from ± 45 ° to ± 90 ° to the longitudinal axis of the cathode rods, reducing the horizontal components of the cathode current along the bottom in the melt layer. Due to the damping of horizontal currents in the melt, the MHD circulation decreases and it is possible to reduce the MFZ between the anode and cathode, i.e. reduce specific energy consumption and / or increase current efficiency.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinguishing features, also aimed at solving the problem.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют высоту, одинаковую и/или неодинаковую в зависимости от их места расположения на подине, а также ниже и/или выше уровня металла, или на границе металл-электролит, определяемую с помощью соответствующего критерия оптимальности распределения электрических потенциалов и токов, т.е. в зависимости от конкретной цели: например, уменьшение межполюсного расстояния (МНР), уменьшение энергозатрат; и/или увеличение выхода по току и т.п.Partitions and / or gratings, and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum have a height that is the same and / or unequal depending on their location on the hearth, as well as below and / or above the metal level, or at the metal-electrolyte interface, determined with using the corresponding criterion of optimality of the distribution of electric potentials and currents, i.e. depending on the specific purpose: for example, reducing the interpolar distance (MPD), reducing energy consumption; and / or an increase in current efficiency and the like.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры выполнены с возможностью перемещения и/или замены, при необходимости.Partitions and / or gratings, and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures are movable and / or replaceable, if necessary.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры опираются на поверхность катода, либо приклеены к катоду, либо плавают у поверхности раздела сред алюминий-электролит.Partitions and / or gratings, and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum are supported on the cathode surface, either glued to the cathode, or float at the aluminum-electrolyte interface.

Смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют анизотропную проводимость больше по оси анод-катод и меньше в перпендикулярном направлении.Open-porous cellular structures wetted by aluminum have anisotropic conductivity larger along the anode-cathode axis and smaller in the perpendicular direction.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры изготовлены из углеродных блоков, в частности из отходов в виде боя стандартных подовых блоков, обожженных анодов и/или электродов, карбида кремния и/или материала типа ANAPLAST.Partitions and / or gratings, and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures are made of carbon blocks, in particular waste from the battle of standard hearth blocks, calcined anodes and / or electrodes, silicon carbide and / or ANAPLAST type material.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры покрыты или пропитаны веществом, содержащим, например, диборид титана, обеспечивающим смачивание алюминием.Partitions and / or gratings and / or aluminum wettable open-porous cellular structures are coated or impregnated with a substance containing, for example, titanium diboride, which provides wetting with aluminum.

Внешние поверхности перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры предварительно обработаны/пропитаны ингибиторными веществами, защищающими от окисления.The external surfaces of the septum and / or grating, and / or the aluminum wetted open-porous cellular structures are pre-treated / impregnated with inhibitors that protect against oxidation.

Перегородки и/или решетки, перед тем как разместить в пространство МПЗ, обтягивают в вакуумную упаковку из алюминиевой фольги и подогревают до температуры как можно ближе к температуре электролиза, но меньшей, чем температура плавления катодного металла. Затем перегородки и/или решетки помещают в пространство МПЗ.The partitions and / or gratings, before being placed in the MPZ space, are wrapped in a vacuum package of aluminum foil and heated to a temperature as close as possible to the electrolysis temperature, but lower than the melting temperature of the cathode metal. Then the partitions and / or gratings are placed in the space of the MPZ.

Под каждым анодом устанавливают от 1 и более перегородок и/или решеток, расстояние между перегородками и/или решетками обратно пропорционально их количеству, а размер пор смачиваемых алюминием открытопористых ячеистых структур обратно пропорционален количеству пор на единицу площади катода.From each anode, 1 or more partitions and / or gratings are installed, the distance between the partitions and / or gratings is inversely proportional to their number, and the pore size of open-porous cellular structures wetted by aluminum is inversely proportional to the number of pores per unit area of the cathode.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры могут быть различной формы, например, параллелепипеда, призм, куба, гексагональной, ортогональной, полусферической, цилиндрической, причем в боковых стенках перегородок и/или решеток, выполнены сквозные отверстия прямоугольной или округлой формы, расположенные преимущественно ближе к донной поверхности подины (катода), для облегчения горизонтального протекания алюминия в придонном слое у поверхности подины (катода).Partitions and / or gratings and / or aluminum-wetted open-porous cellular structures can be of various shapes, for example, parallelepiped, prisms, cube, hexagonal, orthogonal, hemispherical, cylindrical, and through holes of rectangular or lattice are made in the side walls of partitions and / or gratings rounded in shape, located mainly closer to the bottom surface of the hearth (cathode), to facilitate the horizontal flow of aluminum in the bottom layer near the surface of the hearth (cathode).

На поверхности углеродной части подины (катода) могут быть выполнены продольные и/или поперечные дренажные каналы для аккумулирования и эвакуации алюминия.On the surface of the carbon part of the hearth (cathode), longitudinal and / or transverse drainage channels can be made for the accumulation and evacuation of aluminum.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры могут быть различной формы, например, параллелепипеда, призм, куба, гексагональной, ортогональной, полусферической, цилиндрической и т.д., но симметрия и унификация перегородок и/или решеток может учитываться для оптимальности конструкции и процесса электролиза по критериям уменьшения удельных затрат энергии, и/или увеличения выхода по току.Partitions and / or gratings and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures can be of various shapes, for example, parallelepiped, prisms, cube, hexagonal, orthogonal, hemispherical, cylindrical, etc., but the symmetry and unification of partitions and / or gratings can be taken into account for the optimality of the design and electrolysis process according to the criteria for reducing specific energy consumption, and / or increasing current efficiency.

Перегородка и/или решетка, и/или смачиваемая алюминием открытопористая ячеистая структура, может захватываться по краям кронштейнами, изготовленными из неэлектропроводного материала, стойкого в электролите, и расположенными вдоль боковых поверхностей анода и/или вдоль нижней плоскости анода, с возможностью перемещения вертикально, и/или в горизонтальной плоскости, при необходимости.The partition and / or lattice and / or the aluminum wettable open-porous cellular structure can be grasped at the edges by brackets made of non-conductive material resistant to electrolyte and located along the side surfaces of the anode and / or along the lower plane of the anode, with the possibility of moving vertically, and / or in a horizontal plane, if necessary.

Сущность изобретения поясняется эскизами (Фиг.2-8).The invention is illustrated by sketches (Fig.2-8).

Электролизер содержит угольный анод с анодным токоподводом 1, угольную подину (катод) 2. Нижняя поверхность угольного анода погружена в электролит 3. Внутри электролизера выложена футеровка 4. Электролизер снабжен традиционным устройством для подачи сырья (глинозем, фторсоли) и отвода анодных газов 5, устройством для подвода тока 6 к катоду 2. В межполюсном зазоре (МПЗ), кроме катодного металла 9, расположены перегородки и/или решетки 7 и/или смачиваемые алюминием открытопористые структуры 8. Верхняя часть перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемой алюминием открытопористой ячеистой структуры 8 находится в электролите 3, а нижняя часть находится в катодном металле (жидком алюминии) 9.The cell contains a carbon anode with an anode current lead 1, a carbon bottom (cathode) 2. The lower surface of the carbon anode is immersed in the electrolyte 3. A lining is laid inside the cell 4. The cell is equipped with a traditional device for feeding raw materials (alumina, fluorine salt) and anode gases 5, a device for supplying current 6 to the cathode 2. In the interpolar gap (MPZ), in addition to the cathode metal 9, there are partitions and / or gratings 7 and / or open-porous structures wetted by aluminum 8. The upper part of the partition and / or gratings 7 and / or wetting aemoy open-pored aluminum honeycomb structure 8 is stored in the electrolyte 3, and the lower part is in the cathode metal (molten aluminum) 9.

На поверхности подины, по продольной оси электролизера и/или вдоль проекции периметра анода на поверхность катода, выполнено одно или несколько углублений 12 (Фиг.8) для дренажа и эвакуации металла из ванны.On the surface of the hearth, along the longitudinal axis of the electrolyzer and / or along the projection of the perimeter of the anode on the cathode surface, one or more recesses 12 (Fig. 8) are made for drainage and evacuation of metal from the bath.

Монтаж алюминиевого электролизера осуществляется следующим образом.Installation of an aluminum electrolyzer is as follows.

Перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8 могут быть покрыты или пропитаны веществом/веществами, содержащим/ми и/или образующим/ми, например, диборид титана, обеспечивающим/ми смачивание алюминием. Смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8 либо приклеивают к подине, либо вставляют в перегородки и/или решетки таким образом, чтобы открытопористые ячеистые структуры 8 находились внутри перегородок и/или решеток 7, а нижняя поверхность открытопористой ячеистой структуры находилась в катодном металле (жидком алюминии) 9. Перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8, перед тем, как разместить в пространство МПЗ, могут быть, при необходимости, обтянуты в вакуумную упаковку из алюминиевой фольги с целью закрытия поверхностных пор, защиты от окисления на воздухе, улучшения теплопередачи и подогреты до температуры, как можно близкой к температуре электролиза, но меньшей, чем температура плавления катодного металла. Затем перегородки и/или решетки 7 помещают в пространство МПЗ.Partitions and / or gratings 7 and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures 8 can be coated or impregnated with a substance (s) containing (s) and / or forming (s), for example, titanium diboride, which provides (s) wetting with aluminum. The aluminum-wetted open-porous cellular structures 8 are either glued to the hearth or inserted into partitions and / or gratings so that the open-porous cellular structures 8 are inside the partitions and / or gratings 7, and the lower surface of the open-porous cellular structure is in the cathode metal (liquid aluminum) 9. Partitions and / or gratings 7, and / or open-porous cellular structures 8 wetted by aluminum, before being placed in the MPZ space, can, if necessary, be wrapped in a vacuum package of aluminum foil in order to close surface pores, protect against oxidation in air, improve heat transfer and are heated to a temperature as close as possible to the electrolysis temperature, but lower than the melting temperature of the cathode metal. Then the partitions and / or gratings 7 are placed in the space of the MPZ.

Для электролизеров с обожженными анодами установка и/или замена перегородки и/или решетки 7, при необходимости, осуществляется непосредственно во время замены соответствующего анодного блока, отключение ванны от питания при этом не требуется. Для электролизеров с самообжигающимися анодами Содерберга установка перегородки и/или решетки 7 осуществляется также непосредственно под анод при предварительном поднятии анода 1, при этом ванна может быть отключена от источника питания током. В обоих случаях в местах установки перегородки и/или решетки 7 осуществляется очистка угольной подины 2 от скопившегося осадка.For electrolyzers with burnt anodes, the installation and / or replacement of the partition and / or grating 7, if necessary, is carried out directly during the replacement of the corresponding anode block, disconnecting the bath from the power supply is not required. For electrolyzers with self-baking Soderberg anodes, the installation of the partition and / or grating 7 is also carried out directly below the anode when the anode 1 is first lifted, while the bath can be disconnected from the power supply by current. In both cases, in the places where the partition and / or grating 7 are installed, the coal bottom 2 is cleaned of accumulated sediment.

Для перемещения перегородка и/или решетка 7 захватывается по краям с помощью крючьев, либо кронштейнами 10, изготовленными из неэлектропроводного материала, стойкого в электролите и катодном металле и расположенными вдоль боковых поверхностей анода и/или вдоль нижней плоскости анода, с возможностью перемещения перегородки и/или решетки 7 вертикально, и/или частично в горизонтальной плоскости, при необходимости. Кронштейн 10 прикреплен к перемещаемой тяге 11, которая может быть выполнена из обычных конструкционных материалов.To move the partition and / or the lattice 7 is grabbed at the edges using hooks or brackets 10 made of a non-conductive material resistant to electrolyte and cathode metal and located along the side surfaces of the anode and / or along the lower plane of the anode, with the possibility of moving the partition and / or gratings 7 vertically and / or partially in a horizontal plane, if necessary. The bracket 10 is attached to the movable rod 11, which can be made of conventional structural materials.

При этом происходит улучшение следующих ТЭП электролиза: уменьшение удельного расхода энергии, увеличение выхода по току.At the same time, the following TEC of electrolysis improves: a decrease in the specific energy consumption, an increase in the current efficiency.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Х. Чанг, В. де Нора и Дж.А. Секхар «Материалы, используемые в производстве алюминия методом Эру-Холла». - Изд. Красноярск. гос. ун-т, Красноярск, 1998.1. H. Chang, W. de Nora and J.A. Sekhar "Materials used in the production of aluminum by the Eru-Hall method." - Ed. Krasnoyarsk. state University, Krasnoyarsk, 1998.

2. J.R. Rayne: US Patent, 4.405.433, April 1981.2. J.R. Rayne: US Patent, 4.405.433, April 1981.

3. Патент №111540. - Электролизер для производства алюминия./ Попов Ю.Н., Поляков П.В., Островский И.В. Приоритет от 30.06.2011.3. Patent No. 111540. - Electrolyzer for aluminum production. / Popov Yu.N., Polyakov P.V., Ostrovsky I.V. Priority from 06/30/2011.

Claims

1. Electrolyzer for aluminum production, comprising a cathode device containing a bath with a carbon bottom, laid out of coal blocks with mounted cathode current leads, enclosed in a metal casing, with refractory and heat-insulating materials placed between the metal casing and the coal blocks, an anode device containing carbon anodes connected to the anode busbar, located in the upper part of the bath and immersed in a molten electrolyte, characterized in that it is equipped with partitions and / or sol open-porous cellular structures and / or wetted by aluminum from a material that is less conductive than aluminum, placed under each of the anodes on the surface of the cathode bottom and / or in the space between them, perpendicularly and / or at an angle of 45 ° -90 ° to the plane of the bottom, perpendicularly and / or at an angle of 45 ° -90 ° to the longitudinal axis of the cathode rods.

2. The electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum are made of the same and / or unequal height, depending on their coordinate location on the hearth, which is lower and / or higher than the level metal, and / or corresponds to the boundary of the metal-electrolyte.

3. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or aluminum wettable open-porous cellular structures are made with the possibility of movement and / or replacement, if necessary.

4. The electrolyzer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the partitions and / or gratings and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum are glued to the cathode.

5. The electrolyzer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the open-porous cellular structures wetted by aluminum have anisotropic conductivity more along the anode-cathode axis and less in the perpendicular direction.

6. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or aluminum wetted open-porous cellular structures are made of carbon blocks, in particular, waste in the form of a battle of standard hearth blocks, calcined anodes and / or electrodes, silicon carbide and / or ANAPLAST type material.

7. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures for wetting with aluminum are coated or impregnated with a substance containing, for example, titanium diboride.

8. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the outer surfaces of the partitions and / or gratings and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum are pretreated / impregnated with protective inhibitory substances.

9. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings, and / or open-cell porous cellular structures wetted by aluminum, are placed in a vacuum packaging made of aluminum foil and placed in a vacuum packaging made of aluminum foil and heated to the temperature closest to the temperature electrolysis, but lower than the melting temperature of the cathode metal, and then the septum and / or lattice is placed in the space MPZ.

10. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that under each anode is installed from one or more partitions and / or gratings, and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum, the distance between the partitions and / or gratings is inversely proportional to their number, and the pore size open-porous cellular structures wetted by aluminum are inversely proportional to the number of pores per unit area of the cathode.

11. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or open-porous cellular structures wetted by aluminum are made of any shape, for example, in the form of a parallelepiped, prism, cube, or with a hexagonal, orthogonal, hemispherical, cylindrical shape .

12. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the partition and / or grating and / or aluminum wettable open-porous cellular structure are captured along the edges by brackets made of non-conductive material resistant to electrolyte and located along the side surfaces of the anode and / or along the lower plane anode, with the ability to move vertically and / or in a horizontal plane, if necessary.

13. The electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or aluminum wettable open-porous cellular structures, the anisotropic conductivity of which is larger along the anode-cathode axis and smaller in the perpendicular direction, are made mainly of aluminum oxide / alumina, for example from high alumina unformed concrete and / or slabs, and / or ceramic concrete.

14. The cell according to claim 1, characterized in that the partitions and / or gratings and / or aluminum-wettable open-porous cellular structures are located on an additional layer of open-porous cellular structure.

15. The cell according to claim 1, characterized in that on the surface of the hearth along the longitudinal axis of the cell and / or along the projection of the perimeter of the anode, one or more recesses are made on the surface of the cathode for drainage and evacuation of the metal from the bath.