RU2615389C1 - Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer - Google Patents

Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer Download PDF

Info

Publication number
RU2615389C1
RU2615389C1 RU2015148448A RU2015148448A RU2615389C1 RU 2615389 C1 RU2615389 C1 RU 2615389C1 RU 2015148448 A RU2015148448 A RU 2015148448A RU 2015148448 A RU2015148448 A RU 2015148448A RU 2615389 C1 RU2615389 C1 RU 2615389C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
covering material
height
recess
layer
Prior art date
Application number
RU2015148448A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Шахрай
Петр Васильевич Поляков
Юрий Глебович Михалев
Геннадий Викторович Архипов
Евгений Рашидович Шайдулин
Антонина Модестовна Иванова
Татьяна Григорьевна Калиновская
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2015148448A priority Critical patent/RU2615389C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2615389C1 publication Critical patent/RU2615389C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/22—Collecting emitted gases

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes charging covering material on the anode side facing the deckplate of the electrolyzer cathode device in two stages, where the first layer of the covering material is loaded onto a recess made in the anode at the height h above the base and the width B equal to 0.05-0.1 length L of carbon anode block to form angle α1, equal to 37-42° between the upper boundary of the covering material and the horizontal plane, and after sintering the covering material and the solid skin formation on its surface the second layer of the covering material is loaded up to the height H-h to form an angle α2 equal to 55-60° between the top boundary of the covering material and the horizontal plane, where H is the height of the anode, h is the height of the anode from its base to the recess.
EFFECT: upgraded protection of the anode.
1 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженным анодом.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by the electrolytic method in electrolyzers with a calcined anode.

Известен способ точечной загрузки укрывного материала на поверхность обожженного анода [Hugh McLaughlin III. Анодное покрытие // Сб. докладов Межд. конф. «Алюминий Сибири 2004», г. Красноярск. - с. 80-82]. Для реализации способа используется перемещаемый краном ковш, обеспечивающий загрузку укрывного материала с минимальной высоты.A known method for the point loading of the covering material on the surface of the calcined anode [Hugh McLaughlin III. Anode coating // Sat. reports Int. conf. “Aluminum of Siberia 2004”, Krasnoyarsk. - from. 80-82]. To implement the method, a bucket moved by a crane is used to ensure loading of the covering material from a minimum height.

Недостаток способа заключается в дополнительном оборудовании, увеличении времени эксплуатации металлургических кранов и нахождении электролизера в разгерметизированном состоянии при точечной загрузке укрывного материала.The disadvantage of this method is additional equipment, increasing the operating time of metallurgical cranes and finding the electrolyzer in a depressurized state with a point load of covering material.

Известен способ защиты обожженного анода, заключающийся в загрузке сыпучего укрывного материала частями, по мере формирования прочной корки из его нижележащих слоев [Mark P. Taylor, Greg L Johnson, Evan W Andrews, Barry J Welch. The Impact of Anode Cover Control and Anode Assembly Design on Reduction Cell Performance // Light Metals. - 2004. - pp. 199-206].There is a method of protecting a burned anode, which consists in loading the loose covering material in parts, as a strong crust is formed from its underlying layers [Mark P. Taylor, Greg L Johnson, Evan W Andrews, Barry J Welch. The Impact of Anode Cover Control and Anode Assembly Design on Reduction Cell Performance // Light Metals. - 2004 .-- pp. 199-206].

Недостатком известного способа является малый слой сыпучего укрывного материала, защищающий верхнюю часть обожженного анода, обращенную в сторону фланцевого листа катодного устройства электролизера.The disadvantage of this method is a small layer of granular covering material that protects the upper part of the calcined anode, facing the flange sheet of the cathode of the cell.

Задачей заявляемого изобретения являются уменьшение скорости окисления и снижение расхода обожженного анода, увеличение эффективности его укрытия со стороны, обращенной к фланцевому листу катодного устройства электролизера.The objective of the invention is to reduce the rate of oxidation and reduce the consumption of the calcined anode, increase the efficiency of its shelter from the side facing the flange sheet of the cathode device of the electrolyzer.

Достигаются это тем, что в способе защиты обожженного анода алюминиевого электролизера осуществляют загрузку укрывного материала на сторону анода, обращенную к фланцевому листу катодного устройства электролизера, в два этапа, при этом первый слой укрывного материала загружают на выемку, выполненную в аноде на высоте h от его основания и шириной В, равной 0,05-0,1 длины L угольного анодного блока, с образованием угла α1, равного 37-42°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью; после спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на нее загружают второй слой укрывного материала на высоту Н-h с образованием угла α2, равного 55-60°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, где H - это высота анода, h - высота анода от его основания до выемки.This is achieved by the fact that in the method of protecting the burned anode of an aluminum electrolyzer, the covering material is loaded onto the side of the anode facing the flange sheet of the cathode device of the electrolyzer in two stages, while the first layer of covering material is loaded into a recess made in the anode at a height h from it the base and a width B equal to 0.05-0.1 of the length L of the carbon anode block, with the formation of an angle α 1 equal to 37-42 ° between the upper boundary of the covering material and the horizontal plane; after sintering the covering material and forming a strong crust on its surface, a second layer of covering material is loaded onto it to a height of H-h with the formation of an angle α 2 of 55-60 ° between the upper boundary of the covering material and the horizontal plane, where H is the height of the anode , h is the height of the anode from its base to the recess.

Выполнение выемки на стороне обожженного анода, обращенной к фланцевому листу катодного устройства, обосновывается необходимостью увеличения угла, образованного горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материла.The excavation on the side of the calcined anode facing the flange sheet of the cathode device is justified by the need to increase the angle formed by the horizontal plane and the upper boundary of the cover material layer.

Ограничение угла α1 пределами 37-42° обосновывается углом естественного откоса укрывного материала, который находится в этих пределах. [Halldor Gudmundsson. Improving anode cover material quality at Nordural - quality tools and measures // Light Metals. - 2009. - pp. 467-472]. Превышение угла α1 пределов 37-42° не позволит произвести качественную загрузку укрывного материала на сторону обожженного анода, обращенную к фланцевому листу катодного устройства. Уменьшение угла α1 ниже пределов 37-42° снизит эффективность защиты стороны обожженного анода, обращенной к фланцевому листу катодного устройства.The limitation of the angle α 1 to 37-42 ° is justified by the angle of repose of the covering material, which is within these limits. [Halldor Gudmundsson. Improving anode cover material quality at Nordural - quality tools and measures // Light Metals. - 2009. - pp. 467-472]. Exceeding the angle α 1 of the limits of 37-42 ° will not allow a high-quality loading of the covering material on the side of the calcined anode, facing the flange sheet of the cathode device. Reducing the angle α 1 below the limits of 37-42 ° will reduce the protection efficiency of the side of the calcined anode facing the flange sheet of the cathode device.

Ширина выемки в пределах 0,05-0,1 длины обожженного анода обосновывается особенностями изменения его конфигурации по мере окисления в процессе эксплуатации. Окисление обожженного анода происходит не только по его нижней, обращенной к расплаву, поверхности, но и по верхней и боковым поверхностям, защищаемым укрывным материалом. В процессе эксплуатации обожженный анод по верхней поверхности уменьшается на 0,1-0,2 и более от своей первоначальной длины. Устройство выемки размером 0,05-0,1 длины обожженного анода не приведет к тому, что из его общей массы будет удалена часть, способная в процессе эксплуатации достичь поверхности расплава и окислиться в этой зоне.The width of the recess in the range of 0.05-0.1 the length of the calcined anode is justified by the peculiarities of changes in its configuration during oxidation during operation. Oxidation of the calcined anode occurs not only along its lower surface facing the melt, but also along the upper and side surfaces protected by a covering material. During operation, the calcined anode on the upper surface decreases by 0.1-0.2 or more from its original length. The excavation device of 0.05-0.1 length of the calcined anode will not lead to the fact that part of its total mass will be removed that is capable of reaching the surface of the melt and is oxidized in this zone during operation.

Высота h расположения выемки выбирается из условий обеспечения угла α1 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью в пределах 37-42°, зависящего от расстояния между фланцевым листом катодного устройства и обращенной к нему стороной обожженного анода.The height h of the location of the recess is selected from the conditions for ensuring an angle α 1 between the upper boundary of the covering material and the horizontal plane within 37-42 °, depending on the distance between the flange sheet of the cathode device and the side of the calcined anode facing it.

Наличие выемки обеспечивает возможность загрузки укрывного материала частями, в несколько приемов.The presence of the recess provides the ability to load covering material in parts, in several stages.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где 1 - обожженный анод, 2 - токоподвод, 3 - фланцевый лист катодного устройства, 4 - укрывной материал.The invention is illustrated in the drawing, where 1 is a calcined anode, 2 is a current lead, 3 is a flange sheet of a cathode device, 4 is a covering material.

Укрытие угольного блока осуществляют следующим образом. На первом этапе в пространство между обожженным анодом 1 и фланцевым листом 3 загружается слой укрывного материала 4, защищающий обожженный анод на высоту h, от поверхности расплава до выемки. При этом угол α1, образованный горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материала, находится в пределах 37-42°, что примерно равно углу естественного откоса последнего. Далее, по мере спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на последнюю загружается второй слой укрывного материала, защищающий обожженный анод от окисления на участке (Н-h), от выемки до верхней торцевой кромки угольного блока. При этом угол α2, образованный горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материала, находится в пределах 55-60°, что является не только следствием загрузки материала на корку, но и высокими силами сцепления тонкодисперсного материала с твердой поверхностью. В обоих случаях фланцевый лист катодного устройства играет роль подпорной стенки, увеличивающей угол естественного откоса укрывного материала, защищающего обожженный анод от окисления.Shelter coal block is as follows. At the first stage, a layer of covering material 4 is loaded into the space between the calcined anode 1 and the flange sheet 3, which protects the calcined anode to a height h from the surface of the melt to the recess. The angle α 1 formed by the horizontal plane and the upper boundary of the layer of covering material is in the range of 37-42 °, which is approximately equal to the angle of repose of the latter. Further, as the covering material is sintered and a strong crust forms on its surface, the second layer of covering material is loaded onto the latter, which protects the calcined anode from oxidation in the (H-h) section, from the recess to the upper end edge of the coal block. Moreover, the angle α 2 formed by the horizontal plane and the upper boundary of the layer of covering material is in the range of 55-60 °, which is not only a consequence of loading the material onto the crust, but also due to the high adhesion forces of the finely divided material to the solid surface. In both cases, the flange sheet of the cathode device plays the role of a retaining wall, increasing the angle of repose of the covering material, which protects the calcined anode from oxidation.

Преимуществами заявляемого изобретения являются увеличение эффективности защиты торцевой стороны обожженного анода, уменьшение массы свежего обожженного анода и снижение, таким образом, нагрузки на балку-коллектор электролизера, сокращение выбросов CO2, являющегося парниковым газом, снижение массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера и вовлекаемого во вторичную переработку.The advantages of the claimed invention are an increase in the protection efficiency of the end side of the calcined anode, a decrease in the mass of the fresh calcined anode and, thus, a reduction in the load on the collector beam of the electrolyzer, a reduction in CO 2 emissions, which is a greenhouse gas, and a decrease in the mass of the anode coke extracted from the electrolyzer and involved in recyclable.

Claims (1)

Способ защиты обожженного анода алюминиевого электролизера, содержащего катодное устройство с фланцевым листом, включающий загрузку укрывного материала на его поверхность, отличающийся тем, что на стороне обожженного анода, обращенной к фланцевому листу, выполняют выемку шириной В, равной 0,05-0,1 длины L угольного анодного блока, на высоте h от основания анода и осуществляют загрузку сыпучего укрывного материала на упомянутую сторону анода в два этапа, при этом первый слой укрывного материала загружают на упомянутую выемку с образованием угла α1 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, равного 37-42°, а после спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на нее загружают второй слой укрывного материала на высоту Н-h с образованием угла α2 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, равного 55-60°, где Н - высота анода, h - высота анода от его основания до выемки.A method of protecting a calcined anode of an aluminum electrolyzer containing a cathode device with a flange sheet, comprising loading cover material on its surface, characterized in that a recess of width B of 0.05-0.1 length is made on the side of the calcined anode facing the flange sheet L of the carbon anode block, at a height h from the base of the anode, and the bulk covering material is loaded onto said side of the anode in two steps, the first layer of covering material being loaded onto said recess to form SFA α 1 between the top edge covering material to a horizontal plane equal to 37-42 °, and a covering material after sintering and formation on its surface of a solid cake was charged to it a second layer of a covering material to a height H-h to form an angle α 2 between the upper edge covering material and a horizontal plane equal to 55-60 °, where H is the height of the anode, h is the height of the anode from its base to the recess.
RU2015148448A 2015-11-10 2015-11-10 Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer RU2615389C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148448A RU2615389C1 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148448A RU2615389C1 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615389C1 true RU2615389C1 (en) 2017-04-04

Family

ID=58506965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148448A RU2615389C1 (en) 2015-11-10 2015-11-10 Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615389C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE866098C (en) * 1943-02-16 1953-02-05 Elektrokemisk As Anode equipment for electrolytic cells for aluminum production
GB1401516A (en) * 1971-11-16 1975-07-16 Alusuisse Method of manufacture of anodes which are neutral to the surroundings
SU943328A1 (en) * 1980-12-31 1982-07-15 Иркутский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Working memwer for breaking crust of electrolyte in aluminium electrolyzers
RU93002706A (en) * 1993-01-14 1996-12-27 Новодвоицкий алюминиевый завод METHOD FOR SIDE SURFACE PROTECTION OF SELF-BURNING ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER
RU2155826C2 (en) * 1997-12-16 2000-09-10 Королев Виктор Иванович Process of protection of anodes of aluminum electrolyzer against oxidation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE866098C (en) * 1943-02-16 1953-02-05 Elektrokemisk As Anode equipment for electrolytic cells for aluminum production
GB1401516A (en) * 1971-11-16 1975-07-16 Alusuisse Method of manufacture of anodes which are neutral to the surroundings
SU943328A1 (en) * 1980-12-31 1982-07-15 Иркутский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Working memwer for breaking crust of electrolyte in aluminium electrolyzers
RU93002706A (en) * 1993-01-14 1996-12-27 Новодвоицкий алюминиевый завод METHOD FOR SIDE SURFACE PROTECTION OF SELF-BURNING ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER
RU2155826C2 (en) * 1997-12-16 2000-09-10 Королев Виктор Иванович Process of protection of anodes of aluminum electrolyzer against oxidation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cain et al. The corrosion of solid solution Mg-Sn binary alloys in NaCl solutions
WO2006007165A3 (en) Electrodes useful for molten salt electrolysis of aluminum oxide to aluminum
WO2006121872A3 (en) Low work function cathode
WO2010093219A3 (en) Lithium secondary battery with improved energy density
SA518391382B1 (en) Cathodic Corrosion Protection
TW200729593A (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell
CL2011003196A1 (en) A method suitable for use in carbon oxide conversion reactions comprising forming a composition from an intimate mixture of individual particles; recover and dry the composition; subject to reduction; passivate the reduced copper surfaces, and mold the reduced and passivated composition into a compression pellet.
RU2615389C1 (en) Protection procedure for baked anode of aluminium electrolyzer
BR112022004808A2 (en) Electrochemical cell, electrochemical cell assembly, and method for forming a cathode
GB201309411D0 (en) Notched lead for a solid electrolytic capacitor
EA200600774A1 (en) ELECTROCHEMICAL REDUCTION OF METAL OXIDES
FR3063576B1 (en) PROTECTED LITHIUM ELECTRODE STRUCTURE FOR LITHIUM-AIR BATTERY
RU2013132827A (en) CERAMIC LAYER OF THE FURNACE OF THE BLAST FURNACE
CN103938650A (en) Foundation of cellular subdivision structures
JP2012216322A5 (en)
Jomar et al. Low voltage Pfc emission from aluminium cells
RU2682498C2 (en) Locker system for electrolyser
CN205241828U (en) Anodic oxidation production line
EA201101495A1 (en) DEVICE FOR COLLECTION AND EVACUATION OF ANODIC GASES FROM COVERING THE ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES
CN204297934U (en) Anti-wear grip-bucket cutting-edge board
RU2687526C1 (en) Method of protecting coal part of anode from oxidation
CN2900519Y (en) Metal frame structure for cathode roasting furnace lid
CN104046712A (en) Construction method of heat insulation layer of blast furnace gas sealing cover
MX2019001195A (en) Electrolytic cell assemblies and methods for periodic vertical displacement.
JP5884188B2 (en) Wear prevention structure and wear prevention method for sidewall of pallet truck

Legal Events

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

Effective date: 20181111