RU2657395C1 - Электролизер для получения алюминия - Google Patents
Электролизер для получения алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657395C1 RU2657395C1 RU2017123473A RU2017123473A RU2657395C1 RU 2657395 C1 RU2657395 C1 RU 2657395C1 RU 2017123473 A RU2017123473 A RU 2017123473A RU 2017123473 A RU2017123473 A RU 2017123473A RU 2657395 C1 RU2657395 C1 RU 2657395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- casing
- self
- cells
- equal
- Prior art date
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
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. Электролизер включает размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, при этом самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса. Обеспечивается снижение потерь металла в электролите и возрастание выхода металла по току. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении алюминия в электролизерах с самоспекающимися анодами.
Известен электролизер с самообжигающимся электродом, включающий разделенный на две секции анод, размещенный в двух анодных кожухах, между которыми расположены съемная крышка и система охлаждения в виде петель труб подвода охлаждающего воздуха [патент РФ №2121014, опубл. 27.10.1998].
Недостаток известного электролизера заключается в интенсификации потерь теплоты от анодных кожухов вследствие увеличения суммарной площади теплоотдающих поверхностей и применения воздушного охлаждения с помощью тягодутьевых машин.
Известен электролизер для получения алюминия, в котором самоспекающийся анод содержит три анодных блока, каждый из которых снабжен продольной балкой анодной рамы и двумя рядами токоподводящих штырей [патент РФ №2187581, опубл. 20.08.2002].
Недостатком известного электролизера является сложность герметизации двух газоходных каналов, размещенных между тремя анодными блоками.
Задачей заявляемого изобретения является снижение объема газосодержащего слоя электролита и затрат электроэнергии на преодоление его сопротивления за счет уменьшения пути движения анодных газов, образующихся при окислении самоспекающегося анода.
Достигается это тем, что в электролизере для получения алюминия, включающем размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.
Зазор между анодными ячейками составляет 0,025÷0,03 длины ячейки.
Электролизер содержит 4÷8 токоподводящих штырей на каждый анодный блок.
Целесообразность использования горизонтальной перегородки обосновывается тем, что таким образом происходит разделение зоны коксопековой композиции, в которой загружаемая в электролизер анодная масса находится в расплавленном состоянии, от зоны полукокса самоспекающегося анода, где начинается формирование анодного блока.
Высота размещения горизонтальной перегородки относительно нижней кромки анодного кожуха объясняется следующими соображениями. Высота анодного кожуха современного электролизера с самоспекающимся анодом составляет ~1800 мм, высота зоны коксопековой композиции 400÷500 мм, или 22-28% высоты анодного кожуха. Таким образом, размещение горизонтальной перегородки на высоте h от нижней кромки анодного кожуха менее 0,7 высоты Н анодного кожуха несет риск того, то горизонтальная перегородка окажется в зоне полукокса, что затруднит заполнение вертикальных ячеек расплавленной коксопековой композицией и формирование в них самоспекающегося анода. Размещение горизонтальной перегородки на высоте h от нижней кромки анодного кожуха более 0,8 его высоты Н несет риск выброса в атмосферу корпуса электролиза вредных продуктов коксования самоспекающегося анода, для которых зона жидкой коксопековой композиции является гидравлическим затвором.
Наличие на горизонтальной перегородке вертикальных ячеек обеспечивает возможность формирования самоспекающегося анода отдельными блоками, в зазорах между которыми образующиеся анодные газы свободно движутся в систему газоотсоса корпуса электролиза.
Длина ячейки 1, равная 0,1÷0,2 длины L анодного кожуха, и ее ширина b, равная 0,45÷0,495 ширины В анодного кожуха, обосновываются следующими соображениями. Длина самоспекающегося анода современного алюминиевого электролизера составляет порядка 8 м, ширина - 3 м. Разделение самоспекающегося анода на ячейки заявляемых габаритов позволяет получить анодные блоки длиной 0,8÷1,6 м и шириной 1,3÷1,5 м, что сопоставимо с габаритами обожженных анодов, длина которых колеблется от 1 до 1,5 м, ширина - от 0,6 до 0,9 м, эксплуатируемых на электролизерах, имеющих более высокие показатели энергетической эффективности в сравнении с электролизерами с самоспекающимся анодом.
Превышение габаритов ячеек выше указанных пределов приведет к увеличению объема газосодержащего слоя электролита под анодными блоками и затрат электроэнергии на преодоление его сопротивления. Уменьшение габаритов ячеек ниже указанных пределов несет риск создания проблемы фиксации в ячейке анодного блока, удерживаемого токоподводящими штырями. При заявляемых габаритах ячейки удержание анодного блока осуществляется 4÷8 токоподводящими штырями, и замена одного из них исключает риск отрыва со штырей анодного блока и его падения в расплав. Однако превышение количества штырей более 8 потребует увеличения размера ячейки и, соответственно, анодного блока, что приведет к росту объема газосодержащего слоя электролита.
Заявляемый электролизер для получения алюминия поясняется графически. На фиг. 1 изображен продольный разрез электролизера, на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1, где: 1 - анодный кожух; 2 - горизонтальная перегородка; 3 - токоподводящие анодные штыри; 4 - ячейки анода; 5 - слой коксопековой композиции; 6 - спекшиеся анодные блоки; 7 - катодный узел электролизера; 8 - криолитглиноземная корка; 9 - газоотводящий патрубок.
Заявляемый электролизер для получения алюминия работает следующим образом. Анодная масса, загружаемая в анодный кожух 1, по мере нагревания до температуры 80÷120°С плавится. Образующийся жидкий слой коксопековой композиции 5 удерживается от попадания в расплав горизонтальной перегородкой 2. С перегородки коксопековая композиция равномерно распределяется по ячейкам 4. В ячейках коксопековая композиция спекается, образуя таким образом, отдельные анодные блоки 6 самоспекающегося анода. Подвод тока к анодным блокам, а также их удержание в ячейках от падения в расплав осуществляют с помощью токоподводящих штырей 3, в количестве от 4 до 8 на каждый анодный блок. Анодные газы, образующиеся при коксовании и окислении самоспекающегося анода, по зазорам между ячейками 4 движутся к газоотводящему патрубку 9, откуда они направляются в систему газоотсоса. Выбиванию анодных газов в атмосферу корпуса препятствует криолитглиноземная корка 8, укрывающая поверхность между анодным кожухом 1 и катодным узлом 7 электролиза. Таким образом, уменьшение пути движения анодных газов под анодными блоками снижает объем газосодержащего слоя электролита.
Технический результат заявляемого электролизера заключаются в снижении удельного расхода электроэнергии на 1000-1200 кВт⋅ч/т Аl, в результате сокращения пути газового потока в электролите под анодом снижаются потери металла и возрастает выход его по току.
Claims (3)
1. Электролизер для получения алюминия, включающий размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, отличающийся тем, что самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.
2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что зазор между анодными ячейками составляет 0,025÷0,03 длины ячейки.
3. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что он содержит 4÷8 токоподводящих штырей на каждый анодный блок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123473A RU2657395C1 (ru) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | Электролизер для получения алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123473A RU2657395C1 (ru) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | Электролизер для получения алюминия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2657395C1 true RU2657395C1 (ru) | 2018-06-13 |
Family
ID=62620435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123473A RU2657395C1 (ru) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | Электролизер для получения алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2657395C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687617C1 (ru) * | 2018-08-09 | 2019-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Электролизер для получения алюминия |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4057480A (en) * | 1973-05-25 | 1977-11-08 | Swiss Aluminium Ltd. | Inconsumable electrodes |
RU2049160C1 (ru) * | 1992-07-21 | 1995-11-27 | Сибирская аэрокосмическая академия | Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера |
RU2187581C2 (ru) * | 2000-07-27 | 2002-08-20 | Бегунов Альберт Иванович | Электролизер для получения алюминия |
CN101709486A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-05-19 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽 |
-
2017
- 2017-07-03 RU RU2017123473A patent/RU2657395C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4057480A (en) * | 1973-05-25 | 1977-11-08 | Swiss Aluminium Ltd. | Inconsumable electrodes |
RU2049160C1 (ru) * | 1992-07-21 | 1995-11-27 | Сибирская аэрокосмическая академия | Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера |
RU2187581C2 (ru) * | 2000-07-27 | 2002-08-20 | Бегунов Альберт Иванович | Электролизер для получения алюминия |
CN101709486A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-05-19 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687617C1 (ru) * | 2018-08-09 | 2019-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Электролизер для получения алюминия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11585003B2 (en) | Electrode configurations for electrolytic cells and related methods | |
CN102016124B (zh) | 包含减小电压降的设备的用于制铝的电解槽 | |
CN101748436B (zh) | 一种预焙阳极铝电解槽 | |
CN105256337B (zh) | 一种新型稀土电解槽 | |
CN103290434A (zh) | 一种生产稀土金属及合金的熔盐电解槽 | |
RU2657395C1 (ru) | Электролизер для получения алюминия | |
CN203360596U (zh) | 一种生产稀土金属及合金的熔盐电解槽 | |
CN102002731B (zh) | 一种节能型熔盐铝电解槽及其方法 | |
CN102345141B (zh) | 带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极炭块及其制备方法 | |
CN102230191B (zh) | 一种分开引出铝电解槽单面电流的方法 | |
CN112522741A (zh) | 一种封闭式稀土氯化物体系电解槽 | |
CN201313942Y (zh) | 一种400kA以上预焙阳极铝电解槽 | |
CN103993332B (zh) | 一种节能铝电解槽及其辅助极 | |
US3090744A (en) | Electrolytic furnace for producing aluminum having a crust breaking apparatus | |
CN105780053B (zh) | 一种以铝作为阴极的铝电解方法 | |
RU2722605C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
CN205616961U (zh) | 一种纯铝阴极低能耗铝电解槽 | |
CN105780055A (zh) | 以铝作为阴极的铝电解槽 | |
RU2687617C1 (ru) | Электролизер для получения алюминия | |
RU2282680C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
CN202730257U (zh) | 一种惰性电极铝电解槽的预热启动装置 | |
RU2586183C1 (ru) | Электролизер для получения жидких металлов электролизом расплавов | |
CN202359211U (zh) | 带有排气通道的异形结构铝电解槽阳极碳块 | |
RU2010112494A (ru) | Регулирование шунтирующего тока в многополярной восстановительной ячейке для получения легких металлов | |
RU2385364C1 (ru) | Анодный токоподвод алюминиевого электролизера |