SU1542420A3 - Electrolyzer for electrolytic production of aluminium from cryolite-silica melt - Google Patents

Electrolyzer for electrolytic production of aluminium from cryolite-silica melt Download PDF

Info

Publication number
SU1542420A3
SU1542420A3 SU843806469A SU3806469A SU1542420A3 SU 1542420 A3 SU1542420 A3 SU 1542420A3 SU 843806469 A SU843806469 A SU 843806469A SU 3806469 A SU3806469 A SU 3806469A SU 1542420 A3 SU1542420 A3 SU 1542420A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cathode
electrolyzer
aluminum
cryolite
anode
Prior art date
Application number
SU843806469A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дж.Боксолл Ларри
В.Гэмсон Бернард
А.С.Грин Джон
С.Трауготт Стефен
Original Assignee
Коммонвелт Алюминум Корпорейшн (Фирма)
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 Коммонвелт Алюминум Корпорейшн (Фирма) filed Critical Коммонвелт Алюминум Корпорейшн (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU1542420A3 publication Critical patent/SU1542420A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes

Abstract

In an electrolytic cell for the production of aluminum from alumina, having an anode-to-cathode gap of from 1 to 5 cm, the flow of electrolyte to the inter-electrode gap is induced by positioning the cathode at an inclination of from about 2 to about 15 degrees from the horizontal, and operating at an anode current density of from about 0.5 to about 3.0 A/cm<2>. The cathode surface is a Refractory Hard Material which is wetted by aluminum.

Description

СОWITH

сwith

Изобретение относитс  к цветной металлургии, а именно к электролизерам дл  получени  алюмини .The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely, electrolytic cells for the production of aluminum.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат путем оптимизации потока электролита.The aim of the invention is to reduce energy consumption by optimizing the flow of electrolyte.

На фиг.1 показан электролизер, имеющий катод в форме перевернутого V, вид сбоку; на фиг.2 - электролизер, где катод выполнен с одним наклоном, вид сбоку; на фиг.З - электролизер, где электролизер выполнен проточным, а катод - с одним наклоном, вид сбоку; на фиг.4 - электролизер с V-образ- ным катодом, имеющим центральный слив металла, вид сбоку; на фиг.5 - электролизер с одним наклоненным катодом, имеющим систему дл  непрерывного слива алюмини  и отдельную зону дл  пополнени  и смешивани , горизонтальна  проекци ; на фиг.6 - размещение серии электролизеров с катодами, имеющими один наклон, горизонтальна  проекци ; на фиг.7 - электролизер с катодом, имеющим один наклон, в котором выполнены перегородки дл  ограничени  скорости потока в ванне,горизонтальна  проекци ; на - электролизер , гделкатоды имеют противоположный наклон, горизонтальна  проек- ци ; на фиг.9 - экспериментальный электролизер с наклонным катодом, разрез; на фиг.10 - экспериментальный электролизер, вертикальна  проекци  сбоку.Figure 1 shows a cell having a cathode in the shape of an inverted V, side view; figure 2 - the cell, where the cathode is made with a single slope, side view; on fig.Z - the electrolyzer, where the electrolyzer is flow-through, and the cathode - with one slope, side view; 4 shows an electrolysis cell with a V-shaped cathode having a central metal discharge, side view; Fig. 5 shows a cell with one inclined cathode, having a system for continuously discharging aluminum and a separate zone for replenishing and mixing, horizontal projection; Fig. 6 illustrates the placement of a series of electrolyzers with cathodes having a single slope, a horizontal projection; Fig. 7 shows a cell with a cathode having a single slope, in which partitions are made to limit the flow rate in the bath, a horizontal projection; on - electrolyzer, helcododes have opposite slope, horizontal projection; figure 9 is an experimental electrolyzer with an inclined cathode, the section; Fig. 10 is an experimental electrolyzer, vertical projection from the side.

Электролизер содержит аноды 1, отверстие 2 дл  выхода анодных газов, систему 3 дл  сбора газов, катодные стержни 4, сборник 5 дл  алюмини , покрытие поверхности катода 6, проыThe electrolyzer contains anodes 1, an opening 2 for the outlet of anode gases, a system 3 for collecting gases, cathode rods 4, a collector 5 for aluminum, coating the surface of the cathode 6,

странство 7 между катодом и анодами, бункер 8 дл  подачи глинозема, выходное отверстие 9 из ванны, перегородки 10, обводные каналы 11, систему 12 непрерывного слива алюмини , газовые пузыри 13, механическую крышку 14 магнитный насос 15. Стрелками на чертежах обозначено движение потока металла и газовых пузырьков. space 7 between the cathode and the anodes, a hopper 8 for feeding alumina, an outlet 9 from the bath, partitions 10, bypass channels 11, a system 12 for continuous discharge of aluminum, gas bubbles 13, a mechanical cover 14 a magnetic pump 15. Arrows in the drawings indicate the flow of metal and gas bubbles.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что возвратные обводные кана- лы электролизера дл  получени  алюмини  выполнены с размерами, определ емыми по формулеThe essence of the invention lies in the fact that the return bypass channels of the electrolyzer for the production of aluminum are made with dimensions determined by the formula

(О « «Г Д2Ь±Н)(О «« Г Д2Ь ± Н)

им - z i p.w-b )im - z i p.w-b)

где h - глубина, см;where h is the depth, cm;

W - ширина, см;W - width, cm;

L - длина соответствующих обводных каналов, см; п - количество обводных каналов.L is the length of the corresponding bypass channels, cm; n is the number of bypass channels.

Катод расположен под углом 2-15° к горизонтальной плоскости, а рассто ние между анодами и катодом составл ет 1-5 см.The cathode is located at an angle of 2-15 ° to the horizontal plane, and the distance between the anodes and the cathode is 1-5 cm.

При этом длина обводных каналов составл ет 15-300 см, а поверхность катода выполнена из диборида титана. The length of the bypass channels is 15-300 cm, and the surface of the cathode is made of titanium diboride.

Указанна  зависимость характерна дл  электролизера с различным расположением анодов и катода (фиг.1-10),This dependence is characteristic of a cell with a different arrangement of anodes and a cathode (Fig. 1-10),

Расположение катода под углом 2-15 обусловлено следующим. Наклон катода 2-15 обеспечивает требуемый поток металла в ванне и позвол ет избежать турбулентности между катодом и анодом,.The location of the cathode at an angle of 2-15 due to the following. The slope of the cathode 2-15 provides the required flow of metal in the bath and avoids turbulence between the cathode and the anode.

Угол наклона оказывает вли ние на конфигурацию и движение пузырьков Газа. Когда поверхность катода наклонена от горизонтали, пузырьки имеют продолговатую овальную форму, длинна  ось которой проходит перпен- дикул рно к направлению движени  пу- .эырьков на наклоне катода. Пузырьки большого размера на поверхности катода подвергаютс  значительной деформации и сопротивлению при наклоне катода 15° от горизонтали.The angle of inclination affects the configuration and movement of the gas bubbles. When the cathode surface is inclined from the horizontal, the bubbles have an oblong oval shape, the long axis of which runs perpendicularly to the direction of movement of the puffs on the cathode inclination. Large sized bubbles on the cathode surface undergo significant deformation and resistance when the cathode is inclined 15 ° from the horizontal.

Предпочтительный наклон катода равен 6-8°. Наилучшие результаты получены при наклоне катода под углом 8°. При увеличении угла наклона бо лее 15 обнаруживаютс  преп тстви  сливу алюмини .The preferred slope of the cathode is 6-8 °. The best results were obtained when the cathode was tilted at an angle of 8 °. When the angle of inclination increases more than 15, an obstacle to the discharge of aluminum is found.

Поверхность катода выполн ют с по крытием из диборида титана. Такое .The cathode surface is made with a titanium diboride coating. That is.

JQJq

1515

00

5 five

QQ

g

40 45 ,0 40 45, 0

5five

покрытие обеспечивает хорошее смачи- вание катода алюминием. Алюминий легко стекает с наклонной поверхности катода. Это увеличивает выход металла по току, ускор ет выпуск металла. Тонка  пленка стекаемого алюмини  не чувствительна к создаваемым магнитным пол м. ,the coating ensures good wetting of the cathode with aluminum. Aluminum easily flows from the inclined surface of the cathode. This increases the current output of the metal, accelerates the release of the metal. The thin film of the flowed aluminum is not sensitive to the created magnetic fields m.,

Пример. На,фиг.10 приведена св зь параметров таких, как угол наклона катода (Ф) преимущественно . 2-15 , размер поверхности анода в направлении потока пузырьков (обозначенного как BFL и равного во многих испытани х 122 см), размер поверхности анода перпендикул рно направлению потока пузырьков (равного во многих испытани х 61 см);Example. Figure 10 shows the relationship of parameters such as the angle of inclination of the cathode (F) predominantly. 2-15, the size of the surface of the anode in the direction of the flow of bubbles (designated as BFL and equal in many tests 122 cm), the size of the surface of the anode perpendicular to the direction of flow of bubbles (equal in many tests 61 cm);

рассто ние между наклонными поверхност ми анода и катода (обозначенного как ACD и равное 1-5 см)} глубина погружени  вертикального анода h (измен етс  в зависимости от размера BFL в соответствии с углом наклона катода), минимальна  глубина погружени  анода на высоком конце катода Ь0) равна  10 см в большинстве испытаний; ширина каналов верхнего W в и нижнегоthe distance between the inclined surfaces of the anode and the cathode (labeled ACD and equal to 1-5 cm)} immersion depth of the vertical anode h (varies depending on the size of the BFL in accordance with the cathode angle), the minimum anode immersion depth at the high end of the cathode B0) equal to 10 cm in most tests; the width of the channels of the upper W in and lower

WHWh

Обводные каналы передают поток металла в ванне из верхнего канала в соответствующий нижний канал, и расположены вдоль кромки анодов, где в ванне имеетс  зазор между анодом и катодом.The bypass channels transfer the metal flow in the bath from the upper channel to the corresponding lower channel, and are located along the edge of the anodes, where there is a gap in the bath between the anode and the cathode.

Испытани  показали, что электролизеры с наклонным катодом имеют большую стабильность в работе.Tests have shown that inclined cathode electrolyzers are more stable in operation.

При уменьшенных рассто ни х между анодами и катодом снижаетс  напр жение и более локализование удал ютс  анодные газыAt reduced distances between the anodes and the cathode, the voltage decreases and more localization removes the anode gases.

Claims (3)

1. Электролизер дл  электролитического получени  алюмини  из крио- литглиноземкого расплава, содержащий ванну, аноды, наклонный катод со смачиваемой алюминием поверхностью, рабочее отделение между катодом и каждым анодом, наклонный катод выполнен с возвратными обводными каналами между смежными анодами дл  направлени  электролита в рабочее отделение , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат .путем оптимизации потока электролита1. Electrolyzer for electrolytic production of aluminum from a cryolite-alumina melt containing a bath, anodes, an inclined cathode with an aluminum-wetted surface, a working compartment between the cathode and each anode characterized in that, in order to reduce energy consumption, by optimizing the flow of electrolyte обводные каналы выполнены с размерами , определ емыми по формулеthe bypass channels are made with dimensions determined by the formula -« - r(2b+w)-i,r1/2- «- r (2b + w) -i, r1 / 2 где h глубина, см; W - ширина, см;where h is the depth, cm; W - width, cm; (0,4) ± (Иг-)(0,4) ± (Ig-) L - длина соответствующих обводных каналов, см; п - количество обводных каналов,L is the length of the corresponding bypass channels, cm; p - the number of bypass channels, 8eight //S/S 7777Y/T У fA4.W4ЧчЧ// S / S 7777Y / T FA4.W4HH // 1414 5five причем угол наклона катода составл ет 2-15° к горизонтальной плоскости, а рассто ние между анодами и катодом 1-5 см.the cathode is inclined at an angle of 2 to 15 degrees to the horizontal plane, and the distance between the anodes and the cathode is 1 to 5 cm. 2.Электролизер по п. отличающийс  тем, что длина обводного канала составл ет 15-300 см.2. Electrolyzer according to claim 2, characterized in that the length of the bypass channel is 15-300 cm. 3.Электролизер по п. 1, о т л и- Ю чающийс  тем, что поверхность3. The electrolyzer according to claim 1, wherein the surface is катода выполнена с покрытием из дибо- рида титана.The cathode is made of titanium diboride. ТГгг/2TGGG / 2 f{T 7 7772tf {t 77777t ЧХХХЧ у УCHHHU u Фиг.11 I /г /J I / g / J 8eight Фиг.22 о гмabout um JГ-JJg-j rr LOLO II 10,ten, flfl 512512 i ю&i & 1Z1Z nn СЭЕSEE 5 five ss . фиг. в. FIG. at -n-n Фиг. 7FIG. 7 77 WW КTO Щи г. КSchi To ACD UCffl Ј0.fOcmLACD UCffl Ј0.fOcmL Фиг. 9FIG. 9 Фиг.1010
SU843806469A 1983-02-17 1984-10-16 Electrolyzer for electrolytic production of aluminium from cryolite-silica melt SU1542420A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US46757083A 1983-02-17 1983-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1542420A3 true SU1542420A3 (en) 1990-02-07

Family

ID=23856249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843806469A SU1542420A3 (en) 1983-02-17 1984-10-16 Electrolyzer for electrolytic production of aluminium from cryolite-silica melt

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0135535B1 (en)
JP (1) JPS60500541A (en)
AU (1) AU578410B2 (en)
BR (1) BR8405353A (en)
CA (1) CA1254855A (en)
DE (1) DE3468238D1 (en)
ES (1) ES8501809A1 (en)
IS (1) IS1296B6 (en)
NZ (1) NZ207174A (en)
SU (1) SU1542420A3 (en)
WO (1) WO1984003308A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IS1517B (en) * 1989-02-20 1992-11-04 Comalco Aluminium Limited Improvement of electrolytic vessels (smelting vessels)
SK11232000A3 (en) * 1998-02-11 2001-03-12 Moltech Invent S. A. Drained cathode aluminium electrowinning cell with improved alumina distribution
JP4830275B2 (en) * 2004-07-22 2011-12-07 ソニー株式会社 Memory element
BR112016001936A2 (en) * 2013-08-09 2017-08-01 Rio Tinto Alcan Int Ltd notched floor electrolysis tank
JP6799139B2 (en) 2016-07-26 2020-12-09 トーカイ・コベックス・ゲーエムベーハー Cathode assembly for aluminum manufacturing
JP7076296B2 (en) * 2018-06-19 2022-05-27 東邦チタニウム株式会社 Method of manufacturing molten metal and molten salt electrolytic cell

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582483A (en) * 1962-06-29 1971-06-01 Elektrokemisk As Process for electrolytically producing aluminum
US4093524A (en) * 1976-12-10 1978-06-06 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Bonding of refractory hard metal
FR2409326A1 (en) * 1977-11-18 1979-06-15 Nippon Light Metal Co Electrolytic production of aluminium - using cell with stack of funnel shaped electrodes, whereby chlorine is prevented from re-contacting the produced aluminium
US4333813A (en) * 1980-03-03 1982-06-08 Reynolds Metals Company Cathodes for alumina reduction cells
GB2084864A (en) * 1980-10-06 1982-04-21 Brookes Nigel Terence Visor wiper
US4341611A (en) * 1980-12-18 1982-07-27 Reynolds Metals Company Alumina reduction cell
AU2713684A (en) * 1983-04-26 1984-11-01 Aluminium Company Of America Electrolytic cell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент FR IF 2409326, кл. С 25 С 3/08, опублик. 1979. *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60500541A (en) 1985-04-18
BR8405353A (en) 1985-02-12
IS1296B6 (en) 1987-07-07
ES529828A0 (en) 1984-12-01
EP0135535A1 (en) 1985-04-03
DE3468238D1 (en) 1988-02-04
IS2881A7 (en) 1984-08-18
ES8501809A1 (en) 1984-12-01
NZ207174A (en) 1987-03-31
AU2492984A (en) 1984-09-10
WO1984003308A1 (en) 1984-08-30
EP0135535B1 (en) 1987-12-23
CA1254855A (en) 1989-05-30
AU578410B2 (en) 1988-10-27
JPH0310715B2 (en) 1991-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1056912A3 (en) Cathode for aluminium electrolytic cell
US4176018A (en) Electrolyte and process for electrolytic production of fluorine
RU93039970A (en) MULTIMONOPOLAR ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM BY ELECTROLYSIS, ASSEMBLY OF ANODES IN THIS ELEMENT, INDEXPRESSIBLE ANODE AND METHOD OF CONVERTING AN ELECTROLYTIC ELEMENT TO A MULTIMELOMENTOL
HU183256B (en) Bipolar diaphragm electrolyzer and bipolar cell
FI60039C (en) ELEKTROKEMISK ANORDNING
US4129494A (en) Electrolytic cell for electrowinning of metals
EP0064417A1 (en) An electrochemical cell and methods of carrying out electrochemical reactions
SU1542420A3 (en) Electrolyzer for electrolytic production of aluminium from cryolite-silica melt
SK10562003A3 (en) A method for production of aluminium from an electrolyte and electrolysis cell for production of metals
US3909375A (en) Electrolytic process for the production of metals in molten halide systems
US4151061A (en) Aluminum electrolytic cell
CA1223840A (en) Process of continuously electrodepositing on strip metal on one or both sides
CA2492215A1 (en) Electrolytic cell for production of aluminum from alumina
Ettel et al. Electrowinning copper at high current densities
FI56557C (en) DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID
SE449759B (en) SET IN AN ELECTROLYCLE CELL THAT GAS DEVELOPMENT HAS SPACE ON AN ELECTRICAL, MULTIPLE MULTIPLE RETURN CIRCULATION RELATIONSHIP OF THE ELECTROLYTE
JPS5828354B2 (en) Horizontal mercury cathode electrolyzer for uranium ion reduction
KR880000708B1 (en) Electrolytic reduction cell
GB1221299A (en) Electrolytic deposition of metallic materials
JPS57101692A (en) Horizontal electroplating method by insoluble electrode
Grau et al. Silver electrodeposition from photographic processing solutions
GB1061443A (en) Flowing mercury cathode electrolysis cell and method of electrolysis
CA1180681A (en) Guide baffles upstream of electrode channels to provide uniform flow
GB1598306A (en) Electrolytic method and apparatus
Beck et al. Energy efficiency considerations on monopolar vs bipolar fused salt electrolysis cells