SU238457A1

SU238457A1 - ELECTROLIZER TO RECEIVE PRIMARY ALUMINUM

Info

Publication number: SU238457A1
Application number: SU1108657A
Authority: SU
Inventors: Джузеппе Варда Иностранец; иностранец Джузеппе Варда Иностранна фирма Монтекатини Эдисон С. Л.

Description

Известен электролизер дл получени алюмини высокой чистоты методом трехслойного электролитического рафинировани , в котором установлены бинол рные горизонтальные углеродистые электр.оды тарелкообразной формы, расположенные между анодом и слоем катодного алюмини на подине электролизера .A known electrolyzer for producing high purity aluminum by the method of three-layer electrolytic refining, in which binolary horizontal carbonaceous electromodes of a plate-shaped form, located between the anode and the cathode aluminum layer on the bottom of the electrolyzer, are installed.

Предложен электролизер с бипол рными электродами дл получени первичного алюмини электролизом глииозема. Его отличие заключаетс в том, что:An electrolyzer with bipolar electrodes is proposed for producing primary aluminum by the electrolysis of glyioem. Its difference is that:

а)между горизонтально расположенными бипол рными электродами, плавающими в электролите и удерживаемыми гидростатической подъемной силой, установлены дистанционные подставки:a) remote supports are installed between the horizontally located bipolar electrodes floating in the electrolyte and held by hydrostatic lifting force:

б)бипол рные электроды в нижней своей части выполнены с углублени ми дл посадки их на дистанционные подставки, причем углублени выполнены большего размера, чем размеры дистанционных подставок;b) the bipolar electrodes in the lower part are made with recesses for fitting them to remote supports, and the recesses are larger than the dimensions of the remote supports;

то щей из нитрида и харбида кремни или из предварительно спеченного угл или графита;This is made of silicon nitride and harbide or of pre-sintered carbon or graphite;

г)подставки могут быть в виде конуса, усеченного конуса или пирамиды;d) supports can be in the form of a cone, a truncated cone or a pyramid;

д)подставки в нижней своей части выполнены из электроизол ционного огнеупорного материала, а в верхней части - из одной и более профильных пластин, наложенных друг на друга, причем угольные пластины сделаны с отверсти ми или пазами дл отвода газов.e) the supports in their lower part are made of electrically insulating refractory material, and in the upper part they are made of one or more profiled plates superimposed on each other, and the carbon plates are made with holes or grooves for removal of gases.

На фиг. 1 изображена часть предложенного электролизера, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 показано два расположенных друг над другом бипол рных электрода с дистанционными подставками; на фиг. 3 - возможное устройство дистанционных подставок.FIG. 1 shows a part of the proposed electrolyzer, side view in section; in fig. 2 shows two staggered bipolar electrodes with remote supports; in fig. 3 - the possible device of remote supports.

Электролизер состоит из боковых стенок / и подины 2, выполненных из огнеупорного материала , предпочтительно пз смеси карбида и нитрида кремни . Если электролизер выложен из угольных блоков, го их футеруют электроизол ционным огнеу.юрным материалом 3. Слой 4 расплавленного алюмини на подине электролизера вл етс катодом. Обожженный угольный анод 5 с металлическим токоподводом 6 изолирован огнеупорной оболочкой 7 или металлической рубашкой. Между анодом 5 И слоем 4 катодного алюмини горизонтально расположены друг над другом тарелкообразные угольные бипол рные электроды и-10.The electrolyzer consists of side walls / and bottom 2, made of a refractory material, preferably a mixture of silicon carbide and silicon nitride. If the electrolyzer is made of coal blocks, they are lined with electrically insulating fire material 3. Layer 4 of molten aluminum on the bottom of the electrolyzer is a cathode. The annealed carbon anode 5 with a metal current lead 6 is insulated with a refractory shell 7 or a metal shirt. Between the anode 5 and the layer 4 of cathode aluminum horizontally above one another are dish-shaped and carbon-10 bipolar carbon electrodes.

Полученный электролизом алюминий в пространстве ванны между двум оипол рными электродами собираетс на вогнутой поверхности нижнего оипол рного электрода и служит катодом. Выпукла поверхность, лежаща ниже вогнутой поверхности того электрода, наооорот, служит промежуточным анодом, dlo мере накоплени алюмини на бипол рных электродах он переливаетс через борта углублени и в конечном счете стекает на подину электролизера.Aluminum produced by electrolysis in the bath space between two oipolar electrodes is collected on the concave surface of the lower oipolar electrode and serves as a cathode. The convex surface lying below the concave surface of that electrode, on the other hand, serves as an intermediate anode; as the aluminum accumulates on the bipolar electrodes it is poured over the sides of the recess and ultimately drains onto the bottom of the electrolyzer.

Ьипол рные электроды устанавливаютс на онределенном рассто н.-1И друг от друга при помощи дистанционных подставок П и J2. Прижатие бипол рных электродов к стадио .нарным подставкам осуществл етс подъемной силой электролита, обусловленной плавучестью бипол рных эле1 тродов, удельный вес которых меньше уделынзго веса расплава. Гок поступает через токоподвод 6 в конечный анод 5, далее через слой 13 расплавленного алюмини и электрод 8, через слой 14 электролита во второй слой 15 расплавленного алюмини , затем в электрод 9, из него в слой 16 электролита, в третий слой 17 расплавленного алюмини , в электрод iU и слой 18 электролита и, наконец, достигает сло 4 расплавленного алюмини на подине электролизера, т. е. конечного катода.The polar electrodes are installed at an assigned distance of n. –1and from each other with the help of remote supports P and J2. The pressing of the bipolar electrodes to the stage of the supports is carried out by the lift force of the electrolyte due to the buoyancy of the bipolar elec trodes, the specific weight of which is less than the melt weight. Gok enters through the current lead 6 into the final anode 5, then through the layer 13 of molten aluminum and electrode 8, through the layer 14 of electrolyte into the second layer 15 of molten aluminum, then into the electrode 9, from it into the electrolyte layer 16, into the third layer 17 of molten aluminum, into the electrode iU and the electrolyte layer 18, and finally reaches the layer 4 of molten aluminum at the bottom of the electrolyzer, i.e., the final cathode.

Дистанционна подставка (см. фиг. 2) состоит из несущего элемента 19, выполненного из огнеупорного электронзолированного материала , на который наложена одна или несколько угольных сферической формы пластин 20, которые имеют центральные 2} или периферийные 22 отверсти дл отвода газов.The distance stand (see FIG. 2) consists of a carrier element 19 made of a refractory electron-insulated material on which one or more spherical carbon plates 20 are laid, which have central 2} or peripheral holes 22 for the exhaust of gases.

Дистанционна подставка (см. фиг. 3, а) состоит из графитовых или предварительно спеченных углеродистых элементов 23, основани которых наход тс сверху, а на фиг. 4, б показана также конструкци дистанционных подставок, но основани элементов 24 наход тс снизу. Эти элементы имеют выемки 25, назначение которых такое же как отверстий 21 и 22. Дистанционна подставка (см. фиг. 3,8) имеет форму усеченного конуса 26 и выполнена из электроизол ционного огнеупорного .материала. Эта подставка своей верхней частью входит Е углубление 27, выполненное на анодной поверхности вышележащего бипол рного электрода. Углубление 27 имеет большие размеры, чем размеры вход щей в него части дистанционной подставки. Зазор между стенками бипол рного электрода и подставкой предназначен дл сбора газов, которые предохран ют последнюю от воздействи электролита.The distance stand (see Fig. 3, a) consists of graphite or pre-sintered carbon elements 23, the bases of which are at the top, and in fig. 4b also shows the design of the distance supports, but the bases of the elements 24 are at the bottom. These elements have recesses 25, the purpose of which is the same as holes 21 and 22. The remote stand (see Fig. 3.8) has the shape of a truncated cone 26 and is made of electrically insulating refractory material. This stand, with its upper part, includes an E recess 27, formed on the anode surface of the overlying bipolar electrode. The recess 27 has larger dimensions than the dimensions of the part of the remote stand that enters it. The gap between the walls of the bipolar electrode and the stand is designed to collect gases that protect the latter from electrolyte exposure.

троды станов тс тоньше, возникает необходимость соедин ть их и устанавливать новый бипол рный электрод. Операци соединени и установки нового бипол рного электродов осущест1вл етс следующим образом. Нижний электрод 10 .при помощи металлического ломика погружают на некоторое рассто ние вниз и удал ют расположенные на нем дистанционные подставки с помощью клещей или сталкивают их вниз на подину электролизера. Б случае применени углеродистых дистанционных подставок при нажатии вниз бипол рного электрода они всплывают на поверхность ванны и удал ютс любым способом. После удалени дистанционных подставок электрод 10 всплывает вверх до соприкосновени с вышележащим электродом 9, образу один нижний бипол рный электрод. Затем поднимают анод 5 на такую высоту, чтобы верхний электрод 8 всплыл на поверхность ванны. На не.м устанавливают выловленные или новые дистанционные подставки, на которых размещают новый нредварительно подогретый бипол рный электрод при помощи 5 мостового крана, и опускают конечный анод до тех пор, пока он не соприкоснетс с вогнутой поверхностью нового бипол рного электрода , а затем всю систему погружают на некоторую глубину в электролит.Trodes become thinner, it becomes necessary to connect them and install a new bipolar electrode. The operation of connecting and installing a new bipolar electrode is carried out as follows. With the help of a metal crowbar, the lower electrode 10 is immersed for a certain distance downward and the distance supports located on it are removed with pliers or they are pushed down onto the bottom of the electrolyzer. In the case of the use of carbon distance supports, when pressing down the bipolar electrode, they float to the surface of the bath and are removed in any way. After removing the spacer supports, the electrode 10 floats upward until it comes into contact with the overlying electrode 9, forming one lower bipolar electrode. Then raise the anode 5 to such a height that the upper electrode 8 floats to the surface of the bath. The caught or new remote supports, on which a new pre-heated bipolar electrode is placed on a 5-way crane, are placed on the nem and the final anode is lowered until it contacts the concave surface of the new bipolar electrode, and then the whole system immersed at some depth in the electrolyte.

Дл лучшего электрического контакта конечного анода с вновь установленным бипол рным электродом на вогнутую поверхность последнего предварительно засыпают алюминиевую стружку или заливают жидкий алюминий .For better electrical contact between the final anode and the newly installed bipolar electrode, aluminum chips are pre-filled onto the concave surface of the latter, or liquid aluminum is poured.

Применение предлагаемого электролизера снизит капитальные затраты на сооружение электролизеров, уменьшит эксплуатационные расходы и сократит удельный расход электроэнергии на единицу получаемого алюмини .The application of the proposed electrolyzer will reduce the capital costs of the construction of electrolyzers, reduce operating costs and reduce the specific energy consumption per unit of aluminum produced.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. An electrolyzer for producing primary aluminum, including bipolar horizontal plate-shaped electrodes, mounted vertically between the end anode and the layer of cathode aluminum on the bottom of the electrolyzer, characterized in that in order to reduce capital costs and operating costs per ton of aluminum produced, as well as reduce specific electric energy consumption, between the horizontally located bipolar electrodes, floating in the electrolyte and held by the hydrostatic lifting force, Remote stand features.

2. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the bipolar electrodes in the lower part thereof are provided with recesses for seating

them on remote supports, and the recesses are larger than the dimensions of remote supports.