SU41241A1

SU41241A1 - The method of determining the alumina content in the electrolyte of aluminum baths

Info

Publication number: SU41241A1
Application number: SU136659A
Authority: SU
Inventors: И.И. Долгов; Н.М. Кончинский; С.В. Корпачев
Original assignee: И.И. Долгов; Н.М. Кончинский; С.В. Корпачев
Filing date: 1933-10-25
Publication date: 1935-01-31

Description

Введение электролитических ванн дл получени металлического алюмини в насто щее врем на заводах св зано с периодическим наступлением анодного эффекта (так называемой вспышки) на ванне. Явление анодного эффекта, которое выражаетс в подн тии напр жени на ванне от нормального 4-4,5 вольт до 35-50 вольт при „вспышке Происходит при истощении глинозема в электролите ванны. Так как до сих пор не было способа быстрого определени содержани глинозема в электролите ванны, то дл определени момента истощени глинозема в электролите ванны и необходимости в добавке новой порции глинозема пользуютс наступлением анодного эффекта.The introduction of electrolytic baths for the production of metallic aluminum at the present time at the plants is associated with the periodic onset of the anode effect (the so-called flash) on the bath. The phenomenon of the anode effect, which is expressed in a voltage rise on the bath from a normal 4–4.5 volts to 35–50 volts with a flash, occurs when alumina is depleted in the electrolyte of the bath. Since so far there has been no way to quickly determine the content of alumina in the bath electrolyte, to determine the time of depletion of alumina in the bath electrolyte and the need to add a new portion of alumina, the anode effect is used.

При наступлении анодного эффекта напр жение на ванне поднимаетс и при этом рко вспыхивает лампочка накаливани , включен а параллельно к ванне, что вл етс сигналом о том, что наступил момент необходимости в добавке новой порции глинозема к электролиту.At the onset of the anode effect, the voltage on the bath rises and the incandescent lamp flashes brightly, switched on and parallel to the bath, which is a signal that the moment of the need to add a new portion of alumina to the electrolyte has come.

Если бы добавить новую порцию глинозема, не дожида сь наступлени анодного эффекта, есть опасность, чтоIf you add a new batch of alumina, without waiting for the anode effect, there is a danger that

(819)(819)

глинозема будет добавлено больше допустимого количества, что может вызвать ненормальность в работе ванны.more alumina will be added to the alumina, which may cause an abnormality in the operation of the bath.

Однако, такой способ контрол за ванной вл етс дорогим дл производства алюмини и вредно отражаетс на нормальном ходе ванны в процессе электролиза, так как повышение вольтажа на ванне (до 35-50 вольт) при вспышке вызывает непроизводительную трату электрической энергии, весьма повышает улетучивание электролита во врем вспышки, а также при этом происходит перегрев электролита, что св зано с уменьшением выхода по току и расстройством хода ванны.However, such a bath control method is expensive for aluminum production and adversely reflects on the normal course of the bath during electrolysis, since increasing the voltage on the bath (up to 35-50 volts) during a flash causes unproductive waste of electric energy, greatly increases the electrolyte volatilization during flash time, as well as overheating of the electrolyte, which is associated with a decrease in the current output and the breakdown of the bath.

(1ри пользовании предлагаемым способом определени содержани глинозема в электролите алюминиевых ванн будет возможно быстро определ ть содержание глинозема в электролите ванны и этим самым установить количество необходимой дл загрузки окиси глинозема в ванну в определенные промежутки времени, что даст вoзмoжнocfь совершенно ликвидировать периодические наступлени анодного эффекта на ванне и св занные с этим вредные последстви , указанные выше.(When using the proposed method for determining the alumina content in the electrolyte of aluminum baths, it will be possible to quickly determine the alumina content in the electrolyte of the bath and thereby determine the amount needed to load the alumina oxide into the bath at certain time intervals, which will give the chance to completely eliminate the onset of the anode effect on the bath and the associated adverse effects noted above.

Таким образом, можно будет снизить расход электроэнергии и электролита при производстве алюмини , что даст снижение себестоимости последнего.Thus, it will be possible to reduce the consumption of electricity and electrolyte in the production of aluminum, which will reduce the cost of the latter.

Принцип действи предлагаемого способа быстрого определени содержани глинозема в ванне основан на том, что плотность тока на угольном аноде, при которой наступает анодный эффект, так называема критическа плотность тока, определенным образом зависит от процента содержани глинозема в электролите.The principle of the proposed method for quickly determining the content of alumina in the bath is based on the fact that the current density on the carbon anode, at which the anode effect occurs, the so-called critical current density, depends in a certain way on the percentage of alumina content in the electrolyte.

Проведенные изобретател ми лабораторные опыты дали следующую зависимость критической плотности тока от процептпого содержани глинозема в электролите.The laboratory experiments carried out by the inventors have given the following dependence of the critical current density on the procedural alumina content in the electrolyte.

Амперметр, включенный в цепь электродов , покажет силу тока, фи котором наступает анодный эффект на приборе при посто нном повышении силы тока в цепи с помощью реостата. Таким образом определ етс критическа плотность тока, а вместе с тем из данных таблицы зависимости критической плотности тока от содержани глинозема в электролите - и процент глинозема в последнем.The ammeter connected to the circuit of electrodes will show the strength of the current, which causes the anode effect on the device with a constant increase in the current in the circuit with the help of a rheostat. Thus, the critical current density is determined, and at the same time, from the data of the table of the dependence of the critical current density on the alumina content in the electrolyte, the percentage of alumina in the latter.

Дл осуществлени предлагаемого способа может быть применен изображенный на прилагаемом чертеже прибор , состо щий из двух основных частей: стального или чугунного цилиндра 1 (внутренний диаметр может быть равен 40 мм, длина-1500 мм) с крышкой la,To implement the proposed method, the device shown in the attached drawing can be applied, consisting of two main parts: a steel or cast-iron cylinder 1 (internal diameter can be equal to 40 mm, length-1500 mm) with a cover la,

составл ющей с цилиндром одно целое. У нижнего кра цилиндра, например, на рассто нии 1 см от кра , проделаны два отверсти друг против друга по диаметру.component with the cylinder is one. At the lower edge of the cylinder, for example, at a distance of 1 cm from the edge, two holes are made against each other in diameter.

Диаметр отверстий может быть равен 5 м- Через отверстие, наход щеес в центре крышки, проходит ста;1ьной цилиндрический стержень 2. Стержень 2 наверху имеет цилиндрическое утолщение 2а и заканчиваетс более тонкой частью 26 с винтовой, нарезкой. С помощью гайки 3 и асбестовых прокладок 4 стержень 2 плотно прижимаетс к крышке цилиндра, создава герметичность. Таким образом, через отверсти , где проходит стержень, воздух проходить не может и вместе с тем стержень 2 Э1ектрически изолирован от цилиндра. Внутри цилиндра стержень 2 заканчиваетс гаечной нарезкой, в которую может ввинчиватьс стальной патрон 5. В патрон 5 вставлен угольный стержень 6, вторым э;;ектродом и укрепл емый в патроне с помощью винтика 5а. Угольный стержень можно заменить, вывинчива или ввинчива электрод вместе с патронами. В случае поломки угольного электрода патрон вывинчиваетс с помощью ключа. Угольный электрод устанавливаетс в цилиндре 1 так, что его нижний конец совпадает с кра ми цилиндра.The diameter of the holes can be 5 m. Through the hole located in the center of the lid passes a hundred; 1 cylindrical rod 2. The rod 2 at the top has a cylindrical thickening 2a and ends with a thinner part 26 with a helical thread. Using a nut 3 and asbestos gaskets 4, the rod 2 is pressed tightly against the cylinder head to create a tight seal. Thus, the air cannot pass through the holes where the rod passes, and at the same time the rod 2 is electrically isolated from the cylinder. Inside the cylinder, the rod 2 ends in a wrench, into which the steel cartridge 5 can be screwed. A carbon rod 6 is inserted into the cartridge 5, with a second electrode and fastened in the cartridge with a screw 5a. The carbon rod can be replaced by unscrewing or screwing in the electrode along with the cartridges. If the carbon electrode breaks down, the cartridge is unscrewed with a key. The carbon electrode is mounted in cylinder 1 so that its lower end coincides with the edges of the cylinder.

Цилиндр служит катодом (в качестве материала дл цилиндра 1 можно рекомендовать чугун, а еще лучше-никелевый чугун, как более устойчивый против коррозии в расплавлецных средах).The cylinder serves as a cathode (as a material for cylinder 1, we can recommend cast iron, and even better nickel cast iron, as being more resistant against corrosion in molten media).

К цилиндру подводитс отрицательный полюс от цепи посто нного тока. Угольный электрод 6 служит анодом. Положительный полюс от цепи посто нного тока подводитс к винтовому зажиму на стержне.A negative pole from the DC circuit is supplied to the cylinder. The carbon electrode 6 serves as an anode. The positive pole from the DC circuit is supplied to the screw terminal on the rod.

Дл определени процентного содержапи глинозема в электролите прибор включаетс в цепь посто нного тока, последовательно с реостатом н амперметром .To determine the percentage of alumina in the electrolyte, the instrument is connected to a direct current circuit, in series with a rheostat and an ammeter.

Амперметр проградуирован дл удобства определений уже непосредственно па содержание, глипозема по составленной таблице. Параллельно к аноду и катоду прибора включаетс низковольтна лампочка накаливани на 50 вольтThe ammeter is graded for convenience of definitions already directly on the contents, the glypozem from the table. In parallel to the anode and the cathode of the device, a low-voltage 50 volt incandescent bulb turns on.

дл сигнализации о наступлении анодного эффекта. Прибор опускаетс в электролит ванны на глубину 2--3 см. Электролит при этом входит в цилиндр до определенного уровн , выше которого электролит не может подн тьс вследствие того, что цилиндр 1 имеет герметически закрытое пространство, наполненное воздухом; и так как нижний конец угольного стержн 2 всегда находитс на одном уровне с кра ми цилиндра I, а диаметр стержн всегда один и тот же, то рабоча пове|)хность догруженного в электролит ,ного стержн всегда остаетс приблизитель ,но посто нной.to signal the occurrence of the anode effect. The device is lowered into the electrolyte of the bath to a depth of 2--3 cm. The electrolyte enters the cylinder to a certain level, above which the electrolyte cannot rise due to the fact that cylinder 1 has a hermetically sealed space filled with air; and since the lower end of the carbon rod 2 is always at the same level as the edges of cylinder I, and the diameter of the rod is always the same, the working surface of the loaded into the electrolyte rod is always approximate, but constant.

После погружени прибора в электролит вывод т реостат до критической силы тока, при которой наступает анодный эффект, что видно по падению силы тока почти до нул и по накалу лампочки от повышени папр жсни . При этом по предварительно програ .дуированному амперметру определ ют процент глинозема, соответствующий :критической силе тока, при котором наступает анодный эффект.After the device is immersed in the electrolyte, the rheostat reaches a critical current, at which an anode effect occurs, as can be seen from the drop in current almost to zero and from the incandescence of the light bulb from increasing the voltage. In this case, the percentage of alumina corresponding to the critical current strength at which the anodic effect occurs is determined from a previously programmed ammeter.

Введение ванны без вспышек заключаетс в том, что не допускают истощени глинозема в электролите до такой степени, при которой наступает анодный эффект на ванне.The introduction of a flashless bath is that it does not allow the depletion of alumina in the electrolyte to such an extent that an anodic effect occurs on the bath.

Дл этого с подошью прибора перио .дически (через 2/2-3 часа) определ ют процентное содержание глинозема в электролитеTo do this, the percentage of alumina in the electrolyte is determined periodically (after 2 / 2-3 hours) from the bottom of the device.

Так как ванна будет работать при том же „максимальном насыщении электро.шта глиноземом после загрузки, как и при работе со вспышками, а перед загрузкой ванны глиноземом, при предлагаемом спосоЗе ведени ванн, количество глинозема в электролите будет больше, чем при анодном эффекте, на ванне, то поэтому порцию загружаемого глинозема придетс уменьшить на неко-торую долю, хстанавлиааемую практически .Since the bath will operate at the same maximum saturation of the electrostat with alumina after loading, as well as when working with outbreaks, and before loading the bath with alumina, with the proposed method of bathing, the amount of alumina in the electrolyte will be greater than with the anode effect, bath, then the portion of the loaded alumina will have to be reduced by some portion, which is practically established.

После определени прибором процентного содержани глинозеА{а в элек тролите, в ванну опускают количество глинозема, в зависимости от процента содержани его в электролите.After the instrument determines the percentage of alumina A in the electrolyte, the amount of alumina is lowered into the bath, depending on the percentage of its content in the electrolyte.

Практически рабочий. обсл} живающий ванну, это сумеет выполнить таким образом; на корке между электродами всегда находитс около 6 ковшей глинозема , в зависимости от содержани глинозема в электролите, указываемого амперметром при определении, в электролит погрзжаетс или все количество подсушенного глинозема, или только часть его (4-5 ковшей).Practically working. servicing a bath, it will be able to perform in this way; on the crust between the electrodes, there are always about 6 alumina buckets, depending on the alumina content in the electrolyte indicated by the ammeter when determining whether either the entire amount of dried alumina or only a portion of it (4-5 buckets) is consumed in the electrolyte.

После этого на корку между электродами лоб,авл етс глинозема приблизительно такое же количество.Thereafter, approximately the same amount of alumina is deposited on the crust between the electrodes of the forehead.

По количеству уменьшени содержани глинозема в электролите в промежуток времени от одного определени к другому, будет судить о ненормальност х в работе ванны, что даст возможность перед загрузкой прин ть те или другие меры к устранению их.By the amount of reduction of the alumina content in the electrolyte in the period from one definition to another, it will judge abnormalities in the operation of the bath, which will make it possible to take certain measures to eliminate them before loading.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. A method for determining the content of alumina in the electrolyte of aluminum baths, characterized in that the content of alumina in the electrolyte is determined from the density of the current required for a given electrolyte composition for an anodic effect.

2. Acceptance of the method according to claim 1, characterized in that, in order to make a determination without electrolyte sampling, the phenomenon of the anode effect is caused in a portion of the electrolyte under test in baths for this purpose by the inserted electrodes.

3. To present the method according to claims. 1 and 2 use as one of the electrodes a hollow, hermetically closed top of the metallic cylinder I, enclosing inside a carbon rod 6 insulated from it. serving as a second electrode. to author svi; Keller I. I. Dolgova, E. M .; Konchinsky and r. V. Korpacheva number 41241