SU708999A3 - Анод электролизера дл получени алюмини из расплавленных электролитов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области металлургии цветных металлов, в частности к получению алюмини  электролизом расплавленных солей.

Известен анод электролизера дл  получени  алюмини  из расплавленных электролитов, рабочие поверхности которого выполнены из оксикерамического материала. Окисна  керамика содержит 80-99% .

Недостаток анода заключаетс  в его значительной коррозии и загр знении а.люмини  материалом анода, Это обусловлено взаимодействием SnOj с алюминием, который находитс  в электролите в виде суспензии. Особенно сильно про вл етс  коррози  в трехфазной зоне между анодом, электролитом и газовой атмосферой.

Цель изобретени  заключаетс  в повышении срока службы анода и стойкости протчв агрессивной среды.

Поставленна  цель достигаетс  тем что на расположенную в трехфазной зоне часть анода нанесен защитный слой из токонепровод щего и стойкого к расплаву электролита материаша, выбранного из группы, содержащей спеченную окись алюмини , окись магни .

застывший электролит и тугоплавкие нитриды.

В качестве основных материалов дп  изготовлени , анода.испольэуют , Fe,,Ox, СгО, COjOx., NiO или ZnO,главным образом 80-99,7% SnO. Окись олова имеет следующие преимущества: незначительна  чувствительность к термоудару; очень мала  растворимость в криолите (0,08% при 1000°С) . Дл  улучшени  спекаемости, плотности и проводимости SnO2 используют добавки из окислов следующих металлов в отдельности или в комбинации:

s

Fe Cu Mn Nb Zn COy Cr W, Sb,

Cd, Zr, Та, Ni, Ca, Ba, Bi, 3n. .

Анод из SnO2.f погруженный в расплав криолита без токовой нагрузки, взаимодействует с алюминием, наход щимс  в криолите в виде суспензии, по реакции:

ЗЗпО 2 + 4А1 + .

У анода, наход щегос  под нагрузкой , износ происходит значительно

5 быстрее, особенно в трехфазной зоне, Т. е. в.области перехода от электролита к газовой атмосфере электролизера ,

Claims (1)

1. Дл  снижени  коррозии анода прслг0 ложено наносить на поверхность анода в 1-рехфазной зоне защитное кольцо из токонепровод адего и стойкого к расплаву электролита материала. Это кол цо может быть получено двух видов: боковые поверхности анода экранируютс  частично покрытием из спеченiHoro глинозема, окиси магни  или из тугоплавких нитридов, например нитри . да бора образованием корки из застывшего электролита за счет локального охлаж дени  анода На чертежах изображены различные варианты исполнени  анодов, согласно изобретениюfи оборудованные ими электролизеры На фиг, 1 изображен ркиЪнокерамйческий анод ic полностью экранированной боковой поверхностью на фиг 2 - анод, с частично экранированной при помогди застывшего элект лита боковой поверхностью; на фиг. 3 - анод с полностью экранированными при ПОМО1ЦИ корки боковыми стенками; на фиг-о 4 - анод полностью погруженный в электролит с экранирован ным токоподводом; на. фиг, 5 - горизо тальна  анодна  пластина с ИЗГОТОЕленными отдельно окиснокерак1ическими анодными блоками; на фиг, б - сечени фиг, 5; на фиг, 7 - электролизер с горизонтгитьным анодом; на фиг, 8 элвктролизе .р с несколькими анодами; на фиг, 9 - электролизер с некоторым числом поочередно располо5кенны.х ано дов и катодов. Анод 1 состоит в основном из леги рованной окиси олова и находитс  вконтакте хот  бы частично с электролитом , Токоподвод 2 выполнен из мета ла или другого провод щего ток материала нсчпример карбида нитрида или борида. Защитный слой 3 анода 1 выполнен из плохо провод щего материал а f стойкох о по отношению к расплаву электролита. На фиг, 3. за.щнтный слой 3 цилиндрического анода 1 выполнен в виде кольца из 2, или MgD который .предварительно цементируетс  или рас пыл етс . Защитный слой 3 полностью покрывает боковую поверхность анода 1 который ча.стично погружен в расплав электролита, -Однако не об за тельно, чтобы защитный слой 3 покрыв всю боковую поверхность анода 1. но он должен экранировать анод в области трехфазной зоны. На фиг. 2 защитный слой 3 образовам из застывшего электрапита прИ чем этот слой при благопри тных yc.no ви х может достигать достаточной тол . Образованию корки электролита может способствовать подача охлаждаю щего агента по каналу 4 в токоподво 2, Встроенный распределитель тока 5 уменьшает внутреннее сопротивление анода 1 и способствует более равно™ мepнo /Iy распределению тока по наруж ной поверхности анода, На фиг, 3 защитный слой 3 также образован из застывгиего электролита. Канал 4 дл  подвода охлаждающего агента имеет такую форму, что могут охлаждатьс  также боковые стенки распределител  тока 5, Анод 1 нахоДIiтc  в контакте с электролитом по всей его нижней поверхности. На фиг, 4 анод 1 полностью погрукен в расплав электролита. Токоподэод 2 и верхн   поверхность анода ,. покрыты защ;итным слоем 3. На фиг, 5 и б изображена горизонтальна  анодна  пластина. Отдельные аноды 1 из OKHCHOKepaivsiMBCKoro материала уложены в пластину и наход тс  в контакте с пластиной токораспределител  5„ Равномерно распределенные каналы б в пластине позвол ют осуществл ть отвод анодного газа, На фиг, 7 изображен электролизер с горизонтальным анодом 1 с каналами 6 и 7 дл  отвода анодного газа и подачи ,, Бокова  поверхность анода 1 и токоподвод покрыты загдитным слоем 3f который преп тствует коррозии на границе трех фаз, Дл  устранени  коррозии в каналах 6 и 7 в нижней их части предусмотрены вставки 8 и 9 из того же материала, что и защитное кольцо. Слой 10 жидкого алюмини  собираетс , на катоде 11, выполненном из угл , графита или из электропровод щего стойкого к расплаву карбида, нитрида или борида. Катод снабжен токоподводо;.-; 12, Электролизер закрываетс  крьликой 13« На фиг, 8 изображен электролизер с несколькими анодами. Обозначени  те же, что на фиг, 1-7, Pla фиг, 9 изображен электролизер с ь;екоторым числом поочередно расположенных анодов 1 и катодов 11, Токоподводы 2 и 12 в области границы трех фаз экранированы заш ;тными сло ми 3, Остальные обозначени  те же, что на фиг. 1-8. Формула изобретени  Анод электролизера дл  получени  алюмини  из расплавленных электролитов , рабочие поверхности которого выполнены из оксикерамического материала ,., отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы . и стойкости против агрессивной среды, на расположенную в трехфазной зоне часть анода нанесен защитный слой из токонепровод щего и стойкого к расплаву электролита материала, выбранного из группы, содержащей спеченную окись алюмини , окись магни , застывший электролит и тугоплавкие нитриды . Источники информацийу прин тые во внима.ние при экспертизе 1, Патент Швейцарии W 520779, кл, С 22 d 3/02, 1972,,

   Puz.i

   Фиг. 2

   Фиг. 3

   Фиг.-ff

   ; 2

   А-А .

   Фиг. 6

   е//

   -//