SU852975A1 - Способ эксплуатации электролизеровдл пОлучЕНи АлюМиНи - Google Patents

Description

держание состава электролита и высоты слоев алюмини  и электролита 2.

Недостатками способа  вл ютс  невысокие и нестабильные технико-экономические показатели в период эксплуатации.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение высоких техиико-экоиомических показателей в течение всего периода эксплуатации электролизеров.

Это достигаетс  тем, что поддержание состава электролита осуществл ют изменением молекул рного отношени  NaF/AlFs в электролите (криолитового отношени ) в зависимости от среднемес чной температуры нарул :ного воздуха, а высоты слоев алюмиии  и электролита измен ют в зависимости от среднемес чной температуры наружного воздуха и срока эксплуатации электролизера.

При этом молекул рное отношение NaF/AlFs в электролите поддерживают в пределах 2,65-2,95 в периоды года со среднемес чной температурой наружного воздуха от нул  до плюс 30°С, и в пределах 2,35-2,65 в периоды года со среднемес чной температурой от нул  до минус 30°С.

Высоту сло  алюмини  увеличивают в процессе эксплуатации со скоростью 3- 5 см/год.

Одновременно высоту сло  алюмини  уменьшают на 5-12% относительно среднегодовых величин в период года со среднемес чной температурой наружного воздуха от нул  до минус 30°С и увеличивают на 5-12% относительно среднегодовых величин в период года со среднемес чной температурой наружного воздуха от нул  до плюс 30°С.

Высоту сло  электролита поддерживают в соответствии с изменением высоты сло  алюмини , обеспечива  необходимое заполнение шахты электролизера.

В холодное врем  года при среднемес чной температуре от нул  до минус 30°С сохранение , теплового равновеси  без чрезмерного увеличени  объема настылей достигаетс  применением более легкоплавкого электролита (молекул рное отношение 2,35-2,65) и пониженной, по сравнению со среднегодовой, высотой сло  металла. Одновременное увеличение высоты сло  электролита и, соответственно, его объема позвол ет компенсировать снижение растворимости глинозема в электролите такого состава и иметь относительно стабильную концентрацию глинозема в электролите, а также уменьшить веро тность выпадени  осадка.

В теплое врем  года при среднемес чной температуре от нул  до плюс 30°С дл  сохранени  теплового равновеси  при оптимальной температуре повышают высоту сло  алюмини  и используют более тугоплавкий .электролит с молекул рным отношением 2,65-2,95. Хороша  растворимость

глинозема в таком электролите позвол ет уаменьшать высоту (объем) сло  электролита в пространстве борт - анод, не вызыва  при этом опасности выпадени  осадка и обеспечива  растворение необходимого дл  нормального протекани  процесса электролиза количества глинозема.

Сочетание повышенной, по сравнению со среднегодовой, высоты сло  металла с электролитом с высоким молекул рным отношением снижает веро тность чрезмерного уменьшени  толш,ины настылей и гарнисажа , но создает услови  дл  увеличени  теплопотерь в окружаюш,ую среду.

Однако только описанными выше способами не удаетс  добитьс  сзш,ественного ослаблени  роста настылей в процессе эксплуатации электролизера и, соответственно , уменьшени  количества металла в электролизере при сохранении посто нной среднегодовой высоты сло  алюмини . Поэтому в процессе эксплуатации высоту сло  алюмини  постепенно увеличивают со скоростью 3-5 см/год. Это обеспечивает поддержание оптимального теплового состо ни  электролизера в течение всего периода эксплуатации.

До обеспечени  возможности постепенного повышени  высоты сло  алюмини  высоту сло  алюмини  в начальный период эксплуатации поддерживают на минимальном уровне, необходимом дл  нормального протекани  процесса электролиза , критерием чего  вл етс  регул рное возникновение анодных эффектов с напр жением не менее 30 В.

Пример. Промышленные испытани  предлагаемого способа эксплуатации электролизеров проводились в течение длительного времени на Волгоградском алюминиевом заводе.

В опытную группу (17 ванн) входили электролизеры с различным сроком службы . Дл  каждого электролизера в зависимости от года эксплуатации и среднемес чной температуры наружного воздуха определ лись криолитовое отношение и высота сло  металла в соответствии с эмпирически подобранными выражени ми:

К.О. 2,65+ 0,01-/,(1)

A, 24-f 3( Оч-30°С) + 4(/г-1), (2) 3( 0-н + ),

где К.О. - криолитовое отношение; им - высота сло  металла, см; t - среднемес чна  температура наружного воздуха (подставл етс  в выражение 1 с соответствующими знаками); п - год эксплуатации.

В дальнейшем полученные из выражений (1) и (2) значени  К.О. и им корректировались индивидуально дл  каждого опытного электролизера в зависимости от технологического состо ни  в указанных выше пределах. В частности, критерием правильности подобранных параметров  вл лось своевременное возникновение анодного эффекта с напр жением не менее 30 В.

Высота сло  электролита на опытных электролизерах поддерживалась и измен лась в соответствии с технологически необходимым заполнением шахты электролизера .

В течение года основные технологические параметры дважды корректировались. В но бре-декабре на всех опытных электролизерах производилась внепланова  выливка металла в количестве 2-3 ковшей (до 7 т). После выливки первого ковша внепланового металла в течение 4-5 суток подт гивалс  осадок, провер лс  анод на 1/4 продольной стороны за сутки, пополн лс  электролит с одновременной корректировкой криолитового отношени  в сторону снижени  и осуш,ествл лс  контроль

технологического состо ни  электролизера созданием анодного эффекта с фиксированием напр жени . Затем выливалс  второй ковш внепланового металла с повторением указанных выше операций по обслуживанию , и при положительных результатах - третий. Вылитый металл в твердом виде возвращалс  в корпус на хранение.

В марте-апреле осуш,ествл лс  переход

на летний период работы, при этом высота сло  металла повышалась, а корректировка электролита фтористым алюминием приостанавливалась с доведением криолитового отношени  электролита до 2,65-2,95.

Увеличение высоты сло  металла в электролизерах производилось постепенно за счет вылитого ранее в но бре-декабре и хран щегос  в корпусе алюмини . Уменьшение высоты сло  электролита достигалось снижением загрузки фторсолей.

В таблице приведены некоторые технологические параметры опытных электролизеров в среднем по годам эксплуатации.

Фактическое изменение высоты сло  металла (усредненное но группе опытных электролизеров) в зависимости от срока эксплуатации и среднемес чной температуры наружного воздуха иллюстрируетс  также чертежом.

Скорость увеличени  среднегодовой высоты сло  металла 3-5 см/год. Така  скорость обеспечивает сохранение в электролизере технологически необходимого количества металла при минимальном росте настылей.

Все опытные электролизеры работали в устойчивом технологическом режиме, что и предопределило высокие технико-экономические показатели: в среднем выход по току и а опытпых электролизерах был больше на 2%, а выход по энергии - на 2,5 г/кВт-ч, чем соответствующие среднекориусиые показатели, при этом было достигнуто сиижеиие расхода анодной массы и фторсолей соответствеино на 3 и 2,5 кг/т алюмини .

Количество металла, выливаемого из опытных электролизеров при отключении

па капитальный ремонт было примерно в

1,7 раза больше, чем с электролизеров-свидетелей , что соответствует разнице в объемах настылей.

У электролизеров-свидетелей на четвертый год эксплуатации производительность

снизилась в среднем на 3%, в то врем  как на опытных электролизерах снижени  производительиости ие отмечено.

Эффективность предлагаемого способа эксплуатации электролизеров может быть

подтверждена следующим оценочным расчетом .

Повышение выхода по току обеспечивает увеличение производительности электролизера , а иовышение выхода по энергии -

снижение расхода электроэнергии при электролитическом получении алюмини .

Экономический эффект от примеиени  способа эксплуатации электролизера 150 к.А. равен 667,5 тыс. руб.

Claims (4)

1. Способ эксплуатации электролизеров дл  получени  алюмини  из криолито-глинеземного расплава, включающий контроль и поддержание состава электролита и высоты слоев алюмини  и электролита, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  высоких технико-экономических показателей в течение всего периода эксплуатации электролизеров, поддержание состава электролита осуществл ют изменением молекул рного отнощеии  МаР/А1Рз в электролите в зависимости от среднемес чной температуры наружного воздуха, а высоты слоев алюмини  и электролита измен ют в зависимости от среднемес чной температуры наружного воздуха и срока эксплуатации электролизера.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что молекул рное отиощение NaF/AlFs в электролите поддерживают в пределах 2.65-2,95 в периоды года со средиемес чной температурой наружпого воздуха от нул  до плюс 30°С, и в пределах 2,35-2,65 в периоды года со среднемес чной темиературой от иул  до минус 30°С.

гигпе/ о --:гль э/ сплуатации (//ет/

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что высоту сло  алюмини  увеличивают в процессе эксплуатации со скоростью 3-5 см/год.

4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что высоту сло  алюмини  уменьщают на 5-12% относительно среднегодовых величин в период года со среднемес чной температурой наружного воздзха от нул  до минус 30°С и увеличивают на 5-12% относительно среднегодовых величин в период года со среднемес чной температурой наружного воздуха от нул  до плюс 30°С.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Яико Э. А., Лозовой Ю. Д. Производство алюмини  в электролизерах с верхним токоиодводом, М., «Металлурги , 1976, с. 67-74.

2.Типова  техиологическа  инструкци  по обслуживанию электролизеров с верхним токоподводом N2-6-78.