Патент на изобретение №2389827

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГЛЕГРАФИТОВОГО АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству алюминия электролизом, а именно к способу защиты углеграфитового анода алюминиевого электролизера. Способ включает пропитку углеграфитового анода расплавленным электролитом. Для этого в процессе электролиза осуществляют изменение полярности анода на 10-15 мин в течение суток, после чего анод и катод поляризуют рабочим током в обычном режиме. Способ обеспечивает повышение долговечности электролизера и улучшение технологического процесса.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству алюминия электролизом расплава солей и оксидов с обожженными и самоспекающимися анодами и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции действующих электролизеров.

В алюминиевом электролизере с обожженными и самоспекающимися угольными анодами катодом служит углеграфитовая подина, ток к которой подводится через стальные блюмсы, и на подине находится расплавленный алюминий. Выделяющийся при электролизе алюминий собирается на катоде. При этом на аноде выделяется кислород, который окисляет угольный анод, т.е. анод обгорает [Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. – М.: Металлургия, 1971].

Недостаток этих электролизеров – большой расход обожженных анодов и анодной массы самоспекающихся анодов.

При производстве электролитического алюминия обгорание угольного анода сопровождается выделением большого количества вредных угарного и углекислого газов, смолистых веществ, бензопирена и пыли. Для уменьшения этих негативных явлений применяют различные жаростойкие конструкционные материалы [Дубчак Р.В. Совершенствование производства алюминия за рубежом. Цв. металлургия, 1994, 10, 28-33].

Недостаток этой технологии в том, что требуется применение дорогостоящих новых материалов и, кроме того, они загрязняют получающийся электролитический алюминий.

Задачей изобретения является повышение долговечности электролизера и улучшение технологического процесса.

Достигается это периодическим изменением полярности анодов и катодов на электролизере. При нормальной работе катод заряжен отрицательно, а анод – положительно.

В алюминиевых электролизерах анод углеграфитовый обгорает выделяющимся кислородом. Наши опыты показали, что углеграфитовое изделие значительно меньше обгорает на воздухе и в кислороде, если оно пропитано различными солями. Пропитка углеграфитового изделия из водных растворов и расплавов солей происходит в том случае, когда к углеграфиту подключен отрицательный электрический потенциал. В этом случае пропитка происходит на глубину 30-40 мм за 10 минут. Такая глубина пропитки меньше толщины 20-25 мм обгорания снизу угольного анода за сутки работы электролизера. Эту особенность предлагаем применить на промышленных алюминиевых электролизерах. Например, изменив на электролизере полярность на несколько минут в сутки, растворив немного алюминия с катода, пропитывается электролитом первоначальный углеграфитовый анод, и далее при нормальной полярности будет медленнее окисляться на рабочей поверхности, при этом увеличится срок службы анода и уменьшится его расход на тонну алюминия.

Способ проверили на лабораторном электролизере и получили уменьшение обгорания угольного анода на 5%, если полярность меняли на 10 минут через 24 часа работы электролизера. Изменение полярности на электролизере на 10 мин в сутки оказалось достаточным, чтобы уменьшить обгорание угольного анода.

Формула изобретения

Способ защиты углеграфитового анода алюминиевого электролизера путем его пропитки расплавленным электролитом, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в процессе электролиза изменением полярности анода на 10-15 мин в течение суток, после чего анод и катод электролизера поляризуют рабочим током в обычном режиме.