Результат интеллектуальной деятельности: Способ гашения анодного эффекта в алюминиевом электролизере

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженным анодом и может быть использовано для гашения анодного эффекта, возникающего вследствие истощения концентрации глинозема в электролите.

Известен способ автоматического подавления анодного эффекта в алюминиевом электролизере, включающий попеременную подачу газа в два вертикальных канала в теле анода, с частотой 1-4 Гц [А.с. СССР №1610935, опубл. 27.08.1996].

Недостаток способа заключается в риске переноса капелек электролита в слой жидкого алюминия, что может привести к снижению выхода по току, а также в потребности в дополнительном оснащении электролизера системой подачи газа.

Известен способ гашения анодного эффекта сжатым воздухом, подаваемым касательно к подошве анода [А.с. СССР №341868, опубл. 14.06.1972]. Недостаток известного способа заключается в увеличении расхода анода вследствие его окисления сжатым воздухом.

Наиболее близким аналогом является способ гашения анодного эффекта введением под подошву анода смеси солей - глинозема и криолита, в струе газа-носителя [SU №1216253, опубл. 07.03.1986]. Недостаток способа заключается во введении дополнительного криолита в электролит с истощенной концентрацией глинозема.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение быстрого и эффективного гашения анодных эффектов, возникающего в алюминиевом электролизере.

Достигается это тем, что в способе гашения анодного эффекта в алюминиевом электролизере, включающем подачу к подошве анода воздушно-глиноземной смеси, в течение 5÷60 с, под углом от 3 до 10° по отношению к подошве анода, при соотношении глинозема и сжатого воздуха, равным 1:0,1÷0,15.

Продолжительность подачи под анод воздушно-глиноземной смеси в течение 5÷60 с обосновывается необходимостью насыщения концентрации электролита глиноземом до уровня, приводящего к погашению анодного эффекта. Продолжительность подачи воздушно-глиноземной смеси менее 5 с не обеспечит достаточного насыщения электролита под анодом до уровня, достаточного для погашения анодного эффекта. Продолжительность подачи воздушно-глиноземной смеси более 60 с, может привести к пересыщению электролита глиноземом и выпадению последнего на подину в виде осадка.

Соотношение фаз глинозем:сжатый воздух выбрано из соображений обеспечения возможности транспортировки смеси по трубопроводам, а также снижения риска окисления анода воздухом, подаваемым в составе смеси. Уменьшение соотношения фаз глинозем:сжатый воздух менее 1:0,1÷0,15 затруднит движение глинозема в трубопроводе его подачи под анод. Увеличение соотношения фаз глинозем:сжатый воздух более 1:0,1÷0,15 увеличит окисление анода воздухом, вводимым с глиноземом.

Ввод глинозема под анод под углом 3÷10° по отношению к аноду обеспечивает максимальное перемешивание электролита и наиболее полный контакт насыщенного глиноземом электролита с анодом. Ввод глинозема под углом менее 3° несет риск воздействия воздуха, вводимого в электролит в составе воздушно-глиноземной смеси, непосредственно на подошву анода. Увеличение угла ввода более 10° может привести к попаданию глинозема в слой жидкого алюминия, где он выпадет на подину в виде осадка, ухудшающего условия токораспределения в электролизере, а также риск переноса капелек электролита в слой жидкого алюминия, снижающего выход по току.

Заявляемый способ поясняется на чертеже, где: анод - 1, патрубок - 2, через который под анод вводится воздушно-глиноземная смесь - 3, насыщающая электролит - 4 глиноземом, газовый слой - 5, жидкий металл - 6.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. При работе алюминиевого электролизера в нем периодически возникает анодный эффект, вызванный низкой концентрацией глинозема в электролите. Для гашения анодного эффекта под анод в течение 5-60 с вводится воздушно-глиноземная смесь под углом по отношению к подошве анода от 3 до 10° при соотношении фаз глинозем:сжатый воздух 1:0,1÷0,15. Возникающее при этом интенсивное перемешивание электролита и его насыщение глиноземом способствуют удалению из-под анода газового слоя. Ввод под анод воздушно-глиноземной смеси под углом α=3÷10 град исключает окисление анода воздухом, а также исключает попадание глинозема в слой жидкого металла.