RU2324007C2 - Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера - Google Patents
Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324007C2 RU2324007C2 RU2006123978/02A RU2006123978A RU2324007C2 RU 2324007 C2 RU2324007 C2 RU 2324007C2 RU 2006123978/02 A RU2006123978/02 A RU 2006123978/02A RU 2006123978 A RU2006123978 A RU 2006123978A RU 2324007 C2 RU2324007 C2 RU 2324007C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- calcium carbonate
- cell
- flotation
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 12
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки к пуску электролизеров для получения алюминия любого типа. Способ подготовки к пуску включает нагрев подины и обжиг швов внешним источником тепла, засыпку на подину защитного слоя, состоящего из смеси солей. Защитный слой состоит из смеси флотационного и регенерационного криолита (90-95 вес.%) с карбонатом кальция (5-10 вес.%), и защитный слой засыпают перед обжигом на периферийный шов подины электролизера. Наличие карбоната кальция в смеси приводит к уменьшению содержания фтористого алюминия и увеличению содержания фтористого кальция в электролите в послепусковой период. Технический результат заключается в обеспечении оптимального прогрева катодного устройства алюминиевого электролизера за счет укрытия периферийного шва подины электролизера смесью флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано при подготовке к пуску электролизеров любого типа.
Известно множество способов подготовки к пуску алюминиевых электролизеров, различающихся по способам обжига, установки анодов, заливки расплавов в шахту электролизеров.
Известен способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера любого типа, по которому подготовку ведут в две стадии. На первой стадии подину электролизера обжигают и разогревают до температуры не ниже 750°С за счет тепла от организованного сжигания распыленного топлива, распределяемого равномерно в пространство между внутренней поверхностью шахты катода и нижней поверхностью анода. При этом нижняя поверхность анода находится на уровне с бортом катода. На второй стадии заливают перегретый до 970-1010°С электролит и продолжают нагрев катода и футеровки до эксплуатационных температур (авторское свидетельство СССР, №659645, С25С 3/06, 1979).
Известен способ термической подготовки к пуску алюминиевого электролизера любого типа, заключающийся в нагреве подины электролизера за счет организованного сжигания жидкого топлива (например, дизельного топлива, мазута) внутри замкнутого пространства, образуемого футеровкой катода, нижней поверхностью анода и временными крышками между анодом и бортами электролизера (авторское свидетельство СССР №765403, С25С 3/06, 1980).
Известен способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия, который включает монтаж на подине электролизера анодных ячеек с электроизоляционными боковыми стенками и электропроводящим днищем, монтаж электронагревательных элементов, загрузку анодной массы, нагрев и формирование самообжигающегося анода током серии, заливку расплава, установку рабочего напряжения на электролизере. По мере сгорания анода самообжигающиеся анодные ячейки заменяют обожженными анодами (авторское свидетельство СССР №1740499, С25С 3/06, 1992).
Известен способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера, включающий укладку на подину электролизера, выполненную из блоков, защитного слоя смеси флотационного и регенерированного криолита с литийсодержащим компонентом в количестве 2,5-5,0% в пересчете на фтористый литий, нагрев подины электролизера и обжиг швов внешним источником тепла, заливку электролита (патент России №2255144, С25С 3/06, 2003).
Недостатком перечисленных выше способов подготовки электролизеров к пуску является перегревание периферийного шва футеровки электролизера на обжиге, а также неоптимальный химический состав электролита в послепусковой период, которые являются причиной термических и механических разрушений подины электролизера и, в конечном итоге, приводят к преждевременному выходу электролизеров из строя. Механизм данного явления описан в книге (А.И.Беляев, М.Б.Рапопорт, Л.А.Фирсанова. Электрометаллургия алюминия, М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, стр.149-154, 1953).
Известен способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера, по которому на подину засыпают слой смеси солей толщиной 2-3 см. После покрытия подины смесью солей и перекрытия пространства между анодом и бортовой площадкой теплоизолированными крышками начинают разогрев подины горелками. Через 5-6 часов при температуре расплава солей 500-750°С осуществляют выдержку при этой температуре в течение 3-10 часов. Затем продолжают разогрев расплава и катода с помощью форсунок до температуры 850-950°С, опускают анод до соприкосновения с расплавом, подключают электролизер в электрическую цепь и производят его пуск на электролиз (авторское свидетельство СССР №549510, С25С 3/06, 1974).
По назначению и наличию сходных существенных признаков данное решение принято в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является неоптимальное укрытие подины в процессе обжига, которое не в полной мере компенсирует перегревание периферийного шва подины электролизера на обжиге, а также неоптимальный химический состав электролита в послепусковой период, что может явиться причиной термических и механических разрушений подины электролизера.
Задачей предлагаемого решения является повышение технико-экономических показателей работы электролизеров в послепусковой период: увеличение выхода по току за счет оптимизации состава электролита, снижение накладных затрат в послепусковой период за счет использования дешевого карбоната кальция, а также увеличение срока службы электролизеров.
Технический результат заключается в обеспечении оптимального прогрева катодного устройства алюминиевого электролизера за счет укрытия периферийного шва подины электролизера смесью флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция, увеличивающей температуру прогрева периферийного шва, а также за счет увеличения содержания фторида кальция в электролите в послепусковой период.
Поставленная задача решается тем, что в способе подготовки к пуску алюминиевого электролизера, включающем нагрев и обжиг подины внешним источником тепла, засыпку на подину защитного слоя, состоящего из смеси солей, согласно заявляемому решению защитный слой состоит из смеси флотационного и регенерационного криолита (90-95 вес.%) с карбонатом кальция (5-10 вес.%) и защитный слой засыпают перед обжигом на периферийный шов подины электролизера.
В результате сравнения заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявлено признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Защитный слой не только обеспечивает отсутствие прямого контакта пламени горелок и периферийного шва при обжиге, но также приводит к недопущению теплового удара на подину электролизера при заливке электролита.
Использование карбоната кальция в защитном слое приводит к увеличению криолитового отношения и содержания фторида кальция в электролите в послепусковой период, что, несомненно, является положительным моментом предлагаемого способа. Использование карбоната кальция существенно удешевляет способ, используемый в настоящее время для корректировки химического состава электролита, фтористый кальций значительно дороже.
Наличие более 10 вес.% карбоната кальция (соответственно, менее 90 вес.% флотационного и регенерационного криолита) в смеси приводит к интенсификации процесса настылеобразования в послепусковой период.
Наличие более 95 вес.% флотационного и регенерационного криолита (соответственно менее 5 вес.% карбоната кальция) в смеси приводит к уменьшению содержания фторида кальция в электролите, что снижает производительность электролизера.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом.
На фиг.1 показан принцип укладки смеси флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция в электролизер, на фиг.2 - сравнение температуры прогрева подины в процессе обжига по заявляемому способу и прототипу, на фиг.3 - сравнение содержания фторида кальция в электролите в послепусковой период по заявляемому способу и прототипу. Обозначения на фиг.1: бортовая футеровка - 1, подина электролизера - 2, анодный массив - 3, смесь флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция - 4.
Способ подготовки был опробован в укрупненно-опытном масштабе в электролизном производстве ОАО «БрАЗ». Планируемое увеличение срока службы электролизеров, запущенных по предлагаемому способу, составляет не менее 6 месяцев.
Результаты испытаний показаны в таблице и на фиг.2, 3.
При использовании заявляемого способа достигается увеличение температуры прогрева периферийного шва за счет использования термоизоляционного слоя, состоящего из смеси флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция. Вышесказанное подтверждают результаты измерений температуры прогрева подины во время проведения обжига (фиг.2). Как видно, температура прогрева подины при использовании укладки смеси флотационного и регенерационного криолита с карбонатом кальция увеличивается.
Таким образом, после заливки электролита и металла в пусковой электролизер вероятность теплового удара, вызванного разностью температур прогрева подины и заливаемого электролита, ниже.
Наличие карбоната кальция приводит к увеличению содержания фторида кальция в послепусковой период (фиг.3).
Изменение содержания фторида кальция и выхода по току от содержания карбоната кальция в шихте приведено в таблице.
| Таблица | ||
| Содержание карбоната кальция в шихте, вес.% | Содержание фторида кальция в электролите, вес.% | Выход по току, % |
| 2,5 | 1,8 | 87,5 |
| 5 | 3,6 | 88,0 |
| 7,5 | 5,4 | 88,5 |
| 10 | 7,1 | 88,5 |
| 12,5 | 8,9 | 88,0 |
Наличие карбоната кальция в смеси приводит к увеличению содержания фтористого кальция по следующей реакции:
AlF3+СаСО3=Al2О3+CaF2+СО2
Протекание вышеописанной реакции приводит к увеличению содержания фтористого кальция и снижению содержания фтористого алюминия в электролите, что приводит к экономии фтористого кальция и кальцинированной соды, используемых в послепусковой период для корректировки химического состава электролита.
В отличие от прототипа использование карбоната кальция имеет экономический эффект: стоимость карбоната кальция в несколько раз ниже стоимости фторидов щелочных и щелочноземельных металлов.
Claims (1)
- Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера, включающий засыпку на подину защитного слоя, состоящего из смеси солей, нагрев и обжиг подины внешним источником тепла, отличающийся тем, что защитный слой засыпают перед обжигом на периферийный шов подины электролизера, при этом защитный слой состоит из следующей смеси солей, вес.%:
смесь флотационного и регенерационного криолита 90-95 карбонат кальция 5-10
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123978/02A RU2324007C2 (ru) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123978/02A RU2324007C2 (ru) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006123978A RU2006123978A (ru) | 2008-01-20 |
| RU2324007C2 true RU2324007C2 (ru) | 2008-05-10 |
Family
ID=39108084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006123978/02A RU2324007C2 (ru) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2324007C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549510A1 (ru) * | 1974-03-01 | 1977-03-05 | Способ подготовки катода алюминиевого электролизера перед пуском | |
| SU1590483A2 (ru) * | 1988-10-20 | 1990-09-07 | Братский алюминиевый завод | Способ обжига подины алюминиевого электролизера |
| RU2092619C1 (ru) * | 1994-06-20 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Способ обжига алюминиевого электролизера |
| WO1998017843A1 (en) * | 1996-10-18 | 1998-04-30 | Moltech Invent S.A. | The start-up of aluminium electrowinning cells |
| RU2128732C1 (ru) * | 1997-07-01 | 1999-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
| RU2188256C1 (ru) * | 2001-03-20 | 2002-08-27 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
-
2006
- 2006-07-04 RU RU2006123978/02A patent/RU2324007C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549510A1 (ru) * | 1974-03-01 | 1977-03-05 | Способ подготовки катода алюминиевого электролизера перед пуском | |
| SU1590483A2 (ru) * | 1988-10-20 | 1990-09-07 | Братский алюминиевый завод | Способ обжига подины алюминиевого электролизера |
| RU2092619C1 (ru) * | 1994-06-20 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Способ обжига алюминиевого электролизера |
| WO1998017843A1 (en) * | 1996-10-18 | 1998-04-30 | Moltech Invent S.A. | The start-up of aluminium electrowinning cells |
| RU2128732C1 (ru) * | 1997-07-01 | 1999-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
| RU2188256C1 (ru) * | 2001-03-20 | 2002-08-27 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006123978A (ru) | 2008-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5961811A (en) | Potlining to enhance cell performance in aluminum production | |
| US4411758A (en) | Electrolytic reduction cell | |
| RU2324007C2 (ru) | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера | |
| US5538604A (en) | Suppression of cyanide formation in electrolytic cell lining | |
| CN101270482A (zh) | 一种铝电解槽的启动方法 | |
| NO140645B (no) | Ionisasjonskammer, saerlig for ionisasjonsroekmeldere | |
| SU1420075A1 (ru) | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера | |
| RU2526351C1 (ru) | Способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами | |
| SU549510A1 (ru) | Способ подготовки катода алюминиевого электролизера перед пуском | |
| SU659645A1 (ru) | Способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера | |
| SU740866A1 (ru) | Способ обжига и пуска электролизера дл получени алюмини | |
| SU1765261A1 (ru) | Способ обжига алюминиевых электролизеров | |
| SU704308A1 (ru) | Способ обжига электролизеров дл получени алюмини | |
| RU2255144C2 (ru) | Способ пуска алюминиевого электролизера | |
| SU1548268A1 (ru) | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера | |
| RU2094535C1 (ru) | Способ пуска электрической печи сопротивления для плавки цветных металлов | |
| SU1125298A1 (ru) | Способ пуска электролизера дл электролитического рафинировани алюмини | |
| SU1236005A1 (ru) | Способ пуска электролизера дл рафинировани алюмини | |
| SU94407A1 (ru) | Способ обжига и пуска электролизеров с обожженными и самообжигающимис анодами | |
| RU2001125900A (ru) | Способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами | |
| SU1705414A1 (ru) | Анодное устройство электролизера дл электролитического рафинировани алюмини | |
| RU2307878C1 (ru) | Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера | |
| NO116901B (ru) | ||
| SU1397544A1 (ru) | Способ монтажа катодной футеровки электролизера дл получени алюмини | |
| SU1406216A1 (ru) | Способ обжига подины алюминиевого электролизера |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131024 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190705 |