RU2699604C1 - Aluminum production method by electrolysis of molten salts - Google Patents
Aluminum production method by electrolysis of molten salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699604C1 RU2699604C1 RU2018126446A RU2018126446A RU2699604C1 RU 2699604 C1 RU2699604 C1 RU 2699604C1 RU 2018126446 A RU2018126446 A RU 2018126446A RU 2018126446 A RU2018126446 A RU 2018126446A RU 2699604 C1 RU2699604 C1 RU 2699604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- anodes
- boron
- vanadium
- electrolysis
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 112
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 22
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 abstract description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 9
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 7
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-4-[4-(chloromethyl)phenyl]benzene Chemical compound C1=CC(CCl)=CC=C1C1=CC=C(CCl)C=C1 INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 3
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017150 AlTi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 alkali metal borate Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q triazanium;borate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]B([O-])[O-] WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000007966 viscous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия, в частности к производству анодов и может быть использовано в технологическом процессе электролиза криолитоглиноземных расплавов.The present invention relates to the electrolytic production of aluminum, in particular to the production of anodes and can be used in the technological process of electrolysis of cryolite-alumina melts.
Сырьем для производства анодной массы и обожженных анодов служат каменноугольные пеки и нефтяные коксы, которые являются продуктами коксования нефтепродуктов от перегонки нефти. В течение всей истории применения углеродных анодов в электролизе алюминия происходит совершенствование технологии подготовки его составляющих для формовки и обжига. С одной стороны, существует возможность улучшить свойства анодной массы и анодов путем введения в рецептуру химически активных веществ - поверхностно-активных (ПАВ), конденсирующих и окисляющих, ингибирующих окисление. А с другой, с точки зрения конечных физических свойств анодов, в частности плотности и электропроводности, наиболее предпочтительны коксы из так называемых тяжелых нефтей с повышенным содержанием асфальтенов. В этой связи, несмотря на относительно высокую концентрацию примесей металлов (V, Ni и др.), вовлечение тяжелой нефти в переработку будет неизбежно возрастать с одновременной выработкой месторождений легких и средних нефтей.The raw materials for the production of the anode mass and calcined anodes are coal pitches and petroleum cokes, which are the products of coking of petroleum products from oil distillation. Throughout the history of the use of carbon anodes in the electrolysis of aluminum, there has been an improvement in the technology for preparing its components for molding and firing. On the one hand, it is possible to improve the properties of the anode mass and anodes by introducing chemically active substances — surfactants, condensing and oxidizing, and inhibiting oxidation, into the formulation. On the other hand, from the point of view of the final physical properties of the anodes, in particular density and electrical conductivity, cokes from the so-called heavy oils with a high content of asphaltenes are most preferred. In this regard, despite the relatively high concentration of metal impurities (V, Ni, etc.), the involvement of heavy oil in refining will inevitably increase with the simultaneous development of light and medium oil fields.
Наряду с возможностью получения качественных анодов, использование коксов тяжелых нефтей может быть особенно эффективным и рентабельным, если металлические примеси коксов могут быть использованы в улучшении технологических параметров электролиза алюминия и эксплуатационных свойств катодов. Именно это является задачами алюминиевого производства - повышение технико-экономических показателей процесса и повышение срока службы электролизера. Основные направления в решении этих задач:Along with the possibility of obtaining high-quality anodes, the use of coke heavy oils can be especially effective and cost-effective if metallic impurities of coke can be used to improve the technological parameters of aluminum electrolysis and the operational properties of cathodes. This is precisely the tasks of aluminum production - increasing the technical and economic indicators of the process and increasing the life of the electrolyzer. The main directions in solving these problems:
- Увеличение выхода по току за счет стабилизации процесса и оптимизации технологических параметров;- Increase in current efficiency due to stabilization of the process and optimization of technological parameters;
- Повышение качества товарного алюминия;- Improving the quality of commercial aluminum;
- Сокращение непроизводительных затрат электроэнергии и расходуемых материалов;- Reduction of overhead costs of electricity and consumables;
- Увеличение срока службы электролизеров за счет повышения стойкости футеровки катодного устройства, в частности, углеродистой.- An increase in the service life of electrolyzers by increasing the durability of the lining of the cathode device, in particular carbon.
Одним из путей достижения этих результатов является использование в процессе электролитического производства алюминия борсодержащих соединений:One of the ways to achieve these results is to use boron-containing compounds in the process of aluminum electrolytic production:
- В качестве добавок в алюминий для рафинирования катодного металла от примесей тяжелых металлов и повышения электропроводимости алюминия;- As additives in aluminum for refining the cathode metal from impurities of heavy metals and increasing the electrical conductivity of aluminum;
- В качестве добавок в анодную массу как ингибитора - снижения окисляемости и осыпаемости анода (сокращение расхода анодной массы), для стабилизации электрических и механических характеристик анода (снижение расхода анодной массы, расхода электроэнергии);- As additives to the anode mass as an inhibitor - reduce the oxidizability and crumble of the anode (reduce the consumption of the anode mass), to stabilize the electrical and mechanical characteristics of the anode (decrease the consumption of the anode mass, power consumption);
- Для образования на углеродистых контактных поверхностях защитных покрытий, обладающих высокой коррозийной стойкостью, высокой прочностью и электропроводимостью, смачиваемых алюминием (стабилизация электрических параметров, повышение выхода по току, сокращение расхода электроэнергии, повышение срока службы электролизера).- For the formation on the carbon contact surfaces of protective coatings with high corrosion resistance, high strength and electrical conductivity, wetted by aluminum (stabilization of electrical parameters, increased current efficiency, reduced energy consumption, increased battery life).
Именно в этих направлениях работают мировые производители алюминия.It is in these areas that global aluminum producers work.
Известен способ защиты угольных анодов электролизеров от окисления, заключающийся в добавке к сырой электродной массе соединений бора с последующим тщательным перемешиванием компонентов смеси. В качестве упомянутых веществ предполагается использовать борную кислоту, борат щелочного металла, борат аммония или органическое соединение бора. Добавку вводят в количестве 0,2-0,5 от веса электродной массы (Италия, патент 576151, C22d, 1957 г. [1]).A known method of protecting the carbon anodes of electrolyzers from oxidation, which consists in adding to the raw electrode mass of boron compounds, followed by thorough mixing of the components of the mixture. As the mentioned substances, it is supposed to use boric acid, an alkali metal borate, ammonium borate or an organic boron compound. The additive is introduced in an amount of 0.2-0.5 by weight of the electrode mass (Italy, patent 576151, C22d, 1957 [1]).
Известное решение обеспечивает сокращение расхода анодной массы за счет снижения окисляемости и осыпаемости анода, улучшает электропроводность, достигается очистка алюминия-сырца от примесей тяжелых металлов, осаждение продуктов этой очистки на подине в виде диборидов титана, ванадия, хрома.The known solution provides a reduction in the consumption of the anode mass due to a decrease in oxidizability and crumble of the anode, improves electrical conductivity, purification of raw aluminum from impurities of heavy metals, and precipitation of the products of this purification on the bottom in the form of titanium, vanadium, chromium diborides.
Вместе с тем, избыток бора в виде оксидов в электролите снижает выход по току, увеличивается расход электроэнергии, инициирует осаждение сложных комплексных оксидов Al2O3⋅В2О3 на подине с последующей изоляцией участков углеродного катода.At the same time, an excess of boron in the form of oxides in the electrolyte reduces the current efficiency, increases the energy consumption, initiates the deposition of complex complex oxides Al 2 O 3 ⋅ В 2 O 3 on the bottom with subsequent isolation of the carbon cathode sections.
Известен состав анодной массы для формирования вторичного анода содержащий:The known composition of the anode mass for the formation of the secondary anode containing:
(авт. св. СССР 1498824, С25С 3/12, 1989 г. [2]).(ed. St. USSR 1498824, С25С 3/12, 1989 [2]).
Использование известного решения (загрузка массы в подштыревые отверстия при перестановке анодных штырей в электролизере с самообжигающимся анодом) позволяет частично снизить расход анодной массы и падение напряжения в аноде, но не обеспечивает высокие физико-химические показатели анодного массива в целом. Очистка алюминия бором от примесей тяжелых металлов - частичная и не регулярная. Кроме того, локальная загрузка в анод борсодержащей анодной массы усложняет технологический процесс и обслуживание электролизера.Using the well-known solution (loading the mass into the pin holes when rearranging the anode pins in an electrolytic cell with a self-baking anode), it is possible to partially reduce the consumption of the anode mass and the voltage drop in the anode, but it does not provide high physicochemical parameters of the anode array as a whole. The purification of aluminum by boron from impurities of heavy metals is partial and not regular. In addition, local loading into the anode of a boron-containing anode mass complicates the process and maintenance of the cell.
Известны данные об изготовлении и промышленных испытаниях обожженных анодов из электродной массы с содержанием борной кислоты 0,5-2,0 мас. % (Сенин, В.Н. Испытания анодов с добавкой борной кислоты на алюминиевых электролизерах / В.Н. Сенин и др. // Цветные металлы. - 1990. - №9. - С. 50-54. [3]). Результаты испытаний показали, что оптимальной добавкой борной кислоты в обожженных анодах является 0,5% от массы анодов.Known data on the manufacture and industrial testing of calcined anodes from the electrode mass with a boric acid content of 0.5-2.0 wt. % (Senin, V.N. Tests of anodes with the addition of boric acid on aluminum electrolysis cells / V.N. Senin et al. // Non-ferrous metals. - 1990. - No. 9. - P. 50-54. [3]). The test results showed that the optimal addition of boric acid in the calcined anodes is 0.5% by weight of the anodes.
Повышается качество металла за счет снижения примесей титана и ванадия, снижается расход анода за счет снижения окисляемости и осыпаемости анодов, однако, избыток бора в виде оксида, переходящий в электролит, повышает его электросопротивление (снижает электропроводность), снижается выход по току, увеличивается расход электроэнергии.The quality of the metal increases due to a decrease in titanium and vanadium impurities, the anode consumption decreases due to a decrease in the oxidizability and shedding of the anodes, however, an excess of boron in the form of oxide, passing into the electrolyte, increases its electrical resistance (reduces electrical conductivity), the current efficiency decreases, and the electric power consumption increases .
Известен состав анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, содержащей коксовую шихту, каменноугольный пек и ингибитор окисления при следующем соотношении компонентов, мас. %:The known composition of the anode mass for the formation of a self-burning anode of an aluminum electrolyzer containing coke charge, coal tar pitch and an oxidation inhibitor in the following ratio of components, wt. %:
(патент РФ №2397276, С25С 3/12, 2010 г., [4])(RF patent No. 2397276,
Утверждается, что использование ингибитора, тяжелой смолы пиролиза углеводородов, позволяет избавиться от вредных неорганических добавок в производстве алюминия и, тем самым, повысить качество анодной массы и технико-экономические показатели процесса электролиза алюминия в целом.It is alleged that the use of an inhibitor, a heavy resin for the pyrolysis of hydrocarbons, allows one to get rid of harmful inorganic additives in the production of aluminum and, thereby, improve the quality of the anode mass and the technical and economic indicators of the aluminum electrolysis process as a whole.
Недостатком известного решения является присутствие в тяжелой смоле, которая является отходом этиленового производства, высокого количества тяжелых металлов. Концентрирующиеся в смоле железо, никель, медь, ванадий, молибден и другие примеси, будут переходить в состав жидкого алюминия, снижая его сортность. Электрохимическое восстановление этих металлов на катодно поляризованной поверхности алюминия приводит к снижению выхода по току и непроизводительному расходу электроэнергии.A disadvantage of the known solution is the presence in the heavy resin, which is a waste of ethylene production, of a high amount of heavy metals. The iron, nickel, copper, vanadium, molybdenum and other impurities concentrated in the resin will pass into the composition of liquid aluminum, reducing its grade. The electrochemical reduction of these metals on a cathodically polarized aluminum surface leads to a decrease in current efficiency and unproductive energy consumption.
Известны способ получения и поддержания содержащего бориды тугоплавких металлов защитного покрытия углеродистых блоков катодного устройства алюминиевого электролизера (патент РФ №2221086, С25С 3/08, 2004 г., [5]) и способ производства алюминия электролизом расплавленных солей (патент РФ №2222641, С25С 3/06, 2004 г., [6]), в которых борсодержащие соединения подают в электролизер в составе шихты и в составе анодной массы в пределах 0,030÷0,150 150 мас. %., а содержание бора в жидком алюминии поддерживают не более 0,01 масс. %. В известных способах для формирования и поддержания смачиваемого защитного (СЗП) покрытия используют тугоплавкие металлы, поступающие в электролизер как примеси в составе сырьевых материалов, взаимодействующие с борсодержащими соединениями, подаваемыми в составе шихты и в составе анодной массы. Образовавшиеся в расплаве частицы боридов тугоплавких металлов высаживаются на углеродистые блоки подины катодного устройства электролизера, образуя СЗП. Но гарантированная воспроизводимость покрытия не обеспечивается, поскольку вероятное адгезионное взаимодействие частиц с углеродной поверхностью ослабляется наличием тонкой прослойки расплава алюминия между реагентами (частицы и поверхность), которая может быть причиной расклинивающего давления, препятствующего или замедляющего возможное взаимодействие или адгезию.A known method for producing and maintaining a boride-containing refractory metal protective coating of carbon blocks of the cathode device of an aluminum electrolyzer (RF patent No. 2221086,
Известен способ упрочнения подины алюминиевого электролизера, включающий введение в электролит титана или циркония с осаждением на подине тугоплавких соединений тяжелых металлов, в котором титан или цирконий вводят до содержания их в алюминий 0,5-4,0 мас. %, после чего вводят соединения бора в количестве, обеспечивающем атомное соотношение бора к титану или цирконию в пределах (2-3):1 (авт. св. СССР 1135811, С25С 3/06, 1985 г. [7]).A known method of hardening the bottom of an aluminum electrolyzer, comprising introducing into the electrolyte titanium or zirconium with deposition on the bottom of the refractory compounds of heavy metals, in which titanium or zirconium is introduced to their content in aluminum 0.5-4.0 wt. %, after which boron compounds are introduced in an amount that ensures the atomic ratio of boron to titanium or zirconium in the range (2-3): 1 (ed. St. USSR 1135811,
Основной недостаток - загрузка тугоплавких металлов в катодный алюминий в значительных количествах приводит к его загрязнению титаном и цирконием и снижению потребительских качеств. Их вывод из алюминия путем последующей загрузки бора и образования боридов с их высаживанием на подине в виде защитного слоя необходимой толщины весьма проблематичен, т.к. процесс динамичен, концентрации реагентов велики, время нахождения реагентов в металле и время реагирования ограничены. Известным способом возможно получение только локальных упрочнений подины (например, межблочных швов) ценой временной дестабилизации технологии и получением некоторого количества некондиционного металла.The main disadvantage is the loading of refractory metals into cathode aluminum in significant quantities leads to its contamination with titanium and zirconium and a decrease in consumer qualities. Their removal from aluminum by subsequent loading of boron and the formation of borides with their planting on the bottom in the form of a protective layer of the required thickness is very problematic, because the process is dynamic, the concentrations of the reactants are large, the residence time of the reactants in the metal and the reaction time are limited. In a known manner, it is possible to obtain only local hardening of the hearth (for example, interlock seams) at the cost of temporary destabilization of the technology and the production of a certain amount of substandard metal.
Известен способ создания смачиваемого алюминием покрытия на катодной поверхности алюминиевого электролизера и сохранения его в процессе электролиза, включающий следующие основные этапы (патент US №5028301 С25С 3/08, 1991 г., [8]):A known method of creating an aluminum-wettable coating on the cathode surface of an aluminum electrolysis cell and preserving it during electrolysis, comprising the following main steps (US patent No. 5028301
- Для инициации смачивания рекомендуется первоначально вводить непосредственно в криолитоглиноземный расплав титансодержащие соединения и осуществлять осаждение титана на катодной алюминиевой поверхности. Насыщением алюминия титаном предполагается на поверхности углеродных блоков химически синтезировать пленку TiC, которая благоприятствует последующему образованию и росту пленки TiB2.- To initiate wetting, it is recommended to initially introduce titanium-containing compounds directly into the cryolite-alumina melt and deposit titanium on the cathode aluminum surface. Saturation of aluminum with titanium is supposed to chemically synthesize a TiC film on the surface of carbon blocks, which favors the subsequent formation and growth of a TiB 2 film.
- Для формирования смачиваемого покрытия (СП) осуществляют подачу оксидов и солей бора, титана, циркония, гафния, хрома, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и их смесей с последующим их растворением и электрохимическим восстановлением ионов на катодной алюминиевой поверхности до создания пересыщенного раствора металлов и бора в прикатодном слое алюминия;- To form a wettable coating (SC), boron, titanium, zirconium, hafnium, chromium, vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten and their mixtures are fed and mixed with their subsequent dissolution and electrochemical reduction of ions on the cathode aluminum surface to create a supersaturated a solution of metals and boron in the near-cathode layer of aluminum;
- В процессе контактирования пересыщенного раствора прикатодного слоя алюминия с углеродной подиной происходит образование смачиваемого алюминием боридного слоя на углеродной поверхности.- In the process of contacting a supersaturated solution of the near-cathode layer of aluminum with a carbon hearth, an aluminum-boride boride layer forms on the carbon surface.
Обоснование процесса создания покрытия заключается в очень низкой растворимости боридов тугоплавких металлов в алюминии, в отличии от высокой растворимости в алюминии составляющих их элементов. По этой причине, по логическому предположению автора, превалирующее образование карбидов и боридов тугоплавких металлов из атомов составляющих элементов будет происходить на угольной поверхности, но не в объеме тонкого прикатодного слоя алюминия. Оговаривается, что этот процесс не изучен и предлагается его характеризовать как «пересыщенное платинирование» углеродной поверхности.The rationale for the process of creating a coating is the very low solubility of refractory metal borides in aluminum, in contrast to the high solubility of their constituent elements in aluminum. For this reason, according to the logical assumption of the author, the prevailing formation of carbides and borides of refractory metals from atoms of constituent elements will occur on a coal surface, but not in the volume of a thin cathode layer of aluminum. It is stipulated that this process has not been studied and it is proposed to characterize it as “supersaturated platinization” of the carbon surface.
По технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога. Основным недостатком известного технического решения является то, что при реализации первого этапа способа не учитывается чрезвычайно неоднородная поверхность поликристаллических материалов, в частности, углеродных блоков. В этих условиях электрохимическое осаждение титана на подине когерентным плотным слоем по всей площади невозможно. Это означает отсутствие сплошной подложки карбида титана, наличие которой на поверхности подины является обязательным условием для последующего образования диборида титана.By technical nature, the presence of similar features, this solution is selected as the closest analogue. The main disadvantage of the known technical solution is that when implementing the first step of the method, the extremely inhomogeneous surface of polycrystalline materials, in particular carbon blocks, is not taken into account. Under these conditions, electrochemical deposition of titanium on the hearth with a coherent dense layer over the entire area is impossible. This means the absence of a continuous substrate of titanium carbide, the presence of which on the surface of the hearth is a prerequisite for the subsequent formation of titanium diboride.
Не учитываются также последствия возможного взаимодействия предполагаемых компонентов покрытия в объеме алюминия. При 750-1000°C присутствие тугоплавких металлов в алюминии или совместное присутствие этих металлов и бора в алюминии в любых количествах сопровождается термодинамически благоприятным процессом их взаимодействия с алюминием и между собой до образования плотных кристаллов боридов (например, TiB2) и интерметаллидов (например, AlTi3). Этот процесс хорошо изучен и применяется для очистки алюминия от примесей тугоплавких металлов (для последующего применения алюминия в электротехнических целях) и для модифицирования внутренней структуры деформируемых сортов алюминия (для последующей его прокатки в тонкие листы или фольгу). Кристаллы боридов и интерметаллидов тугоплавких металлов, обладая сравнительно высокой плотностью относительно алюминия, будут оседать в прикатодные слои и/или удаляться с выливаемым алюминием. Взаимодействие между ними и углеродной поверхностью отсутствует. Совместное дозирование борсодержащих и металлсодержащих компонентов осуществляют периодически в течение срока службы электролизера.The consequences of the possible interaction of the alleged coating components in the aluminum volume are also not taken into account. At 750-1000 ° C, the presence of refractory metals in aluminum or the combined presence of these metals and boron in aluminum in any quantities is accompanied by a thermodynamically favorable process of their interaction with aluminum and with each other to form dense boride crystals (e.g. TiB 2 ) and intermetallic compounds (e.g. AlTi 3 ). This process has been well studied and is used to clean aluminum from impurities of refractory metals (for subsequent use of aluminum for electrical purposes) and to modify the internal structure of deformable aluminum grades (for its subsequent rolling into thin sheets or foil). Crystals of borides and intermetallic compounds of refractory metals, having a relatively high density relative to aluminum, will settle into the cathode layers and / or be removed with the poured aluminum. The interaction between them and the carbon surface is absent. Joint dosing of boron-containing and metal-containing components is carried out periodically during the life of the electrolyzer.
Таким образом, предлагаемые технологические режимы подачи титана и бора в электролизер будут приводить к образованию в прикатодном слое вязкотекучей смеси алюминия с частицами тугоплавких соединений боридов и интерметаллидов, но не смачиваемого боридного покрытия на углеродном катоде.Thus, the proposed technological regimes for supplying titanium and boron to the electrolyzer will lead to the formation in the cathode layer of a viscous-fluid mixture of aluminum with particles of refractory compounds of borides and intermetallides, but not a wettable boride coating on the carbon cathode.
Задачами предлагаемого изобретения являются повышение технико-экономических показателей процесса электролитического производства алюминия, снижение расхода анодов, вовлечение в производство коксов от переработки тяжелых нефтей с высоким содержанием переходных металлов, повышение качества алюминия-сырца и срока службы электролизера.The objectives of the invention are to increase the technical and economic indicators of the process of electrolytic production of aluminum, reducing the consumption of anodes, involving in the production of cokes from the processing of heavy oils with a high content of transition metals, improving the quality of raw aluminum and the service life of the cell.
Техническими результатами являются снижение расхода анодов и электроэнергии, очистка алюминия от примесей тяжелых металлов, образование на поверхности угольной футеровки алюминиевого электролизера плотного слоя тугоплавких соединений, обладающих высокой коррозионной стойкостью, высокими прочностью и электропроводимостью, смачивающихся алюминием.Technical results include reducing the consumption of anodes and electricity, cleaning aluminum from impurities of heavy metals, the formation of a dense layer of refractory compounds on the surface of a coal lining of an aluminum electrolyzer with high corrosion resistance, high strength and electrical conductivity, wetted by aluminum.
Поставленные технические результаты достигаются тем, что, в способе производства алюминия электролизом расплавленных солей, включающего подачу в электролизер сырья и борсодержащих добавок в составе анодов, на первом этапе в электролизер вводятся ванадийсодержащие соединения с поступающим сырьем или в составе анодов в количестве до 150÷200 ppm ванадия в алюминии в течение 30÷60 суток, после чего производство товарного алюминия обеспечивается применением анодов с примесями или добавками переходных металлов и борсодержащих соединений в количественном соотношении Бор/Me=0.65÷1.0, где Бор и Me - количество дозируемого бора и суммарное содержание примесей переходных металлов в составе анодов.The stated technical results are achieved by the fact that, in the method for producing aluminum by electrolysis of molten salts, comprising supplying raw materials and boron-containing additives to the electrolysis cell as part of the anodes, at the first stage, vanadium-containing compounds with incoming raw materials or as part of the anodes are introduced in an amount of up to 150 ÷ 200 ppm vanadium in aluminum for 30 ÷ 60 days, after which the production of commercial aluminum is ensured by the use of anodes with impurities or additives of transition metals and boron compounds in coli ety ratio Boron / Me = 0.65 ÷ 1.0, Boron and where Me - a metered quantity of boron and the total content of impurities of transition metals in the anode.
Сравнение предлагаемого технического решения с ближайшим аналогом показывает следующее. Оба решения характеризуются общими признаками:Comparison of the proposed technical solution with the closest analogue shows the following. Both solutions are characterized by common features:
- Основной стадии одновременного введения в расплавы переходных металлов и борсодержащих добавок предшествует этап подготовки поверхности углеродной подины дозированием в электролит и алюминий соединений переходных металлов;- The main stage of the simultaneous introduction of transition metals and boron-containing additives into the melts is preceded by the stage of preparing the surface of the carbon bottom by dosing transition metal compounds into the electrolyte and aluminum;
- Для формирования смачиваемого покрытия осуществляют совместную подачу борсодержащих и металлсодержащих соединений с последующим их растворением и электрохимическим восстановлением на катодной алюминиевой поверхности.- To form a wettable coating, a joint supply of boron-containing and metal-containing compounds is carried out, followed by their dissolution and electrochemical reduction on the cathode aluminum surface.
Предлагаемое решение характеризуется также признаками, отличающимися от признаков ближайшего аналога:The proposed solution is also characterized by features that differ from the features of the closest analogue:
- На этапе подготовки поверхности углеродной подины в предлагаемом решении осуществляют подачу ванадия, но не титана, в расплав алюминия в ограниченном количестве, далеком от насыщения;- At the stage of preparing the surface of the carbon hearth in the proposed solution, vanadium, but not titanium, is supplied to the aluminum melt in a limited amount, far from saturation;
- Дозирование ванадия производят в количестве 150÷200 ppm от массы алюминия в течение 30÷60 суток;- Dosing of vanadium is carried out in an amount of 150 ÷ 200 ppm by weight of aluminum for 30 ÷ 60 days;
- В результате этого предварительного этапа предполагается осуществлять очистку поверхности углеродных блоков от непроводящего слоя карбида алюминия Al4C3 с последующим химическим синтезом плотного слоя карбида ванадия VC на поверхности подины;- As a result of this preliminary stage, it is supposed to clean the surface of the carbon blocks from a non-conductive layer of aluminum carbide Al 4 C 3 with the subsequent chemical synthesis of a dense layer of vanadium carbide VC on the surface of the hearth;
- Совместную подачу борсодержащих и металл содержащих соединений с последующим их растворением и химическим восстановлением на катодной алюминиевой поверхности осуществляют в ограниченном количестве, далеком от концентраций насыщения;- Joint supply of boron-containing and metal-containing compounds with their subsequent dissolution and chemical reduction on the cathode aluminum surface is carried out in a limited amount, far from the concentration of saturation;
- Совместное дозирование борсодержащих и металл содержащих соединений в соотношении Бор/Me = 0,65÷1,0 осуществляют только через анодный массив электролизера;- Joint dosing of boron-containing and metal-containing compounds in the ratio Bor / Me = 0.65 ÷ 1.0 is carried out only through the anode array of the cell;
- Результатом совместной подачи бор- и металл содержащих соединений предполагается получить сложные борид-карбидные соединения в системе V-Ti-B-C;- The result of the joint supply of boron and metal containing compounds is expected to produce complex boride-carbide compounds in the V-Ti-B-C system;
- Дозирование бор- и металл содержащих соединений производят непрерывно в течение всего срока службы электролизеров.- Dosing of boron and metal containing compounds is carried out continuously throughout the life of the electrolytic cells.
Наличие в предлагаемом техническом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности изобретения «новизна».The presence in the proposed technical solution of signs other than those characterizing the closest analogue allows us to conclude that the proposed solution meets the condition of patentability of the invention of "novelty."
В процессе поиска и сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью признаков аналогичной с совокупностью признаков предлагаемого технического решения и дающих при использовании аналогичные результаты, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».During the search and comparative analysis, no technical solutions were identified that are characterized by a combination of features similar to the combination of features of the proposed technical solution and yielding similar results when used, which allows us to conclude that the proposed solution meets the patentability condition of "inventive step".
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.
Перед началом добавок борсодержащих соединений в электролизер в течение 30÷60 суток вводятся ванадий содержащие соединения с поступающим сырьем или в составе анодов в количестве 150÷200 ppm ванадия от массы жидкого алюминия.Before starting the addition of boron-containing compounds, vanadium containing compounds with incoming raw materials or in the composition of anodes in the amount of 150 ÷ 200 ppm of vanadium by weight of liquid aluminum is introduced into the electrolyzer for 30–60 days.
Поступающий в ванну ванадий в виде оксидов растворяется в электролите с последующим восстановлением на поверхности алюминиевого катода:Vanadium entering the bath in the form of oxides is dissolved in the electrolyte, followed by reduction on the surface of the aluminum cathode:
Восстановление ванадия на алюминиевом катоде, согласно стандартным потенциалам разложения, происходит одновременно или с преимуществом перед разрядом алюминия. Это означает, что основной поток примеси после восстановления направлен в объем алюминия (поток I), где в отсутствии бора в основном находится в атомарном виде. Частично ванадий взаимодействует до образования метастабильных алюминидов типа VAl3, которые под воздействием гравитации оседают на поверхность подины.The reduction of vanadium at the aluminum cathode, according to standard decomposition potentials, occurs simultaneously or with an advantage over the discharge of aluminum. This means that the main impurity stream after reduction is directed to the volume of aluminum (stream I), where in the absence of boron it is mainly in atomic form. Partially, vanadium interacts until the formation of metastable aluminides of the type VAl 3 , which, under the influence of gravity, settle on the surface of the hearth.
Другой поток поступающего в электролизер оксидов ванадия (поток II) в растворенном виде (V5+ и V3+) под воздействием градиента концентраций переносится в слое электролита через периферийные зоны (пространство борт-анод ПБА, гарнисаж, настыль) под «подушку» алюминия к углеродной подине в электролитную прослойку около 1-2 мм. Из этого пространства происходит восстановление ванадия по реакциям (1-2) на углеродной подине с последующим взаимодействием с интенсивно образующимся (на пусковых электролизерах) или с существующим слоем (на действующих ваннах) карбида алюминия:Another stream of vanadium oxides entering the electrolyzer (stream II) in dissolved form (V 5+ and V 3+ ) under the influence of a concentration gradient is transferred to the electrolyte layer through peripheral zones (space of the PBA-anode space, skull, nastyl) under the aluminum “pillow” to the carbon bottom into the electrolyte layer is about 1-2 mm. From this space, vanadium is reduced by reactions (1-2) on the carbon hearth with subsequent interaction with the intensively formed (on the starting electrolysis cells) or with the existing layer (on the existing baths) of aluminum carbide:
Другими словами, на первой стадии в течение 30-60 суток происходит удаление непроводящего карбид алюминиевого слоя на поверхности подины с образованием смеси частиц Al4C3(тв) + VC(тв), которые диспергируют в объем циркулирующего алюминия и удаляются с выливаемым металлом.In other words, in the first stage, a non-conductive aluminum carbide layer is removed on the surface of the hearth within 30-60 days to form a mixture of Al 4 C 3 (tv) + VC (tv) particles, which are dispersed into the volume of circulating aluminum and removed with the metal being poured out.
Очистка поверхности углеродной подины от Al4C3, или предотвращение его образования на пусковых ваннах, является условием для запуска следующего процесса химического взаимодействия растворенного в электролите оксида ванадия (поток II) с поверхностью катодных блоков:Cleaning the surface of the carbon hearth from Al 4 C 3 , or preventing its formation on the start-up baths, is a condition for starting the following process of chemical interaction of vanadium oxide dissolved in the electrolyte (stream II) with the surface of the cathode blocks:
И это свойство ванадия к карбидообразованию в условиях электролиза уникально, поскольку другие примеси в виде оксидов, например, титан, такими специфическими свойствами по термодинамическим параметрам не обладают:And this property of vanadium to carbide formation under electrolysis is unique, since other impurities in the form of oxides, for example, titanium, do not possess such specific properties in terms of thermodynamic parameters:
Развитие химической реакции (6) от периферийных зон к центру подины формирует слой карбида ванадия на поверхности, которая таким образом приобретает смачивающие свойства. Это означает, что постепенное вытеснение электролитной прослойки из-под подушки алюминия будет приводить к уменьшению потерь напряжения в катоде. А непосредственный контакт Al - подина открывает доступ к углеродной поверхности катода растворенного в алюминии ванадия и других примесей (поток I) до образования их карбидов:The development of chemical reaction (6) from the peripheral zones to the center of the hearth forms a layer of vanadium carbide on the surface, which thus acquires wetting properties. This means that the gradual displacement of the electrolyte layer from under the aluminum cushion will lead to a decrease in voltage losses in the cathode. And the direct contact of the Al - hearth opens access to the carbon surface of the cathode of vanadium and other impurities dissolved in aluminum (stream I) until their carbides are formed:
Таким образом, принудительное введение ванадия в расплавы электролита и алюминия на первом этапе позволяет:Thus, the forced introduction of vanadium into the melts of the electrolyte and aluminum in the first stage allows you to:
- Химически воздействовать на карбид-алюминиевый изолирующий слой на поверхности углеродной подины с последующим диспергированием частичек Al4C3 в объем металла и удалением с газами, и выливаемым алюминием;- Chemically act on the carbide-aluminum insulating layer on the surface of the carbon hearth, followed by dispersion of Al 4 C 3 particles into the metal volume and removal with gases and poured aluminum;
- Создавать на подине смачиваемое алюминием карбид-ванадиевое VC-покрытие.- Create an aluminum-wetted carbide-vanadium VC coating on the bottom.
В отличие от карбида и борида титана, термодинамически стабильных в расплаве алюминия,Unlike titanium carbide and boride, thermodynamically stable in molten aluminum,
VC-покрытие не обладает высокой физической и химической стабильностью и подвергается деструкции по реакции:VC-coating does not have high physical and chemical stability and undergoes destruction by reaction:
Предотвращение этого процесса требует стабилизации VC-покрытия, которое является идеальной подложкой для создания на поверхности углеродной подины смачиваемого алюминием стабильного Ме-В-С слоя сложного состава, например, в системе V-Ti-B-C.Prevention of this process requires stabilization of the VC coating, which is an ideal substrate for creating a stable Me-B-C layer of complex composition wetted by aluminum on the surface of the carbon bottom, for example, in the V-Ti-B-C system.
Именно поэтому на следующем этапе и в течение всего срока службы в электролизер устанавливают аноды с примесями или добавками переходных металлов и борсодержащих соединений в количественном соотношении Бор/Me = 0.65÷1.0, где Бор и Me - количество дозируемого бора и суммарное содержание примесей переходных металлов в составе анодов.That is why at the next stage and throughout the entire service life, anodes with impurities or additives of transition metals and boron-containing compounds are installed in the electrolytic cell in a quantitative ratio Bor / Me = 0.65 ÷ 1.0, where Bor and Me are the amount of boron dosed and the total content of transition metal impurities in the composition of the anodes.
Восстановленный на катоде бор В3++3е → В0 (Е0 B3+/B = -0,626 В) после растворения в алюминии активно взаимодействует со средой до образования боридов алюминия и тяжелых металлов AlB2, TiB2, VB2 и др. Гравитационное воздействие на эти соединения позволяет ожидать, с одной стороны, выведения примесей из состава алюминий-сырца и производство товарного металла, а с другой - формирования на подине сплошного слоя малоподвижной Al-ванадий-титан-боридной суспензии (Al - AlB2 - VB2 - TiB2). Этот слой вязкой суспензии смачивается алюминием и является защитным для создаваемого на поверхности подины плотного слоя боридов сложного состава в системе V-Ti-B-C, образующегося в результате взаимодействия растворенного в алюминии бора с существующим карбидным слоем:The boron reduced at the cathode В 3+ + 3е → В 0 (Е 0 B3 + / B = -0.626 V), after dissolving in aluminum, actively interacts with the medium until the formation of aluminum borides and heavy metals AlB 2 , TiB 2 , VB 2 , etc. Gravity the impact on these compounds allows us to expect, on the one hand, the removal of impurities from the composition of raw aluminum and the production of salable metal, and on the other hand, the formation of a continuous layer of a slow-moving Al-vanadium-titanium-boride suspension (Al - AlB 2 - VB 2 - TiB 2 ). This layer of viscous suspension is wetted by aluminum and is protective for a dense layer of borides of complex composition created on the bottom surface in the V-Ti-BC system, resulting from the interaction of boron dissolved in aluminum with an existing carbide layer:
Таким образом, неограниченные резервы углерода и непрерывное дозирование бора и ванадия через анодный массив обеспечивает постоянное присутствие смачиваемого алюминием слоя боридов переходных металлов на поверхности катодных блоков.Thus, unlimited carbon reserves and continuous dosing of boron and vanadium through the anode array ensures the constant presence of an aluminum-wetted transition metal boride layer on the surface of the cathode blocks.
Следует отметить, что скорость растворения в катодном металле, износ покрытия, значительно меньше, чем скорость его "накопления" на угольной поверхности. То есть защитное покрытие, состоящее из диборидов и карбидов переходных металлов, стойкое к воздействию расплавленного алюминия и электролита, имеющее высокую прочность и электропроводность, смачиваемое алюминием, является восстанавливаемым в течение всего периода борирования.It should be noted that the dissolution rate in the cathode metal, the wear of the coating, is much less than the rate of its "accumulation" on the coal surface. That is, a protective coating consisting of transition metal diborides and carbides, resistant to molten aluminum and an electrolyte, having high strength and electrical conductivity, wetted by aluminum, is recoverable throughout the entire period of boronation.
Наличие такого покрытия уменьшает эрозию блоков, скорость пропитки и внедрения натрия, т.е. увеличивает стойкость подины и срок службы электролизера в целом.The presence of such a coating reduces the erosion of blocks, the rate of impregnation and incorporation of sodium, i.e. increases the resistance of the hearth and the service life of the cell as a whole.
Кроме того, смачивание покрытия алюминием предотвратит образование на подине осадков, коржей, стабилизирует форму рабочего пространства. За счет этого выравнивается токораспределение по блюмсам, стабилизируется магнито-динамический и технологический режим, снижается расход электроэнергии и за счет оптимальной регулировки технологических параметров повышается выход по току.In addition, wetting the coating with aluminum will prevent the formation of sediments on the bottom of the cake, stabilizes the shape of the working space. Due to this, the current distribution by blooms is leveled, the magneto-dynamic and technological mode is stabilized, the power consumption is reduced, and due to the optimal adjustment of the technological parameters, the current efficiency is increased.
Введение в электролизер ванадийсодержащих соединений с поступающим сырьем или в составе анодов в количестве 150÷200 ppm ванадия в алюминии в течение 30÷60 суток рассчитана теоретически и подтверждена экспериментально.The introduction of vanadium-containing compounds into the electrolyzer with incoming raw materials or as part of anodes in an amount of 150–200 ppm of vanadium in aluminum for 30–60 days was calculated theoretically and confirmed experimentally.
Подача ванадийсодержащих соединений менее 150 ppm ванадия в алюминии не обеспечивает плотность потока ванадия к углеродной поверхности подины, достаточный для разрушения карбид-алюминиевого слоя по всей площади катода.The supply of vanadium-containing compounds of less than 150 ppm vanadium in aluminum does not provide a flux density of vanadium to the carbon surface of the hearth, sufficient to destroy the carbide-aluminum layer over the entire area of the cathode.
Введение в алюминий более 200 ppm ванадия приводит к производству несортового алюминий-сырца в соответствии с нормативными документами.The introduction of more than 200 ppm vanadium into aluminum leads to the production of non-sorted raw aluminum in accordance with regulatory documents.
Период дозирования ванадия в течение 30÷60 суток на первом этапе осуществления способа обеспечивает полное удаление карбида алюминия с поверхности подины и замену его на смачиваемый слой карбида ванадия. Причем, нижний предел временного интервала требуется для вновь пускаемых электролизеров, верхний предел - для действующих электролизеров с различным сроком службы.The dosing period of vanadium for 30 ÷ 60 days at the first stage of the method ensures the complete removal of aluminum carbide from the surface of the hearth and replaces it with a wettable layer of vanadium carbide. Moreover, the lower limit of the time interval is required for newly launched electrolytic cells, the upper limit - for existing electrolytic cells with different service life.
Применение анодов с примесями или добавками переходных металлов и борсодержащих соединений в количественном соотношении Бор/Me = 0,65÷1,0 также рассчитана теоретически и подтверждена экспериментально в процессе производства товарного алюминия.The use of anodes with impurities or additives of transition metals and boron-containing compounds in a quantitative ratio Bor / Me = 0.65 ÷ 1.0 is also theoretically calculated and experimentally confirmed in the production of commercial aluminum.
При соотношении Бор/Me менее 0,65 в составе анодов не обеспечивается в полной мере ингибирующего воздействия на аноды и сокращения их расхода, не обеспечивается очистка алюминия от примесей переходных металлов и создание защитного боридного покрытия на угольном катоде.When the ratio Bor / Me is less than 0.65 in the composition of the anodes, the inhibitory effect on the anodes and their consumption are not fully ensured, aluminum is not purified from transition metal impurities and the creation of a protective boride coating on the carbon cathode.
При соотношении Бор/Me более 1,00 в составе анодов ухудшает электрические и механические характеристики анода, создает избыток бора в алюминии, ухудшая его качество, отрицательно сказывается на параметрах процесса электролиза.At a boron / Me ratio of more than 1.00 in the composition of the anodes, it degrades the electrical and mechanical characteristics of the anode, creates an excess of boron in aluminum, worsening its quality, negatively affects the parameters of the electrolysis process.
Отработку и реализацию предлагаемого решения проводили в промышленных условиях. Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей поясняется следующими фигурами:Testing and implementation of the proposed solution was carried out in an industrial environment. A method for the production of aluminum by electrolysis of molten salts is illustrated by the following figures:
Фиг. 1 - Функциональная зависимость
Фиг. 2 - Сравнительные характеристики анодных блоковFIG. 2 - Comparative characteristics of the anode blocks
Фиг. 3 - Масса огарков и расход анодовFIG. 3 - Cinder mass and anode consumption
Фиг. 4 - Динамика концентраций бора и ванадия в расплавахFIG. 4 - Dynamics of boron and vanadium concentrations in melts
Фиг. 5 - Технологические параметры электролизеров опытной бригады (средние за месяц)FIG. 5 - Technological parameters of the electrolyzers of the experimental team (average per month)
Пример 1. Испытания в промышленных условиях проводились на Казахстанском электролизном заводе (АО «КЭЗ»). На анодной фабрике изготавливались обожженные аноды из нефтяного кокса с содержанием ванадия 700-900 ppm (от коксования тяжелых нефтей) и устанавливались на две выделенные группы электролизеров (по 20 штук) с малым и большим сроком службы.Example 1. Tests in industrial conditions were carried out at the Kazakhstan Electrolysis Plant (JSC "KEZ"). At the anode factory, calcined anodes were made of petroleum coke with a vanadium content of 700-900 ppm (from coking of heavy oils) and installed on two selected groups of electrolyzers (20 pieces each) with a short and long service life.
Результаты дозирования ванадия в расплав алюминия
Такой же динамике перепада напряжения в подине наблюдаются в катодах электролизеров со средним сроком службы 1185 суток с тем отличием, что снижение ΔUкат. продолжается в течение 8 месяцев на
С одной стороны, объяснением более значительного уменьшения потерь напряжения может служить химическая деградация карбид-алюминиевого непроводящего слоя Al4C3 на поверхности подины большей толщины, чем на поверхности катодов с меньшим сроком службы. Для удаления этого слоя в соответствии с процессами (4) и (5) требуется больше времени, а его деградация снижает потери напряжения на
Тем не менее, VC-слой не стабилен при контакте с алюминием и в течение 2-3 месяцев деградирует в соответствии с процессом (13), что отражается в увеличении перепадов напряжения в катоде.However, the VC layer is not stable in contact with aluminum and degrades within 2–3 months in accordance with process (13), which is reflected in an increase in voltage drops in the cathode.
Таким образом, с введением избыточного количества ванадия в электролизер, очевидно, удаляется карбид-алюминиевый изолирующий слой и организуется циклический процесс формирования-деградации смачиваемого слоя карбида ванадия на поверхности углеродной подины.Thus, with the introduction of an excess amount of vanadium into the electrolyzer, it is obvious that the aluminum carbide insulating layer is removed and a cyclic process of formation-degradation of the wettable vanadium carbide layer on the surface of the carbon bottom is organized.
Для стабилизации этого слоя и удаления примесей из алюминия требуется организация борирования расплавов, в результате которого в поверхностном слое углеродных блоков образуется смачиваемый боридно-карбидный слой Ме-В-С, а на поверхности подины тонкий слой вязко-текучей MeB2-суспензии.To stabilize this layer and remove impurities from aluminum, the organization of boron melts is required, as a result of which a wettable boride-carbide layer of Me-B-C is formed in the surface layer of carbon blocks and a thin layer of viscous-flowing MeB 2 suspension is formed on the bottom surface.
Пример 2. На анодной фабрике с помощью специального автоматического дозатора, установленного в цепочке производства анодов, осуществляли дозирование борной кислоты в сухую шихту на основе нефтяного кокса с содержанием ванадия 700÷900 ppm. Было изготовлено три партии обожженных анодов с соотношением бора к ванадию Бор/V в пределах от 0,3 до 1,4. На фиг. 2 представлены усредненные показатели анодов по результатам промышленных испытаний образцов ординарных, с повышенным ванадием без бора и 3-х партий опытных анодов.Example 2. At the anode factory using a special automatic dispenser installed in the anode production chain, boric acid was dosed into a dry charge based on petroleum coke with a vanadium content of 700 ÷ 900 ppm. Three batches of calcined anodes were produced with a boron to vanadium ratio Bor / V ranging from 0.3 to 1.4. In FIG. 2 shows the average performance of the anodes according to the results of industrial tests of ordinary samples, with increased vanadium without boron and 3 batches of experimental anodes.
В сравнении с ординарными анодами (РФ), повышенное содержание ванадия (V) незначительно уменьшает электропроводимость и прочность изделий. Изменение этих показателей несущественно и не может оказать влияние на эксплуатационные характеристики блоков.In comparison with ordinary anodes (RF), the increased content of vanadium (V) slightly reduces the electrical conductivity and strength of the products. A change in these indicators is insignificant and cannot affect the operational characteristics of the blocks.
Дозировка бора в аноды с повышенным содержанием ванадия обнаруживает позитивные изменения их эксплуатационных свойств. Как следует из представленных сравнительных данных, при практически одинаковой плотности аноды с добавкой бора имеют большую прочность, значительно более высокую устойчивость по отношению к CO2 и особенно в условиях окисления на воздухе. Существенное улучшение свойств наблюдается до соотношения Бор/V = 0,65÷1,0. Дальнейшее увеличение количества бора в составе анодов не приводит к улучшению токопроводящих и прочностных свойств, уменьшение реактивности также не существенное.The dosage of boron in the anodes with a high content of vanadium reveals positive changes in their operational properties. As follows from the presented comparative data, at almost the same density, the anodes with the addition of boron have greater strength, significantly higher resistance to CO 2, and especially under oxidation conditions in air. A significant improvement in properties is observed up to the ratio Bor / V = 0.65 ÷ 1.0. A further increase in the amount of boron in the composition of the anodes does not lead to an improvement in the conductive and strength properties, and the decrease in reactivity is also not significant.
Готовые аноды с добавками бора устанавливались на 36 опытных электролизерах - по 12 электролизеров для каждой партии анодов. Начало испытаний отсчитывали с момента установки на электролизеры опытных обожженных анодов. На фиг. 3 представлены результаты натурных замеров массы анодов опытных и свидетелей после 3-х месяцев начала испытаний, или после работы опытных электролизеров в течение двух месяцев с полностью укомплектованным опытным анодным массивом.Finished anodes with boron additives were installed on 36 experimental electrolyzers — 12 electrolyzers for each batch of anodes. The beginning of the tests was counted from the moment the experimental calcined anodes were installed on the electrolyzers. In FIG. Figure 3 presents the results of field measurements of the mass of the anodes of the experienced and witnesses after 3 months of the start of the tests, or after the work of the experimental electrolyzers for two months with a fully equipped experimental anode array.
По результатам работы опытных групп электролизеров зафиксировано увеличение массы огарков в сравнении с группой ванн-свидетелей. В группе I с соотношением Бор/V = 0,30÷0,5 увеличение массы незначительное в сравнении с группой ванн-свидетелей, в группе III с Бор/V = 1,10÷1,4 увеличение массы незначительное в сравнении с группой электролизеров II. Кроме того, на ваннах группы I недостаток бора является причиной повышенного содержания ванадия в алюминии выше 200 ppm, на электролизерах группы III - повышенное содержание бора в электролите и алюминии. Увеличение массы огарков означает уменьшение расхода анодов на производство 1 тонны алюминия и возможность увеличения периода их непрерывной работы до замены, т.е. уменьшения частоты возмущения технологического режима при замене анодов.According to the results of the work of the experimental groups of electrolyzers, an increase in the mass of cinder was recorded in comparison with the group of witness baths. In group I with a ratio of Bor / V = 0.30 ÷ 0.5, the increase in mass is insignificant in comparison with the group of witness baths, in group III with Bor / V = 1.10 ÷ 1.4 the increase in mass is insignificant in comparison with the group of electrolyzers II. In addition, in Group I baths, a lack of boron is the reason for the increased vanadium content in aluminum above 200 ppm, and in Group III electrolyzers, an increased content of boron in the electrolyte and aluminum. An increase in the mass of cinder means a decrease in the consumption of anodes for the production of 1 ton of aluminum and the possibility of increasing the period of their continuous operation until replacement, i.e. reducing the frequency of disturbances of the technological regime when replacing the anodes.
Дальнейшие испытания продолжались с производством и установкой на все 36 опытных электролизера анодов с соотношением Бор/V = 0,65÷1,0. На фиг. 4 представлена динамика концентраций бора и ванадия в расплавах алюминия и электролита. Как следует из представленных данных, насыщение рабочего пространства электролизера бором, ванадием и их соединениями (футеровка, настыль, гарнисаж, осадок, расплавы алюминия и электролита) происходит по истечение 3-4 месяцев работы и стабилизируется на постоянных уровнях в пределах 90÷130 ppm.Further tests continued with the production and installation of anodes on all 36 experimental electrolysis cells with a ratio of Bor / V = 0.65 ÷ 1.0. In FIG. Figure 4 shows the dynamics of boron and vanadium concentrations in aluminum and electrolyte melts. As follows from the presented data, saturation of the working space of the electrolyzer with boron, vanadium and their compounds (lining, nastily, skull, sediment, aluminum and electrolyte melts) occurs after 3-4 months of operation and stabilizes at constant levels within 90 ÷ 130 ppm.
В течение периода испытаний каких-либо отклонений в технологическом процессе электролиза не наблюдалось. На фиг. 5 представлены технические параметры опытных электролизеров до и к концу испытаний.During the test period, no deviations in the electrolysis process were observed. In FIG. 5 presents the technical parameters of the experimental electrolyzers before and by the end of the test.
В течение 6-и месячных испытаний основные параметры электролиза (температура, напряжение, МПР и выход по току) практически не изменились. Уменьшились распространение настыли под анод на 1,5 см, расход анодов на 5 кг/т Al и потери напряжения в катоде на 30 мВ. Эти показатели позволили уменьшить расходы на опытной группе:During the 6-month test, the main parameters of electrolysis (temperature, voltage, MPR and current efficiency) remained practically unchanged. The propagation under the anode decreased by 1.5 cm, the anode consumption by 5 kg / t Al and the voltage loss in the cathode by 30 mV decreased. These indicators allowed to reduce the costs of the experimental group:
- На аноды около 900 $/год/ электролизер- On the anodes about 900 $ / year / cell
- На электроэнергию 1770 $/год/электролизер (при 0,02 $/кВт⋅ч).- For electricity 1770 $ / year / electrolyzer (at 0.02 $ / kW⋅h).
Экономический эффект составил около 2670 $/год на электролизер или около 96000 $/год на опытную группу из 36 электролизеров.The economic effect amounted to about $ 2670 / year for the cell or about $ 96000 / year for the experimental group of 36 cells.
Но основной экономический эффект от применения технологии борирования получен по разнице в цене в 165 $/т между анодами из обычных коксов и использованных анодов из коксов с высоким содержанием ванадия. С учетом нетто расхода анодов на производство алюминия около 440 кг/т Al экономический эффект на опытной группе составил около 64000 $/год на электролизер.But the main economic effect of the use of boronation technology was obtained by the difference in price of $ 165 / t between the anodes from ordinary cokes and the used anodes from cokes with a high content of vanadium. Given the net anode consumption for aluminum production of about 440 kg / t Al, the economic effect on the experimental group was about $ 64,000 / year for the electrolyzer.
Общий экономический эффект при испытании технологии борирования на опытной группе из 36 электролизеров составил 66670 $/год на электролизер или около 2400000 $/год. Распространение технологии на серию из 300 электролизеров позволит получить экономический эффект около 20000000 $/год.The total economic effect when testing boron technology in an experimental group of 36 electrolyzers was $ 66,670 / year per electrolyzer, or about $ 2,400,000 / year. Spreading the technology to a series of 300 electrolyzers will provide an economic effect of about $ 20,000,000 / year.
Предполагается, что при длительной работе электролизеров с анодами из нефтяного кокса с высоким содержанием ванадия и добавками бора и после приобретения углеродным катодом смачивающих свойств, произойдет стабилизация технологического хода с последующей возможностью уменьшения МПР (расхода электроэнергии) и увеличения выхода по току.It is assumed that during long-term operation of electrolyzers with petroleum coke anodes with a high vanadium content and boron additives and after the carbon cathode acquires wetting properties, the process will stabilize with the subsequent possibility of decreasing the MPR (electric power consumption) and increasing the current efficiency.
Особенности предлагаемой технологии позволяют вовлекать в производство доступные нефтяные коксы с высоким содержанием тяжелых металлов, обеспечивать приобретение углеродным катодом смачивающих свойств, что может быть основой для развития новых технологий электролиза алюминия.The features of the proposed technology make it possible to involve in the production of affordable petroleum coke with a high content of heavy metals, to ensure the acquisition of wetting properties by the carbon cathode, which can be the basis for the development of new aluminum electrolysis technologies.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент Италии №576151, C22d, 1957 г.1. Italian patent No. 576151, C22d, 1957
2. А. с. СССР №1498824, С25С 3/12, 1989 г.2. A. p. USSR No. 1498824,
3. Сенин, В.Н. Испытания анодов с добавкой борной кислоты на алюминиевых электролизерах / В.Н. Сенин и др. // Цветные металлы. - 1990. - №9. - С. 50-54.3. Senin, V.N. Tests of anodes with the addition of boric acid on aluminum electrolysis cells / V.N. Senin et al. // Non-ferrous metals. - 1990. - No. 9. - S. 50-54.
4. патент РФ №2397276, С25С 3/12, 2010 г.,4. RF patent No. 2397276,
5. патент РФ №2221086, С25С 3/08, 2004 г.,5. RF patent No. 2221086,
6. патент РФ №2222641, С25С 3/06, 2004 г6. RF patent No. 2222641,
7. авт. св. СССР 1135811, С25С 3/06, 1985 г.7. ed. St. USSR 1135811,
8. Патент US №5028301, С25С 3/08, 1991 г.8. US patent No. 5028301,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126446A RU2699604C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Aluminum production method by electrolysis of molten salts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126446A RU2699604C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Aluminum production method by electrolysis of molten salts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2699604C1 true RU2699604C1 (en) | 2019-09-06 |
Family
ID=67851547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126446A RU2699604C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Aluminum production method by electrolysis of molten salts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2699604C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115572840A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 吉利百矿集团有限公司 | Method for purifying electrolytic aluminum liquid by segregation method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5028301A (en) * | 1989-01-09 | 1991-07-02 | Townsend Douglas W | Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells |
| US5270450A (en) * | 1991-02-28 | 1993-12-14 | Abbott Laboratories | Soy protein isolates |
| US5876584A (en) * | 1995-05-26 | 1999-03-02 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Method of producing aluminum |
| CN1245538C (en) * | 2003-04-15 | 2006-03-15 | 中南大学 | Titanium boride/aluminium oxide cathode coating for aluminium electrolysis and its preparation method |
| CN100465349C (en) * | 2005-12-26 | 2009-03-04 | 石忠宁 | Aluminium electrolysis cathode with titanium diboride coating and preparation process thereof |
| RU2486292C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell |
| US8501050B2 (en) * | 2011-09-28 | 2013-08-06 | Kennametal Inc. | Titanium diboride-silicon carbide composites useful in electrolytic aluminum production cells and methods for producing the same |
-
2018
- 2018-07-17 RU RU2018126446A patent/RU2699604C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5028301A (en) * | 1989-01-09 | 1991-07-02 | Townsend Douglas W | Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells |
| US5270450A (en) * | 1991-02-28 | 1993-12-14 | Abbott Laboratories | Soy protein isolates |
| US5876584A (en) * | 1995-05-26 | 1999-03-02 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Method of producing aluminum |
| CN1245538C (en) * | 2003-04-15 | 2006-03-15 | 中南大学 | Titanium boride/aluminium oxide cathode coating for aluminium electrolysis and its preparation method |
| CN100465349C (en) * | 2005-12-26 | 2009-03-04 | 石忠宁 | Aluminium electrolysis cathode with titanium diboride coating and preparation process thereof |
| US8501050B2 (en) * | 2011-09-28 | 2013-08-06 | Kennametal Inc. | Titanium diboride-silicon carbide composites useful in electrolytic aluminum production cells and methods for producing the same |
| RU2486292C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method to create wet coating of carbon hearth in aluminium cell |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115572840A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 吉利百矿集团有限公司 | Method for purifying electrolytic aluminum liquid by segregation method |
| CN115572840B (en) * | 2022-09-29 | 2024-01-16 | 吉利百矿集团有限公司 | Method for purifying electrolytic aluminum liquid by segregation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4338177A (en) | Electrolytic cell for the production of aluminum | |
| US4308115A (en) | Method of producing aluminum using graphite cathode coated with refractory hard metal | |
| US4308114A (en) | Electrolytic production of aluminum using a composite cathode | |
| US4670110A (en) | Process for the electrolytic deposition of aluminum using a composite anode | |
| US6719890B2 (en) | Cathode for a hall-heroult type electrolytic cell for producing aluminum | |
| US4342637A (en) | Composite anode for the electrolytic deposition of aluminum | |
| US6719889B2 (en) | Cathode for aluminum producing electrolytic cell | |
| NO117661B (en) | ||
| CA2003660C (en) | Supersaturation plating of aluminum wettable cathode coatings during aluminum smelting in drained cathode cells | |
| US5158655A (en) | Coating of cathode substrate during aluminum smelting in drained cathode cells | |
| CN1664170A (en) | A method for producing aluminum and aluminum alloys by low-temperature electrolysis | |
| RU2699604C1 (en) | Aluminum production method by electrolysis of molten salts | |
| Xianxi | Inert anodes for aluminum electrolysis | |
| US3725222A (en) | Production of aluminum | |
| Stelter et al. | Process optimization in copper electrorefining | |
| US6800191B2 (en) | Electrolytic cell for producing aluminum employing planar anodes | |
| RU2337184C2 (en) | Method of producing and maintaining protective wettable cover on carbon blocks of cathode assembly of electrolytic tank for aluminium production | |
| EP2673396A2 (en) | Graphitized cathode block having an abrasion-proof surface | |
| CN103443332A (en) | Surface-profiled graphite cathode block having abrasion-roof surface | |
| Zhang et al. | Aluminum electrowinning in ionic liquids at low temperature | |
| AU701370B2 (en) | Maintaining protective surfaces on carbon cathodes in aluminium electrowinning cells | |
| RU2397276C1 (en) | Anode mass for forming self-calcinating anode of aluminium electrolytic cell | |
| RU2222641C2 (en) | Method for aluminum production by electrolysis of molten salts | |
| RU2716569C1 (en) | Method for cryolite alumina melts electrolysis using solid cathodes | |
| Liu et al. | Impact of electrolyte/metal interphase structure on current efficiency in Al-Si alloy electrolysis using coal fly ash |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200718 |