1 Описательная часть

1.1 Состав и свойства промышленного электролита

Электролит - это среда, в которой протекают основные электрохимические превращения в алюминиевой ванне. К составу электролита выдвигается целый ряд обязательных условий.

1.1.1 Свойства промышленного электролита

Вязкие электролиты удерживают повышенное количество частиц взвешенного металла («металлический туман») и пузырьков анодного газа, их удельная электропроводность соответственно снижается. Аналогичным образом воздействует углерод, попадающий в электролит в виде пены и плохо отделяющийся из вязких электролитов.

Наибольшая вязкость при температуре электролиза (≈ 2-3 сП) имеет место для чистого криолита при КО равном 3,0. При корректировке состава электролита в сторону избытка или недостатка AlF₃ вязкость расплава довольно резко снижается.

Промышленный электролит содержащий около 85% криолита обладает следующими свойствами:

1. является относительно хорошим растворителем для глинозёма

2. имеет более высокое напряжение разложения, чем оксид алюминия

3. имеет хорошую электропроводность в расплавленном состоянии

4. приемлемая температура плавления ( 1 000⁰С)

5. он не реагирует с алюминием и углеродом

6. его плотность в расплавленном состоянии ниже, чем плотность жидкого алюминия

7. он имеет относительно низкое давление пара.

Для улучшения свойств промышленного электролита в него обязательно добавляют фтористые соли, а для увеличения электропроводности применяют хлорид натрия или соду, не увеличивающие криолитовое отношение. Но влияние добавок на свойства электролитов неоднозначное.

Положительное влияние AlF₃:

• снижает температуру плавления электролита;

• снижает растворимость катодного алюминия в электролите;

• повышает выход по току электролизера;

• уменьшает вязкость и плотность электролита;

• уменьшает смачиваемость угольных частиц в электролите;

• Отрицательное влияние AlF₃;

• снижает электропроводность электролита;

• снижает растворимость и скорость растворения глинозема в электролите;

• повышает летучесть электролита, увеличиваются выбросы HF;

• Положительное влияние CaF₂;

• сильно снижает температуру плавления электролита;

• снижает летучесть электролита;

• смягчает корку электролита;

• повышает выгорание угольной пены;

• снижает растворимость катодного алюминия в электролите;

• Отрицательное влияние CaF2;

• снижает растворимость глинозема в электролите;

• снижает электропроводность электролита;

• повышает плотность и вязкость электролита;

Важное свойство электролита- его вязкость в расплавленном состоянии: от вязкости электролита зависят такие процессы, как усреднение концентрации глинозема, скорость отстаивания электролита от капелек металла, удаление пузырьков анодного газа из междуполюсного зазора и т.д. Повышенную вязкость следует считать недостатком электролита того или иного состава. Вязкость резко снижается с ростом температуры перегрева электролита, однако такое снижение вязкости нельзя считать приемлемым, т.к. оно сопровождается неблагоприятными последствиями, характерными для перегретых электролитов. Более приемлем вариант снижения вязкости электролита путём корректировки его состава.