1.1.2 Состав промышленного электролита

Современный промышленный электролит имеет следующий примерный состав:

• Na₃AlF₆ основа до 85%

• Al₂O₃ от 2 до 8 % при поточной обработке; при АПГ - 4%

• AlF₃ избыток 3-5 %

• CaF₂ 4 %

• К.О. 2,2-2,4

Плотность электролита при 20⁰С = 2,9 г/см³, а при 1000⁰С = 2,1 г/см³

При снижении температуры электролита – плотность его повышается, кроме того

1. Al₂O₃ и AlF₃ – снижают плотность электролита

2. CaF₂ – увеличивает плотность электролита

Требования к электролиту:

• минимальное содержание примесей, снижающих сортAl: Fe, Si, Zn, Cu и др.

• Минимальное содержание примесей, ухудшающих процесс электролиза: H2O, Na2O, P2O5 и др.

• Электролит должен хорошо, без осадка растворять глинозем

• Плотность электролита должна быть, как можно ниже плотности алюминия

• электролит должен иметь хорошую электропроводность и низкую температуру плавления

• Не содержать более электроположительных металлов, чем алюминий, которые, выделяясь на катоде, загрязняют его. Электролит должен состоять лишь из солей щелочных и щелочноземельных металлов.

• Обладать хорошей жидкотекучестью. Это способствует удалению анодных газов и выравниванию состава электролита.

• При электролизе химически не разлагаться и слабо улетучиваться

• Должен быть не гигроскопичным

• Химически не взаимодействовать с углеродистыми футеровкой и анодом

1.2 Конструкция электролизера с самообжигающимся анодом

Электролизёр с самообжигающимся анодом состоит из следующих основных узлов:

• катодное устройство;

• анодное устройство;

• ошиновка;

• система автоматического питания ванн глинозёмом (АПГ).

анодная ошиновка

тело анода

анодный кожух

газосборный колокол

анодный штырь

Рисунок 1 – Электролизёр с самообжигающимся анодом С-8БМ оборудованный системой АПГ

1.2.1 Катодное устройство

Катодное устройство алюминиевого электролизера предназначено для создания условий, необходимых для протекания процесса электролиза в криолитно-глиноземном расплаве. Поскольку электролиз идет в весьма агрессивной среде при 950—1 000 °С, катодное устройство должно быть устойчиво к действию расплавленных фтористых солей; обладать достаточно высокими теплоизоляционными свойствами, чтобы до минимума сократить потери тепла, быть электропроводным в зоне протекания процесса и иметь надежную изоляцию во избежание утечек тока; иметь достаточно жесткую конструкцию, способную выдержать напряжения, возникающие от протекания физико-химических реакций; обеспечивать продолжительную работоспособность между ремонтами и мобильность при замене в целях сокращения простоя электролизера в ремонте. приводится схема катодного устройства современного электролизера.

От прочности катодного кожуха в большой степени зависит продолжительность межремонтного срока работы электролизера В связи с ростом единичной мощности электролизеров все большее распространение получают катодные кожухи рамного типа прямо угольной формы без металлического днища и контрфорсного типа с днищем.

Катодное устройствосостоит из стального кожуха футерованого теплоизоляционным кирпичом и углеродистыми подовыми блоками с токоведущими блюмсами, бортовыми блоками.

В результате пропитки футеровки расплавом, натриевого и температурного расширения, объём футеровки возрастает, возникают большие усилия, действующие на стенки катодного кожуха. Это приводит к его деформации, разрушению футеровки и сокращению срока службы электролизёра.