Спосіб отримання алюмінієво-кремнієвих сплавів алюмінієвих електролізерах

 

Винахід відноситься до кольорової металургії, а саме до виробництва електролізом алюміній-кремнієвих сплавів (силумінів), широко застосовуються в промисловості.

Добре відомий спосіб [Tabereaux А. Т., Мс Mihn С. J., Production of aluminium-silicon alloys from sand clay in Hall cells. Light Metals, 1978, p.209-222], згідно з яким у електролізер, що виробляє алюміній, одночасно з основною сировиною - глиноземом завантажується пісок (кремнезем, SiO2). При використанні цієї технології розчинення глинозему і особливо кремнезему відбувається дуже повільно, супроводжується появою осаду на подині електролізера і, отже, підвищенням гріє напруги, температури електролізу, підвищеною витратою енергії і, в якості додаткового слідства, спостерігається зниження терміну служби алюмінієвих електролізерів.

Найбільш близьким за технічними даними є спосіб отримання сплавів шляхом розчинення муллитов, що входять в склад відпрацьованої подини алюмінієвих електролізерів [BJ⌀rn Moxnesl, Håvard Giklingl, Halvor Kvande2, Sverre Rolseth3 and Kjetil Straumsheiml.ADDITION OF REFRACTORIES FROM SPENT POTLINING TO ALUMINA REDUCTION CELLS TO PRODUCE Al-Si ALLOYS, Light Metals 2003 Edited by Paul N. Crepeau TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2003]. Автори завантажували подрібнений порошок відпрацьованої подини спільно з порошковим�лектролита, містить муліт, супроводжувалася:

1. Утворенням осаду на подині.

2. Підвищенням температури до 1000°C.

3. Необхідністю зменшення сили струму і, отже, продуктивності.

4. За пропонованим способом вихідна сировина, що містить оксиди кремнію, піддається попередньої механічної активації з метою зменшення розмірів зерна до 10-20 мкм і створення при цьому кристалічної або псевдокристаллической структури, що містить дефекти. Хімічний потенціал такого кремнезему істотно вище. Високий хімічний потенціал SiO2прискорює процес розчинення, як це добре відомо в хімічній технології.

Технічним результатом винаходу є зміна умов отримання сплавів алюміній-кремній, при яких оксид кремнію або сполуки, що містять оксид кремнію, наприклад муліт (3Al2O3·2SiO2), піддаються попередній обробці механоактивацией як окремо, так і в суміші з глиноземом, основним сировиною, живить електролізер.

Від прототипу заявляється спосіб відрізняється тим, що прискорення розчинення вихідного матеріалу спостерігається під час активації 5-60 секунд на планетарної млині з енергооснащеністю 50 g. Путется поява осаду.

Ці відмінності дозволяють зробити висновок про відповідність заявляється технічного рішення критерію «новизна». Ознаки, що відрізняють заявляється спосіб від прототипу, не виявлені в інших технічних рішеннях при вивченні даної та суміжних галузей хімії і, отже, забезпечують заявляється рішенням відповідність критерію «винахідницький рівень».

Технічний результат досягається тим, що в способі отримання алюмінієво-кремнієвих сплавів алюмінієвих електролізерах, новим є те, що з метою підвищення швидкості розчинення вихідного алюмосилікатного сировини вихідний продукт піддається механоактивации з параметрами: розмір зерна 10-30 мкм, час активації 5-60, енергоозброєність млини 20-50 g. Також новим є те, що механоактивации піддається тільки силікатна частина завантажується в ванну шихти, а також механоактивации піддається шихтовая суміш, що містить глинозем і кремнийсодержащее сировину, в якості якого використовують кремнезем, наприклад чистий пісок, або силікатну частина подини алюмінієвих електролізерів.

Суть винаходу полягає в способі отримання алюмінієво-кремнієвих сплавів шляхом підготовки сировини (глиноземно-кремнеземної смесв.

Підготовка сировини шляхом механоактивации в певному параметричному режимі показників (розмір зерна силікатного матеріалу 5-25 мкм, час перебування у млині 5-60 секунд, з енергооснащеністю останньої 20-50 g) забезпечує швидкість розчинення, в 2-3 рази більшу, ніж в режимі, що використовується в прототипі. Застосування механоактивации, нової технології підготовки силікатної сировини забезпечить високу швидкість його розчинення, меншу напругу і витрата енергії, підвищений термін служби електролізера.

Спосіб отримання алюмінієво-кремнієвих сплавів в алюмінієвому електролізері, що включає підготовку завантажуваної шихтовой суміші, що містить алюмосилікатні сировину, що включає відпрацьовану подину і відпрацьований електроліт алюмінієвого електролізера і глинозем, завантаження шихтовой суміші в електролізер з подальшим електролізом в розплаві електроліту в алюмінієвому електролізері, відрізняється тим, що підготовку завантажуваної шихтовой суміші здійснюють шляхом її механоактивации в млині з енергооснащеністю 20-50 g і розміром зерна 10-30 мкм при часу активації 5-60 с.



 

Схожі патенти:

Газоочисне пристрій і спосіб очищення газу

Винахід відноситься до очищення основного потоку неочищеного газу з підприємства, наприклад, за отримання алюмінію. Газоочисне пристрій містить безліч газоочисних камер (34a-c), вхідні магістраль (32) для поділу основного потоку неочищеного газу, поточного через неї, на безліч окремих фракційних потоків неочищеного газу для втікання під входи (46a-c) очисних камер і безліч теплообмінників (40a-c). Кожен теплообмінник (40a-c) розташований нижче по потоку від вхідних магістралі (32) для охолодження відповідного фракційного потоку неочищеного газу, що входить у відповідну очисну камеру (34a-c). Теплообмінники (40a-c) виконані з можливістю генерування перепаду тиску у фракційному потоці неочищеного газу, що проходить через них, надаючи вирівнюючий ефект на відносні швидкості індивідуальних фракційних потоків газу. Технічний результат: підвищення ефективності і надійності газоочистки. 2 н. і 14 з.п. ф-ли, 5 іл.

Спосіб підготовки проб калийсодержащего електроліту алюмінієвого виробництва для аналізу складу і визначення криолитового відносини методом рфа

Винахід відноситься до отримання алюмінію електролізом глинозему в розплаві фтористих солей і може бути використане при технологічному контролі складу електроліту методом кількісного рентгенофазового аналізу (РФА) калийсодержащего електроліту з добавками кальцію або кальцію і магнію. Спосіб підготовки зразків для кількісного РФА полягає в тому, що відібрані з ванн закристалізовані проби піддаються процедурі допування з наступною термічною обробкою. Для цього наважку перемеленого зразка перемішують з наважкою фториду натрію для перекладу складу проби в область високого КО, наприклад, взятої у співвідношенні 1:2 до маси зразка. Суміш поміщають в піч, нагріту до потрібної температури 650-750°C і витримують у ній протягом 20-40 хвилин для розчинення фториду натрію в зразку і перекристалізації зразка з бажаним фазовим складом при подальшому охолодженні на повітрі. Далі допованих зразок поміщають в піч, нагріту до температури 420-450°C і витримують у ній протягом 15-30 хвилин. Після цього допованих зразок витягають з печі, охолоджують на повітрі і проводять аналіз складу будь-яким з методів кількісного РФА і, враховуючи кількість поза�ической обробкою дозволяє отримати зразки з рівноважним фазовим складом з відомими кристалічними фазами і з хорошою окристаллизацией фаз в пробі, що є необхідним при застосуванні методів кількісного РФА. 2 з.п. ф-ли, 3 іл., 2 табл.

Пристрій відводу газів з-під підошви самообжигающегося анода

Винахід відноситься до электролизерам для одержання алюмінію з верхнім підводом струму, зокрема до пристрою відведення газів з-під підошви самообжигающегося анода. У пристрої відведення газів з-під підошви самообжигающегося анода в систему організованого газоотсоса у вигляді труб, запечених в тіло анода за його поздовжньої або поперечної осей в один або кілька рядів, труби для відводу газів розташовані але всій висоті анода, при цьому в зоні рідкої анодної маси висота труб становить 0,25÷0,3 від загальної висоти труб, в зоні напівкоксу труби виконані перфорованими, і їх висота становить 0,5÷0,6 від загальної висоти труб, а в нижній частині в зоні сформованого анода труби забезпечені газопроводящими пробками, висота яких становить 0,2÷0,25 від загальної висоти труби. При цьому газопроводящие пробки виконані з подштиревой анодної маси з вмістом сполучної - кам'яновугільного пеку 35-40% мас. Забезпечується зменшення товщини газосодержащего шару електроліту, скорочення споживання електролізером електроенергії та збільшення виходу металу по струму. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.

Спосіб випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами

Винахід відноситься до способу випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами. Спосіб включає нагрів подини, виконаної з катодних блоків з катодними блюмсами, електропровідним матеріалом, розміщення на ньому обпалених анодів, з'єднання анододержателей встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера, пропускання електричного струму через електропровідний матеріал і регулювання струмового навантаження обпалених анодів. Як електропровідного матеріалу використовують насипний графітовий матеріал з фракцією не більше 2 мм, розміщений у вигляді рядів усіченої піраміди розташованих в проекції ніпелів по всій довжині обпаленої анода, при цьому висоту кожного ряду встановлюють 10 мм до 100 мм в обернено пропорційній залежності від сили струму, що пропускається, становить від 500 кА до 100 кА, а з'єднання всіх анододержателей встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера здійснюють за допомогою гнучких елементів. Забезпечується підвищення терміну служби електролізера. 2 з.п. ф-ли, 1 іл.

Пристрій для збирання твердих відходів, наявних у электролизном розплаві і рідкому металі електролізної ванни, призначеної для виробництва алюмінію, за допомогою вискоблювання днища ванни

РЕФЕРАТ Винахід відноситься до пристрою для збирання твердих відходів і шламу з ванни електролізера для одержання алюмінію. Пристрій містить ківш для збору кірки, призначений для чищення анодних отворів, рухливу вертикальну стійку, що приводиться в рух першим приводом, раму, закріплену на рухомий вертикальній стійці, і шарнірний черпак, при цьому перший привід виконаний у вигляді гідроциліндра, питомого гідравлічним контуром, виконаним таким чином, що при приведенні в рух черпака допомогою другого приводу тиск масла в камері штока утримується, по суті, постійним, для утримування навантаження, що відповідає вазі пристрою для збору, зменшеною на задану величину, переважно, менше 1000 даН, зазвичай від 200 до 600 даН. Переважно, ділянка контуру, що живить камеру штока, забезпечений регулятором тиску. Розкрито також сервісний модуль і сервісне пристрій для електролізера для одержання алюмінію. Забезпечується можливість збору відходів, вискабливая днище ванни без пошкодження останнього. 4 н. і 7 з.п. ф-ли, 7 іл.

Поліпшення виливання алюмінію додатком цілеспрямованого електромагнітного поля

Винахід відноситься до системи і способу для виливання розплавленого алюмінію з електролізера для одержання алюмінію. Система містить контейнер, що має корпус, пристосований для поміщення в неї розплавленого алюмінію, і жолоб, має ділянку-підстава, з'єднаний з корпусом контейнера, ділянка-наконечник, дотичний з розплавом в електролізері, і канал, що з'єднує ділянка підстава з ділянкою-наконечником, для проходження розплаву в корпус контейнера, причому розплав в електролізері містить розплавлений алюміній і електроліт, і електричний джерело, з'єднаний з електролізером і виконаний з можливістю подачі допоміжного струму на жолоб для створення допоміжного електромагнітного поля щонайменше поблизу ділянки-наконечника жолоби, забезпечує за меншою мірою часткове збільшення потоку розплавленого алюмінію в жолоб при вступі допоміжного струму на жолоб, знаходиться у рідинному повідомленні з розплавом в електролізері. Розкрито також спосіб виливання алюмінію з електролізера. Забезпечується полегшення видалення розплаву з електролізера. 2 н і 13 з.п. ф-ли, 2 іл.
Винахід відноситься до композиції для матеріалу смачиваемого покриття катода алюмінієвого електролізера для виробництва алюмінію з кріоліт-глиноземних розплавів. У складі порошкової композиції для матеріалу смачиваемого покриття катода алюмінієвого електролізера, що містить функціональний компонент диборид титану, сполучна і інертний наповнювач, сполучна містить одночасно два види в'яжучих - неорганічне, а саме насичений кислий розчин трихлорида алюмінію, і органічне, а саме полімер з високим коксовим числом. Забезпечується поліпшення характеристик формування порошкової композиції, збільшення механічної міцності і електропровідності матеріалу, синтезованого з неї, поліпшення якості, службових властивостей кінцевого смачиваемого матеріалу катодного покриття, що сприяє збільшенню терміну служби і підвищенню техніко-економічних показників електролізера.
Винахід відноситься до способу захисту смачиваемого покриття на основі диборида титану катодних блоків алюмінієвого електролізера від окислення при випаленні і пуску. Спосіб включає нанесення на смачиваемое покриття захисного шару, зберігає захисні властивості в усьому інтервалі температур випалу електролізера з температурою плавлення вище максимальної температури випалу і яка розчиняється при взаємодії з кріоліт-глиноземним розплавом електроліту Na3AlF6·Al2O3. В якості захисного шару використовують шар на основі водного лужного розчину силікатів натрію Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2) і термічно стійкого компонента або шар на основі водного лужного розчину силікатів натрію Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2). Захисний шар застосовують у таких пропорціях від 30 до 100% (Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2)) і від 30% до 70% термічно стійкого компонента. У водний лужний розчин додають в якості термічно стійкого компонента вуглецевий пил або глинозем Al2O3. Винахід забезпечує підвищення захисних властивостей смачиваемого покриття за рахунок підвищеної стійкості захисного шару в локальних ділянках перегріву подини при випалюванні алюмінієвого електролізера. 3 з.п. ф-ли, 1 табл.

Складовою напруговідвідний стрижень

Винахід відноситься до електролізера в серії електролізерів для отримання алюмінію і складеному токоотводящему катодному стрижня електролізера. Електролізер містить кожух і вогнетривку футеровку, утворюють робочу порожнину для розміщення високотемпературних розплавів кріоліту і алюмінію, електропровідний катод з безлічі катодних блоків, що утворюють основу робочої порожнини, анод, підвішений всередині електролізера і знаходиться в контакті з високотемпературними розплавами в робочій порожнині, напруговідвідний стрижень, поміщений усередині пазів, виконаних в катодному блоці катода, безпосередньо не контактує з розплавами в робочій порожнині, і розміщену зовні кожуха електричну ошиновку. Напруговідвідний стрижень містить електрично з'єднаний з шинування перший провідник, зовнішня поверхня якого електрично контактує з катодним блоком, і другий провідник з меншим електричним опором, ніж у першого провідника, механічно і хімічно пов'язаний з зовнішньою поверхнею першого провідника в каналі або в пазу, зробленому в зовнішній поверхні цього провідника, і утворює частину однієї зовнішньої поверхні першого провідника. Забезпе

Спосіб створення смачиваемого покриття вуглецевої подини алюмінієвого електролізера

Винахід відноситься до способу створення смачиваемого покриття вуглецевої подини алюмінієвого електролізера
Up!