СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
PROCEDURE FOR PRESSURISATION OF ALUMINIUM ELECTROLYSER

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера.
Известен способ герметизации алюминиевого электролизера, включающий подсыпку глинозема после пробивки алюминиевой корки при питании электролизера глиноземом поточным методом; контроль за состоянием герметичности и подсыпку глинозема для устранения выявленной не герметичности (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск, Наука, 2001, с.175-178).
При таком способе не обеспечивается надежная герметизация из-за того, что герметизирующий слой глинозема постепенно растворяется электролитом и в результате происходит спонтанная разгерметизация электролизера.
Наиболее близким к заявляемому является способ герметизации электролизера, оснащенного АПГ, заключающийся в засыпке слоя глинозема на электролитную корку после технологической обработки электролизера; контроле за состоянием герметичности и подсыпку глинозема для устранения выявленной негерметичности (Патент RU №23285534, МПК С25С 3/12, опубл. 10.07.2008).
Недостатком такого способа герметизации является расплавление электролитной корки из-за контакта с жидким электролитом с последующим быстрым растворением глинозема снизу тонкой пленкой электролита, поднимающегося вверх за счет действия поверхностных капиллярных сил. Это приводит к просачиванию фтористого водорода через слой глинозема и соответственно к вредным выбросам в окружающую среду. В электролит поступает неконтролируемое количество глинозема, что, в свою очередь, затрудняет автоматическое поддержание оптимальной концентрации глинозема в электролите путем управления работой АПГ с помощью АСУ ТП и соответственно снижает выход по току.
В основу изобретения положена задача - разработать способ надежной герметизации алюминиевого электролизера, который бы уменьшил как вероятность вредных выбросов в окружающую среду, так и поступление в электролит неконтролируемого количества глинозема, что обеспечивало бы повышение выхода по току за счет повышения качества управления работой АПГ.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что согласно изобретению после завершения технологической обработки электролизера создают зазор между поверхностью расплава и электролитной коркой. Зазор создают повышением уровня электролита в ванне и его снижением после затвердевания корки на поверхности электролита.
Уровень электролита в ванне повышают перемещением анода вниз до снижения напряжения ниже заданного значения и снижают - перемещением анода вверх до достижения заданного значения напряжения.
Предложенный способ герметизации алюминиевого электролизера обеспечивает формирование прочной и газонепроницаемой электролитной корки, расположенной выше поверхности электролита, что предохраняет ее от расплавления и соответственно прекращает вредные выбросы в окружающую среду через корку, а также снижает поступление в электролит неконтролируемого количества глинозема как при технологической обработке, так и в период между технологическими обработками. Это облегчает автоматическое поддержание оптимальной концентрации глинозема в электролите путем более эффективного управления работой АПГ с помощью АСУ ТП, что обеспечивает повышение выхода по току. Снижение напряжения на электролизере ниже заданного значения ускоряет охлаждение электролизера и обеспечивает образование прочной корки после завершения технологической обработки, т.е. сокращает время разгерметизации электролизера и соответственно уменьшает объем вредных выбросов в окружающую среду. Кроме того, уменьшается расход глинозема на герметизацию электролизера.
Пример.
Во время испытаний предлагаемого способа герметизации алюминиевого электролизера Содерберга, оснащенного АПГ, засыпали слой глинозема на корку, после завершения технологических обработок повышали уровень электролита в ванне на 15-40 мм путем опускания анода до снижения напряжения на 0,3-0,8 В ниже заданного значения. После образования корки на поверхности электролита перемещали анод вверх так, что напряжение на ванне повышалось до заданного значения, это обеспечило снижение уровня электролита и образование корки выше уровня электролита на 15-40 мм. Расплавления корки до проведения следующей технологической обработки (через 10 суток) не выявлено. Результаты испытаний, в сравнении с прототипом, приведены в таблице.
Таблица
Опытный электролизер
Прототип
Повышение уровня электролита, мм
15-20
20-25
25-30
30-35
35-40
0
Изменение напряжения, В
0,3-0,4
0,4-0,5
0,5-0,6
0,6-0,7
0,7-0,8
0
Среднее значение неконтролируемого поступления глинозема в электролит, кг/сутки
100
50
15
15
50
300
Выход по току, %
88,4
88,5
89,3
88,9
88,6
88,1
Результаты испытаний показали, что создание зазора между коркой и поверхностью электролита обеспечивает повышение выхода по току и снижение неконтролируемого поступления глинозема в электролит. Оптимальное значение этих показателей обеспечивается, когда зазор между коркой и уровнем электролита составляет 25-30 мм.