електроліз глинозему

Для електролізу окису алюмінію застосовують електролізні ванни - електролізери. На рис. 34 приведена схема ванни для мектроліза алюмінію з безперервним самообжігающіміся анодом. Анод 1 забезпечений кожухом 3 з алюмінієвих листів товщиною 7 мм. Кожух поступово нарощують коробами 2 висотою 1 м, які вставляють один в інший.

Мал. 34. Схема електролізної алюмінієвої ванни з безперервним самообжігающіміся анодом: 1 - анод; 1 - коробка; 3 - кожух; 4 бункери; 5 - майданчик; 5 - окис алюмінію; 7 - вакуумний ківш; 8 - труба; 9 - шина катода; 10 - шина анода; 11 - сталеві штирі; 12 - мідні стрічки; 13 - кірка електроліту; 14 - вуглецеві блоки; 15 - розплавлений електроліт; 16 - розплавлений алюміній

Підведення струму до анода в сучасних ваннах може бути здійснений зверху і збоку. На рис. 34 показаний підведення струму збоку. У анод забивають сталеві штирі 11 діаметром 60 мм і довжиною 700-800 мм під кутом 15-20º по відношенню до горизонтальної площини. Штирі за допомогою гнучких мідних стрічок 12 з'єднують з шиною анода 10. Анод зміцнюється на жорсткій рамі з швелерів, яка забезпечена механізмом для опускання і підйому анода. Закріплюється анод з підйомною рамою за допомогою забитих штирів. Горизонтальна майданчик 5 призначена для обслуговування анода, нарощування коробок 2, завантаження анодної маси, засипки порошку окису алюмінію в бункери 4.
Ванна закривається шторним кожухом. Гази вловлюють для вилучення HF.

В кожух анода завантажують анодний масу у вигляді брикетів А; в міру опускання і нагріву ця маса розплавляється, переходить в полутвердое стан Б. У нижній частині, де розвиваються високі температури, анодна маса спікається в міцний моноліт В.

Ванну електролізера 14 викладають обпаленими вуглецевими блоками, до яких підведені катодні шини 9. На дні ванни збирається рідкий алюміній 16. У міру накопичення алюміній з ванни видаляють вакуумними котлами 7 через трубу 8, опускається в розплавлений алюміній. Частина електроліту твердне і утворює кірку 13. На кірку періодично засипають з бункерів 4 окис алюмінію 6.

Напруга при електролізі становить 4,5-5 в, сила струму на одну ванну досягає 100 000 а. Необхідна температура ванни (950-1000 °) підтримується опором електроліту, загальна витрата матеріалів не повинна 1 т алюмінію складає 1,92-1,98 т глинозему і 0,08-0,09 т кріоліту. Механізм електролізу глиноземистих розплавів є дуже складним фізико-хімічним процесом, в результаті якого на катоді відбувається розряд іонів алюмінію, і він збирається на дні електролізної ванни, а іони кисню віддають електрони анода і з'єднуються з вуглецем, утворюючи вуглекислий газ.

Коли весь глинозем. що знаходиться в розплаві, відновиться, напруга в ванні підвищується. Це явище називають анодним ефектом. Його виявляють по накалюванню лампочки. У цей момент пробивають кірку 13 і опускають глинозем 6 в розплавлений електроліт 15 (рис. 34).

Електролізна ванна. сила струму в якій 50 000 а, дає близько 350 кг алюмінію на добу. У сучасній практиці витрата електроенергії на 1 т алюмінію досягає 17 500-18 500 квт-ч.

Схожі статті