[go: up one dir, main page]

SU1397543A1 - Method and electrolyzer for producing aluminium - Google Patents

Method and electrolyzer for producing aluminium Download PDF

Info

Publication number
SU1397543A1
SU1397543A1 SU823386199A SU3386199A SU1397543A1 SU 1397543 A1 SU1397543 A1 SU 1397543A1 SU 823386199 A SU823386199 A SU 823386199A SU 3386199 A SU3386199 A SU 3386199A SU 1397543 A1 SU1397543 A1 SU 1397543A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrolysis
aluminum
cathodes
anodes
electrolyzer
Prior art date
Application number
SU823386199A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Евгеньевич Ивановский
Георгий Федорович Казанцев
Исаак Григорьевич Розанов
Анатолий Геннадьевич Сычев
Валентин Николаевич Некрасов
Владимир Александрович Калашников
Original Assignee
Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР filed Critical Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР
Priority to SU823386199A priority Critical patent/SU1397543A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1397543A1 publication Critical patent/SU1397543A1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

1. Способ получени  алюмини  электролизом хлоридных расплавов при температуре 670-750 С и концентрации хлорида алюмини  5-40 мас.%, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  расхода электроэнергии, перед введением хлорида алюмини  расплав хлоридов вьщерживают в электролизере при температуре электролиза 3-5 мин, а электролиз ведут при анодной плотности тока 2-20 А/см и катодной плотности тока 0,8-3,0 А/см. 2. Электролизер дл  получени  алюмини , содержащий кессонированный металлический корпус с днищем, плоские аноды и катоды и крьппку, о т л и ч а- to щ и и с   тем, что, с целью повы- шени  производительности и снижени  расхода электроэнергии, аноды и катоды выполнены с вертикальными глухими полост ми, заполненными легкоплавким металлом, нижний край катодов распо- лржен на рассто нии 0,3-1,0 их толщины от днища, а аноды - на рассто нии 1,8-3,0 их толщины от днища. i (Л1. A method of producing aluminum by the electrolysis of chloride melts at a temperature of 670-750 ° C and an aluminum chloride concentration of 5-40 wt.%, About the fact that, in order to increase productivity and reduce power consumption, before the introduction of aluminum chloride, a melt of chlorides Hold in the electrolyzer at an electrolysis temperature of 3-5 minutes, and electrolysis is carried out at an anodic current density of 2-20 A / cm and a cathode current density of 0.8-3.0 A / cm. 2. An electrolyzer for producing aluminum, containing a caisson metal case with a bottom, flat anodes and cathodes and a crush, which also, in order to increase productivity and reduce energy consumption, the anodes and the cathodes are made with vertical hollow cavities filled with low-melting metal, the lower edge of the cathodes is located at a distance of 0.3–1.0 of their thickness from the bottom, and the anodes are at a distance of 1.8–3.0 of their thickness from the bottom . i (L

Description

со со елco

4four

СОWITH

Изобретение относитс  к электролитическому получению алюмини , к способу получени  алюмини  электролизом хлоридов и к конструкции электролизера .The invention relates to the electrolytic production of aluminum, to a method for producing aluminum by the electrolysis of chlorides, and to a cell structure.

Цель изобретени  - повышение производительности и снижение расхода электроэнергии.The purpose of the invention is to increase productivity and reduce power consumption.

На фиг.1 изображен электролизер, продольный разрез;, на фиг.2 - то же, поперечный разрез.Figure 1 shows the cell, longitudinal section ;, figure 2 is the same, the cross-section.

Электролизер содержит кессониро- ванный водоохлаждаем ш металлический корпус 1 с водоохлагщаемой крьшкой 2. В боковых стенках корпуса 1 выполнены электроизолированные отверсти  3 дл  введени  токоподводов 4 к графитовым электродам - анодам 5 и катодам 6.The electrolyzer contains a caisson water-cooled metal body 1 with a water-cooled cap 2. In the side walls of the body 1 there are electrically insulated holes 3 for introducing the current leads 4 to the graphite electrodes — the anodes 5 and the cathodes 6.

Аноды 5 и катоды 6 выполнены плос- кими с глухими полост ми 7, заполненными легкоплавким металлом, например, алюминием.The anodes 5 and cathodes 6 are made flat with deaf cavities 7 filled with a low-melting metal, for example, aluminum.

Нижний край анодов 5 расположен наThe lower edge of the anodes 5 is located on

рассто нии 1,8-3,0 толщины анода 5 от 25 лит имеет следующий состав, мас,%:The distance 1.8-3.0 of the anode thickness 5 from 25 liters has the following composition, wt.%:

30thirty

3535

4040

подины, а катода 6 - на рассто нии 0,3-1,0 толщины катода 6 от подины.cathode 6 - at a distance of 0.3-1.0 cathode 6 thickness from the bottom.

Электролизер работает следующим образом.The cell operates as follows.

В электролизер заливают расплав хлоридов, например,, хлоридов натри  и кали  при их мол рном отношени (2-3):1 и вьщерживают его при температуре электролиза 670-750 С в течение 3-5 мин, В это врем  на водоох- Л 1ждаемых стенках корпуса 1 образуетс  гарнисаж, выполн ющий функции футеровки .A melt of chlorides, for example, sodium and potassium chlorides at a molar ratio of (2-3): 1 is poured into the electrolyzer and held at an electrolysis temperature of 670-750 C for 3-5 minutes. At this time, a skull is formed in the walls of the housing 1, which serves as a lining.

Затем в расплав загружают хлорид алюмини  в количестве 5-40 мас.% от массы расплава. Через аноды 5 и катоды 6 пропускают посто нный ток с анодной плотностью 2-20 А/см и катодной плотностью 0,8-3 А/см,Then in the melt load aluminum chloride in the amount of 5-40 wt.% From the mass of the melt. Through the anodes 5 and the cathodes 6, a constant current is passed with an anode density of 2-20 A / cm and a cathode density of 0.8-3 A / cm,

При электролизе на катоде 6 образуетс  алюминий, а на аноде 5 -- хлор. Алюминий скапливаетс  на подинеs а хлор удал етс  из электролизера через отверстие в крышке 2. Хлорид алюмини  непрерывно подают в электролизер дл  поддерживани  концентрации 5-40 мас.%,50 а алюминий периодически скачивают,During electrolysis, aluminum is formed at cathode 6, and chlorine is formed at anode 5. Aluminum accumulates on the bottom and the chlorine is removed from the electrolytic cell through the opening in lid 2. Aluminum chloride is continuously fed to the electrolytic cell to maintain a concentration of 5-40 wt.%, 50 and the aluminum is periodically downloaded,

например, с помош,ью вакуумного ковша, tfor example, using a vacuum ladle, t

Скапливающийс  на подине электролизера металл постепенно закрывае т нижнюю часть катодов 6, образу  единый катод с развитой поверхностью, превышающий в 3-12 раза площадь анодов 5.The metal accumulating on the bottom of the electrolytic cell gradually closes the lower part of the cathodes 6, forming a single cathode with a developed surface, exceeding 3-12 times the area of the anodes 5.

4545

5555

NaCl 80, NaF 11, AlF, 9, к котором добавл ют до 15% хлорида алюмини .NaCl 80, NaF 11, AlF, 9, to which up to 15% aluminum chloride is added.

Пример 2. Электролизер, оп санный в примере 1, отличаетс  тол тем, что электроды не имеют полостей 7.Example 2. The electrolyzer described in example 1 is characterized in that the electrodes do not have cavities 7.

Пример 3. Электролизер, оп санный в примере 1, отличающийс  т что имеет площади погруженных элек тродов 84,5 см, не имеющих полост Электролит состоит из NaClrKCI в м лекул рном соотношении 2:1. Концен раци  хлорида алюмини  поддерживал в пределах 5,1-5,3 мас.%.Example 3. An electrolyzer, as described in Example 1, characterized in that it has areas of immersed electrodes of 84.5 cm, which do not have a cavity. The electrolyte consists of NaCl-KCI in a molecular ratio of 2: 1. The concentration of aluminum chloride was maintained within 5.1–5.3 wt.%.

П р и м е р 4. Электролизер, оп санньй в примере 1, отличаетс  тол тем, что имеет площади погруженног анода 5, равные 42,5 см, катода 6 84,5 см, электроды изготовлены из плоских графитовых пластин толщино 1,5 см с двум  полост ми 7 в кажд диаметром 6-8 мм и не доход щие до нижней плоскости электродов. Полос 7 заполнены алюминием. Электролит стоит из NaCl:KCl в молекул рном с отношении 2:1, концентрацию хлорид алюмини  поддерживают в пределах 5 5,6 мас.%.EXAMPLE 4. An electrolyzer, op Sanny in Example 1, is characterized in that it has areas of immersed anode 5 equal to 42.5 cm, cathode 6 is 84.5 cm, electrodes are made of flat graphite plates 1.5 thick cm with two cavities 7 in each with a diameter of 6-8 mm and not reaching the bottom plane of the electrodes. The strips 7 are filled with aluminum. The electrolyte is from NaCl: KCl in a molecular ratio of 2: 1, the concentration of aluminum chloride is maintained within 5 5.6 wt.%.

Пример ы5и6. Электролиз описанный в примере 4, отличающийс тем, что имеет электролит, в котор содержание хлорида алюмини  поддер вают в пределах 6-7 мас.%.Example s5i6. The electrolysis described in example 4, characterized in that it has an electrolyte, in which the content of aluminum chloride is maintained in the range of 6-7 wt.%.

Вертикальные глухие полости 7 способствуют снижению омического сопротивлени  электродов, что позвол ет поддерживать повышенные плотности тока без вьщелени  дополнительного тепла . Это позвол ет снизить расход электроэнергии и повысить произбоди- тельность.The vertical dummy cavities 7 contribute to the reduction of the ohmic resistance of the electrodes, which makes it possible to maintain elevated current densities without additional heat. This reduces power consumption and improves performance.

Пример 1. Крупнолабораторньш водоохлаждаемый электролизер гарни- сажного типа, открытый сверху, представл ет собой пр моугольньш корпус 1 с внутренними размерами 160 х 120 х X 150 мм.Example 1. A large-scale, water-cooled, skull-type cell, open at the top, is a rectangular case 1 with internal dimensions of 160 x 120 x X 150 mm.

В электролизер устанавливают катод 6, площадь погружени  которого в электролит составл ет 167 см, и анод 5, погруженна  площадь которого 420 см. Электроды примен ют плоские, толщиной 13 5 см с полост ми 7 диаметром 5-6 мм и на глубину 50 мм ниже уровн  электролита, но не доход щего до нижнего среза электрода; -ЭлектроA cathode 6 is installed in the electrolyzer, the immersion area of which is 167 cm in the electrolyte, and the anode 5, the submerged area of which is 420 cm. The electrodes are flat, 13 5 cm thick, with cavities 7 5-6 mm in diameter and 50 mm lower electrolyte level, but not reaching the bottom of the electrode; Electro

NaCl 80, NaF 11, AlF, 9, к которому добавл ют до 15% хлорида алюмини .NaCl 80, NaF 11, AlF, 9, to which up to 15% aluminum chloride is added.

Пример 2. Электролизер, описанный в примере 1, отличаетс  только тем, что электроды не имеют полостей 7.Example 2. The electrolyzer described in Example 1 differs only in that the electrodes do not have cavities 7.

Пример 3. Электролизер, описанный в примере 1, отличающийс  тем, что имеет площади погруженных электродов 84,5 см, не имеющих полостей. Электролит состоит из NaClrKCI в молекул рном соотношении 2:1. Концентраци  хлорида алюмини  поддерживалась в пределах 5,1-5,3 мас.%.Example 3. The electrolyzer described in example 1, characterized in that it has immersed electrode areas of 84.5 cm, which do not have cavities. The electrolyte consists of NaClrKCI in a 2: 1 molecular ratio. The concentration of aluminum chloride was maintained in the range of 5.1-5.3 wt.%.

П р и м е р 4. Электролизер, опи- санньй в примере 1, отличаетс  только тем, что имеет площади погруженного анода 5, равные 42,5 см, катода 6 - 84,5 см, электроды изготовлены из плоских графитовых пластин толщиной 1,5 см с двум  полост ми 7 в каждом диаметром 6-8 мм и не доход щие до нижней плоскости электродов. Полости 7 заполнены алюминием. Электролит состоит из NaCl:KCl в молекул рном соотношении 2:1, концентрацию хлорида алюмини  поддерживают в пределах 5,1- 5,6 мас.%.EXAMPLE 4. The cell described in example 1 differs only in that it has areas of immersed anode 5 equal to 42.5 cm, cathode 6 to 84.5 cm, the electrodes are made of flat graphite plates 1 , 5 cm with two cavities 7 in each 6–8 mm in diameter and not reaching the lower plane of the electrodes. Cavity 7 is filled with aluminum. The electrolyte consists of NaCl: KCl in a molecular ratio of 2: 1, the concentration of aluminum chloride is maintained in the range of 5.1–5.6 wt.%.

Пример ы5и6. Электролизер, описанный в примере 4, отличающийс  тем, что имеет электролит, в котором содержание хлорида алюмини  поддерживают в пределах 6-7 мас.%.Example s5i6. The electrolyzer described in example 4, characterized in that it has an electrolyte in which the content of aluminum chloride is maintained within 6-7 wt.%.

3139754331397543

Пример ы7и8. Электролизер,показателей с показател ми другихExample 7-7. Electrolyzer, indicators with indicators of others

описанный в примере 4, отличающийс способов произведен сравнительныйdescribed in example 4, different ways produced comparative

тем, что имеет площади погруженногорасчет производительности электролианода 5 12,5-13 см и катода 84 см,зера с внутренними размера1 1И 1000 хthe fact that it has areas of immersed calculation of the performance of the electrolyte 5 12.5-13 cm and the cathode 84 cm Zera with internal dimensions 1 1 1000 x

в электродах есть полости 7, запол-х 1000 х 1000 мм,there are cavities in the electrodes 7, zapol-x 1000 x 1000 mm,

ненные жидким алюминием, а содержание Результаты проведени  испытаний поliquid aluminum, and the content of the test results by

хлорида алюмини  в электролизе под-:примерам 1-8 приведены в таблице, держивают в пределах 10-25 мас.%. Как видно из таблицы, проведениеaluminum chloride in the electrolysis of sub-: examples 1-8 are shown in the table, kept in the range of 10-25 wt.%. As can be seen from the table, carrying

Поскольку в исследовани х исполь- юспособа с предлагаемыми режимами (призуют крупнолабораторный электролизермеры 4, 6 и 7) позвол ют одновременноSince in studies using the proposed modes (the large-laboratory electrolysis cells 4, 6, and 7 are encouraged),

и врем  его работы от 8-10 ч до не-повысить производительность и снизитьand its operation time from 8-10 hours to non-improve performance and reduce

скольких суток, то дл  сравггени  егорасход электроэнергии.how many days, then for the sake of its consumption of electricity.

Примечание. В примере 1 используют известный электролизер,Note. In example 1, use the known electrolyzer

а в примерах 3-8 - предлагаемый.and in Examples 3-8, proposed.

ь/s /

Claims (2)

Способ получения алюминия и ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 1. Способ получения алюминия электролизом хлоридных расплавов при температуре 670-750°С хлорида алюминия 5-40 чающийся тем, и концентрации мас.%, о т л ичто, с целью повышения производительности и снижения расхода электроэнергии, перед введением хлорида алюминия расплав хлоридов вьщерживают в электролизере при температуре электролиза 3-5 мин, а электролиз ведут при анодной плотности тока 2-20 А/см2 и катодной плотности тока 0,8-3,0 А/см2.A method of producing aluminum and an electrolysis cell for producing aluminum 1. A method for producing aluminum by electrolysis of chloride melts at a temperature of 670-750 ° C of aluminum chloride 5-40, which involves a concentration of wt.%, About 1 liter, in order to increase productivity and reduce energy consumption , before the introduction of aluminum chloride, the chloride melt is maintained in the electrolyzer at an electrolysis temperature of 3-5 minutes, and the electrolysis is carried out at an anode current density of 2-20 A / cm 2 and a cathodic current density of 0.8-3.0 A / cm 2 . 2. Электролизер для получения алюминия, содержащий кессонированный металлический корпус с днищем, плоские аноды и катдды и крышку, отличающийся тем, что, с целью повы-; шения производительности и снижения расхода электроэнергии, аноды и катоды выполнены с вертикальными глухими полостями, заполненными легкоплавким металлом, нижний край катодов расположен на расстоянии 0,3-1,0 их толщины от днища, а аноды - на расстоянии2. An electrolytic cell for producing aluminum, comprising a coffered metal case with a bottom, flat anodes and cathodes and a cover, characterized in that, in order to increase; To improve performance and reduce energy consumption, the anodes and cathodes are made with vertical blank cavities filled with fusible metal, the lower edge of the cathodes is located at a distance of 0.3-1.0 of their thickness from the bottom, and the anodes are at a distance 1,8-3,0 их толщины от днища.1.8-3.0 of their thickness from the bottom.
SU823386199A 1982-01-14 1982-01-14 Method and electrolyzer for producing aluminium SU1397543A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823386199A SU1397543A1 (en) 1982-01-14 1982-01-14 Method and electrolyzer for producing aluminium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823386199A SU1397543A1 (en) 1982-01-14 1982-01-14 Method and electrolyzer for producing aluminium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1397543A1 true SU1397543A1 (en) 1988-06-15

Family

ID=20993873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823386199A SU1397543A1 (en) 1982-01-14 1982-01-14 Method and electrolyzer for producing aluminium

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1397543A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 487162, кл. С 25 С 3/06, 1974. Акгорское свидетельство СССР № 119681, кл. С 25 С 7/00, 1958. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5024737A (en) Process for producing a reactive metal-magnesium alloy
EA199900722A1 (en) METHOD OF ELECTROLYTIC METHOD PRODUCTION
RU93039970A (en) MULTIMONOPOLAR ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM BY ELECTROLYSIS, ASSEMBLY OF ANODES IN THIS ELEMENT, INDEXPRESSIBLE ANODE AND METHOD OF CONVERTING AN ELECTROLYTIC ELEMENT TO A MULTIMELOMENTOL
KR910008172A (en) Electrolyzer
ES8402365A1 (en) Floating cathodic elements made of electro conductive refractory material for the production of aluminium by electrolysis.
US2311257A (en) Electrolytic beryllium and process
SU1397543A1 (en) Method and electrolyzer for producing aluminium
GB1520960A (en) Electrolytic production of metal
US4135994A (en) Process for electrolytically producing aluminum
RU2415973C2 (en) Procedure for production of aluminium by electrolysis of melt
EP0109953B1 (en) Method for electrolytically obtaining magnesium metal
RU2702672C1 (en) Method of producing aluminum of high purity by electrolysis of molten salts
US3676323A (en) Fused salt electrolyzer for magnesium production
US2996446A (en) Apparatus for the electrolytic production of fluorine
SE8002797L (en) METHOD AND DEVICE FOR ELECTROLYTIC EXTRACTION OF ALUMINUM
US4675084A (en) Process for improving the purity of transition metals produced by electrolysis of halides thereof in a bath of molten salts
EP0380645A1 (en) Apparatus and method for the electrolytic production of metals
RU2710490C1 (en) Electrolysis cell for producing metals from metal oxides in molten electrolytes
RU2758697C1 (en) Method for electrolytic production of aluminium using solid electrodes
SU711177A1 (en) Electrolyzer vessel for aluminum production
SU1504290A1 (en) Electrolyzer cathode
USRE28829E (en) Fused salt electrolyzer for magnesium production
RU2716726C1 (en) Method of applying protective coating on electrolytic cell cathodes for aluminum production
JPS62142797A (en) Method and apparatus for continuously producing lithium by electrolysis of lithium chloride
RU2137864C1 (en) Method of producing magnesium on graphite electrode