Исследование процессов, влияющих на состояние футеровки катода алюминиевого электролизера

• Автор: Лукин, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

ГЛАВА 1. Литературноаналитический обзор и формулировка задачи

исследований.

Выводы по главе 1 .

ГЛАВА 2. Исследование процесса проникновения калия в футеровку

катода алюминиевого электролизера

2.1. Разработка методики исследований.

2.2. Расчеты балансов поступления калия

2.3. Обсуждение результатов .

2.4. Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. Разработка методики и определение состояния подины катода
электролизера.
3.1. Разработка методики определения состояния подины
катода
3.2. Анализ результатов измерений и разработка технических
решений по футеровке подины катода
3.3. Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. Изучение эксплуатационной стойкости изделий боковой
футеровки катода
4.1. Разработка методики определения эксплуатационной
стойкости боковых блоков футеровки катода.
4.2. Определение эксплуатационной стойкости карбнд
кремнневых плит и клеящих мастик
4.3. Определение эксплуатационной стойкости боковых
углеграфитовых блоков, содержащих карбид кремния
4.4. Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. Расчет экономического эффеюга.
Выводы.
Список литературы


Основная разница в составе электролита заключалась в наличии -1,5 % КТ и меньшем содержании Са? Было установлено, что 1,5 % КК - равновесная концентрация, которая устанавливается при поступлении в электролизер глинозема, содержащего 0, % К2О. Выход по току в опытных и контрольных электролизерах был примерно одинаков. Удельный расход фторида алюминия в опытных электролизерах был несколько выше вследствие взаимодействия с ним карбоната калия. Исследования влияния соединений калия па срок службы новых катодов показати, что после двух лет работы не наблюдаюсь никаких вредных последствий. В результате этих исследований показано, что содержание в электролите калия до 1 % мае. На основании полученных данных авторы работы делают вывод о допустимости применения глинозема с содержанием -0, К2О. В работе по изучению влияния различных добавок на процессы катодного разряда в криолитоглиноземном расплаве [] поставлена под сомнение правильность существующего длительное время мнения о том, что введение ионов К+ в электролит алюминиевых электролизеров должно приводить к разрушению угольных подин за счет внедрения атомов калия в кристаллическую решетку графита, образующихся после разряда на катоде ионов калия. На основании выполненного расчета потенциалов катодного разряда ионов калия авторами [] сделан вывод о том, что введение солей калия в электролит алюминиевых электролизеров до %(мол. Авторы этой работы [ ] считают, что добавление в криолитоглиноземный расплав хлоридов калия, магния и кальция должно значительно улучшить технические параметры процесса электролитического получения алюминия. Влияние калия на футеровку алюминиевого электролизера изучала Н. И.Ануфриева с сотрудниками в - гг. Потери калия при загрузке его соединений в электролит составляют - %. Заметного изменения выхода по току при увеличении концентрации фторида калия в электролите до 8-9 % мае. В пробах угольного материала калий обнаружен в виде эльпазолита (К^ИаЛИ-б). Потери калия с угольной футеровкой составляют ~3 % от общего расхода калия. При наличии в электролите фторида лития проникновение соединений калия в угольную подину замедляется. В этой работе исследования влияния калия на срок службы электролизеров проводили по отдельным электролизерам (5- шт. За период - гг. В указанные периоды производили регулярный отбор проб электролита (1-2 раза в год). Срок службы отключенных электролизеров был примят но данным алюминиевых заводов. Из данных [], приведенных в табл. Так при минимальном содержании калия в электролите (0,% - КамАЗ, 0, % - ДАЗ) срок службы отключенных электролизеров был меньше, чем при относительно высокой его концентрации в электролите - 0,9-1,8 % (ПАЗ, КЛЗ). КрАЗе и БрАЗе срок службы электролизеров различался на мес. Возможно это свидетельствует о наличии на этих заводах во время измерений других существенных факторов, отрицательно влияющих на срок службы электролизеров. Такими факторами, влияющими на срок службы электролизеров, являются ограничения энергоснабжения заводов, низкое качество подовых блоков и подовой массы, нарушение технологии монтажа подины, низкое качество обжига подины и, наконец, плановые отключения электролизеров с неразрушенными подинами по причинам экономического характера или из-за недостатка сырья и материалов, что также неоднократно имело место в это время. Практически во всех работах по проблеме калия не учитывалась технология пуска электролизеров. За прошедшие - лет технология обжига подины и пуска электролизеров изменилась. Если раньше обжиг производили заливкой в шахту алюминия, то теперь обжиг подины на электролизерах с самообжнгающимися анодами производят, как правило, с помощью горелок, после чего заливают в шахту электролит и затем через - часов (по-разному на разных заводах) - металл. Таким образом, в течение некоторого времени углеродная подина непосредственно контактирует с электролитом. Целесообразность заливки электролита объясняли тем, что он заполняет трещины в подине и, тем самым, создаст барьер для попадания в эти трещины металла [1. Рис.