трації глинозему в розплаві, що досягається завантаженням нової порції глинозему в електроліт.
. 7 Вплив різних факторів на вихід по току
Вихід по струму при електролітичному отриманні алюмінію коливається в межах 80-90%. На вихід по току впливає ряд факторів.
З підвищенням температури вихід по току спочатку збільшується і по досягнення максимального значення зменшується. Максимальне значення виходу по струму досягається при оптимальній температурі, яка складає близько 950оС. Зниження температури від цього значення призводить до зростанню в'язкості розплаву, внаслідок чого корольки металу заплутуються в електроліті і не встигають опуститися на дно ванни до вивантаження металу. Підвищення температури понад 950оС призводить до інтенсивного взаємодії алюмінію з розплавом сообразованіем субсоедіненія AlF:
Al + AlF3=3AlF (63)
Крім того, збільшується швидкість взаємодії металевого алюмінію з киснем і вуглекислим газом повітря:
4Al + 3O2=2Al2O3 (64)
Al + CO2=Al2O3 + CO (65)
Перебіг цих реакцій призводять до втрати алюмінію, що знижує вихід по струму.
На вихід по току впливає щільність струму. У алюмінієвої ванні розрізняють анодний Iа, катодну ік і середню iср щільності струму, зв'язок між якими визначається рівнянням:
icр. =(66)
Зі збільшенням середньої щільності струму вихід по току алюмінію збільшується. Підвищення щільності струму супроводжується збільшенням напруги на ванні. Надмірне збільшення щільності струму може призвести до розряду іонів натрію на катоді, що буде приводити до зниження виходу по струму.
На вихід по току впливає відстань між електродамі- межполюсние відстань. Збільшення межполюсного відстані з одного боку сприяє збільшенню виходу потік, так в цьому випадку ускладнюється перенесення металевого алюмінію до анода, де він знову може окіслітсья. З іншого боку збільшення межполюсного відстані призводить до збільшення омміческого падіння напруги в електроліті, що пов'язано з додатковою витратою енергії. Тому при конструкції електролізера вибирається оптимальне межполюсние відстань, що звичайно становить 7- 9 см.
На вихід по току впливає кріолітное ставлення в розплаві. При збільшенні кріолітного відносини вихід по току спочатку збільшується і після досягнення деякого максимального значення починає зменшуватися. Максимальний вихід по струму спостерігається при значеннях кріолітного відносини в межах 2,5-2,7. Зниження кріолітного одношенія нижче цієї межі призводить до зниження електропровідності розплаву, а, отже, до непродуктивних втрат електричної енергії та до зниження виходу по струму. Збільшення кріолітного відносини може призвести до розряду на катоді іонів натрію спільно з іонами алюмінію. Це також призведе до зниження виходу по струму.
.8 Пристрій і робота електролізера для одержання алюмінію
Ванни, застосовувані для електролітичного отримання алюмінію, бувають двох типів: з пресованими обпаленими анодами і з безперервними самообжігающіміся анодами. В даний час отримання алюмінію здійснюється в основному в ваннах з безперервними самообжігающіміся анодами. Пристрій ванни з верхнім підведення струму самообжігающіміся анодами приведено на малюнку 12.
-токоподводящіе шини; 2-анод; 3-струмопідведення до електродів; 4-глінлзём; 5-кірка застиглого електроліту; 6-кожух; 7-шамоьная футеровка; 8-бічні вугільні плити; 9-катодні вугільні блоки
Малюнок 12 Пристрій ванни з верхнім підведенням струму
Для виготовлення електролізерів використовуються вугільні прямокутні блоки і плити. Катодом служить подина, яку викладають з вугільних блоків. Як анодів використовується вугільні електроди, які виготовляються з анодної маси. Приготування анодної маси здійснюється за особливою технологією. Стіни електролізера викладаються з вугільних плит. Зовні стіни укріплені цегляною кладкою і шамотної засипанням і для міцності укладені в сталевий кожух з ребрами жорсткості. У катодних блоках зроблені канавки, в які закладають сталеві стрижні і заливають чавуном. До цих стержням кріпляться шини, що підводять електричний струм.
Над ванною на конструкції із сталевих балок підвішений анод в кожусі з листового алюмінію. У кожух завантажують анодний масу. У міру опускання електрода в електролізер анодна маса нагрівається, плавиться, потім густіє і твердне. Нижні шари маси, занурені в електроліт, спекаються і утворюють «твердий конус спікання». По мірі згорання анод поступово опускають за допомогою спеціального механізму. Алюмінієвий кожух в електроліті розплавляється. Зверху в кожух періодично завантажують свіжу анодний масу. Алюмінієвий кожух можна замінити нерухомим ...
