Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2016
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2016.12.05
Ключевые слова: Электролиз суспензий, производство алюминия, низкотемпературный электролиз, инертные аноды, прианодный слой, пузыри, глинозем, неньютоновские жидкости, Slurry electrolysis, Non-Newtonian fluids, Low-temperature electrolysis, Inert anodes, Bubbles, Anode space, Aluminium production, Alumina
Аннотация: Представлены результаты получения алюминия путем электролиза высокотемпературной суспензии глинозема с использованием малорасходуемых анодов и низкоплавкого электролита. При увеличении парциальной плотности глинозема в суспензии (и гидродинамического сопротивления), с одной стороны, следует ожидать затруднения конвективного переносПоказать полностьюа продуктов электролиза и снижения скорости протекания обратной реакции, а с другой - снижения удельной электропроводности за счет увеличения объема непроводящей фазы (пузырей газа и частиц глинозема). Согласно результатам исследований, проведенных на лабораторной ячейке, в технологии электролиза высокотемпературной суспензии существуют проблемы, требующие решения: затрудненная эвакуация кислорода из прианодного слоя, неравномерное распределение парциальной плотности глинозема в зонах седиментации и газожидкостных потоков. При парциальной плотности глинозема 0,81.103 кг/м3 (25 % (об.) глинозема в суспензии) возникают проблемы высокого газосодержания и удельного электрического сопротивления, увеличивающегося по мере роста плотности тока iа и составляющего ~0,125 Ом·м при iа = 3 кА/м2. Снизить газосодержание в прианодном слое позволит его принудительная эвакуация через тело анода. Сопротивление суспензии может быть снижено путем уменьшения межэлектродного расстояния и добавки фторида лития. Изучение суспензий важно для понимания их роли в образовании конусов. The laboratory experiments of aluminium reduction in high temperature alumina slurry with inert anodes and low melting electrolyte are presented. There is found the information about the impact of alumina partial density in slurry (solids content) on electrical conductivity, voltage, hydrodynamic resistance and bubbles shape and volume during electrolysis. When alumina partial density (and hydrodynamic resistance) increases, convective mass transfer is expected to become difficult, back reaction rate decreases on the one hand, and electrical conductivity increases due to nonconductive phase (bubbles and alumina particles) volume increasing on the other. Laboratory experiments show the problems in high-temperature slurry electrolysis technology: difficult oxygen evacuation from anode space, uneven alumina partial density distribution in areas of sedimentation and fluid flows. High bubbles volume and electrical resistance around 0.125 ohm·m at ia = 3 kA/m2 appears at alumina partial density of 0.81.103 kg/m3, which corresponds to 25% vol. of alumina in slurry. The ways of resistance decreasing and the technological parameters of high-temperature slurry electrolysis improving are developed. Studying of slurries is important in order to understand their impact on spikes formation. The paper was written using the results, taken during the project 02.G25.31.0181 "Development of high performance energy saving aluminium reduction technology RA-550" implementation as a part of complex projects realization program of high efficiency production development, approved by Russian Federation government regulation No. 218 from April the 9th, 2010.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: № 12
Номера страниц: 33-38
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"