Journals →  Цветные металлы →  2020 →  #8 →  Back

Легкие металлы, углеродные материалы
ArticleName Динамика образования и свойства криолитоглиноземных корок
DOI 10.17580/tsm.2020.08.07
ArticleAuthor Исаева Л. А., Михалев Ю. Г., Жаринова Н. Ю.
ArticleAuthorData

Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:

Л. А. Исаева, доцент кафедры металлургии цветных металлов, канд. хим. наук
Ю. Г. Михалев, профессор кафедры физической и неорганической химии, докт. хим. наук, эл. почта: y.mihalev@bk.ru
Н. Ю. Жаринова, доцент кафедры географии, канд. биолог. наук

Abstract

Приведены результаты экспериментальных исследований скорости образования криолитоглиноземных корок. Измерены плотность, прочность и толщина полученных корок. Корки формировались из глинозема от пяти различных поставщиков. Приведены физико-химические свойства используемых глиноземов. Существует условное разделение на два типа: А — произведенный на заводах России и ближнего зарубежья; Б — импортный песчаный глинозем. Описана экспериментальная установка и методика проведения экспериментов. Приведены зависимости температуры от времени на разной высоте глиноземной засыпки. Полученные данные были использованы для расчета скорости формирования корки (V), теплового потока (Q) через корку с глиноземом и теплопроводности корки (λк). Приведена методика их расчета. Представлены зависимости высоты подъема расплавленного электролита в глиноземной засыпке от времени для глиноземов разных типов. Высота подъема электролита практически линейно зависит от времени, и корка росла непрерывно, пока она находилась в контакте с электролитом. Показано, что песчаные глиноземы (тип Б) из-за быстрого проникновения в них электролита в 2–3 раза быстрее образуют криолитоглиноземную корку по сравнению с глиноземом типа А. Вследствие большого содержания α-Al2O3 и фракции –45 мкм в глиноземах типа А теплопроводность, толщина и прочность корок значительно меньше, чем корок из типа Б. Полученные результаты полезны для расчета теплопотерь электролизерами через криолитоглиноземную корку. Технологи, опираясь на представленные данные, могут судить о получаемом отклике электролизной ванны при изменении типа загружаемого глинозема.

keywords Глинозем, криолитоглиноземная корка, электролит, электролизер, криолитовое отношение, температура, тепловой поток, теплопроводность
References

1. Zhang Q. Thermochemical behaviour and stability of aluminium smelter crust. — Auckland : University of Auckland, 2015.
2. Allard F., Désilets M., LeBreux M., Blais A. Chemical characterization and thermodynamic investigation of anode crust used in aluminum electrolysis cells // Light Metals. 2015. P. 565–570.
3. Allard F., Désilets M., LeBreux M., Blais A. The impact of the cavity on the top heat losses in aluminum electrolysis cells // Light Metals. 2016. P. 289–294.
4. Nikandrov K., Zarouni A., Akhmetov S., Ahli N. Evolution of crust breaker control for DX+ and DX+ ultra technologies // Light Metals. 2016. P. 511–514.
5. Marinho D. C., Mourão M. B. Study of alumina dissolution in cryolitic bath to the vertical soderberg (VSS) aluminum production process // Light Metals. 2018. P. 523–532.
6. Jassim A., Mofor E., Eddin J. W., Polle S., Whitfield D. Effect of changes in anode top cover composition on anode butt quality // Light Metals. 2018. P. 1243–1251.
7. Wei S., Liu J., Ranaweera C., Groutso T., Taylor M. Microstructure and properties analysis of aluminium smelter crust // Light Metals. 2019. P. 779–785.
8. Исаева Л. А., Поляков П. В. Глинозем в производстве алюминия электролизом. — Краснотурьинск : Издательский дом ОАО «Богословский алюминиевый завод», 2000. — 199 с.
9. Rye K. A. Alumina crusting in cryolitic melts. Part II: Bulk properties of crust // Light Metals. 1992. P. 503–509.
10. All S. A., Gегlасh J., Hennig U. Vеrhаltеn von Рulverschiittungen aus Aluminiumoxiden in Fluoridschmelzen und Eigenshaften dег Reaktionsprodukte // Erzmetall. 1980. Vol. 33, No. 10. P. 502–509.
11. Kheiri M., Gerlach J., Hennig U., Kammel R. Bildung und Yerhalten Vоn Krusten Sowie Boden Schlamm bei dеr Aluminium Reduktionselektrolyse // Erzmetall. 1987. Vol. 40, No. 3. P. 127–131.
12. Rye K. A. Crust Formation in Cryolite Based Baths: Ph. D. thesis. — Trondheim, 1992. — 231 р.
13. Eggen T., Rolseth S., Rye K., Thonstad J. Alumina crusting in cryolitic melts. Part I: Penetration of molten electrolyte into alumina // Light Metals. 1992. P. 495–502.
14. Less L. N. The сrusting bеhаviоuг of smelter aluminas // Metallurgical Transaction. 1977. Vol. 8B. P. 219–225.
15. Townsed D. W., Boxall L. G. Crusting behavior of smelter аluminаs // Light Metals. 1984. P. 649–665.
16. Бузунов В. Ю., Печерская Т. Д., Таянчин А. С. Качество и структура поставок глинозема на алюминиевые заводы РУСАЛ // Первый международный конгресс «Цветные металлы Сибири». 2009. С. 248–253.
17. Skybakmoen E., Solheim A., Sterten A. Phase diagram for the system Na3AlF6 – AlF3 – Al2O3. Part II: Alumina solubility // Light Metals. 1990. P. 317–323.
18. Качановская И. С., Сираев Н. С., Потоцкая Н. В. Растворение глинозема в криолите // Цветные металлы. 1969. № 9. С. 64–66.
19. Исаева Л. А., Браславский А. Б., Поляков П. В. Влияние содержания альфа-фазы и гранулометрического состава на скорость растворения глинозема в криолитоглиноземных расплавах // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2009. № 6. С. 35–40.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back