Взаимодействие обожженного анода и электролита при получении алюминия
Диссертация
Апробация работы. Результаты работы представлены и обсуждены на XII и XIII Международных конференциях «Алюминий Сибири» (Красноярск 2006, 2007), в технико-экономическом вестнике РУСАЛа № 13 (Красноярск 2005), сборниках Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективные материалы: получение и технология обработки» (Красноярск 2004) и Межрегиональной… Читать ещё >
Содержание
- 1. Поведение обожженного анода
- 1. 1. Основные статьи расхода обожженного анода
- 1. 1. 1. Электролитический расход
- 1. 1. 2. Реакция углерода с СС
- 1. 1. 3. Горение на воздухе
- 1. 1. 4. Пенообразование
- 1. 2. Факторы, влияющие на расход обожженных анодов
- 1. 2. 1. Температура
- 1. 2. 2. Плотность тока
- 1. 2. 3. Состав электролита
- 1. 2. 4. Анодное укрытие
- 1. 2. 5. Другие факторы
- 1. 3. Взаимодействие обожженного анода с электролитом
- 1. 3. 1. Смачивание углерода электролитом
- 1. 3. 2. Поведение угольных частиц в электролите
- 1. 3. 3. Карбидообразование
- 1. 1. Основные статьи расхода обожженного анода
- 2. 1. Обзор методик по определению расхода анода при электролизе
- 2. 2. Определение расхода анода при электролизе в криолитоглиноземных расплавах с использованием линии анализа анодных газов
- 2. 2. 1. Описание комплекса по измерению расхода углерода
- 2. 2. 2. Обработка экспериментальных данных
- 2. 2. 2. 1. Определение статей расхода углерода
- 2. 2. 2. 2. Определение выхода по току методом кислородного баланса
- 3. 1. Методики анализа проб электролита
- 3. 2. Результаты и обсуждение
- 3. 3. Выводы
Список литературы
- Хьюм, Ш. М. Реакционная способность анода Текст. / Ш. М. Хьюм. -2-е изд. пер. с англ. П. В. Полякова. — Красноярск: Кларетианум, 2003. — 460 с.-ISBN3−9 521 028−4-9.
- Engvoll, М.Аа. Reactivity of anode raw materials and anodes for production of aluminium Текст.: Dr. ing. thesis. — Trondheim, Norway, 2001. -201 p.
- Grjotheim, K. Introduction to aluminium electrolysis Текст. / К. Grjotheim, H. Kvande. 2 ed. — Dusseldorf: Aluminium-Verlag, 1993. — 260 p.
- Grjotheim, K. Aluminium Smelter Technology Текст. / К. Grjotheim, В. J. Welch. Dusseldorf: Aluminium-Verlag, 1988. — 327 p.
- Kuang, Z. On the consumption of carbon anodes in aluminium electrolysis Текст.: Dr. ing. thesis. — Trondheim, Norway, 1994. 110 p.
- Янко, Э.А. Аноды алюминиевых электролизеров Текст. / Э. А. Янко. -М.: Руда и металлы, 2001. 672 с. — ISBN 5−8216−0030−8.
- Хале, K.JI. Производство анодов Текст. / К. Л. Хале. — пер. с англ. П. В. Полякова. Красноярск: Классик центр, 2004. — 452 с. — ISBN 39 521 028−5-7.
- Meier, M.W. Anodes: The impact of raw material quality and anode manufacturing parameters on the behavior in electrolysis Текст. / M.W. Meier // The 24st international course on process metallurgy of aluminium. Trondheim, Norway, 2005. — P. 139−186.
- Есин, О.А. Физическая химия пирометаллургических процессов Текст.: в 2 ч. Ч. 1: Реакции между газообразными и твердыми фазами / О. А. Есин, П. В. Гельд. — 2-е изд., перераб. и доп. Свердловск: Металлургия, 1962.-672 с.
- Химическая энциклопедия Текст.: в 5 т. Т. 1: А Дарзана / под ред. И. Л. Кнунянц. -М.: Советская энциклопедия, 1988. — 623 с.
- Пена в алюминиевом электролизере Текст. / П. В. Поляков, В. И. Савинов, В. Ю. Бузунов, А. Е. Соколов // ТЭВ БрАЗа. 2001. -№ 3. — С. 16−21.
- Houston, G.J. Consumption of anode carbon during aluminium electrolysis Текст. / G.J. Houston, H.A. 0ye // Aluminium. 1985. — vol. 61. -№ 4.-P. 251−254.
- Houston, G.J. Consumption of anode carbon during aluminium electrolysis Текст. / G.J. Houston, H.A. 0ye // Aluminium. — 1985. — vol. 61. — № 5.-P. 346−349.
- Marsh, H. Introduction to Carbon Science Текст. / H. Marsh. — London: Butterworths, 1989.-321 p.
- Поляков, П.В. Анод как подсистема электролизера Текст. / П. В. Поляков, A.M. Виноградов // ТЭВ РУСАЛа. 2005. — № 13. — С. 49−51.
- Fisher, W.K. Inderdependence between anode net consumption and pot design, pot operating parameters and anode properties Текст. / W. K. Fisher, F. Keller, R.C. Perruchoud // Anodes for the Aluminum Industry. Sierre, 1995. — P. 339−353.
- Correlation between anode properties and cell performance Текст. / Т.Е. Jentoftsen, H. Linga, I. Holden, B.E. Aga, V.G. Christensen, F. Hoff // Light Metals. 2009. — P. 301−304.
- Hollingshead, E.A. Laboratory investigation of carbon anode consumption in the electrolytic production of aluminium Текст. / E.A. Hollingshead, V.A. Braunwarth // Extractive Metallurgy of Aluminium. New York. — 1963.-P. 31−50.
- Изучение факторов, влияющих на расход анода при электролитическом производстве алюминия Текст. / Двинин Ю. И., Койнов П. А., Кузнецов С. И., Щербаков В. А. // Известия вузов. Цветная металлургия. 1972.-№ 6.-С. 83−87.
- Rhedey, P. A review of factors affecting carbon anode consumption in the electrolytic production of aluminium Текст. / P. Rhedey // Light Metals. -1971.-P. 385−406.
- Петров, Э.В. Промышленная проверка влияния добавки NaCl в аноды Текст. / Э. В. Петров, Е. И. Сергин // Цветные металлы. 1979. -№ 2. -С. 40−41.
- Fisher, W.K. Inderdependence between anode net consumption and pot design, pot operating parameters and anode properties Текст. / W.K. Fisher, F. Keller, R.C. Perruchoud // Light Metals. 1991. — P. 681−686.
- Ветюков, M.M. О расходе анода при электролизе алюминия Текст. / М. М. Ветюков, Р. Г. Исламова, Р. Г. Чувиляев // Известия вузов. Цветная металлургия. 1962. — № 3. — С. 80−88.
- Ревазян, А.А. Расход анода по току промышленных алюминиевых электролизеров Текст. / А. А. Ревазян // Цветные металлы. 1960. — № 3. — С. 51−54.
- Ведерников, Г. Ф. Исследование связи между окисляемостью и электрохимическим поведением угольного анода при электролизе алюминия Текст. / Г. Ф. Ведерников, М. М. Ветюков // Известия вузов. Цветная металлургия. — 1966. № 6. — С. 63−67.
- Никитин, В.Я. О расходе анодной массы при электролизе алюминия Текст. / В. Я. Никитин // Цветные металлы. 1966. — № 5, С. 61−64.
- Ветюков, М.М. Исследование расхода анода и анодного перенапряжения при электролизе алюминия Текст. / М. М. Ветюков, Г. Ф. Ведерников // Труды ЛПИ. 1970. — № 304. — С. 46−50.
- Смородинов, А.Н. О зависимости расхода анодной массы от плотности тока и геометрических размеров алюминиевых электролизеров Текст. / А. Н. Смородинов, М. А. Коробов // Цветные металлы. — 1970. № 9. — С. 24−26.
- Barat, P.J. New hypotheses on electrolysis mechanisms Текст. / P.J. Barat, T. Brault, J.P. Saget // Light Metals. 1974. — P. 19−36.
- The influence of low current densities on anode performance Текст. / S.H. Hume, M.R. Utley, В J. Welch, R.C. Perruchoud // Light Metals. 1992. — P. 687−692.
- Баймаков, Ю.В. Электролиз расплавленных солей Текст. / Ю. В. Баймаков, М. М. Ветюков. — М.: Металлургия, 1966. 560 с.
- Кабанов, Б.Н. Электрохимия металлов и адсорбция Текст. / Б. Н. Кабанов. М.: Наука, 1966. — 224 с.
- Скорчеллети, В.В. Теоретическая электрохимия Текст. / В. В. Скорчеллети. 3-е изд. — СПб.: Химия, 1970. — 608 с.
- Исследование влияния состава электролита на расход анода при электролитическом получении алюминия Текст. / Ю. И. Двинин, П. А. Койнов, С. И. Кузнецов, В. А. Щербаков // Известия вузов. Цветная металлургия. 1973. — № 2. — С. 93−97.
- Койнов, П.А. Влияние солевых добавок в электролит на расход анода при получении алюминия Текст. / П. А. Койнов, С. И. Кузнецов, В. А. Щербаков // Известия вузов. Цветная металлургия. — 1974. — № 12. С. 20−21.
- Kazadi, J.B. Laboratory study of carbon consumption as a function of electrolyte composition Текст. / J.B. Kazadi // Light Metals. 1989. — P. 523 529.
- Ремпель, С.И. Анодный процесс при электролитическом производстве алюминия Текст. / С. И. Ремпель. — Свердловск: Металлургиздат, 1961. — 144 с.
- Ветюков, М.М. Электрометаллургия алюминия и магния Текст. / М. М. Ветюков, A.M. Цыплаков, С. Н. Школьников. М.: Металлургия, 1987. -320 с.
- Жемчужина, К.А. Влияние наложения постоянного тока на смачивание графита галогенидами первой и второй группы металлов Текст. / К. А. Жемчужина // Поверхностные явления в металлургических процессах. -М.: Металлургиздат, 1963. С. 81−115.
- Wilkening, S. Anode cover material and bath level control Текст. / S. Wilkening, P. Reny, B. Murphy // Light Metals. 2005. — P. 367−372.
- The impact of anode cover control and anode assembly design on reduction cell performance Текст. / M.P. Taylor, G.L. Johnson, E.W. Andrews, B.J. Welch // Light Metals. 2004. — P. 199−206.
- Sadler, В. Reducing Carbon Dust? Need & Possible Directions Электронный ресурс. / В. Sadler, B.J. Welch // Ninth Australasian aluminium smelting technology conference and workshops. — 2007. — ISBN 978−0-7334−2556.
- Qui, Z. Studies on wettability of carbon electrodes in aluminium electrolysis Текст. / Qui Zhu-xian, Wei Qing-bin, You Kwan-tsung // Aluminium.- 1983.-vol. 59.-№ 9.-P. 670−673.
- Qui, Z. Studies on wettability of carbon electrodes in aluminium electrolysis Текст. / Qui Zhu-xian, Wei Qing-bin, You Kwan-tsung // Aluminium.- 1983. vol. 59. -№ 10. — P. 753−756.
- Беляев, А.И. Поверхностные явления в металлургических процессах Текст. / А. И. Беляев, Е. А. Жемчужина. — М.: Металлургиздат, 1952. — 371 с.
- Беляев, А.И. Электролит алюминиевых ванн Текст. / А. И. Беляев. — М.: Металлургиздат, 1961.-201 с.
- Беляев, А.И. Физическая химия расплавленных солей Текст. / А. И. Беляев, Е. А. Жемчужина, JI.A. Фирсанова. —М.: Металлургиздат, 1957. 361 с.
- Aluminium electrolysis. Fundamentals of Hall-Heroult Process Текст. / [Текст] / К. Grjotheim, С. Krohn, M. Malinovsky и др.- под ред. К. Grjotheim. -2 ed. Dusseldorf: Aluminium-Verlag, 1982. — 443 p.
- Aluminium electrolysis. Fundamentals of Hall-Heroult Process Текст. / J. Thonstad, P. Fellner, G.M. Haarberg и др.- под ред. J. Thonstad 3 ed. -Dusseldorf: Aluminium-Verlag, 2001. — 359 p.
- Utigard, T. The surface tension of cryolite melts Текст. / Т. Utigard, Т. Toguri // J.M. Met. Trans. 1986. — № 17B. — P. 547−552.
- Utigard, T. The surface tension of cryolite melts Текст. / Т. Utigard // ICSOBA. 1992.
- Антипин, JI.H. Электрохимия расплавленных солей Текст. / JI.H. Антипин, С. Ф. Важенин. -М.: Металлургиздат, 1964. 355 с.
- Фрумкин, А.Н. Потенциалы нулевого заряда Текст. / А. Н. Фрумкин. М.: Наука, 1979. — 260 с.
- Попель, С.И. Поверхностные явления в расплавах Текст. / С. И. Попель. М.: Металлургия, 1994. — 440 с.
- Ветюков, М.М. Поведение угольной пены при электролизе криолитоглинозёмных расплавов Текст. / М. М. Ветюков, Р. Г. Чувиляев // Известия вузов. Цветная металлургия. — 1964. № 6. — С. 74−81.
- Ветюков, М.М. Влияние углерода на электропроводность криолитоглинозёмных расплавов Текст. / М. М. Ветюков, A.M. Цыплаков // Научные доклады высшей школы. Металлургия. — 1958. — № 1. — С. 247−251.
- Fellner, P. The surface tension Текст. / P. Fellner, Z. Lubyova // Cham. Papers. 1991. — № 45. — P. 201−204.
- Жемчужина, E.A. Влияние наложения постоянного тока на смачивание графита криолитовыми и криолитоглиноземными расплавами Текст. / Е. А. Жемчужина, А. И. Беляев // Известия вузов. Цветная металлургия. 1961. — № 5. — С. 123−132.
- Жемчужина, Е.А. Электрокапиллярные явления и анодный эффект при электролизе криолитоглинозёмных расплавов Текст. / Е. А. Жемчужина, А. И. Беляев // Известия вузов. Цветная металлургия. 1962. — № 1. — С. 82−88.
- Жемчужина, Е.А. Поверхностные явления и ЭДС поляризации в алюминиевой ванне Текст. / Е. А. Жемчужина, В. А. Барабаш // Известия вузов. Цветная металлургия. 1962. — № 6. — С. 86−92.
- Беляев, А.И. Выход по току при электролизе расплавленных солей и поверхностные свойства электролита Текст. / А. И. Беляев, Е. А. Жемчужина // Известия вузов. Цветная металлургия. 1963, № 2. — С. 49−53.
- Уббелоде, А.Р. Графит и его кристаллические соединения Текст. / А. Р. Убеллоде, Ф. А. Льюис. пер. с англ. Е. С. Головиной. — М.: Мир, 1965. — 256 с.
- Фиалков, А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе Текст. / А. С. Фиалков. М.: Аспект Пресс, 1997. — 718 с.
- Теоретические основы электрометаллургии алюминия Текст. / Г. А. Абрамов, М. М. Ветюков, И. П. Гупало и др. М.: Металлургиздат, 1953. — 583 с.
- Dissolution of carbon and A14C3 in cryolite Текст. / M. Chrenkova, V. Danek, A. Silny, M. Koniar, M. Stas // Eleventh International Aluminium Symposium. Trondheim, Norway, 2001. — P. 271−279.
- Anode dusting in Hall-Heroult cells Текст. / Т. Foosnaes, Т. Naterstad, M. Bruheim, K. Grjotheim // Light Metals. 1986. — P. 729−738.
- Аналитический обзор по механизму образования угольной пены: отчет о НИР / ВАМИ- рук. С. Д. Цымбалов. СПб., 1997. — С. 41.
- Куликов, Ю.В. Влияние фтористого лития на температуру электролита и содержание угольной пены при электролизе алюминия Текст. / Ю. В. Куликов // Цветные металлы. 1972. — № 8. — С. 32−34.
- Dorward, R.C. Aluminum carbide formation and removal during electrolytic reduction and hot metal processing operations Текст. / R.C. Dorward // Light Metals. 1973. — P. 105−118.
- Сорлье, M. Катоды в алюминиевом электролизере Текст. / М. Сорлье, Х. А. Ойя. пер. с англ. П. В. Полякова. — Красноярск: КРУ, 1997. — 460 с.
- Grjotheim, К. Formation of Aluminium carbide in the presence of cryolite melts Текст. / К. Grjotheim, R. Naeumann, H.A. 0ye // Light Metals. -1977.-P. 233−242.
- Dewing E.W. The solubility of aluminium carbide Текст. / E.W. Dewing // Trans. Metall. Soc. AIME. 1969. — vol. 245. — P. 181−189.
- Kazadi, J.B. Influence of A14C3 on results of bench scale carbon consumption experiments Текст. / J.B. Kazadi, E.R. Cutshall // Light Metals. -1987.-P. 477−481.
- Wang, L. The electrical conductivity of cryolitic melts containing aluminium carbide Текст. / L. Wang, A.T. Tabereaux, N.E. Richards // Light Metals.-1994.-P. 177−185.
- Ревазян, А.А. Новый способ оценки качества углеродистого анода с точки зрения его расхода Текст. / А. А. Ревазян, А. А. Орлова // Труды ВАМИ. № 44. — 1960. — С. 105−112.
- Лазарев, В.Д. О методах оценки качества анодной массы Текст. / В. Д. Лазарев, Э. А. Янко, В. В. Захаров // Цветные металлы. 1978. — № 2. — С. 32−36.
- Muftogly, Т. A laboratory study of the anode carbon consumption during aluminium electrolysis Текст. / Т. Muftogly, J. Thonstad, H.A. Oye // Light metals.- 1986.-P. 557−562.
- Kuang, Z. Effect of baking temperature and anode current density on anode carbon consumption Текст. / Z. Kuang, J. Thonstad, M. Sorlie // Light metals. 1994. — P. 667−675.
- Hives, J. Carbon consumption and current efficiency studies in a laboratory aluminium cell using the oxygen balance method Текст. / J. Hives, S. Rolseth, H. Gudbrandsen // Light metals. 2000. — P. 385−389.
- Исследование влияния состава электролита на расход обожженных анодов при электролитическом получении алюминия Текст. / A.M. Виноградов, И. П. Васюнина, Ю. Г. Михалев, П. В. Поляков // Известия вузов. Цветная металлургия. — 2008. № 5. — С. 28−32.
- Коростелев, П.П. Реактивы и растворы в металлургическом анализе Текст. / П. П. Коростелев. М.: Металлургия, 1977. — 400 с.
- Leroy, M.J. Continuous measurement of current efficiency, by mass spectrometry, on a 280 KA prototype cell Текст. / M.J. Leroy, T. Pelekis, J.M. Jolas // Light metals. 1987. — P. 291−294.
- Alcorn, T.R. Current efficiency in aluminium electrolysis by anode gas analysis Текст. / T.R. Alcorn, C.J. McMinn, A.T. Tabereaux // Light metals. -1988.-P. 683−695.
- Dorreen, M.M.R. An improved method for current efficiency determination in a laboratory aluminium cell Текст. / M.M.R. Dorreen, M.M. Hyland, B.J. Welch // Light metals. 1997. — P. 1189−1193.
- Dorreen, M.M.R. Current efficiency studies in a laboratory aluminium cell using the oxygen balance method Текст. / M.M.R. Dorreen, M.M. Hyland, B.J. Welch // Light metals. 1998. — P. 483−489.
- Макрокинетика процессов в пористых средах (Топливные элементы) Текст. / Ю. А. Чизмаджев, B.C. Маркин, М. Р. Тарасевич, Ю. Г. Чирков. М.: Наука, 1971. — 364 с.
- Бэтчелор, Дж.К. Введение в динамику жидкости Текст. / Дж.К. Бэтчелор. М.: «Мир», 1973. — 760 с.
- Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии Текст. / С. С. Воюцкий. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1975. — 512 с.
- Справочник химика Текст.: в 5 т. Т. 1: Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника / под ред. Б. П. Никольского. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1966. — 1072 с.
- Silny, A. Determination of the factors which control the C0/C02 ratio of the anode gas Текст. / A. Silny, T.A. Utigard // Light metals. 1995. — P. 205−211.
- Characterization of the fluctuation in anode current density and «bubble events» in industrial reduction cells Текст. / N. Richards, H. Gudbrandsen, S. Rolseth, J. Thonstad // Light metals. 2003. — P. 315−322.
- Liquidus temperature and alumina solubility in the system Na3AlF6-AlF3-LiF-CaF2-MgF2 Текст. / A. Solheim, S. Rolseth, E. Skybakmoen, A. Sterten // Light Metals. 1995. — P. 451−460.
- Acid-base properties of cryolite based melts with CaF2, MgF2 and А12Оз additions Текст. / В. Gilbert, E. Robert, E. Tixhon, J.E. Olsen, T. Ostvold // Light Metals.-1995.-P. 181−194.
- СТП 04.05−42−99. Электролит алюминиевых электролизеров. Метод определения кальция фтористого, магния фтористого Текст.
- ХМ 0109−5-27−91 Электролит алюминиевых электролизеров. Метод определения окиси алюминия Текст.
- ГОСТ 5494–95: Пудра алюминиевая ТУ Текст.
- Берг, Л.Г. Введение в термографию Текст. / Л. Г. Берг. М.: Наука, 1969.-396 с.
- Саттерфилд, Ч. Массопередача в гетерогенном катализе Текст. / Ч. Саттерфильд. М.: Химия, 1976. — 240 с.
- Кафаров, В.В. Основы массопередачи Текст. / В. В. Кофаров. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1979. — 439 с.
- Соколов, В.Н. Газожидкостные реакторы Текст. / В. Н. Соколов, И. В. Доманский. СПб.: Машиностроение, 1976. — 216 с.
- Бурнакин, В.В. Гидро-газодинамика и массообмен в электрометаллургии алюминия и магния Текст.: дис.. докт. техн. наук: 05.16.03 / Бурнакин Виталий Викторович. Красноярск, 1990. — 330 с.
- Левич, В.Г. Физико-химическая гидродинамика Текст. / В. Г. Левич. -М.: Физматгиз, 1959. 700 с
- Lillebuen, В. Current efficiency and alumina concentration Текст. / В. Lillebuen, Th. Mellerud // Light metals. 1985. — P. 637−646.
- Годэн, A.M. Флотация Текст. / A.M. Годэн. — M.: Госгортехиздат, 1959.-654 с.
- Теория и технология флотации руд Текст. / О. С. Богданов, И. И. Максимов, А. К. Поднек, Н.А. Янис- под общ. ред. О. С. Богданова. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1990. — 363 с. — ISBN 5−247−449−3.
- Абрамов, А.А. Флотационные методы обогащения Текст. / А. А. Абрамов. М.: Недра, 1984. — 383 с.
- Энциклопедии, словари, справочники Электронный ресурс.: Геологический словарь / ЦНСХБ Россельхозакадемии. Электрон, дан. — М.: СЭБиЗ, 2002. — Режим доступа: http://www.cnshb.ru/AKDiL/0042/base/RA/7 048.shtm. — Загл. с экрана.
- Studies on the possible presence of an aluminium carbide layer or bath film at the bottom of aluminum electrolysis cells Текст. / S. Rolseth, E. Skybakmoen, H. Gudbrandsen, J. Thonstad // Light Metals. 2009. — P. 423−428.
- Formation and dissolution of aluminium carbide in cathode blocks Текст. / К. Vasshaug, Т. Foosnass, G.M. Haaberg, A.P. Ratvik, E. Skybakmoen // Light Metals. 2009. — P. 423−428.