» » Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн
24.04.2015

Состав электролита и его свойства оказывают существенное влияние на показатели работы электролизера и условия его обслуживания. Однако большинство исследований относилось к свойствам синтетических расплавов. Промышленные электролиты содержат в своем составе, кроме основных компонентов, примеси углеродистых частиц, карбида алюминия, растворенный алюминий и окислы других металлов, которые содержатся в вводимых в ванну материалах. Изменение состава промышленного электролита, а также его свойств происходит между двумя обработками ванны Н.И. Новиков и А.И. Беляев измерили плавкость, плотность, вязкость и электропроводность проб электролитов, взятых непосредственно из промышленных алюминиевых ванн в течение периода между двумя их обработками.
На рис. 44 показано изменение температуры начала кристаллизации промышленного электролита в течение периода между двумя, обработками ванны.
Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн

Из рис 44 следует, что температура начала кристаллизации электролитов постепенно возрастает, достигая разности в 30°. Температура первичной кристаллизации промышленных электролитов на 15—20° ниже, чем для расплавов, близких по составу, но приготовленных из чистых реактивов.
На рис. 45 представлено изменение плотности промышленного электролита между двумя обработками ванны. Плотность промышленного электролита в процессе его работы возрастает на 0,015—0,02 г/см3, что при 1000° выше, чем плотность системы Na3AlF6—AlF3—Al2O3, на 0,03 г/см3. В течение периода между двумя обработками вязкость электролита понижается (рис. 46) на 0,7 спз. Понижение вязкости происходит вследствие обеднения электролита глиноземом и повышения рабочей температуры электролита. Вязкость промышленных электролитов при 1000 на 0,15 спз выше, чем для расплавов системы Na3AlFe—AlF3—Al2O3, приготовленных из чистых реактивов.
Электропроводность промышленных электролитов в течение периода работы ванны возрастает на 0,4 ом-1*см-1 что объясняется обеднением электролита глиноземом и повышением его температуры (табл. 47).
Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн
Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн
Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн

Электропроводность промышленного электролита при 1000° ниже электропроводности расплавов системы Na3AlFe — AlF3 — Al2O3 на 0,12—0,18 ом-1*см-1. Из данных измерения электропроводностей промышленных электролитов следует, что она возрастает к концу периода. Следовало бы ожидать снижения напряжения на ванне. Однако в действительности рабочее напряжение ванны, оставаясь большую часть периода работы ванны практически постоянным, возрастает к моменту возникновения анодного эффекта, который соответствует обеднению электролита глиноземом с 8—9% до 1,3—2% на 0,3—0,6 в. При этом рост напряжения в течение длительного времени компенсируется снижением удельного электрического сопротивления электролита и только в последний момент резко возрастает. Повышение рабочего на пряжения ванны объясняется обеднением электролита глиноземом, что вызывает возрастание обратной э.д.с., в частности, вследствие возрастания сопротивления газовой оболочки анодных газов в результате ухудшения смачивания электролитом анода. Исследования, проведенные В.Е. Хаупином показывают, что величина поляризации при электролитическом получении алюминия значительно возрастает с уменьшением концентрации глинозема (рис. 48), плотности тока (рис. 49) и температуры обжига углеродистого анода (рис. 50) Be личина поляризации снижается при перемешивании электролита (рис. 51) под влиянием добавки NaCl (рис. 52), а также с увеличением криолитового отношения (рис. 53). Добавки в электролит MgF2 и CaF2 практически не влияют на изменение величины поляризации