Производство алюминия - Реферат

Должен быть жидкотекучим, что способствуют легкому удалению анодных газов, быстрому выравниванию состава электролита по всему объему ванны, уменьшению потерь Al в результате запутывания корольков Me в расплаве. Все материалы, поступающие на электролиз, должны иметь минимальное содержание примесей, более электроположительных, чем Al (Fe; Si; Cu и другие) поскольку эти примеси почти полностью переходят в Me и загрязняют его. ALF3 имеет кристаллическую решетку, в узлах которой находятся октаэдрические полы Al F6-3 , соединенные общими полами F. Al F3 - возгоняется без плавления, имеет высокое давление насыщенного пара. Электролит содержит в небольших количествах некоторые другие вещества, образующиеся за счет примесей, вносимых с сырьем или вводимых специально для улучшения физико-химических свойств расплава (CAF2MGF2; NACE; LIF).Зависимости электропроводности кристаллических NAF и Na3Al6 от температуры отличаются характерной особенностью: электропроводность криолита оказывается на 1-2 порядка выше, чем для кристаллического NAF; при 565 0С, когда происходит полиморфное превращение и увеличиваются расстояния между ионами Na и F-, на политерме электропроводимости криолита имеется скачек. Структура криолита в твердом состоянии характеризуется высокой степенью разупорядоченности: ионы Na , находящиеся в межузлиях кристаллической решетки, особенно при т выше 5650С, обладают большой подвижностью, обеспечивая высокую проводность криолита. При переходе через точку плавления эта диссоциация усиливается еще в большей степени, однако определенная концентрация криолитовых комплексов остается в расплаве, что и определяет наличие максимумов на диаграммах плотности и вязкости. Тетрафторолюминат натрия NAALF4 имеет кристаллическую решетку, в узлах которой находятся ионы Na и октаэдры связи между этими ионами в значительной степени имеют ковалентный характер. Таким образом “растворителем” глинозема и других оксидов в криолите является ион Al3 , входящий в криолитовые комплексы ALF6-3и ALF4-.Это свойство зависит от структуры расплава, поскольку перенос тока обусловлен движением ионов, их природой и взаимодействием между ними. Для электролиза важно иметь наиболее электропроводные электролиты, так как повышение электропроводимости позволяет увеличить плотность тока без нарушения теплового равновесия электролизера, то есть, интенсифицировать процесс электролиза. Удельная электропроводность электролита падает с возрастанием содержания Al F3, подчиняясь линейной зависимости. Электропроводность Al зависит от содержания в нем примесей. С повышением температуры расплавов электропроводность увеличивается.Свойство слоев жидкости на границе с газом, другой жидкостью или с твердым телом, отличаются от свойств ее в глубине. Это обуславливается различными силами взаимодействия между частицами внутри жидкости и между частицами, составляющие другие фазы. При электролизе криолита - глиноземных расплавов представляет интерес поверхностное натяжение на границах; расплав - газ; Me - газ; расплав - Me, а так же смачиваемость твердых углеродистых материалов криолита - глиноземных расплавов и Me. С повышением Al F3 поверхностное натяжение понижается, и для криолита оно составляет 145,5 дни / см2, а для смеси с 50% Al F3 - 86,3 дни / см2.Зависимость давления насыщенного пара веществ от состава расплава дает важную информацию о термодинамических свойствах этих веществ. Величины давления пара имеют практическое значение - позволяют подобрать электролиты, обладающие меньшей летучестью, что важно для уменьшения потерь ценных составляющих электролита и загрязнения окружающей среды вредными парами фтористых соединений и продуктами их гидролиза. Второй метод позволяет определить парциальные давления компонентов расплава. Разная упругость паров компонентов электролита обуславливает различную их летучесть при электролизе. Преимущественное улетучивание Al F3 при электролизе приводит к потерям его и к изменению состава электролита.При инертном аноде напряжение разложения глинозема по реакции: Al2O3 - 2Al 1 1/2O2 составляет 2,19 В. При угольном аноде напряжение разложения Al2O3 по реакции: 2Al2O3 3C - 4Al 3CO2, составляет1,167 В и по реакции: Al2O3 3C - 2Al 3CO напряжение разложения составляет 1,034 В. Экспериментальные значения напряжения разложения, полученные на промышленных электролизерах в результате изменения обратной электродвижущей силы составляют 1,37-1,78 В. При электролизе ток переносит всеми ионами, но в соответствии с величиной разряда потенциалов на электроде будут разряжаться ионы Al и O2 катод Al 3 3e > Al анод 2O-2 4e C > CO2 60% анод C CO2 = 2CO 40% В этом движении электролит перемешивается, и избыток фтористого натрия и алюминия натрия в прикатодном слое и фтористого алюминия в прикатодном слое исчезает, восстанавливается первоначальный состав электролита: 6NAF Na3ALO3 4ALF3 - 3Na3ALF6 Al2O3.Периодически возникающий искровой анодный разряд, наблюдаемый на аноде при электролизе криолито-глиноземного расплава, называ

Содержание

1. Состав и свойства электролита

2. Строение криолито - глиноземных расплавов

3. Плотность алюминия электролита

4. Электропроводность КГР

5. Поверхностное натяжение

6. Давление насыщенного пара

7. Напряжение разложения

8. Механизм электролиза КГР

9. Анодный эффект положительные и отрицательные действия

10. Расчет производительности электролизера, выходы по току, выходы по энергии удельного расхода электроэнергии. Влияние различных факторов на выход по току

11. Технологические параметры катодного узла

1.