Поддержание уровня и корректирование состава электролита

29.01.2017

Поддержание нормального уровня электролита производят свежим и флотационным криолитом, оборотным электролитом и переплавкой обогащенной электролитом угольной пены.
Загрузку свежего порошкового криолита производят, как правило, после извлечения металла из ванны, иногда — в период между выливками металла из нее. Как в том, так и в другом случае свежий криолит загружают в ванну после ее обработки на застывшую корку электролита. Сверху свежего криолита загружают глинозем.
Питают ванны флотационным криолитом в жидком виде после переплавки (рафинировки) его в специально выделенных ваннах-матках.
Введение в ванны оборотного электролита и угольной пены производят следующим образом. Почти весь оборотный электролит, выбитый из ванн после демонтажа, переплавляют в той же ванне после ее пуска. Часть чистого оборотного электролита может быть загружена по мере надобности в любую ванну после обработки на застывшую корку электролита.
В том случае, когда ванна работает с малым гарниссажем или работает в бока, оборотный электролит загружают возле бортов ванны.
Угольную пену загружают на корку электролита после обработки ванны После загрузки угольной пены ванну хорошо прогревают и тщательно очищают электролит от угольной пены.
Корректирование электролита заключаемся в том, что по мере надобности в его состав вводят те или другие соли. Назначение этой операции — сохранить в течение всего времени работы ванн нужный состав электролита. Заводская практика показывает, что правильное корректирование состава электролита имеет очень важное значение для нормальной работы ванны.
На изменение состава электролита ванн влияют следующие факторы:
1) поглощение угольной футеровкой ванны фтористого натрия из электролита;
2) разложение электролита примесями, вводимыми с сырьем;
3) неодинаковая летучесть фтористого алюминия и фтористого натрия.
Интенсивное впитывание угольной футеровкой электролита, преимущественно фтористого натрия, имеет место при пуске ванны и в первое время после ее пуска.
В пусковой и послепусковой периоды действуют и два других фактора: взаимодействие фтористого алюминия с примесями, поступающими с исходными материалами, и улетучивание его под влиянием высокой температуры, что приводит к потерям и фтористого алюминия. Однако в первое время потери фтористого натрия преобладают над потерями фтористого алюминия и криолитовое отношение электролита понижается. По этому в электролит вновь пущенных ванн приходится вводить фтористый натрий или соду.
С течением времени поглощение фтористого натрия футеровкой ванны замедляется и наступает второй период работы ванны, при котором изменение состава электролита не происходит. В этот период ванна работает наиболее устойчиво, с максимальной производительностью (выход по току бывает наибольший и более устойчивый).
Продолжительность этого периода составляет примерно 3—4 месяца после пуска ванны.
Затем наступает третий период работы ванны, который длится 36—48 месяцев, т. е. до ее отключения на капитальный ремонт. Этот период характеризуется обогащением электролита фтористым натрием вследствие преобладающей роли потерь фтористого алюминия. Потери последнего, частично обусловлены улетучиванием фтористого алюминия с поверхности расплавленного электролита. Однако наиболее существенной причиной потерь фтористого алюминия является разрушающее влияние на него примесей, вводимых в ванну с глиноземом, фтористыми солями и анодами. Такими примесями являются: Na2O, H2O, SiO2, SO4.
Поэтому в третий период электролит приходится корректировать добавками фтористого алюминия или хиолитизированного криолита. Изменение содержания фтористого магния или кальция в электролите незначительно и корректировать его приходится не так часто.
В практике иногда применяют метод корректирования электролита, состоящий в переливке более кислого электролита в ванны с более щелочными электролитами и наоборот.
Количество добавок фтористого натрия или соды, фтористого алюминия или хиолитизированного криолита и фтористого кальция определяют по данным анализов состава электролита, которые проводят систематически.
Корректирующие добавки обычно загружают в ванну на застывшую корку электролита после обработки ванны.
При загрузке в ванну фтористого натрия необходимо учитывать, что он трудно растворяется, особенно в холодном электролите. Поэтому при загрузке фтористого натрия в ванну его рассыпают тонким слоем на застывшую корку электролита, а затем сверху засыпают глиноземом.
Лучше корректировать электролит фтористым натрием во время анодного эффекта, добавляя его небольшими порциями после пробивки корки непосредственно в электролит.
Так как фтористый алюминий является более летучим, чем другие фтористые соли, его загружают только на застывшую корку электролита и обязательно под слой глинозема. Ванну с находящимся на корке фтористым алюминием стремятся обрабатывать без вспышки.
В практике бывают случаи, когда электролит в ванне становится кислым вследствие выпадения «щелочной» части его (NaF, NaAlО2, Na3AlF6) в осадок. Это происходит при понижении температуры электролита вследствие длительного снижения силы тока и при резких колебаниях его, а также изменения температуры окружающей среды. Такие электролиты бесполезно корректировать фтористым натрием или содой. В этом случае необходимо повысить температуру электролита путем прогрева на вспышках, увеличением напряжения (на ванне) или тока (когда «закислились» электролиты всей серии) — тогда выпавшие щелочные осадки растворятся и электролит раскислится без всяких посторонних добавок.