[發明專利]旨在生產鋁的電解池和包括此電解池的鋁熔爐

有效

• 申請號: 201480044964.4
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN105531400B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: S·瑞納烏迪爾;B·巴德特;Y·羅歇;D·拉羅克;O·馬丁
• 申請（專利權）人: 力拓艾爾坎國際有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C25C3/06
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 楊勇,鄭建暉

本發明涉及旨在生產鋁的電解池和電解廠，尤其涉及包括此電解池的鋁熔爐。

已知的是，可以通過使用根據霍爾－埃魯特法(Hall-Héroult process)電解氧化鋁工業地生產金屬鋁。為了此目的，使用一個電解池，該電解池常規地包括：一個鋼槽殼，其內部布置有存在耐火材料的襯里；一個碳材料的陰極，陰極導體穿過該陰極，該陰極導體旨在收集陰極處的電解電流以將該電解電流路由至穿過槽殼的底部和側部的陰極收集器桿(sortie cathodique)；鏈接導體，其從該陰極收集器桿大體上水平地向下一個電解池延伸；一個電解質熔池，在其內溶解氧化鋁；至少一個陽極組件，其包括大體上豎直的陽極棒和懸掛于該陽極棒且浸入在電解質熔池內的至少一個陽極塊；一個陽極框架，在其內懸掛有通過大體上豎直的陽極棒懸掛的陽極組件，該陽極棒相對于槽殼和陰極隨著陽極框架移動；以及，電解電流上升導體，該導體由底部向上延伸并且通過前述電解池連接至鏈接導體以將電解電流從陰極收集器桿路由至陽極框架和下一個電解池的陽極組件和陽極。更具體地，所述陽極是具有預先烘烤的炭塊的預先烘烤的陽極類型，即，在它們被放置在電解池之前被烘烤。

因為在電解反應的過程中消耗陽極塊，所以必須周期性地替換陽極組件。常規地，在電解池的一側替換陽極組件。

然而，在電解池的側部替換陽極組件使得必須在電解池之間設置相對大的空間。

文件US 3575827公開了從電解池的頂部替換陽極組件。根據此文件，電解池相對于它們形成的行的長度橫向地布置。該電解池包括一個陽極組件，該陽極組件具有以非豎直但水平導電板形式的陽極導體，一個陽極懸掛在該陽極導體上，通過連接至陽極組件的單一上游側的柔性電導體向傳導板提供電解電流。因此，可以通過電解槽的頂部取出陽極組件。

然而，因為陽極導體的水平布置以及其板的形狀，其更多地暴露于高溫。這導致電阻率增加，引起能量損失，并且減小陽極組件的機械完整性。

此外，僅在上游側使用被連接且被供給電流的板以將電流分配到電解池中的陽極意味著電解池(考慮實際電解池的寬度)的上游側和下游側之間大體上電平衡。因此，為了確保恰當的電平衡，必須使用非常大橫截面的板，或者板必須被分成形成具有等效電阻的多個單獨電路的多個單獨的平行板。在這兩種情況下，這將導致陽極組件裝備有體積非常大且原料昂貴的陽極電導體。

此外，通過陽極導體從電解池的上游側提取的熱流將導致電解池的兩側之間的顯著熱不平衡，使得很難控制電解過程且顯著減小電解池的使用壽命。

因此，本發明旨在通過提供可以從頂部替換陽極組件的電解池同時保持高性能從而完全地或部分地克服這些缺點。

為了此目的，本發明涉及一種旨在通過電解生產鋁的電解池，其中所述電解池包括：具有兩個相對的縱向側的槽殼；一個陽極組件，該陽極組件相對于所述槽殼僅可以垂直平移地移動，所述陽極組件包括至少一個陽極塊和大體上垂直于所述槽殼的縱向側延伸并且在其上懸掛至少一個陽極塊的一個橫向陽極支撐件，所述橫向陽極支撐件包括兩個連接部分，所述橫向陽極支撐件從所述兩個連接部分被供應電解電流，所述電解池還包括電連接至所述橫向陽極支撐件的兩個連接部分的電連接導體，其特征在于，所述兩個連接部分在所述電解池的大體橫向方向上遠離彼此一距離。

因為在陽極支撐件的任一側上的這種雙重連接，所以能夠減小構成陽極組件的原材料量且減小其尺寸(尤其是其平均橫截面)，同時保留電解池寬度上的平衡的導電率。此外，因為在陽極支撐件的任一側上(且更具體地在電解池的任一側上)的這種雙重連接，上游側和下游側之間的熱損失的主要差異不干擾電解池的熱平衡。

因此，根據本發明的電解池有利地使得可能減輕陽極組件且最小化其體積，這可以節約陽極組件的原料，而且還節約外圍結構裝備的原料。陽極組件的減輕且緊湊使得可能想到使用更小尺寸的且因此更低成本的裝置以用于移動陽極組件。

在實踐中，陽極組件的減輕使得可能更容易想到從頂部替換陽極組件，也就是，通過豎直向上牽引陽極組件。陽極組件經由頂部的替換有利地使得可能將電解池之間的空間空出來以有助于操作或使電解池更靠近彼此，使得電解池在相同的空間內更好地對準或相同數目的電解池在更小的空間內對準。

有利地，所述兩個相對的縱向側相對于所述電解池的縱向正中面大體上對稱，并且所述兩個連接部分位于所述平面的任一側。更具體地，所述橫向陽極支撐件包括兩個端部分，并且所述連接部分位于這些端部分上。