Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка новой технологии получения и нанесения инертных покрытий на угольные электродные изделия алюминиевой промышленности

ФИО: Кондратьева Е.С.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: доц. Лысенко Андрей Павлович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Цветных металлов и золота

Академическая группа: МЦМ-11-1

При производстве 1 тонны алюминия в электролизерах с обожженными анодами требуется от 450 до 500 кг угольных анодов. Раз в три недели аноды меняют на новые. Это трудоемкая операция, а производство обожженных анодов является дорогостоящим процессом. Поэтому создание технологии получения инертного анода является перспективным направлением.

Для решения вышеуказанных проблем была предложена технология покрытия угольного анода диборидом титана. Она включает в себя электроосаждение Ti и B из оксидов на угольном электроде, с последующим их взаимодействием между собой с образованием TiB2, и может использоваться в качестве инертного анода при получении алюминия.

Целью данной работы являлось:

Термодинамическая оценка вероятности различных реакций при нанесении покрытий из TiB2 на угольной подложке.

Подбор оптимального состава электролита для нанесения покрытия.

Исследование механизма электроосаждения Ti и B с образованием TiB2.

Изучение влияния специального покрытия анода на показатели процесса электролиза.

Нанесение инертных покрытий на угольных анодах.

При выполнении термодинамических расчетов была установлена возможность протекания реакций взаимодействия между TiO2 и B2O3, с одной стороны, и материалом электрода, с другой стороны. В результате могут быть получены карбиды этих металлов и диборид титана.

При подборе оптимального состава электролита было установлено, что содержание TiO2 в нем составляет 5,2% масс., а B2O3 – 6,5% масс.

Выводы по выполненной работе:

Механизм протекания реакций идет с положительной динамикой.

Исследован механизм электрохимического осаждения титана и бора на графитовой подложке. Изучена кинетика образования TiC, B4C и TiB2.

Увеличение напряжения на электрохимической ячейке на 1В и неизменность веса анода указывает на возможность использования такого покрытия в качестве инертного анода. Не смотря на рост электроэнергии, затраты на изготовление новых анодов значительно ниже.

Установлено, что из смеси состава,% по массе: NaF – 41,19; AlF3 – 35,81; Al2O3 – 14,00; TiO2 – 4,00; B2O3 – 5,00 (общая масса расплава составляла – 200 г), было получено покрытие, содержащее 78,5 % TiB2 и 21,5 % TiC.