Исследование поведения пузырей при электролизе суспензии криолитовый расплав - глинозем
Автор: Ясинский А.С., Поляков П.В.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статья в выпуске: 6 т.9, 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты физического моделирования движения, роста и удаления пузырей кислорода, образуемых в результате электрохимического выделения на инертном аноде при электролизе суспензии криолитовый расплав - глинозем. Рассчитаны критерии подобия, проведены опыты на ячейках двух типов: для наблюдения за трехфазным слоем спереди от вертикального электрода и сбоку от него. С помощью видеосъемки получены данные о поведении пузырей в суспензии. В качестве электролита модели использовался 20%-ный водный раствор серной кислоты с содержанием глинозема 30 % об. Опыты проводили в интервале плотностей тока от 0,05 до 0,25 А/см 2 . Сведения о поведении трехфазного потока позволяют оценить возможность эффективной эвакуации газа из межэлектродного пространства при электролизе суспензии. Наибольшая скорость (2,5 см/с) достигается пузырями на глубине от 15 до 20 мм от границы электролит - воздух, после чего скорость снижается. Толщина пузырькового слоя не превышает 2,2 мм. Средняя скорость роста пузыря составила 2,68 мм 3 /с.
Метод анализа размерностей, критерии подобия, электролиз высокотемпературных суспензий, газогидродинамика в неньютоновских жидкостях, инертные аноды, низкотемпературный электролиз, получение алюминия
Короткий адрес: https://sciup.org/146115119
IDR: 146115119 | DOI: 10.17516/1999-494X-2016-9-6-854-871
Список литературы Исследование поведения пузырей при электролизе суспензии криолитовый расплав - глинозем
- Kvande H. Trends in the global aluminium industry. Proceedings of 31st International conference ICSOBA, Krasnoyarsk: “Verso”, 2013, 40-43
- Поляков П.В., Симаков Д.А. Способ получения металлов электролизом расплавленных солей. пат: 2274680 Рос. Федерация: МПК С25С 3/06/патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научно-технологический центр «Легкие Металлы» (RU). -№ 2004118876/02; заявл. 22.06.2004; опубл. 20.04.2006. Бюл. № 11
- Бакин, К.Б. Симакова, О.Н. Поляков, П.В. Михалев, Ю.Г. Симаков, Д.А. Гусев, А.О. Электропроводность электролитов-суспензий системы NaF-AlF3-CaF2-Al2O3. Журнал СФУ. Техника и технологии, 2011, 4 (2) 162-169
- Стрелец Х.Л. Электролититическое получение магния. Москва: “Металлургия”, 1972, 336 с.
- Beck T., Brooks J. Electrolytic reduction of alumina. Patent No: 5,006,209 U.S., public. date 9 04 1991
- Beck T. Production of aluminum with low temperature flouride melts. Light Metals, 1994, 417-423.
- Rendall J.S. Aluminum smelting by potassium aluminum sulfate electrolysis. Patent No: 5,498,320 (A) U.S. public. date 15 12 1994
- Поляков П.В., Симаков Д.А. Многополярная электролизная ванна для получения жидких металлов электролизом расплавов и способ установки электролизных ванн: пат. 2275443 Рос. Федерация: МПК С25С 3/06/патентообладатель ООО «Инженерно-технологический центр».-№ 2004122659/02; заявл. 23.07.2004; опубл. 27.04.2006. Бюл. № 12
- Симаков Д.А. Разработка основ технологии получения алюминия электролизом суспензий глинозема во фторидных расплавах с целью улучшения технических и экологических показателей процесса Эру-Холла: дис. … канд. техн. наук. Красноярск, 2006, 174 с.
- Alam M., Morsi Y., Yang W., Mohanarangam K., Brooks G. and Chen J. Investigation of electrolytic bubble behavior in aluminum smelting cell. Light metals, 2013, 591-596.
- Zhou Y., Zhou J., Yang J., Li W., Chen S. Simulation of anode bubble: volume of fluid method. Light metals, 2014, 783-788.
- Бухбиндер А.И. Исследование циркуляции электролита, возникающей при электролизе расплавленных солей. Труды ЛПИ, 1957, (118), 115-121,
- Укше Е.А, Полякова Г.В., Медвецкая Г.А. Динамика хлора и магния при электролизе расплавленных хлоридов. Журнал прикладной химии, 1960, (10), 2279-2284.
- Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. Москва: “Энергия”, 1968, 422 с.
- Кирпичев М.В. Теория подобия. Москва: Издательство Академии Наук СССР, 1953, 94 с.
- Санников Р.Х. Теория подобия и моделирования. Планирование инженерного эксперимента. Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2010, 271 с.
- Бриджмэн П.В. Анализ размерностей. Ленинград, Москва: ОНТИ Государственное технико-теоретическое издательство, 1934. 119 с.
- Хантли Г. Анализ размерностей. Москва: “Мир”, 1970. 170 c.
- Ткачева О.В. Низкотемпературный электролиз во фторидных расплавах. Дисс...д-р хим. наук. Екатеринбург, 2013, 245 с.
- Морачевский А.Г. Справочник по расплавленным солям т.1. Ленинград: “Химия”, 1971, 168 c.
- Смирнов М.В., Хохлов В.А., Антонов А.А. Вязкость расплавленных галогенидов щелочных металлов и их бинарных смесей. Москва: “Наука”, 1979, 102 c.
- Морачевский А.Г. Справочник по расплавленным солям. Т. 2. Ленинград: “Химия”, 1972, 160 с.
- Sides P.J. Phenomena and effects of electrolytic gas evolution. Modern aspects of electrochemistry, 1986, 18, 303-355.
- Шестаков В.М., Поляков П.В., Бурнакин В.В. Скорость всплывания одиночных пузырей в расплавленных солях. Теоретические основы химической технологии, 1984, XVIII, (3) 118-126.
- Гегузин Я.Е. Пузыри. М.: Главная редакция физико-математической литературы, 1985, 176 c.
