電解槽的關閉和啟動方法
2023-09-21 07:15:50 1
專利名稱：電解槽的關閉和啟動方法
技術領域：
技術領域涉及鋁熔爐的受控的關閉和啟動方法，以及更特別地，涉及無需去除陽極的電解槽(electrolytic cell)的關閉方法。
背景技術：
鋁電解廠可以在工作超過五到八年的時間後被關閉以便對電解槽進行例行的重裝襯裡。在用於重裝襯裡的關閉維護期間，最大量的金屬以及常常漿液被從電解槽中虹吸出並且使槽冷卻。在電解槽電源被關斷之後陽極通常被升高以減少鈉汙染。隨後使用比如手提鑽的工具將凝固的電解質、氧化鋁罩、耐熱襯裡、以及陰極挖出到電解槽外，並且將可回收的任何陽極移除以進行清潔處理，這是需要大量勞動的過程。 如果電解廠由於勞資衝突、電能限制或者經濟衰退而被關閉，通常期望關閉電解槽而保持電解槽完好，除非電解槽已經計劃重裝襯裡。在意外的臨時性關閉中，例如，因為電氣故障或者事故，保持電解槽在「睡眠模式」是可能的，該「睡眠模式」在電解槽中施加低的能量並且通過降低陽極直到陽極浸入液體金屬中來實現。在啟動後，通過將陽極提升靠近金屬表面可以產生足夠的熱量，以便逐漸地加熱金屬並且足以將液體漿液傾注到電解槽中。這種過程可能是危險的，要求持續的監控，並且如果該關閉由於在停止期間的能量消耗以及當金屬溫度低於800°C時難以升高陽極梁而具有延長的持續時間，那麼這種過程是不具有成本效益的。在完成傳統的停止之後的正常重新啟動方法要求電解質、陽極、以及氧化鋁罩被移除以暴露凝固金屬表面。通常大約20%的老舊陽極被廢棄而良好的陽極被清洗並且放回電解槽中以用於重新啟用。在預加熱陰極以最小化由於水分引起的爆炸風險之後，加入來自於所謂的「供給電解槽(donor cell)」的熔融電解質以將陰極覆蓋到足以使陽極淹沒在電解質中的深度。隨著電力增大，陽極被升高到遠離陰極一預定陽極-陰極距離處。
發明內容
因此，本發明的一些實施方式的目的是解決前面提到的問題，以及提供用於電解槽的受控的關閉和啟動方法，該方法相對快速地且以相對較低的關聯成本來恢復正常的工作。根據一個通常的方面，提供了用於關閉用於產生鋁的工作電解槽的方法，電解槽具有陰極塊；一定深度的覆蓋陰極塊的熔融鋁層；以及一定深度的覆蓋熔融鋁層的熔融電解漿液；多個陽極，設置為豎直運動進入和離開電解槽以改變陽極-陰極距離，該陽極-陰極距離將陽極的底表面與熔融鋁層的頂表面分離；電解電力，施加至陽極以減少被供應到電解槽中的氧化鋁並且在陰極塊上產生鋁金屬。該方法包括a)將陽極從工作位置逐漸地向下移動到冷卻位置，在所述工作位置陽極的底表面浸入電解漿液中，在所述冷卻位置所述底表面浸入熔融鋁層中；b)使電解槽冷卻並且在短距離上周期性地上下移動陽極，以破壞在冷卻步驟期間形成在電解槽的周邊處的凝固電解眾液的周邊結殼(crust) ；c)在電解漿液完全凝固成粘聚團塊之後，升高陽極以在凝固的電解漿液的底表面與熔融鋁層的頂表面之間形成空間；以及d)使電解槽冷卻直到鋁層凝固。在一個實施方式中，在步驟a)之後將到電解槽的電解電力切斷。在另一個實施方式中，步驟a)被切斷到電解槽的電力的一個小時內執行。在一個實施方式中，在步驟a)中，在15至20分鐘的時間內將陽極在6與7釐米之間的距離上向下移動。在一個實施方式中，形成至少一個灌注孔並且將所述至少一個灌注孔保持在凝固電解漿液中。在一個實施方式中，在步驟b)中，陽極每小時一次地向上移動達I. 5釐米的高度以及向下移動達I. 5釐米的高度。一個特別的實施方式中，陽極被在大約I至5分鐘內向上和向下移動。 在一個實施方式中，在熔融鋁層已經達到825 °C的溫度之後執行步驟c )。根據另一個一般性的方面，提供了重新啟動如前文描述的一樣關閉的電解槽的方法。重新啟動電解槽的方法包括將熔融電解漿液加入到電解槽並且進入限定在凝固電解漿液與凝固鋁層之間的空間內；在將熔融電解漿液加入到電解槽之後，施加電解電力到電解槽；然後，將額外的熔融電解漿液加入到電解槽並且同時升高陽極直到陽極-陰極距離在17與20釐米之間。在一個實施方式中，額外的熔融電解漿液在被加入到電解槽之前被過度加熱到電解漿液的液相線溫度之上。在一個實施方式中，陽極-陰極距離保持在17至20釐米之間直到先前凝固的鋁層金屬已經完全熔化；然後從電解槽中虹吸超量的電解漿液並將所述陽極-陰極距離恢復到工作位置。根據另一個一般性的方面，提供了用於關閉用於生產鋁並且具有可豎直移位的陽極的工作電解槽的方法。該方法包括降低陽極直到陽極的底表面浸入電解槽的處於熔融狀態的鋁層中；隨著陽極的底表面浸入鋁層中，使處於熔融狀態的所述鋁層以及電解質漿液冷卻，所述電解質漿液覆蓋鋁層；確定電解質漿液是否凝固，如果電解質漿液凝固，則在鋁層凝固之前升高陽極以在凝固的電解質漿液的底表面以及陽極的底表面與鋁層的頂表面之間形成空間。在一個實施方式中，冷卻步驟還包括周期性地上下移動陽極以破壞在電解槽的周邊處的電解質漿液的周邊結殼。在一個實施方式中，在周期性地上下移動步驟的期間，陽極的底表面保持浸入在鋁層中。在一個實施方式中，在陽極降低步驟之後到電解槽的電解電力被切斷。在另一個實施方式中，陽極降低步驟在切斷到電解槽的電解電力的一個小時內執行。在一個實施方式中，陽極降低步驟包括在至少10分鐘的時間段內將陽極向下移動大約5至7釐米的距離。在一個實施方式中，其中陽極升高步驟在鋁層已經達到低於大約825°C的溫度之後執行。在一個實施方式中，確定步驟還包括監控鋁層的溫度，並且其中陽極升高步驟在鋁層的溫度低於大約825°C之後執行。在一個實施方式中，陽極升高步驟在鋁層達到大約660°C之前執行。根據另一個一般性的方面，提供了用於關閉用於生產鋁的工作電解槽的方法；該方法包括將電解槽的陽極從工作位置向下移動到冷卻位置，在所述工作位置陽極的底表面浸入熔融狀態的電解漿液中，在所述冷卻位置陽極的底表面浸入熔融狀態的鋁層中，鋁層被電解漿液覆蓋；在陽極的底表面保持在鋁層中的情況下，使電解槽冷卻並且周期性地上下移動陽極，以破壞形成在電解槽的周邊處的電解漿液的周邊結殼；監控電解漿液的狀態；在電解漿液已經完全凝固成粘聚團塊之後，升高陽極以在固體狀態的電解漿液的底表面與熔融狀態的鋁層的頂表面之間形成空間；以及使電解槽冷卻直到鋁層凝固。在一個實施方式中，在陽極向下移動步驟之後切斷到電解槽的電解電力。在另一 個實施方式中，陽極向下移動步驟在切斷到電解槽的電解電力的一個小時內執行。在一個實施方式中，在陽極升高步驟之後以及在冷卻步驟的期間，陽極的底表面位於鋁層的頂表面的上方。根據又一個一般性的方面，提供了重新啟動用於生產鋁的電解槽的方法，電解槽具有凝固鋁層、在陽極周圍凝固並且通過7至12釐米陽極-陰極距離與鋁層分隔開的電解漿液，所述陽極-陰極距離將陽極的底表面與凝固鋁層的頂表面分離；所述方法包括將熔融電解漿液加入到電解槽中並且進入限定在凝固電解漿液與凝固鋁層之間的空間；在將熔融電解漿液加入到電解槽之後，將電解電力施加到電解槽；然後，將額外的熔融電解漿液加入到電解槽並且同時升高陽極直到陽極-陰極距離在17與20釐米之間。在一個實施方式中，陽極-陰極距離保持在17至20釐米之間直到先前凝固的鋁層金屬已經完全熔化；然後從電解槽中虹吸出超量的電解漿液並且將陽極-陰極距離恢復到工作位置。
圖I是處於正常工作狀態的電解槽的示意性的橫截面圖；圖2是顯示了根據一個實施方式的並且與圖I和圖3至圖6的示意圖對應的電解槽的關閉和啟動方法中的各種步驟的流程圖。圖3是根據一個實施方式的在初始關閉階段的期間圖I的電解槽的示意性橫截面圖；圖4是根據一個實施方式的在關閉冷卻階段的期間圖I的電解槽的示意性橫截面圖；圖5是根據一個實施方式的當電解槽關閉已經完成時圖I的電解槽的示意性橫截面圖；以及圖6是根據一個實施方式的在電解槽啟動的期間圖I的電解槽的示意性橫截面圖。將注意到，在所有附圖中，同樣的特徵用同樣的參考標號表示。
具體實施例方式參見圖1，顯示了用於鋁生產的電解槽20。電解槽20具有外部殼體22，所述外部殼體容納位於電解槽20的下部中的內襯裡24和陰極塊26。陽極28被顯示具有浸入熔融電解漿液30中的下部部分44，所述熔融電解漿液置於熔融鋁金屬層32之上。熔融鋁層覆蓋陰極塊26。在一個實施方式中，外部殼體22由比如鋼的金屬製成，內襯裡24通常包括耐熱材料、耐熱襯裡膏和/或凝固漿液的塊，陰極塊26是碳熱還原(carbothermic)陰極塊，以及陽極28由含碳材料製成。電解漿液30是冰晶石基的並且包括溶解的氧化鋁(alumina)。薄的、固態的電解質和氧化鋁基外殼34通常形成頂層，覆蓋電解漿液30，並且環繞陽極28。鋁層32常常會具有在12至20釐米(12-20cm)之間變化的深度，並且電解漿液30具有典型地在16至19釐米(16-19cm)之間變化的深度。鋁層32的深度隨時間變化。所述鋁層的深度隨著液體金屬在坩堝的底部累積而增加並且當液體金屬被從電解槽20移除時降低。陽極28通過附接裝置38和陽極框架39連接到陽極梁(沒有被顯示出)。陽極框架39適於在電解槽20內降低和升高陽極28。在一個實施方式中，用以在電解槽20內降低和升高陽極28的電力與用於氧化鋁的電解的電力是獨立的，S卩，陽極框架39與提供到電解 槽20的非常高電壓的電力相分離地被供電。電解電力可以被關斷而同時用於移動陽極28的電力可以是起作用的。陽極框架39因此可以保持自由地控制電解槽20中的陽極位置。電解電流流過鋁電解槽20。電流經由陽極梁、陽極框架39和附接裝置38通過陽極28進入電解槽20，並經過電解漿液30和熔融鋁層32。電流然後進入陰極塊26並且通過陰極杆40從電解槽20引出。陰極杆40典型地由鋼製成，並且電導體42附接於所述陰極杆以便為電解電流提供路線。在電解槽工作的期間，電解漿液30和熔融鋁層32被容納在包括內襯裡24和陰極塊26的坩堝內。在正常工作的期間，陽極28的下方部分44浸入電解漿液30中，如被顯示在圖I中的那樣，而不與熔融鋁層32接觸。在電解的期間產生的金屬鋁在坩堝的底部累積，並且在熔融鋁層32與熔融電解漿液30之間建立起相對清晰的界面。陽極28浸入以穿入漿液30中，並且在陽極28的底表面46與鋁層32的頂表面48之間保持大約4釐米(4cm)的近似的陽極-陰極距離「d」，即，在陽極28的底表面46與鋁層32和電解漿液30之間的界面之間的距離。可以理解，在替換的實施方式中，陽極-陰極距離「d」的範圍可以在3到4釐米(3_4cm)之間。現在參見圖2，用於關閉和啟動電解槽20的方法的一個實施方式的各種步驟被顯示在流程圖中。更特別地，左邊的流程圖顯示了用於關閉電解槽20的步驟，而右邊的流程圖顯示了用於在電解槽關閉後啟動電解槽20的步驟。電解槽的關閉可以是根據計劃的或者可以是非計劃中的，比如在電力故障的期間。框60表示電解槽20在正常工作中，其中電極28浸入以穿入電解漿液30中並且保持大約4釐米(4cm)的陽極-陰極距離「d」。在針對關閉的準備工作中，陽極28逐漸降低穿過漿液30以使得所述陽極的下方部分44浸入鋁層32中，如圖3中所示的以及在框62中表達的。典型地，陽極28將在15到20分鐘的期間內降低到大約六(6)釐米的距離。陽極28逐漸地降低以減少漿液溢出。在根據計劃的停止的情況下，眾液將趨向於溢出低於側邊(sidewalk)的最小陽極根部(butt)的外殼，幾個孔可以被形成在最小根部的周圍。陽極28下降進入液體金屬32的速率被控制為，趨向於使任何移位的液體漿液30流出頂部外殼34，從而使溢出側邊的任何漿液最少。降低的速度與在側邊下方觀察到的自由空間有關。在降低步驟之後，陽極28可以部分地浸沒入鋁金屬中達4至9釐米(4-9cm)，因為陽極28使鋁金屬32移位並且鋁金屬32的水平高度增加。因此，在步驟62之後，陽極28的底表面46位於鋁層32的頂表面48下方大約4至9釐米(4-9cm)之間的位置處，即，在在鋁層32與電解漿液30之間的界面下方4至9釐米(4-9cm)的位置處。在根據計劃的關閉中，步驟62可以執行而同時電解槽電力仍然接通。在非計劃的關閉中，步驟62應當在電解漿液30和鋁金屬32的溫度仍然相對較高的同時儘快執行。例如，步驟62可以在電解槽電力切斷的大約一個小時內執行。如果步驟62沒有在電解槽電力切斷後足夠早地執行，則電解漿液30可能變得過於粘性並且陽極28的浸沒下方部分44可能粘帶電解漿液30，這可能妨礙後續的啟動步驟，這將在下文中更詳細地描述。通過在電解漿液30仍然基本上是流體的同時將陽極28浸入金屬層32中，可以將基本上清潔的陽極 表面浸沒入金屬層32中。在步驟62之後，在根據計劃的關閉中，到電解槽20的電解電力被切斷。一旦切斷了到電解槽20的電力，就使電解槽20冷卻，如框64中所示的。電解漿液具有比鋁金屬更高的熔點。因此，在冷卻步驟64的期間，電解漿液30和金屬層32冷卻直到全部漿液30從頂部向下凝固而形成粘聚團塊。冷卻和凝固過程可能花費一天。在圖4中所示的冷卻步驟的期間，陽極28每小時向上移動大約I. 5釐米然後向下移動大約I. 5釐米，如被顯示在框66中的那樣。可以理解，陽極28可以向上並向下移動到達大約I. 5釐米的高度。例如，陽極每小時向上然後向下移動。可以理解，陽極28可以在I至5分鐘內向上和向下移動。如前文提到的一樣，陽極框架39與提供到電解槽20的非常高電壓的電源相分離地供電，因此保持自由地控制電解槽20中的陽極位置。陽極28的前後(或者上下)運動和緩地破壞形成在電解槽周邊上的冷凝電解質外殼，即，在所述外殼中形成裂紋。陽極28的上下運動破壞了電解質外殼30與電解槽20的內襯裡24之間的結合。在陽極28的前後運動的期間，陽極28的底表面46保持在鋁層32的頂表面48的下方，即，在鋁層32與電解質漿液30之間的界面的下方。陽極28的前後運動不是猛烈的運動並且電解漿液30仍然在陽極28周圍冷凝。灌注孔50在電解槽20的一個端部處形成並且保持在冷凝的電解漿液30中，在啟動時可以將來自於供給槽的熔融漿液通過所述灌注孔加入到電解槽20中。在漿液冷卻的期間灌注孔保持打開並具有足夠的寬度以灌注用於最終的啟動的液體漿液。這個活動將在下文中參考圖6進行更詳細地解釋說明。可以理解可以在冷凝的電解漿液30中形成第二孔以便在重新啟動的期間從坩堝的另一端看見液體漿液。在冷卻步驟的期間，監控熔融金屬32的溫度，如被顯示在判斷框68中的那樣，並且當熔融金屬已經冷卻到大約825°C時，具有大約900°C的熔點的電解漿液30將已經完全凝固。可以理解電解漿液30可以在825°C左右的溫度凝固。例如，判斷框68中的溫度可以在800與830之間的範圍內。早在鋁金屬在大約660°C處凝固之前，就提昇陽極框架39以將陽極28升高大約10至12釐米(10-12cm)的高度，如顯示在框70中的那樣，從而形成從冷凝的電解漿液30的底表面54延伸到金屬層32的頂表面48的空間52。因此，在清潔的陽極28的底表面46與金屬層32的頂表面48之間存在一空間，如在圖5中所不的那樣。因為金屬層32仍然是液體，所以陽極28將乾淨地提升出金屬之外並且提供用於能實現啟動的導電錶面。金屬層32的頂表面48將同樣地是乾淨的並且沒有任何固態漿液，因為所有電解質材料將冷凝為陽極28之間的粘聚團塊30。也將理解，隨著陽極28被收回金屬的水平高度將降低，從而增加熔融金屬32的水平高度與凝固漿液30之間的間距。乾淨的陽極28的底表面46與金屬層32的頂表面48分隔開。最後，使金屬32冷卻，如被在框72中所示的那樣，直到所述金屬也已經冷凝。一旦金屬溫度已經達到大約660°C，如被顯示在判斷框74中的那樣，鋁層32完全冷凝並且關閉完成，如顯示在框76中的那樣。為了安全的原因，採取預防措施以保證在關閉過程的期間在任何步驟均沒有水汙染物進入電解槽20。在金屬凝固的期間，陽極28的底表面46與金屬層32的頂表面48之間的距離由於金屬收縮而增加。因此，在陽極28的底表面46位於冷凝鋁層32上方大約9釐米(9cm)的情況下， 電解槽20關閉，如顯示在框78中的那樣。可以理解，陽極28的底表面46與金屬層32的頂表面48的距離可以大約在8至10釐米(7-12cm)之間的範圍內。在啟動之前，加熱供給槽以將電解漿液過度加熱到電解漿液的液相線之上大約20到40度(20°至40° )。過熱的液體漿液56被向下灌注到預先形成的灌注孔50中以填充關閉的電解槽的空間52 (圖5中所示)，如被顯示在框80中的那樣，以便保證陽極28的延伸穿過冷凝的電解漿液30的下方部分完全地浸溼。使過熱的液體漿液56在灌注孔50中上升並且在電解槽20的周邊上的耐熱襯裡24上方上升到這樣的高度，在該高度處足以淹沒陽極28七至十釐米(7-lOcm)並且填充冷凝金屬32的頂表面48與冷凝漿液30之間的空間52。如前文提到的一樣，在啟動過程中，初始的陽極-陰極距離「d」如圖6中所示的那樣與關閉期間的陽極-陰極距離對應，並且在非限制性的實施方式中，所述初始的陽極-陰極距離大約在7與12釐米(7和12cm)之間，以及在一個特別的實施方式中，為9釐米(9cm)。然後，如框82中所示的那樣，隨後使用儘可能低的電壓將電力施加到電解槽20，在一個實施方式中，該電壓不超過50伏。在電解電力恢復之後，將額外的液體漿液灌注在電解槽20中，並且陽極28同時上升，這通過保持基本上相似的浸入直到陽極-陰極距離「d」在17至20釐米(17-20cm)之間。典型地，必須對6至12個供給槽預加熱以提供足夠的過熱的漿液56，以便啟動新的電解槽20。在啟動所需要的液體過熱漿液56的體積將顯著地變化的同時，典型的電解槽20可能需要(10至20)噸的液體過熱漿液56以增加熔融電解質的深度，直到陽極-陰極距離「d」達到17至20釐米(17-20cm)，如在框84中所示的那樣。在傳統的重新啟動過程中，陽極-陰極距離典型地在7與12釐米(7至12cm)之間。增加用於重新啟動過程的陽極-陰極距離是安全預防措施，以避免位於陰極的表面處的熔融金屬噴射到電解槽20之夕卜。金屬噴射可能傷害在附近的任何操作者。在電解槽中的金屬完全地重新熔化之前，應當避免送進任何氧化鋁，因為氧化鋁可能另外引起在冷凝金屬墊上產生不期望的硬沉積物。隨著電解槽20加熱，先前冷凝的金屬墊32變成熔融的(如判斷框86中所示的那樣)，並且超量的漿液可以被虹吸出(如框88中所示的那樣)，用以啟動其他的電解槽。隨著啟動進行，陽極陰極距離「d」恢復到大約3至4釐米(3至4cm)，如框90中所示的那樣，從而恢復正常的工作條件，如圖I和框92中所示的那樣。將可以理解在這裡描述的過程提供了使電解槽以更加有效、經濟和安全的方式啟動的關閉方法。經濟的一個主要原因是省去了與通常移除和再修整陽極相關聯的時間和勞動。此外，不存在涉及從電解槽中移除任何漿液的勞動，並且遺留在電解槽中的金屬不需要用於啟動的任何表面預先準備。相應地，因為存在較少的幹涉，對已有電解槽的結構的物理損害是有限的，並且對於更快地和成功地啟動的前景可以被極大地提高。適宜地，還可以提供更安全的工作過程供，從而導致與電解槽啟動相關聯的成本顯著降低。前文描述的本發明的實施方式是僅僅示例性的。例如，可以理解，電解質漿液和鋁層溫度以及用於各個步驟中的陽極-陰極距離可以與前文描述 的不同。因此，本發明的範圍旨在僅僅由所附權利要求的範圍限制。
權利要求
1.一種用於關閉用於生產鋁的工作電解槽的方法，所述電解槽具有陰極塊；覆蓋所述陰極塊的一定深度的熔融鋁層；以及覆蓋所述熔融鋁層的一定深度的熔融電解漿液；多個陽極，設置為豎直地運動進入和離開所述電解槽以改變陽極-陰極距離，所述陽極-陰極距離將所述陽極的底表面與所述熔融鋁層的頂表面分離；電解電力，施加至所述陽極以減少被供應給所述電解槽的氧化鋁並且在所述陰極塊上產生鋁金屬，所述方法包括 a)將所述陽極從工作位置逐漸地向下移動到冷卻位置，在所述工作位置所述陽極的底表面浸入所述電解漿液中，在所述冷卻位置所述底表面浸入所述熔融鋁層中； b)使所述電解槽冷卻，並且在短的距離上周期性地上下移動所述陽極以破壞在所述冷卻步驟期間形成在所述電解槽的周邊處的凝固電解漿液的周邊結殼； c)在所述電解漿液完全凝固成粘聚團塊之後，升高所述陽極以在所述凝固電解漿液的底表面與熔融鋁層的頂表面之間形成空間；以及 d)使所述電解槽冷卻直到所述鋁層凝固。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，在步驟a)之後切斷到所述電解槽的所述電解電力。
3.根據權利要求I和2中的一項所述的方法，其中，在切斷到所述電解槽的電力的一個小時內執行步驟a)。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的方法，其中，在步驟a)中，所述陽極在15至20分鐘的時間內在6與7釐米之間的距離上向下移動。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的方法，還包括在所述凝固電解漿液中形成和保持至少一個灌注孔。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的方法，其中，在步驟b)中，所述陽極每小時一次地向上移動達I. 5釐米的高度並且向下移動達I. 5釐米的高度。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述陽極在大約I至5分鐘內向上和向下移動。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的方法，其中，在所述熔融鋁層已經達到825°C的溫度之後執行步驟C)。
9.一種重新啟動根據權利要求I關閉的電解槽的方法，還包括 將熔融電解漿液加入到所述電解槽中並且讓所述熔融電解漿液進入限定在所述凝固電解漿液與所述凝固鋁層之間的空間內； 在將熔融電解漿液加入到所述電解槽之後，將電解電力施加至所述電解槽； 然後，將額外的熔融電解漿液加入到所述電解槽中，並且同時升高所述陽極直到所述陽極-陰極距離在17與20釐米之間。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述額外的熔融電解漿液在被加入到所述電解槽之前被過度加熱到所述電解漿液的液相線溫度之上。
11.根據權利要求9和10中的一項所述的方法，還包括將所述陽極-陰極距離保持在17至20釐米之間直到先前的凝固鋁層金屬已經完全熔化；然後從所述電解槽中虹吸超量的電解漿液並且將所述陽極-陰極距離恢復到所述工作位置。
12.一種用於關閉用於生產鋁並且具有能豎直移位的陽極的工作電解槽的方法，所述方法包括 降低所述陽極，直到所述陽極的底表面浸入所述電解槽的處於熔融狀態下的鋁層中；在所述陽極的底表面浸入所述鋁層中的情況下，使熔融狀態下的所述鋁層以及電解質漿液冷卻，所述電解質漿液覆蓋所述鋁層； 確定所述電解質漿液是否凝固； 如果所述電解質漿液凝固，則在所述鋁層凝固之前升高所述陽極，以在所述凝固電解質漿液的底表面以及所述陽極的底表面與所述鋁層的頂表面之間形成空間。
13.根據權利要求12中所述的方法，其中，冷卻步驟還包括周期性地上下移動所述陽極以破壞在所述電解槽的周邊處的所述電解質漿液的周邊結殼。
14.根據權利要求13中所述的方法，其中，在周期性地上下移動步驟的期間，所述陽極的底表面保持浸入所述鋁層中。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的方法，還包括在降低所述陽極之後切斷到所述電解槽的電解電力。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，在切斷到所述電解槽的電解電力的一個小時內執行降低所述陽極。
17.根據權利要求12至16中任一項所述的方法，其中，降低所述陽極包括在至少10分鐘的時間內將所述陽極向下移動大約5至7釐米的距離。
18.根據權利要求12至17中任一項所述的方法，其中，在所述鋁層已經達到低於大約825°C的溫度之後執行升高所述陽極。
19.根據權利要求12至18中任一項所述的方法，其中，確定所述電解質漿液是否凝固還包括監控所述鋁層的溫度，並且其中在所述鋁層的溫度低於大約825°C之後執行升高所述陽極。
20.根據權利要求12至19中任一項所述的方法，其中，在所述鋁層達到大約660°C之前執行升高所述陽極。
21.一種用於關閉用於生產鋁的工作電解槽的方法；所述方法包括 將所述電解槽的陽極從工作位置向下移動到冷卻位置，在所述工作位置所述陽極的底表面浸入處於熔融狀態的電解漿液中，在所述冷卻位置所述陽極的底表面浸入處於熔融狀態的鋁層中，所述鋁層被所述電解漿液覆蓋； 使所述電解槽冷卻，並且在所述陽極的底表面保持在所述鋁層中的情況下周期性地上下移動所述陽極，以破壞形成在所述電解槽的周邊處的所述電解漿液的周邊結殼； 監控所述電解漿液的狀態； 在所述電解漿液已經完全凝固成粘聚團塊之後，升高所述陽極以在處於固體狀態的所述電解漿液的底表面與處於所述熔融狀態的所述鋁層的頂表面之間形成空間；以及 使所述電解槽冷卻直到所述鋁層凝固。
22.根據權利要求21所述的方法，還包括在向下移動所述陽極之後切斷到所述電解槽的電解電力。
23.根據權利要求22所述的方法，其中，在切斷到所述電解槽的電解電力的一個小時內執行向下移動所述陽極。
24.根據權利要求21至23中任一項所述的方法，其中，在升高所述陽極之後以及在冷卻所述電解槽的期間，所述陽極的底表面位於所述鋁層的頂表面的上方。
25.一種重新啟動用於生產鋁的電解槽的方法，所述電解槽具有凝固鋁層、在陽極周圍凝固並且通過7至12釐米的陽極-陰極距離與所述鋁層分隔開的電解漿液，所述陽極-陰極距離將所述陽極的底表面與所述凝固鋁層的頂表面分離；所述方法包括 將熔融電解漿液加入到所述電解槽中並且使所述熔融電解漿液進入限定在所述凝固電解漿液與所述凝固鋁層之間的空間內； 在將熔融電解漿液加入到所述電解槽之後，將電解電力施加至所述電解槽； 然後，將額外的熔融電解漿液加入到所述電解槽，並且同時升高所述陽極直到所述陽極-陰極距離在17與20釐米之間。
26.根據權利要求25所述的方法，還包括將所述陽極-陰極距離保持在17至20釐米之間直到先前的凝固鋁層金屬已經完全熔化；然後從所述電解槽虹吸超量的電解漿液並且將所述陽極-陰極距離恢復到工作位置。
全文摘要
關閉工作中的用於鋁的生產的電解槽的方法被描述。該方法包括降低陽極直到陽極的下部被浸入鋁層中；使鋁層和電解質漿液冷卻同時陽極的下部被浸入在鋁層中；確定電解質漿液是否凝固，並且如果電解質漿液凝固，在鋁層凝固之前升高陽極以在凝固的電解質漿液和陽極與鋁層之間形成空間。
文檔編號C25C3/20GK102753731SQ201080059292
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月17日 優先權日2009年12月22日
發明者羅伯特·卡尤埃特, 雅克·福爾丁, 馬丁·布沙爾 申請人:力拓加鋁國際有限公司