Сибирский федеральный университет

Перевод названия: Investigation of Bubble Behaviour at Cryolite Melt - Alumina Slurry Electrolysis

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Идентификатор DOI: 10.17516/1999-494X-2016-9-6-854-871

Ключевые слова: dimension analysis method, similarity criteria, high temperature slurry electrolysis, ?uid physics in non-Newtonian ?uids, Inert anodes, Low temperature electrolysis, Aluminium production, Метод анализа размерностей, критерии подобия, электролиз высокотемпературных суспензий, газогидродинамика в неньютоновских жидкостях, инертные аноды, низкотемпературный электролиз, получение алюминия

Аннотация: 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. Physical modeling of oxygen bubbles generated on the inert anode as a result of electrochemical evolution at cryolite melt - alumina slurry electrolysis movement, growth and evacuation results are presented in the paper. Similarity criteria are calculated, experiments are performed on two types of cell: for three phase ?ow at vertical electrode observation from front and side views. The behaviour of bubbles in slurry was recorded. For the model, an 20 % aqueous solution of sulfuric acid with 30 vol. % of alumina was used. Current density range was 0.05 to 0.25 A/cm 2 . Bubble behavior information allows estimating the ability of effective gas evacuation from the inter-electrode space during slurry electrolysis. The highest bubbles vertical speed (2.5 cm/s) was reached at 15 to 20 cm depth from the electrolyte - atmosphere border, after which the speed was reduced. Bubble layer thickness does not exceed 2.2 mm. Bubble’s average growth rate was 2.68 mm 3 /s.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Выпуск журнала: Т. 9, № 6

Номера страниц: 854-871

ISSN журнала: 1999494X

Место издания: Красноярск

Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет

• Ясинский А.С. (Сибирский федеральный университет)
• Поляков П.В. (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК