Презентация_ЭЛЕТРОЛИЗ_Петров Н.Н._МЦ 110-25

1. Тайшетский промышленно-технологический техникум

ЭЛЕКТРОЛИЗ
ПРОВОДНИКИ ПЕРВОГО РОДА (примеры).
ТИПЫ КАТОДНЫХ УСТРОЙСТВ
Студент 1 курса группы МЦ 110-25 заочного
отделения Петров Николай Николаевич
Преподаватель : Мандрикова Наталья
Александровна
Тайшет, 2026

2. Электролиты

ЭЛЕКТРОЛИТЫ-вещества, обладающие ионной
проводимостью; их называют проводниками
второго рода – прохождение тока через них
сопровождается переносом вещества. К
электролитам относятся расплавы солей,
оксидов или гидроксидов, а также (что
встречается значительно чаще) растворы солей,
кислот или оснований в полярных
растворителях, например в воде.

3. Классификация проводников

Проводник — вещество, среда, материал, хорошо
проводящие электрический ток вследствие наличия свободных носителей
заряда.
Проводниками называют также части электрических цепей —
соединительные провода, металлические шины и др.
Проводники делятся на:
проводники первого рода — проводники с электронной проводимостью.
проводники второго рода — проводники с ионной проводимостью
(электролиты).
Среди наиболее распространённых твёрдых проводников
известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример
проводящих жидкостей при нормальных условиях — ртуть, электролиты, при
высоких температурах — расплавы металлов. Пример проводящих газов —
ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества, при нормальных
условиях являющиеся изоляторами, при внешних воздействиях могут
переходить в проводящее состояние, а именно
проводимость полупроводников может си

4.

5. Проводники первого рода

Проводники первого рода — это
проводники, в которых носителями
зарядов (электрического тока)
являются электроны. Такая
проводимость называется электронной
или металлической.

6. Проводники первого рода

7. Проводник первого рода

8. Катоды и аноды

9. Ток в растворах и сплавах

10.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается
выделением веществ на электродах. Это явление получило название
электролиза.
Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение
ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные
ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы
– к положительному электроду (аноду).
Отрицательные ионы
Положительные ионы

11.

12. ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЫ

Процесс перехода электрической
энергии в химическую осуществляется
в электролизере.
При электролизе катод заряжен
отрицательно, а анод – положительно.
Катод соединяется с отрицательным
полюсом источника электрического
тока, а анод подключается к его
положительному полюсу.

13. Электролизеры

14. Катодное устройство

Катодное устройство — ключевой элемент
электролизера, который обеспечивает
условия для протекания процесса
электролиза в криолитоглинозёмном
расплаве. Оно определяет срок службы
электролизера, эффективность
технологического процесса, а также
токораспределение в подине и
токопередачу.

15. Электролитическая ванна

16. Основные элементы катодного устройства

Катодный кожух. Может быть металлическим или железобетонным.
По устройству катодного кожуха различают два вида катодного
устройства: с металлическим или железобетонным днищем и без
днища.
Футеровка. Состоит из углеродистой, огнеупорной и
теплоизоляционной частей, каждая из которых выполняет
определённую роль. От качества футеровки в решающей степени
зависит срок службы ванны.
Подовые блоки с катодными стержнями. В них вмонтированы
токоотводящие элементы, которые проводят электрический ток от
расплава алюминия к катодной ошиновке.
Огнеупорная футеровка. Расположена под подовыми блоками.
Боковая футеровка. Расположена в пространстве между подовыми
блоками и стенками кожуха.
Теплоизоляционные материалы. Используются для снижения
теплопотерь.

17.

18. Виды конструкций

По конструкции углеродной футеровки промышленные
электролизеры можно разделить на три группы:
Монолитные катоды. Создавались путём набойки шахты
пластичной подовой массой. В настоящее время не находят
широкого применения из-за низкого качества подины и выделения
большого количества смолистых соединений при обжиге.
Катоды из обожжённых блоков с набивными межблочными
швами. Наиболее отработанный и широко применяемый в
алюминиевой промышленности России тип подины. Межблочные
швы — слабое место подины, и их качество во многом определяет
срок службы электролизера.
Склеенные полумонолитные катоды из обожжённых и
механически обработанных блоков. Наиболее совершенный (и
самый дорогой) тип катода, который обеспечивает длинный срок
службы электролизера. Однако этот тип подины пока не нашёл
широкого применения из-за высокой стоимости блоков и сложности
монтажа.

19. Электролитическая ячейка

20. Особенности эксплуатации

Катодное устройство постоянно находится в условиях
электролиза и подвергается химическому воздействию
реагентов процесса.
Срок службы катодного устройства в значительной степени
зависит от способа обжига, метода пуска и качества
эксплуатации электролизера.
В процессе эксплуатации угольные блоки пропитываются
фторсолями и увеличиваются в линейных размерах.
Существуют различные патенты, описывающие
усовершенствования конструкций катодных устройств,
например, с использованием самотвердеющих жаропрочных
материалов, комбинированных огнеупорных вставок или
наклонных подовых блоков.

21. Иллюстрация процесса

22. Основные типы катодных устройств

По конструкции катодного кожуха:
с металлическим или железобетонным
днищем;
без днища.

23. Основные типы катодных устройств

По типу футеровки (в алюминиевых
электролизерах):
Монолитные катоды — создавались путём набойки
шахты пластичной подовой массы. В настоящее время
не применяются из-за низкого качества подины и
выделения смолистых соединений при обжиге.
Катоды из обожжённых блоков с набивными
межблочными швами — наиболее распространённый
тип, широко применяемый в алюминиевой
промышленности России.
Склеенные полумонолитные катоды из обожжённых и
механически обработанных блоков — наиболее
совершенный, но дорогой тип, который пока не получил
широкого распространения из-за высокой стоимости и
сложности монтажа.

24. Основные типы катодных устройств

По материалу катодных блоков (в некоторых
конструкциях):
Графитированные блоки — изготавливаются из
углеродистых материалов и подвергаются
термообработке до 3000 °C с образованием графитового
материала.
Полуграфитированные блоки — состоят из тех же
материалов, но термообработаны до 2300 °C.
Полуграфитовые блоки — изготавливаются из
графитированного наполнителя и кокса, прокалённого до
1200 °C.
Блоки из аморфного углерода — из
неграфитированного материала или материала с
частично графитированным наполнителем,
прокалённого до 1200 °C.

25. Заключительная схема