175438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kriolitolvadékokban oldott alumíniumoxid koncentrációjának mérésére
5 175438 6 tettük - nem szükséges külön áramláscsökkentő burkolattal ellátni. A 2. ábrán látható, hogy a mérőelektróda rendszer árammérő és tároló egységhez van csatlakoztatva. Az árammérővel összekapcsolt tároló egység az áramcsűcs értékét tárolja a mérés során. A berendezésben levő kompenzáló egység az áram csúcsértékét az aktuális elektrolit-hőmérsékletre kompenzálja. Ehhez Ni-CrN: thermoelemmel ellátott hőmérsékletmérő egység van a kompenzáló egységhez csatlakoztatva. A lineáris programozó és a programozható feszültségstabilizátor biztosítja a méréshez szükséges feszültséget, ill. annak az idő függvényében történő egyenletes változtatását. A mérési periódusok ismétlődését ugyancsak a lineáris programozó egység biztosítja. A találmány szerinti berendezéssel a mérést a következőképpen végezzük. A mérőrendszerbe kapcsolt elektródákat az elektrolizáló kád ún. hosszú oldalának közepénél helyezzük az elektrolitba, célszerűen 5 cm-es merülési mélységgel. Az alumíniumelektrolízisnél alkalmazott Söderberg-cellánál az elektródarendszert az anódköpenyre, blokk-anódoknál a blokksorok között lehet szigeteken elhelyezni. Az elektródarendszert célszerűen mérés előtt előmelegítjük, így behelyezés után 1-1,5 perc alatt az elektródarendszer hőmérséklete eléri az elektrolit hőmérsékletét. Ez különösen azért fontos, mert az elektródák felületére dermedt elektrolit az eredmények bizonytalanságát okozhatja. A találmány szerinti berendezéssel lehetőség nyílik arra, hogy ellentétes poralitással az „ellenállást” meghatározzuk. Erre akkor van elsősorban szükség, ha jelentős eltérés mutatkozik az alumíniumoxid tartalomban. A külső ellenállás ismerete alapján pontosan érzékelhető a cella ellenállásváltozása. Ha az elektródával egymás után mért értékek növekednek, az az elektródák tönkremenetelét jelzi. Ezt a hatást az említett ellenállásváltozás alapján is nyomon lehet követni. A tönkremenetel oka általában az elektródák geometriai felületének növekedése. Minthogy az elektródákon a nagysebességű polarizáció következtében a grafit fogyása elhanyagolható, két-három elektrolizáló kádon végzett mérés után a geometriai felület ismét regenerálható. Ha a cella ellenállása 1 ohm körüli érték, akkor az elektród mérő állapotban van. Az ellentétes kapcsolóállás után szükséges az áram 0 értékre történő csökkenésének betartása. Ha ez nem történik meg, a felületi koncentráció miatt nem lesznek a mérések reprodukálhatóak. A találmány szerinti megoldás foganatosítása érdekében pontosan meghatároztuk a maximális anódos áramsűrűség és a timföldtartalom közötti összefüggést. Ezt az összefüggést mutatja a 3. ábra. A mérőműszert ennek az ábrának megfelelően kell kalibrálni, és ekkor közvetlenül a timföldtartalom olvasható le. Az elektróda élettartama egy kádon három egymásutáni meghatározást végezve, öt kád mérését teszi lehetővé. Az így elhasznált elektródák geometriai felületének reprodukálása után nyomban ismételten felhasználhatók. A találmány szerinti eljárással és berendezéssel számos mérést végeztünk üzemi körülmények között és azt tapasztaltuk, hogy a mérés rövid idő alatt elvégezhető és jól követhető a kádkezelés és a timföldadagolás során bekövetkező timföldkoncentráció változás. A végzett méréseket összehasonlítottuk az ezzel egyidőben vett mintákon végzett laboratóriumi nedveselemzés értékeivel, és a mért értékeket összehasonlítva jó egyezést találtunk. A vizsgálat eredményeit az alábbi táblázat tartalmazza. A1203 s% műszeres úton meghatározva A12 03 s% nedves elemzés alapján 6,3 6,0 7.2 7,3 2,7 3,3 1,9 2,3 5,0 4,2 2,3 2,7 <2 4,4 4,3 4,7 6,3 6,8 5,2 4.3 3,7 4,3 1,8 2.2 3,5 3.0 3,7 4,3 5,1 4,9 1,6 1,5 A vizsgálat alapján megállapítottuk, hogy az alumíniumoxid tartalomra vonatkozóan l.Osúly'/r-nál nagyobb eltérés nem jelentkezett a találmány szerint meghatározott timföldtartalom és a nedves kémiai analízissel kapott eredmények között. A laboratóriumi analitikai egyenes alapján az anóddeffekt során fellépő áramsűrűség timföldtartalom összefüggéséből közvetlenül két tizedes pontossággal a timföldtartalom old vasható le. A memóriaegység beépítésével hosszú idő - néhány perc - áll rendelkezésre a timföldtartalom leolvasására. A mérés rövid idő aiatt elvégezhető, és jól követhető kádkezelés és a timföldadagolás során bekövetkező timföldkoncentráció változás. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
