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Verfahren zum Schützen der Kohle-und Graphitelektroden von elektrischen Öfen
Es sind schon verschiedene Verfahren zum Schützen der Kohleelektroden von elektrischen Öfen vorgeschlagen oder angewandt worden. Insbesondere sind Verfahren bekannt, nach welchen man die Kohleelektroden mit einem elektrolytisch aufgebrachten Bor-oder Siliziumüberzug versieht, mit einem Gemenge aus Metalloxyden und Wasserglas überzieht oder durch Aufspritzen einer feuerfesten Masse schützt. Man hat auch vorgeschlagen, die Kohleelektroden mit Phosphorsäure zu tränken oder zu bestreichen ; dieses letztere Verfahren ist in der Wirkung beschränkt, weil die Phosphorsäure leicht verdampft. Weiterhin ist auch schon das Imprägnieren mit Metallsalzlösungen empfohlen worden.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, nach welchem die Elektroden durch Tränkung in einer Lösung folgender Zusammensetzung gegen Abbrand widerstandsfähig gemacht werden :
EMI1.1
<tb>
<tb> Alkaliborat, <SEP> vorzugsweise
<tb> Borax <SEP> (NaO,. <SEP> 10 <SEP> H2O).... <SEP> 10% <SEP> bis <SEP> zur <SEP> Sättigung
<tb> bei <SEP> Raumtemperatur.
<tb>
Ammonphosphat, <SEP> vorzugsweise
<tb> primär <SEP> oder <SEP> sekundär........ <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> zur <SEP> Sättigung
<tb> bei <SEP> Raumtemperatur.
<tb>
Kolloidales <SEP> organisches <SEP> Bindemittel <SEP> wie <SEP> Gummi <SEP> arabicum, <SEP> 0.3-5 o
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Eine besonders bewährte Zusammensetzung ist :
EMI1.2
<tb>
<tb> Borax <SEP> (Na2B407. <SEP> 10 <SEP> HO)................. <SEP> 25-35 .
<tb> Ammonphosphat <SEP> (NH4) <SEP> 2H. <SEP> PO............ <SEP> 10-20 "
<tb> Gummi <SEP> arabicum, <SEP> konzentr. <SEP> wässerige
<tb> Lösung <SEP> (50-60 o <SEP> Gummi <SEP> arabicum,
<tb> 40-500 <SEP> H2O).............................. <SEP> 1-3" < ,
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Das Alkaliborat kann durch Ammoniumborat, und das Ammonphosphat durch Alkaliphosphat in solcher Menge ersetzt werden, dass sich durch doppelte Umsetzung eine der im vorstehenden angegebenen Zusammensetzungen einstellt.
Die Elektroden werden mit Hilfe dieser Lösung getränkt und hierauf getrocknet.
Da die Salze, welche in der Imprägnierlösung enthalten sind, hygroskopisch sind, ist es ratsam, die Tränkung und Trocknung erst kurz vor dem Einsetzen der Elektroden in den Ofen vorzunehmen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist anwendbar sowohl auf Elektroden, die aus amorphem Kohlenstoff bestehen, wie auch auf Graphitelektroden ; es hat sich als wirksamer gezeigt als die bekannten Verfahren.
Ausser der Anwendung für die Elektroden, die in den Öfen zur Herstellung des Aluminiums gebraucht werden, hat das Verfahren sich als besonders wertvoll zum Schützen der negativen Elektroden von Aluminium-Raffinations-Öfen erwiesen, die nach dem Dreischichtenverfahren arbeiten, wie es im Schweizer Patent Nr. 188371 beschrieben ist.
Üblicherweise werden für die negative Stromzuführung bei der Dreischichten-Aluminium- Raffinations-Elektrolyse Graphitelektroden benützt, die mit der oberen Schicht, d. h. mit der abgeschiedenen Schicht auf raffiniertem Aluminium, in unmittelbarer leitender Verbindung stehen. Im Gegensatz zu den bei den üblichen Aluminium-Elektrolyse-Öfen alsAnoden dienenden Elektroden nehmen diese Elektroden am Raffinationsvorgang chemisch nicht teil. Bekanntlich dienen die Anoden bei der elektrolytischen Herstellung von Aluminium im Schmelzfluss nicht nur als Stromzuleitungen ; sie nehmen vielmehr chemisch an der Reaktion teil, indem sich ihr Kohlenstoff mit dem entwickelten Sauerstoff verbindet. Da an den kathodischen Stromzuführungselektroden bei der Aluminiumraffination kein solcher Vorgang stattfindet, werden diese theoretisch nicht verbraucht.
An den nicht in das flüssige Metall eintauchenden Stellen der Elektroden tritt in der Praxis, hauptsächlich in der Nähe des Metallspiegels, infolge der Einwirkung des Luftsauerstoffes trotzdem ein Verlust auf, dessen Grösse von der angewandten Betriebstemperatur und von der Güte der Elektrodenmasse abhängt. Arbeitet man z. B. mit hochreinen Graphitelektroden bei 740 Badtemperatur, so liegt dieser Verlust in der Grössenordnung von 10 bis 15 glkg raffinierten Aluminiums. Bei billigeren, weniger guten Elektrodenmassen ist der Verlust grösser.
Bei der Aluminium-Raffinations-Elektrolyse nach dem Dreischichtenverfahren hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Tränkung von Zeit zu Zeit, z. B. alle drei Wochen, zu wiederholen. Es ist zu empfehlen, die neue Tränkung dann vorzunehmen, wenn eine Elektrode bis zu einer Ent-
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mit einer Lösung tränkt, die aus 10 %, bis zur
Sättigung bei Raumtemperatur, Alkaliborat (wie z. B. Borax), 5 %, bis zur Sättigung bei Raum- temperatur, Ammoniumphosphat, insbesondere primärem oder sekundärem, 0-3 bis 5 % eines kolloidalen organischen Bindemittels und Rest
Wasser besteht, und dann trocknet.