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Verfahren zur kontinuierlichen Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse und Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf die Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse.
Sowohl beim Betrieb als auch beim Bau der Öfen für Schmelzflusselektrolyse mit elektrolytischem
Verbrauch (Abbrennen) der Anoden, sind beträchtliche Vorteile zu erzielen, falls es sich ermöglichen lässt, eine Konstanz aller oder zumindest der meisten Betriebsbedingungen zu erreichen. Solche Betriebsbedingungen sind z. B. die Gesamt- und die Teilspannungen, die Stärke und Verteilung des Stromes, der
Elektrodenabstand, die Tiefe und Zusammensetzung des Bades und der aktiven Elektrodenflächen, sowie die Temperatur in den verschiedenen Regionen des Ofens.
Ein Faktor, den es bisher unmöglich war zu stabilisieren, ist die Höhe des Flüssigkeitsspiegels des geschmolzenen Metalles, das sich am Boden der Zelle ansammelt. Ferner wird der normale Betriebszustand des Ofens jedesmal gestört, wenn das Metall periodisch aus der Zelle abgelassen oder entnommen wird.
In den Zellen, die horizontale Schichten (Elektroden und Bad) aufweisen, steigt die Höhe des Flüssigkeitsspiegels allmählich während der Elektrolyse, und dies ist bei den üblichen Öfen für die Aluminiumherstellung der Fall. Anderseits ruft die Entnahme des erzeugten Metalles ("Abstechen", Abschöpfen, Absaugen) periodisch ein plötzliches Absinken des Flüssigkeitsspiegels um mehrere Zentimeter hervor. Normalerweise beläuft sich das bei jedem "Abstechen" entnommene Metall auf eine solche Menge, dass im wesentlichen die Höhe des Flüssigkeitsspiegels erreicht wird, wie sie gleich nach den vorhergehenden Aluminiumentnahmen vorhanden war.
Bei Mehrzellenöfen der Art, wie sie z. B. Gegenstand der belgischen Patentschriften Nr. 534969 und Nr. 548465 sowie. der belgischen Patentschrift Nr. 563730 bilden, beträgt der Höhengewinn, der in den unteren Kammern sich ansammelnden Aluminiumschichten normalerweise der Grössenordnung nach mehrere Dezimeter ; bei jedem Abstechen sinkt der Flüssigkeitsspiegel ungefähr um denselben Betrag.
Auf die Mehrzellenöfen dieser Bauart wird nachstehend kurz Bezug genommen.
Im Falle der Öfen mit horizontalen Schichten muss die Höhe der elektrolytisch verbrauchbaren (abbrennenden) Anode jedesmal verändert werden, u. zw. mit Hilfe irgendeines ausserhalb des Ofens angeordneten Mechanismus, der besonders zu dem Zwecke vorgesehen ist, den Elektrodenabstand einzustellen bzw. zu regeln. Diese Arbeitsweise bringt verschiedene Nachteile mit sich, wie z. B. die Notwendigkeit der zeitweisen Kontrolle und Regelung der Tendenz, mit übermässigen Elektrodenabständen, zu arbeiten, sowie periodische Temperaturschwankungen und zeitliche Korrosion der Anode.
Im Falle der Mehrzellenöfen haben die Nachteile überwiegend konstruktiven Charakter (beispielsweise grössere Höhe und demzufolge Verteuerung der Einzelzellen), jedoch begegnet man auch gewissen Schwierigkeiten beim Betrieb ; beispielsweise ist es nötig oder wenigstens zweckmässig, das Ablassen des erzeugten Metalles mit der periodischen Ergänzung der Anode zu kombinieren, falls der Ofen nicht mit selbsttätigen Einrichtungen zur Anodenergänzung versehen ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Niveau des Aluminiums an der Stelle des Ofens, wo es sich nach seiner Entstehung ansammelt, z. B. über eine Steigleitung, praktisch konstant gehalten wird,
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O,Perlenschnurreihe der Zellen ermöglichen. Über den Blöcken 2 sind ortsfeste Schichten 6 und bewegliche
Schichten 8 aus wärmeisolierendem Material vorgesehen. Feuerfeste Glieder 3 kaminförmiger Ausbildung ruhen auf den Blöcken 2. Diese Glieder 3 erstrecken sich durch die Aussenabdeckung des Ofens und wer- den durch bewegliche Deckel 5 verschlossen, die nebeneinander angeordnet sind.
Vorzugsweise aus Gra- phit bestehende, ortsfeste Zwischenelektroden sind durch eine Flüssigkeitshaut 17 von einer Anoden- schicht 4 der sich selbsttätig ergänzenden Art getrennt, wobei letztere vorzugsweise aus (vorgebrannter oder selbstbackender) Elektrodenkohle besteht. Die Bipolarelektroden ruhen auf Sockeln 18,. 19 und 20 aus feuerfesten Werkstoffen, welche die unteren Kammern, in denen sich das in zwei benachbarten Elek- trolysespalten (beispielsweise 16 und 22) erzeugte Aluminium ansammelt, voneinander trennen. Die untere Kammer 11 ist in ihren Ausmassen so beschränkt wie möglich ; deren Tiefe und Volumen sind nur
Bruchteile der entsprechenden Abmessungen des darüber befindlichen Elektrolysespaltes.
Es besteht kein
Bedürfnis mehr nach einer Aluminiumsammelkammer grossen Fassungsvermögens, weil es erfindungsge- mäss möglich ist, unter solchen Bedingungen zu arbeiten, dass die flüssigen Schichten keine plötzlichen Änderungen der Niveauhöhe mehr erfahren (wie sie z. B. üblicherweise beim periodischen Abstechen bzw.
Entnehmen erzeugten Aluminiums entstehen). Dies ist möglich dank der Konstanz der Zuführung sämtli- cher Ausgangsstoffe (ALCL und Anodenmaterial) und der Konstanz der Abführung sämtlicher Elektrolyse- produkte (Aluminium und des an den Elektroden sich entwickelnden Gases), während die unteren Kammern (sowie das darin befindliche Metall) praktisch gänzlich voneinander elektrisch isoliert sind. Die untere
Kammer jeder Zelle steht über eine Leitung 12 mit einem entsprechenden vertikalen bzw. nahezu verti- kalen Abstichschacht 28 (Fig. 4) in Verbindung, in welchem in geeigneter Höhe ein Austritt 24 vorgese- hen ist.
In jeder Zeile steht das Bad im Elektrodenzwischenraum 16 in Berührung mit den Kathodenseiten der
Zwischenelektroden 1 und mit den selbsttätig sich ergänzenden Anodenaggregaten 4.
Der Elektrodenzwischenraum (Elektrolysespalt) wird seitlich durch Wandungen 23 aus feuerfestem
Werkstoff begrenzt. Die ortsfesten Zwischenelektroden 1 und die sich selbsttätig ergänzenden Anoden 4, die von ersteren durch eine Flüssigkeitshaut getrennt sind, werden abwechselnd durch feuerfeste Wandun- gen 13 abgelöst, die mit Nuten 14 versehen sind, so dass jede Zelle im Endergebnis drei, Anoden und drei
Kathoden aufweist.
In Fig. 4 ist im Unterteil der Zelle eine Badschicht 16 gezeigt, die sich oberhalb der den Boden der unteren Kammer 21 bedeckenden Schicht geschmolzenen Metalles 11 befindet. Am Boden ist ein Aus- tritt 27 vorgesehen, der normalerweise geschlossen ist. Die untere Kammer steht an der dem Austritt ent- gegengesetzten Seite über einem Kanal 12 mit einem aufsteigenden Abstichschacht 28 in Verbindung, der oben durch einen wärmeisolierenden Deckel 25 verschlossen ist. Der Schacht ist mit einem Austritt 24 versehen, der als Überlauf wirkt und zur Verbindung zwischen Schacht 28 und einem Sammelraum 29 innerhalb des Ofens dient, der durch Abdeckungen 26 geschlossen ist.
Am Boden des Sammelraumes 29 ist eine sich im Längssinne erstreckende Trennwand 30 vorgesehen, die den Sammelraum in zwei Abteile unterteilt, in welchen sich das aus den Überläufen der zwei Hälften der nach Art einer zusammengeleg- ten Perlenschnur angeordneten Zellenreihe des Ofens kommende Aluminium sammelt. Die Höhe der Überläufe über dem Boden 21 der unteren Kammer soll so berechnet sein, dass das Gewicht der Flüssig- keitssäule des geschmolzenen Aluminiums je Einheit der Grundfläche des Schachtbodens gleich ist dem
Gegendruck, den die Flüssigkeitssäule je Grundflächeneinheit des Bodens der entsprechenden unteren
Sammelkammer 11 bzw. 16 für Aluminium ausübt.
Letztere Flüssigkeitssäule besteht in ihrem unteren
Teil aus Aluminium und in ihrem oberen Teil aus Badflüssigkeit, wobei die Höhe des Aluminiums und der Badflüssigkeit den betreffenden Flüssigkeitslagen in der unteren Kammer sowie im Elektrodenzwi- schenspalt und in dem von den horizontalen Blöcken aus feuerfestem Material (obere Kopfenden der
Elektroden) gebildeten Raum (Fig. 1) entsprechen. Die Höhe der Flüssigkeitssäule in der Zelle ist stets grösser als-die im Schacht, weil die Dichte des Bades ungefähr 2, 1 beträgt, während die Dichte des ge- schmolzenen Metalles etwa gleich 2, 3 ist.
Der Fluss des elektrolytisch erzeugten Aluminiums nach. dem Zellboden (Fig. 4) strebt danach, den
Flüssigkeitsspiegel 15 der Metallschicht in der unteren Kammer zu erhöhen, derart, dass darin das Ge- wicht der Flüssigkeitssäule je Grundflächeneinheit das entsprechende Gewicht in den betreffenden Ab- stichschächten übertrifft. Es ergibt sich daraus ein virtueller Zuwachs in der Höhe der Flüssigkeit im
Schacht, so dass der Flüssigkeitsspiegel die Ebene des Austrittes 24 überschreitet. Sobald die Menge des durch den besagten Austritt in dem Sammelraum 29 abfliessenden Aluminiums der durch Elektrolyse in der Zelle erzeugten Aluminiummenge gleichkommt, ist der Gleichgewichtszustand zwischen Zelle und
Schacht wieder hergestellt.
Hiedurch wird die konstante Höhe der Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen
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Zellen (Bad und Aluminium) selbsttätig gesichert. Dies ist offenbar ein dynamisches Gleichgewicht, denn die Konstanz der Höhen des Flüssigkeitsspiegels des Bades in der Zelle wird praktisch durch das regelmä- ssige Fliessen des Bades durch sämtliche in geschlossenem Kreislauf verbundene Zellen gewährleistet, während die Konstanz der Höhe des Flüssigkeitsspiegels des Metalles in der Zelle durch die vorgenannten i Austritte sowie durch die Konstanz des Badspiegels gewährleistet ist.
Leitungen 32 und 35 (Fig. 5), welche die zwei parallelen Hälften des perlenschnurartigen Mehrzel- lenofens verbinden, gewährleisten den Umlauf des Bades im geschlossenen Kreislauf mit Hilfe einer Vor- richtung für das Heben der Badflüssigkeit, beispielsweise von der in den eigenen belgischen Patentschriften
Nr. 559165 und Nr. 563528 beschriebenen Art (nicht in der Zeichnung dargestellt). Die Leitungen, welche ) die Schächte mit den betreffenden Zellen und den entsprechenden aufsteigenden Abstichschächten ver- binden, sind durch 12 und 28 dargestellt. Jeder einzelne Schacht ist mit einem Austritt bzw. Überlauf 24 versehen, welcher das Abfliessen des durch die Elektrolyse erzeugten Aluminiums in den Sammelraum 29 gestattet. Das von diesen Austritten abfliessende Aluminium 31 sammelt sich am Boden des einen der zwei oben beschriebenen in Längsrichtung verlaufenden Abteile.
Das in Längsrichtung verlaufende Abteil kann durch eine oder mehrere Querwände 33 derart unterteilt sein, dass, wenn erforderlich oder erwünscht (insofern als Metall verschiedener Reinheitsgrade erhalten werden kann bzw. soll), das Produkt der ein- zelnen Gruppen benachbarter Zellen voneinander getrennt gehalten werden kann. Anderseits versteht es sich, dass weder die Querwände noch die der Länge nach verlaufenden Trennwände unbedingt notwendig bzw. wesentlich sind. Falls anderseits erwünscht ist, zu verhindern, dass das in gewissen Zellen erzeugte
Metall mit dem Gesamtprodukt anderer Zellen des Ofens vermischt wird, so ist es stets möglich, das
Aluminium aus der gewählten Zelle bzw. aus den gewählten Zellen durch an sich bekannte Methoden über die betreffenden Abstichschächte zu entnehmen, nachdem der betreffende obere Deckel 25 heraus- genommen wurde.
In diesem Falle sinkt das Niveau des Metalles im Schacht unter das Niveau des be- treffenden Abzuges und erreicht letzteres erst dann wieder, wenn in der betreffenden Zelle eine der un- mittelbar über dem Schacht entnommenen Menge entsprechende Menge Metall erzeugt worden ist. Der
Behälter 29 wird durch einen oder mehrere Deckel 26 abgeschlossen, die nur dann abgenommen werden, wenn das erzeugte Metall entnommen wird.
Die Erfindung findet auch auf die herkömmlichen Öfen für elektrolytische Aluminiumherstellung mit horizontaler Schichtung Anwendung.
Beispielsweise ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 der Ofen mit zwei selbstbackenden
Elektroden 4 versehen, die in eine Lage geschmolzenen Bades 14 tauchen und durch den Elektrodenab- stand 5 von der darunter befindlichen Schichte elektrolytisch erzeugten Aluminiums 6 getrennt sind. Die
Elektroden werden durch bekannte mechanische Vorrichtungen betätigt, die ausserhalb des Ofens ange- ordnet sind (in der Zeichnung nicht dargestellt) und die Elektroden heben und senken (beispielsweise auch, um das fortschreitende elektrolytische Abbrennen der Elektrodenschichte wettzumachen) und so den Elektrodenabstand praktisch konstant zu halten.
Es mag vorgezogen werden, die Bedienung von Hand durch bekannte automatische Einstellvorrichtungen zu ersetzen, deren Wirkungsweise sich auf den Span- nungsabfall zwischen Anode und Kathode gründet. Die Wanne 13 besteht aus Stampfmasse oder aus Blök- ken von Elektrodenkohle.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht aus Wänden von gegen den Angriff durch das Bad wider- standsfähigem Werkstoff, beispielsweise aus feuerfestem Material. Dünne Wände 7 und 9, beispielsweise aus mit Pech undurchlässig gemachtem Magnesiumoxyd, gemäss der belgischen Patentschrift Nr. 563594 oder aus Graphit bilden einen Zwischenraum, der über an der Wandung 7 unten vorgesehene Vorrichtun- gen 8 mit der Schichte 6 aus Kathodenmetall und über Austritte bzw. Überläufe 10 mit einem Sammel- raum oder Behälter 12 in Verbindung steht, der vorzugsweise in der Ofenwanne zwischen zwei selbstbak- kenden Elektroden untergebracht ist. Der durch die Wände 7 und 9 gebildete Zwischenraum wird durch einen Deckel 1 und der Behälter wird durch Deckel 2 verschlossen (Fig. 6).
Die Anordnung ist derart, dass die in den Zwischenraum eindringende Flüssigkeit 3 zur Gänze aus geschmolzenem Aluminium, nicht aber aus Badflüssigkeit besteht. Die Höhe des Austrittes 10 bestimmt - bei konstant gehaltener Niveauhöhe des freien Badspiegels - die Niveauhöhe des Metalles in der Ge- gend unterhalb der Elektroden. Zum Konstanthalten des Spiegels ist es notwendig, dem Bad kontinuier- lich Tonerde zuzuführen und die Höhe der unteren Enden der beiden Elektroden konstant zu halten. Unter diesen Bedingungen führt die Erzeugung von Aluminium durch Elektrolyse zum Abfliessen einer äquivalenten (gleich grossen) Menge von Aluminium über den Zwischenraum in den Behälter 12.
Der Aluminiumvorrat 11 am Boden des Behälters 12 kann zwecks weiterer Behandlung je nach Bedarf entnommen werden, ohne den Elektrolysevorgang bzw. die Höhe des Flüssigkeitsspiegels in der Zelle im geringsten zu stören.
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Das Entfernen des Vorrates erfolgt dadurch, dass der Deckel 2 abgehoben wird und Aluminium in be- kannter Weise abgehebert bzw. abgesaugt wird. Das kontinuierliche Aufgeben von Tonerde nach bekann- ten Methoden erfolgt vorzugsweise in der Gegend 16 zwischen den Stirnwandungen 15 der beiden in der
Zeichnung dargestellten Behälter.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur kontinuierlichen Aluminiumherstellung durch Schmelzflusselektrolyse, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Niveau des Aluminiums an der Stelle des Ofens, wo es sich nach seiner Entstehung ansammelt, z. B. über eine Steigleitung, praktisch konstant gehalten wird, indem das während der Elek- trolyse erzeugte Aluminium automatisch und im wesentlichen nur tropfenweise z. B. durch Überlaufmit- tel in einem Sammelraum zum Abfliessen gebracht wird, der von den Überlaufmitteln getrennt und auf niedrigerem Niveau als letztere angeordnet ist.
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Process for the continuous production of aluminum by fused-salt electrolysis and a furnace for carrying out this process
The invention relates to the production of aluminum by fused-salt electrolysis.
Both in the operation and in the construction of the furnaces for melt flow electrolysis with electrolytic
Consumption (burning off) of the anodes, considerable advantages can be achieved if it can be made possible to achieve constancy of all or at least most of the operating conditions. Such operating conditions are e.g. B. the total and partial voltages, the strength and distribution of the current, the
Electrode spacing, the depth and composition of the bath and the active electrode surfaces, as well as the temperature in the various regions of the furnace.
One factor that has so far been impossible to stabilize is the height of the liquid level of the molten metal that collects at the bottom of the cell. Furthermore, the normal operating condition of the furnace is disrupted any time the metal is periodically drained or removed from the cell.
In the cells, which have horizontal layers (electrodes and bath), the level of the liquid increases gradually during electrolysis, and this is the case with the usual furnaces for the production of aluminum. On the other hand, the removal of the metal produced ("tapping", skimming, suctioning) periodically causes the liquid level to drop suddenly by several centimeters. Normally, the amount of metal removed with each "tapping" is such that essentially the level of the liquid is reached as it was immediately after the previous aluminum withdrawals.
In multi-cell ovens of the type such. B. Subject of Belgian patents No. 534969 and No. 548465 and. of Belgian patent specification No. 563730, the gain in height of the aluminum layers that accumulate in the lower chambers is normally several decimetres; with each tapping, the liquid level drops by approximately the same amount.
The multi-cell ovens of this type are briefly referred to below.
In the case of furnaces with horizontal layers, the height of the electrolytically consumable (burning) anode must be changed each time, u. with the aid of any mechanism which is arranged outside the furnace and which is provided especially for the purpose of adjusting or regulating the electrode spacing. This way of working has various disadvantages, such as: B. the need to temporarily control and regulate the tendency to work with excessive electrode spacing, as well as periodic temperature fluctuations and temporal corrosion of the anode.
In the case of multi-cell ovens, the disadvantages are predominantly of a structural nature (for example greater height and consequently the increase in the cost of the individual cells), but certain operational difficulties are encountered; For example, it is necessary or at least expedient to combine the draining of the metal produced with the periodic replenishment of the anode if the furnace is not provided with automatic devices for replenishing the anode.
The invention relates to a process for continuous aluminum production by fused salt electrolysis, which is characterized in that the level of the aluminum at the point of the furnace where it accumulates after its formation, e.g. B. is kept practically constant via a riser,
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O, allow pearl string row of cells. Fixed layers 6 and movable layers are located above the blocks 2
Layers 8 of heat insulating material are provided. Fireproof members 3 of chimney-shaped design rest on the blocks 2. These members 3 extend through the outer cover of the furnace and are closed by movable covers 5 which are arranged next to one another.
Stationary intermediate electrodes, preferably made of graphite, are separated by a liquid skin 17 from an anode layer 4 of the automatically complementary type, the latter preferably consisting of (prebaked or self-baking) electrode carbon. The bipolar electrodes rest on bases 18,. 19 and 20 made of refractory materials which separate the lower chambers in which the aluminum generated in two adjacent electrolytic gaps (for example 16 and 22) collects from one another. The lower chamber 11 is as limited as possible in its dimensions; whose depth and volume are only
Fractions of the corresponding dimensions of the electrolysis gap above.
There is no
There is a greater need for an aluminum collecting chamber with a large capacity, because according to the invention it is possible to work under such conditions that the liquid layers no longer experience any sudden changes in level (as they usually occur, for example, during periodic tapping or tapping).
Removal of generated aluminum). This is possible thanks to the constancy of the supply of all starting materials (ALCL and anode material) and the constancy of the discharge of all electrolysis products (aluminum and the gas developing at the electrodes), while the lower chambers (and the metal contained in them) are practical are completely electrically isolated from each other. The lower one
The chamber of each cell is connected via a line 12 to a corresponding vertical or almost vertical tapping shaft 28 (FIG. 4), in which an outlet 24 is provided at a suitable height.
In each line, the bath in the electrode gap 16 is in contact with the cathode sides of the
Intermediate electrodes 1 and with the automatically supplementing anode assemblies 4.
The electrode gap (electrolysis gap) is laterally made of fireproof by walls 23
Material limited. The stationary intermediate electrodes 1 and the automatically supplementing anodes 4, which are separated from the former by a skin of liquid, are alternately replaced by refractory walls 13 which are provided with grooves 14, so that each cell has three, anodes and three
Has cathodes.
4 shows a bath layer 16 in the lower part of the cell, which is located above the layer of molten metal 11 covering the bottom of the lower chamber 21. An outlet 27, which is normally closed, is provided at the bottom. On the side opposite the outlet, the lower chamber is connected via a channel 12 to an ascending tapping shaft 28 which is closed at the top by a heat-insulating cover 25. The shaft is provided with an outlet 24, which acts as an overflow and serves to connect between the shaft 28 and a collecting space 29 within the furnace, which is closed by covers 26.
At the bottom of the collecting space 29, a longitudinal partition 30 is provided which divides the collecting space into two compartments in which the aluminum coming from the overflows of the two halves of the furnace cell row arranged like a collapsed string of pearls collects. The height of the overflows above the bottom 21 of the lower chamber should be calculated so that the weight of the liquid column of the molten aluminum per unit of the base area of the shaft bottom is the same
Counterpressure that the liquid column per unit area of the bottom of the corresponding lower
Collection chamber 11 or 16 for aluminum exercises.
The latter column of liquid consists in its lower one
Part made of aluminum and in its upper part made of bath liquid, whereby the height of the aluminum and the bath liquid correspond to the respective liquid layers in the lower chamber as well as in the electrode gap and in that of the horizontal blocks of refractory material (upper head ends of the
Electrodes) correspond to the space formed (Fig. 1). The height of the liquid column in the cell is always greater than that in the shaft because the density of the bath is approximately 2.1, while the density of the molten metal is approximately 2.3.
The flow of the electrolytically produced aluminum after. the cell floor (Fig. 4) strives to the
To increase the liquid level 15 of the metal layer in the lower chamber, in such a way that the weight of the liquid column therein per base area unit exceeds the corresponding weight in the relevant tapping shafts. This results in a virtual increase in the level of the liquid in the
Well, so that the liquid level exceeds the level of the outlet 24. As soon as the amount of aluminum flowing off through said outlet in the collecting space 29 equals the amount of aluminum produced by electrolysis in the cell, the state of equilibrium between cell and
Well restored.
This will keep the liquid level constant in the individual
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Cells (bath and aluminum) automatically secured. This is evidently a dynamic equilibrium, because the constancy of the height of the liquid level of the bath in the cell is practically guaranteed by the regular flow of the bath through all the cells connected in a closed circuit, while the constancy of the liquid level of the metal in the cell is guaranteed by the aforementioned i outlets and by the constancy of the bathroom level.
Lines 32 and 35 (FIG. 5), which connect the two parallel halves of the string of pearls-like multi-cell furnace, ensure the circulation of the bath in a closed circuit with the aid of a device for lifting the bath liquid, for example the one in our own Belgian patents
No. 559165 and No. 563528 described type (not shown in the drawing). The lines which connect the wells to the cells in question and the corresponding ascending tap wells are represented by 12 and 28. Each individual shaft is provided with an outlet or overflow 24, which allows the aluminum produced by the electrolysis to flow off into the collecting space 29. The aluminum 31 flowing out of these outlets collects at the bottom of one of the two above-described compartments running in the longitudinal direction.
The longitudinal compartment can be subdivided by one or more transverse walls 33 such that, if necessary or desired (insofar as metal of different degrees of purity can or should be obtained), the product of the individual groups of adjacent cells can be kept separate from one another . On the other hand, it goes without saying that neither the transverse walls nor the longitudinal partition walls are absolutely necessary or essential. On the other hand, if it is desired to prevent this from being generated in certain cells
Metal is mixed with the total product of other cells of the furnace, it is always possible that
To remove aluminum from the selected cell or from the selected cells by methods known per se via the relevant tapping shafts after the relevant upper cover 25 has been removed.
In this case, the level of the metal in the shaft drops below the level of the relevant vent and only reaches the latter again when an amount of metal corresponding to the quantity taken directly from the shaft has been produced in the relevant cell. Of the
Container 29 is closed by one or more lids 26, which are only removed when the metal produced is removed.
The invention also applies to the conventional horizontal stacking electrolytic aluminum furnaces.
For example, in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the oven is two self-baking
Electrodes 4 are provided which immerse themselves in a layer of molten bath 14 and are separated by the electrode spacing 5 from the layer of electrolytically generated aluminum 6 located below. The
Electrodes are actuated by known mechanical devices that are arranged outside the furnace (not shown in the drawing) and raise and lower the electrodes (e.g. to compensate for the progressive electrolytic burning of the electrode layer) and thus keep the electrode spacing practically constant .
It may be preferred to replace manual operation with known automatic adjustment devices, the mode of operation of which is based on the voltage drop between anode and cathode. The trough 13 consists of rammed earth or blocks of carbon electrodes.
The device according to the invention consists of walls made of material that is resistant to attack by the bath, for example of fire-resistant material. Thin walls 7 and 9, for example made of magnesium oxide made impermeable with pitch, according to Belgian patent specification No. 563594 or made of graphite, form an intermediate space that is connected to the layer 6 of cathode metal and via outlets or via devices 8 provided at the bottom of the wall 7 Overflows 10 are connected to a collecting space or container 12, which is preferably accommodated in the furnace pan between two self-baking electrodes. The space formed by the walls 7 and 9 is closed by a lid 1 and the container is closed by a lid 2 (Fig. 6).
The arrangement is such that the liquid 3 penetrating into the intermediate space consists entirely of molten aluminum, but not of bath liquid. The height of the outlet 10 determines - with the level of the free bath level kept constant - the level of the metal in the area below the electrodes. To keep the level constant, it is necessary to continuously add alumina to the bath and to keep the height of the lower ends of the two electrodes constant. Under these conditions, the production of aluminum by electrolysis leads to the drainage of an equivalent (equal) amount of aluminum via the intermediate space into the container 12.
The aluminum supply 11 at the bottom of the container 12 can be removed for the purpose of further treatment as required without disturbing the electrolysis process or the height of the liquid level in the cell in the least.
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The supply is removed in that the cover 2 is lifted off and aluminum is siphoned off or suctioned off in a known manner. The continuous application of clay according to known methods is preferably carried out in the area 16 between the end walls 15 of the two in FIG
Container shown in the drawing.
PATENT CLAIMS:
1. A method for continuous aluminum production by fused-salt electrolysis, characterized in that the level of the aluminum at the point of the furnace where it accumulates after its formation, z. B. via a riser, is kept practically constant in that the aluminum generated during the electrolysis automatically and essentially only drop by drop z. B. is caused to drain by overflow means in a collecting space which is separated from the overflow means and is arranged at a lower level than the latter.