BR112019005313A2 - assembly and apparatus of anode and electrolysis cell containing them - Google Patents
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Abstract
montagem e aparato de ânodo e célula de eletrólise contendo-os que contempla, em algumas modalidades, um aparato de ânodo que compreende: (a) um corpo de ânodo compreendendo pelo menos uma parede lateral externa, onde a parede lateral externa é configurada de modo a definir um formato do corpo de ânodo e a contornar perimetralmente uma cavidade no corpo de ânodo, onde a cavidade compreende uma abertura superior em uma superfície de topo do corpo de ânodo e onde a cavidade se estende axialmente para dentro do corpo de ânodo; (b) um pino compreendendo: uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, oposta à primeira extremidade, onde a segunda extremidade se estende para baixo par dentro da extremidade superior do corpo de ânodo e para dentro da cavidade do corpo de ânodo; e (c) um material de vedação configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: (1) uma parede lateral interna do corpo de ânodo; (2) a superfície de topo do corpo de ânodo; (3) o pino; e (4) o suporte de ânodo.anode assembly and apparatus and electrolysis cell containing them, which comprises, in some embodiments, an anode apparatus comprising: (a) an anode body comprising at least one outer side wall, wherein the outer side wall is configured in an embodiment. defining an anode body shape and circumferentially circumventing a cavity in the anode body, wherein the cavity comprises an upper opening in a top surface of the anode body and wherein the cavity extends axially into the anode body; (b) a pin comprising: a first end and a second end opposite the first end, wherein the second end extends downwardly into the upper end of the anode body and into the anode body cavity; and (c) a sealing material configured to cover at least a portion of at least one of the following: (1) an inner side wall of the anode body; (2) the top surface of the anode body; (3) the pin; and (4) the anode holder.
Description
MONTAGEM E APARATO DE ÂNODO E CÉLULA DE ELETRÓLISE CONTENDO-OSASSEMBLY AND ANODE APPARATUS AND ELECTROLYSIS CELL CONTAINING THEM
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório norte-americano n62/396,583, depositado em 19 de setembro de 2016, o qual é incorporado em sua totalidade ao presente documento a título de referência.CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS [001] This application claims the benefit of North American provisional application n62 / 396,583, filed on September 19, 2016, which is incorporated in its entirety into this document for reference.
ANTECEDENTES [002] Um ânodo inerte é conectado eletricamente à célula eletrolítica, de modo que uma haste condutora seja conectada ao ânodo inerte a fim de fornecer corrente de uma fonte de corrente para o ânodo inerte, onde o ânodo inerte dirige corrente para o banho eletrolítico para produzir metal não ferroso (onde a corrente sai da célula por meio de um cátodo). Em algumas modalidades, durante a operação da célula, banho e/ou vapor corrosivo interage com a montagem de ânodo e pode impactar a eficácia e longevidade da montagem de ânodo (por exemplo, enfraquecendo a conexão mecânica e/ou aumentando a resistividade na conexão elétrica).BACKGROUND [002] An inert anode is electrically connected to the electrolytic cell, so that a conductive rod is connected to the inert anode in order to supply current from a current source to the inert anode, where the inert anode directs current to the electrolytic bath to produce non-ferrous metal (where the current exits the cell via a cathode). In some embodiments, during operation of the cell, bath and / or corrosive vapor interacts with the anode assembly and can impact the effectiveness and longevity of the anode assembly (for example, weakening the mechanical connection and / or increasing the resistivity in the electrical connection ).
CAMPO DA INVENÇÃO [003] Em geral, a presente invenção refere-se a um aparato de ânodo inerte. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um aparato de ânodo inerte configurado para reduzir, impedir e/ou eliminar a corrosão do material de pino e/ou de ânodo (por exemplo, por vapores corrosivos e/ou eletrólito fundido) em uma célula de eletrólise.FIELD OF THE INVENTION [003] In general, the present invention relates to an inert anode apparatus. More specifically, the present invention relates to an inert anode apparatus configured to reduce, prevent and / or eliminate corrosion of the pin and / or anode material (for example, by corrosive vapors and / or molten electrolyte) in a electrolysis cell.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que uma ou mais modalidades da conexão de material de vedação de proteção de pino de ânodo na presente invenção propiciam uma melhor resistência à corrosão para a montagem de ânodo quando medida em pelo menos uma dentre as seguintes localizações:SUMMARY OF THE INVENTION [004] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that one or more modalities of connecting anode pin protective sealing material in the present invention provide better corrosion resistance for anode assembly when measured in at least one of the following locations:
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2/31 (a) no pino, no interior da cavidade no corpo de ânodo; (b) no corpo de ânodo, ao longo do diâmetro interno da cavidade para o pino de ânodo; e/ou (c) na zona de vapor em que o pino se estende acima do corpo de ânodo (isto é, acima do banho e/ou na embalagem refratária).2/31 (a) on the pin, inside the cavity in the anode body; (b) in the anode body, along the internal diameter of the cavity for the anode pin; and / or (c) in the steam zone where the pin extends above the anode body (i.e., above the bath and / or in the refractory packaging).
[005] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que, quando o material de vedação é utilizado na montagem de ânodo, ele fornece proteção para (1) local de fixação mecânica do ânodo ao pino e/ou (2) os componentes de montagem de ânodo (por exemplo, pino, corpo de ânodo, material de preenchimento, material de cimento) na medida em que o material de vedação é configurado para aceitar espécies de fluoreto reativas que estão presentes in situ no banho e/ou vapor de banho. Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que submetendo-se a transformação química para aceitar as espécies de fluoreto, o material de vedação é transformado (pelo menos parcialmente) de um material sólido para um líquido. Em algumas modalidades, um material de vedação é configurado para se estender entre a superfície interna da cavidade no corpo de ânodo e o diâmetro externo do pino.[005] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that when the sealing material is used in the anode assembly, it provides protection for (1) the mechanical anode to the pin and / or (2) ) the anode assembly components (for example, pin, anode body, filler material, cement material) as the sealing material is configured to accept reactive fluoride species that are present in situ in the bath and / or bath steam. Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that by undergoing chemical transformation to accept fluoride species, the sealing material is transformed (at least partially) from a solid material to a liquid. In some embodiments, a sealing material is configured to extend between the inner surface of the cavity in the anode body and the outer diameter of the pin.
[006] Em um aspecto da presente invenção, é fornecida uma montagem de ânodo, compreendendo: um suporte de ânodo; e um aparato de ânodo fixado mecanicamente ao suporte de ânodo, em que o aparato de ânodo compreende: (a) um corpo de ânodo compreendendo pelo menos uma parede lateral externa, a parede lateral externa sendo configurada para definir um formato do corpo de ânodo e para contornar perimetralmente uma cavidade no corpo de ânodo, a cavidade compreendendo uma abertura superior em uma superfície de topo do corpo de ânodo e onde a cavidade se estende axialmente para dentro do corpo de ânodo; (b) um pino que compreende: uma primeira extremidade conectada a uma fonte de fornecimento de corrente e uma segunda extremidade, oposta à primeira extremidade, onde a segunda extremidade se estende para baixo para dentro da extremidade superior do corpo de ânodo e para dentro da cavidade do corpo de ânodo; e (c) um material de vedação compreendendo um agregado e uma matriz, em que o material de vedação é configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: (1) uma parede lateral interna do corpo de ânodo; (2) a superfície de[006] In one aspect of the present invention, an anode assembly is provided, comprising: an anode holder; and an anode apparatus mechanically attached to the anode holder, wherein the anode apparatus comprises: (a) an anode body comprising at least one outer side wall, the outer side wall being configured to define an anode body shape and to perimeter circumvent a cavity in the anode body, the cavity comprising an upper opening in a top surface of the anode body and where the cavity extends axially into the anode body; (b) a pin comprising: a first end connected to a current supply source and a second end, opposite the first end, where the second end extends downwardly into the upper end of the anode body and into the anode body cavity; and (c) a sealing material comprising an aggregate and a matrix, wherein the sealing material is configured to cover at least a portion of at least one of the following: (1) an inner side wall of the anode body; (2) the surface of
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3/31 topo do corpo de ânodo; (3) o pino; e (4) o suporte de ânodo.3/31 anode body top; (3) the pin; and (4) the anode support.
[007] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação compreende pelo menos um dentre: água, polímeros, orgânicos, dispersantes ou diluentes.[007] In some embodiments of the present invention, the sealing material comprises at least one of: water, polymers, organics, dispersants or diluents.
[008] Em algumas modalidades da presente invenção, um material de vedação é configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: (1) uma parede lateral interna do corpo de ânodo; (2) o pino; e (3) um material de preenchimento.[008] In some embodiments of the present invention, a sealing material is configured to cover at least a portion of at least one of the following: (1) an inner side wall of the anode body; (2) the pin; and (3) a filling material.
[009] Em algumas modalidades da presente invenção, a primeira extremidade do pino é configurada para ser retida dentro de um suporte de ânodo.[009] In some embodiments of the present invention, the first end of the pin is configured to be retained within an anode holder.
[0010] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de preenchimento é retido na cavidade entre a parede lateral interna do corpo de ânodo e o pino.[0010] In some embodiments of the present invention, the filling material is retained in the cavity between the inner side wall of the anode body and the pin.
[0011] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é configurado para envolver o preenchimento condutor no corpo de ânodo entre a parede lateral interna do corpo de ânodo e o pino.[0011] In some embodiments of the present invention, the sealing material is configured to wrap the conductive padding in the anode body between the inner side wall of the anode body and the pin.
[0012] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é fundido no local.[0012] In some embodiments of the present invention, the sealing material is melted in place.
[0013] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é préfundido e aparafusado no corpo de ânodo.[0013] In some embodiments of the present invention, the sealing material is pre-cast and screwed to the anode body.
[0014] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é sinterizado no local durante a sinterização do corpo de ânodo de forma verde para o corpo de ânodo final.[0014] In some embodiments of the present invention, the sealing material is sintered in place during the sintering of the anode body in green to the final anode body.
[0015] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é retido acima da superfície de topo do corpo de ânodo.[0015] In some embodiments of the present invention, the sealing material is retained above the top surface of the anode body.
[0016] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é retido na cavidade.[0016] In some embodiments of the present invention, the sealing material is retained in the cavity.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 11/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 11/151
4/31 [0017] Em algumas modalidades da presente invenção, acima da superfície de topo do corpo de ânodo inclui estendendo-se ao longo do pino.In some embodiments of the present invention, above the top surface of the anode body includes extending along the pin.
[0018] Em algumas modalidades da presente invenção, acima da superfície de topo do corpo de ânodo inclui estendendo-se ao longo do pino e para dentro do suporte de ânodo.[0018] In some embodiments of the present invention, above the top surface of the anode body includes extending along the pin and into the anode support.
[0019] Em algumas modalidades da presente invenção, acima da superfície de topo inclui estendendo-se através da superfície de topo da porção superior do corpo de ânodo.[0019] In some embodiments of the present invention, above the top surface includes extending across the top surface of the upper portion of the anode body.
[0020] Em algumas modalidades da presente invenção, acima da superfície de topo inclui estendendo-se através da superfície de topo e estendendo-se para baixo ao redor da parede lateral externa do corpo de ânodo.[0020] In some embodiments of the present invention, above the top surface includes extending across the top surface and extending downwardly around the outer sidewall of the anode body.
[0021] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é aplicado à cavidade do ânodo entre o pino e a superfície interna do corpo de ânodo em um gradiente, de modo que a concentração de material de vedação varie em uma direção radial.[0021] In some embodiments of the present invention, the sealing material is applied to the anode cavity between the pin and the inner surface of the anode body in a gradient, so that the concentration of sealing material varies in a radial direction.
[0022] Em algumas modalidades da presente invenção, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja mais alta adjacente ao pino quando comparada a adjacente à superfície interna do corpo de ânodo.[0022] In some embodiments of the present invention, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is higher adjacent to the pin when compared to adjacent to the internal surface of the anode body.
[0023] Em algumas modalidades da presente invenção, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja mais baixa adjacente ao pino quando comparada a adjacente à superfície interna do corpo de ânodo.[0023] In some embodiments of the present invention, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is lower adjacent to the pin when compared to adjacent to the internal surface of the anode body.
[0024] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é aplicado à cavidade do ânodo entre o pino e a superfície interna do corpo de ânodo em um gradiente, de modo que a concentração de material de vedação varie em uma direção lateral.[0024] In some embodiments of the present invention, the sealing material is applied to the anode cavity between the pin and the inner surface of the anode body in a gradient, so that the concentration of sealing material varies in a lateral direction.
[0025] Em algumas modalidades da presente invenção, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja mais alta adjacente à extremidade[0025] In some embodiments of the present invention, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is higher adjacent to the end
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 12/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 12/151
5/31 superior quando comparada a adjacente à extremidade inferior do corpo de ânodo.5/31 superior when compared to adjacent to the lower end of the anode body.
[0026] Em algumas modalidades da presente invenção, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja mais baixa adjacente à extremidade superior quando comparada a adjacente à extremidade inferior do corpo de ânodo.[0026] In some embodiments of the present invention, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is lower adjacent to the upper end when compared to adjacent to the lower end of the anode body.
[0027] Em algumas modalidades da presente invenção, o material de vedação é configurado com uma concentração mais alta em uma posição adjacente à interface banho-vapor, quando comparada a qualquer uma dentre a extremidade superior na fase de vapor ou a extremidade inferior no banho do corpo de ânodo.[0027] In some embodiments of the present invention, the sealing material is configured with a higher concentration in a position adjacent to the steam-bath interface, when compared to any of the upper end in the steam phase or the lower end in the bath of the anode body.
[0028] Em algumas modalidades da presente invenção, a concentração de material de vedação a partir de uma posição logo abaixo da interface banho-vapor para uma posição adjacente à extremidade superior do ânodo é mais alta do que a porção de material de vedação na porção submersa do corpo de ânodo.[0028] In some embodiments of the present invention, the concentration of sealing material from a position just below the steam-bath interface to a position adjacent to the upper end of the anode is higher than the portion of sealing material in the portion submerged in the anode body.
[0029] Em um aspecto da presente invenção, uma célula de eletrólise, compreendendo: uma estrutura de célula que compreende um fundo de célula e uma parede lateral de célula, em que a parede lateral da célula é configurada para contornar perimetralmente o fundo da célula e estender-se em uma direção ascendente a partir do fundo da célula para definir um volume de controle, em que o volume de controle é configurado para reter um banho de eletrólito fundido; e uma montagem de ânodo configurada para dirigir corrente para o banho de eletrólito fundido, em que a montagem de ânodo compreende: um suporte de ânodo; e um aparato de ânodo fixado mecanicamente ao suporte de ânodo, onde o aparato de ânodo compreende: (a) um corpo de ânodo compreendendo pelo menos uma parede lateral externa, onde a parede lateral externa é configurada para definir o formato do ânodo e para contornar perimetralmente uma cavidade no corpo de ânodo, onde a cavidade compreende uma abertura superior no topo do corpo de ânodo e onde a cavidade se estende axialmente para dentro do corpo de ânodo; e (b) um pino compreendendo: uma primeira extremidade conectada a um fonte de corrente e uma segunda extremidade, oposta à primeira extremidade, onde a segunda extremidade é configurada para se estender para baixo para dentro da extremidade[0029] In one aspect of the present invention, an electrolysis cell, comprising: a cell structure comprising a cell bottom and a cell side wall, wherein the cell side wall is configured to circumvent the cell bottom perimeter and extending in an upward direction from the bottom of the cell to define a control volume, where the control volume is configured to retain a bath of molten electrolyte; and an anode assembly configured to direct current to the molten electrolyte bath, wherein the anode assembly comprises: an anode support; and an anode apparatus mechanically attached to the anode holder, where the anode apparatus comprises: (a) an anode body comprising at least one outer sidewall, where the outer sidewall is configured to define the shape of the anode and to contour perimeter a cavity in the anode body, where the cavity comprises an upper opening at the top of the anode body and where the cavity extends axially into the anode body; and (b) a pin comprising: a first end connected to a current source and a second end, opposite the first end, where the second end is configured to extend downwardly into the end
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 13/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 13/151
6/31 superior do corpo de ânodo e para dentro da cavidade do corpo de ânodo; e (c) um material de vedação configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: uma parede lateral interna do corpo de ânodo; a superfície de topo do corpo de ânodo; o pino; e o suporte de ânodo.6/31 upper anode body and into the anode body cavity; and (c) a sealing material configured to cover at least a portion of at least one of the following: an inner side wall of the anode body; the top surface of the anode body; the pin; and the anode holder.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0030] Modalidades da presente invenção, sumarizadas brevemente acima e discutidas em maiores detalhes abaixo, podem ser compreendidas por referência às modalidades ilustrativas da invenção retratadas nas figuras anexas. Deve ser observado, no entanto, que as figuras anexas ilustram apenas modalidades típicas desta invenção e, portanto, não devem ser consideradas limitativas ao seu escopo, eis que a invenção pode admitir outras modalidades igualmente eficazes.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [0030] Modalities of the present invention, summarized briefly above and discussed in greater detail below, can be understood by reference to the illustrative modalities of the invention depicted in the attached figures. It should be noted, however, that the attached figures illustrate only typical modalities of this invention and, therefore, should not be considered as limiting its scope, since the invention can admit other equally effective modalities.
[0031] A Figura 1 retrata um diagrama de blocos de uma montagem de ânodo genérica de acordo com uma modalidade da presente invenção.[0031] Figure 1 depicts a block diagram of a generic anode assembly according to an embodiment of the present invention.
[0032] A Figura 2 retrata uma vista lateral de recorte esquemática de um aparato de ânodo de acordo com uma modalidade da presente invenção.[0032] Figure 2 shows a schematic side view of an anode apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0033][0033]
A Figura 3 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 3 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0034][0034]
A Figura 4 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 4 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0035][0035]
A Figura 5 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 5 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0036][0036]
A Figura 6 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 6 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0037][0037]
A Figura 7 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 7 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 14/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 14/151
7/31 [0038]7/31 [0038]
A Figura 8 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 8 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0039][0039]
A Figura 9 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 9 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0040][0040]
A Figura 10 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 10 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0041][0041]
A Figura 11 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 11 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0042][0042]
A Figura 12 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 12 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0043][0043]
A Figura 13 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 13 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0044][0044]
A Figura 14 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 14 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0045][0045]
A Figura 15 retrata uma vista lateral de recorte de uma modalidade de um aparato de ânodo da presente invenção.Figure 15 shows a side sectional view of an embodiment of an anode apparatus of the present invention.
[0046] Para facilitar o entendimento, foram usados numerais de referência idênticos, onde possível, para designar elementos idênticos que são comuns nas figuras. As figuras não são desenhadas em escala e podem estar simplificadas para clareza. É contemplado que elementos e características de uma modalidade possam ser incorporados beneficamente em outras modalidades sem enumeração adicional.[0046] To facilitate understanding, identical reference numerals were used, where possible, to designate identical elements that are common in the figures. Figures are not drawn to scale and may be simplified for clarity. It is contemplated that elements and characteristics of a modality can be beneficially incorporated into other modalities without additional enumeration.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0047] A Figura 1 retrata um diagrama de blocos de uma montagem de ânodo genérica 10, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Em algumas modalidades da presente invenção, a montagem de ânodo 10 compreende um suporte deDETAILED DESCRIPTION [0047] Figure 1 depicts a block diagram of a generic anode assembly 10, according to an embodiment of the present invention. In some embodiments of the present invention, the anode assembly 10 comprises a support
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 15/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 15/151
8/31 ânodo e um aparato de ânodo. Em algumas modalidades, o aparato de ânodo é fixado mecanicamente ao suporte de ânodo (por exemplo, embalagem refratária, membro de suporte estrutural, combinação dos mesmos). Em algumas modalidades, o aparato de ânodo compreende: um corpo de ânodo, um pino e um material de vedação.8/31 anode and an anode apparatus. In some embodiments, the anode apparatus is mechanically attached to the anode support (for example, refractory packaging, structural support member, combination thereof). In some embodiments, the anode apparatus comprises: an anode body, a pin and a sealing material.
[0048] Em algumas modalidades, a montagem de ânodo é uma parte de uma célula de eletrólise compreendendo uma estrutura de célula que compreende um fundo de célula e uma parede lateral de célula. Em algumas modalidades, a parede lateral da célula é configurada para contornar perimetralmente o fundo da célula e estender-se em uma direção ascendente a partir do fundo da célula para definir um volume de controle. Em algumas modalidades, o volume de controle é configurado para reter um banho de eletrólito fundido.[0048] In some embodiments, the anode assembly is a part of an electrolysis cell comprising a cell structure comprising a cell bottom and a cell side wall. In some embodiments, the side wall of the cell is configured to surround the bottom of the cell perimeter and extend in an upward direction from the bottom of the cell to define a control volume. In some embodiments, the control volume is configured to retain a bath of molten electrolyte.
[0049] Em algumas modalidades, o corpo de ânodo compreende pelo menos uma parede lateral externa. Em algumas modalidades, a parede lateral externa é configurada para definir um formato do corpo de ânodo e para contornar perimetralmente uma cavidade no corpo de ânodo. Em algumas modalidades, a cavidade compreende uma abertura superior em uma superfície de topo do corpo de ânodo e a cavidade se estende axialmente para dentro do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o pino compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. Em algumas modalidades, a primeira extremidade é conectada a uma fonte de corrente. Em algumas modalidades, a segunda extremidade é oposta à primeira extremidade. Em algumas modalidades, a segunda extremidade se estende para baixo para dentro da extremidade superior do corpo de ânodo e para dentro da cavidade do corpo de ânodo.[0049] In some embodiments, the anode body comprises at least one external sidewall. In some embodiments, the outer sidewall is configured to define an anode body shape and to perimeter circumvent a cavity in the anode body. In some embodiments, the cavity comprises an upper opening in a top surface of the anode body and the cavity extends axially into the anode body. In some embodiments, the pin comprises a first end and a second end. In some embodiments, the first end is connected to a current source. In some embodiments, the second end is opposite the first end. In some embodiments, the second end extends downwardly into the upper end of the anode body and into the cavity of the anode body.
[0050] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: uma parede lateral interna do corpo de ânodo; a superfície de topo do corpo de ânodo; o pino; e o suporte de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para cobrir pelo menos uma porção de pelo menos um dentre os seguintes: uma parede lateral interna do corpo de ânodo; o pino; e um material de preenchimento.[0050] In some embodiments, the sealing material is configured to cover at least a portion of at least one of the following: an internal side wall of the anode body; the top surface of the anode body; the pin; and the anode holder. In some embodiments, the sealing material is configured to cover at least a portion of at least one of the following: an inner side wall of the anode body; the pin; and filling material.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 16/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 16/151
9/31 [0051] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para reduzir, impedir, ou eliminar componentes corrosivos do processo de eletrólise de contatar (e corroer) (1) o pino e/ou (2) o local de fixação mecânica do corpo de ânodo ao pino. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para ser adaptado (isto é correspondido) à composição do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado de modo que o agregado presente no material de vedação seja de composição consistente com a composição de corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para sobrepor substancialmente com o coeficiente de expansão térmica do corpo de ânodo.9/31 [0051] In some embodiments, the sealing material is configured to reduce, prevent, or eliminate corrosive components from the electrolysis process from contacting (and corroding) (1) the pin and / or (2) the attachment location mechanics from anode body to pin. In some embodiments, the sealing material is configured to be adapted (i.e. matched) to the composition of the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured so that the aggregate present in the sealing material is of a composition consistent with the anode body composition. In some embodiments, the sealing material is configured to substantially overlap with the thermal expansion coefficient of the anode body.
[0052] Em algumas modalidades, o material de vedação é inserido no corpo de ânodo (entre o interior do corpo de ânodo e o pino) como um material particulado. Em algumas modalidades, o material de vedação é inserido no corpo de ânodo (entre o interior do corpo de ânodo e o pino) como um líquido/pasta fluida aplicada ao corpo de ânodo ou pino. Em algumas modalidades, quando o material de vedação é inserido ou adicionado ao corpo de ânodo, ele sofre uma cura química e/ou térmica a fim de formar um material de vedação sólido. Em algumas modalidades, o material de vedação é posicionado entre o pino e o corpo de ânodo.[0052] In some embodiments, the sealing material is inserted into the anode body (between the interior of the anode body and the pin) as a particulate material. In some embodiments, the sealing material is inserted into the anode body (between the interior of the anode body and the pin) as a liquid / slurry applied to the anode or pin body. In some embodiments, when the sealing material is inserted or added to the anode body, it undergoes chemical and / or thermal curing to form a solid sealing material. In some embodiments, the sealing material is positioned between the pin and the anode body.
[0053] Em algumas modalidades, um material de vedação é utilizado ao redor da extremidade superior do corpo de ânodo, circundando a superfície externa do pino e fazendo contato com o corpo de ânodo (por exemplo, porção interna da cavidade no corpo de ânodo, superfície de topo do corpo de ânodo, porção superior do corpo de ânodo e/ou combinações dos mesmos). Em algumas modalidades, o material de vedação compreende um cimento. Em algumas modalidades, o material de vedação compreende uma argamassa. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para impedir que vapores corrosivos entrem na superfície interna do corpo de ânodo, proximal à porção do pino que é retida dentro do corpo de ânodo.[0053] In some embodiments, a sealing material is used around the upper end of the anode body, surrounding the outer surface of the pin and making contact with the anode body (for example, the inner portion of the cavity in the anode body, top surface of the anode body, upper portion of the anode body and / or combinations thereof). In some embodiments, the sealing material comprises cement. In some embodiments, the sealing material comprises a mortar. In some embodiments, the sealing material is configured to prevent corrosive vapors from entering the internal surface of the anode body, proximal to the portion of the pin that is retained within the anode body.
[0054] Em algumas modalidades o cimento inclui agregado e um ligante ou matriz. Em algumas modalidades, o agregado é substituído por um material de vedação de acordo com a presente invenção (por exemplo, utilizando o ligante e/ou matriz disponível[0054] In some embodiments, cement includes aggregate and a binder or matrix. In some embodiments, the aggregate is replaced by a sealing material according to the present invention (for example, using the available binder and / or matrix
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 17/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 17/151
10/31 comercialmente). Em algumas modalidades, a matriz ou ligante é substituída(o) por um material de vedação de acordo com a presente invenção (por exemplo, utilizando agregado disponível comercialmente). Em algumas modalidades, a matriz ou ligante e o agregado são substituídos por um material de vedação de acordo com a presente invenção. Alguns exemplos comerciais não limitativos de ligantes, matrizes, agregados e/ou combinações destes incluem: AI2O3, S1O2, MgO, CaO ou similares.10/31 commercially). In some embodiments, the matrix or binder is replaced (o) with a sealing material according to the present invention (for example, using commercially available aggregate). In some embodiments, the matrix or binder and the aggregate are replaced with a sealing material according to the present invention. Some non-limiting commercial examples of binders, matrices, aggregates and / or combinations thereof include: AI2O3, S1O2, MgO, CaO or the like.
[0055] Em algumas modalidades, o material de vedação inclui pelo menos um dentre: água, polímeros, orgânicos, dispersantes e/ou diluentes a fim de prover um material de vedação fluido de modo que o material de vedação seja conformável/flua para sua localização desejada (por exemplo, na montagem de ânodo e/ou no corpo de ânodo).[0055] In some embodiments, the sealing material includes at least one of: water, polymers, organics, dispersants and / or diluents in order to provide a fluid sealing material so that the sealing material is conformable / flows into your desired location (for example, anode assembly and / or anode body).
[0056] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para envolver o preenchimento condutor no corpo de ânodo (isto é, entre a parede lateral interna do corpo de ânodo e o pino). Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para fornecer uma fixação mecânica do corpo de ânodo ao pino. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para fornecer suporte estrutural para a montagem de ânodo e/ou o aparato de ânodo.[0056] In some embodiments, the sealing material is configured to wrap the conductive padding in the anode body (that is, between the inner side wall of the anode body and the pin). In some embodiments, the sealing material is configured to provide mechanical attachment of the anode body to the pin. In some embodiments, the sealing material is configured to provide structural support for the anode assembly and / or the anode apparatus.
[0057] Em algumas modalidades, o material de vedação é fundido no local. Em algumas modalidades, um acelerador é utilizado em combinação com o material de vedação a fim de reduzir o tempo de cura. Em algumas modalidades, o material de vedação é pré-fundido e aparafusado no corpo de ânodo (por exemplo, na porção superior do corpo de ânodo). Em algumas modalidades, o material de vedação é sinterizado no local enquanto/durante a sinterização do corpo de ânodo de forma verde para o corpo de ânodo/montagem de ânodo final (corpo de ânodo, pino e material de vedação). Em algumas modalidades, o material de vedação é retido acima da cavidade, proximal à superfície de topo da extremidade superior do ânodo. Em algumas modalidades, material de vedação é retido na cavidade (isto é, estendendo-se entre o pino e a parede lateral interna do corpo de ânodo) e acima da superfície de topo do corpo de ânodo.[0057] In some embodiments, the sealing material is cast in place. In some embodiments, an accelerator is used in combination with the sealing material to reduce curing time. In some embodiments, the sealing material is pre-cast and screwed to the anode body (for example, in the upper portion of the anode body). In some embodiments, the sealing material is sintered in place while / during the sintering of the anode body in green to the anode body / final anode assembly (anode body, pin and sealing material). In some embodiments, the sealing material is retained above the cavity, proximal to the top surface of the upper anode end. In some embodiments, sealing material is retained in the cavity (i.e., extending between the pin and the inner side wall of the anode body) and above the top surface of the anode body.
[0058] Em algumas modalidades, acima da superfície de topo do corpo de ânodo[0058] In some embodiments, above the top surface of the anode body
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 18/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 18/151
11/31 inclui estender-se ao longo do pino (isto é, porção do pino que se estende para fora do corpo de ânodo). Em algumas modalidades, acima da superfície de topo do corpo de ânodo inclui estender-se ao longo do pino e para dentro do suporte de ânodo (isto é, a porção do pino que se estende para dentro do suporte de ânodo, onde o pino é fixado mecanicamente). Em algumas modalidades, acima da superfície de topo inclui estender-se através da superfície de topo da porção superior do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, acima da superfície de topo inclui estender-se através da superfície de topo e estender-se para baixo ao redor da parede lateral externa do corpo de ânodo (isto é, criando um colar ao redor da extremidade superior da superfície de ânodo).11/31 includes extending along the pin (i.e., the portion of the pin extending outside the anode body). In some embodiments, above the top surface of the anode body includes extending along the pin and into the anode holder (that is, the portion of the pin that extends into the anode holder, where the pin is mechanically fixed). In some embodiments, above the top surface includes extending across the top surface of the upper portion of the anode body. In some embodiments, above the top surface includes extending across the top surface and extending downwardly around the outer side wall of the anode body (i.e., creating a collar around the top end of the anode surface ).
[0059] Como usado no presente documento, ânodo significa o eletrodo (ou terminal) positivo pelo qual a corrente entra em uma célula eletrolítica. Em algumas modalidades, os ânodos (isto é, corpos de ânodo) são construídos de materiais condutores elétricos. Em algumas modalidades, o ânodo compreende um ânodo inerte (por exemplo, não reativo, estável dimensionalmente e/ou que tem uma taxa de dissolução (por exemplo, nos parâmetros de operação da célula) menor do que aquela de um ânodo de carbono correspondente).[0059] As used in this document, anode means the positive electrode (or terminal) through which current enters an electrolytic cell. In some embodiments, anodes (ie, anode bodies) are constructed of electrically conductive materials. In some embodiments, the anode comprises an inert anode (for example, non-reactive, dimensionally stable and / or which has a lower dissolution rate (for example, in the operating parameters of the cell) than that of a corresponding carbon anode) .
[0060] Como usado no presente documento, corpo de ânodo significa: a estrutura física do ânodo (por exemplo, incluindo o topo, o fundo e a(s) parede(s) lateral(is)). Alguns exemplos não limitativos de materiais de ânodo incluem: metais, ligas de metal, óxidos de metal, cerâmicas, ceramais e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o corpo de ânodo é oval, cilíndrico, retangular, quadrado, em formato de placa (em geral, planar), outros formatos geométricos (por exemplo, triangular, pentagonal, hexagonal e similares).[0060] As used in this document, anode body means: the physical structure of the anode (for example, including the top, bottom and side wall (s)). Some non-limiting examples of anode materials include: metals, metal alloys, metal oxides, ceramics, ceramics and combinations thereof. In some embodiments, the anode body is oval, cylindrical, rectangular, square, plate-shaped (in general, planar), other geometric shapes (for example, triangular, pentagonal, hexagonal and the like).
[0061] Como usado no presente documento, aparato de ânodo significa o ânodo ou eletrodo positivo na célula de eletrólise. Em algumas modalidades, o aparato de ânodo inclui: o corpo de ânodo e o pino de ânodo. Em algumas modalidades, o aparato de ânodo inclui o corpo de ânodo, o pino de ânodo e os materiais de preenchimento/vedação (por exemplo, individualmente, ou em combinação: preenchimento condutor e/ou material de vedação).[0061] As used herein, anode apparatus means the positive anode or electrode in the electrolysis cell. In some embodiments, the anode apparatus includes: the anode body and the anode pin. In some embodiments, the anode apparatus includes the anode body, the anode pin and the fill / seal materials (for example, individually, or in combination: conductive fill and / or seal material).
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 19/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 19/151
12/31 [0062] Como usado no presente documento, montagem de ânodo significa pelo menos um aparato de ânodo (corpo de ânodo, pino, preenchimento condutor e/ou material de vedação) e um suporte de ânodo, em que o pelo menos um aparato de ânodo é conectado (por exemplo, mecânica e/ou eletricamente) ao suporte de ânodo.12/31 [0062] As used herein, anode assembly means at least one anode apparatus (anode body, pin, conductive padding and / or sealing material) and an anode holder, where at least one anode apparatus is connected (for example, mechanically and / or electrically) to the anode holder.
[0063] Como usado no presente documento, suporte significa um membro que mantém outro(s) objeto(s) no local. Em algumas modalidades, o suporte é a estrutura que retém o(s) ânodo(s) no local. Em uma modalidade, o suporte facilita a conexão elétrica do barramento elétrico de trabalho ao(s) ânodo(s). Em uma modalidade, o suporte é construído de um material que é resistente a ataque do banho corrosivo. Por exemplo, o suporte é construído de material isolante, incluindo, por exemplo, material refratário. Em algumas modalidades, múltiplos ânodos são conectados (por exemplo, mecânica e eletricamente) ao suporte (por exemplo, fixados de modo removível), o qual é ajustável e pode ser elevado, abaixado ou movido de outro modo na célula. Em algumas modalidades, o suporte de ânodo inclui um material refratário (por exemplo, bloco ou montagem), outros materiais resistentes a banho, membros de suporte de trilho ou viga, componentes de ajuste vertical e aparatos, e/ou barramento elétrico de trabalho.[0063] As used in this document, support means a member who keeps other object (s) in place. In some embodiments, the support is the structure that holds the anode (s) in place. In one embodiment, the support facilitates the electrical connection of the working electric bus to the anode (s). In one embodiment, the support is constructed of a material that is resistant to attack by the corrosive bath. For example, the support is constructed of insulating material, including, for example, refractory material. In some embodiments, multiple anodes are connected (for example, mechanically and electrically) to the support (for example, removably attached), which is adjustable and can be raised, lowered or otherwise moved in the cell. In some embodiments, the anode support includes a refractory material (for example, block or assembly), other bath-resistant materials, rail or beam support members, vertical adjustment components and apparatus, and / or electric busbar.
[0064] Como usado no presente documento, barramento elétrico de trabalho se refere aos conectores elétricos de um ou mais componentes. Por exemplo, o ânodo, cátodo e/ou outros componentes de célula podem ter barramento elétrico de trabalho para conectar os componentes. Em algumas modalidades, o barramento elétrico de trabalho inclui conectores de pino nos ânodos, a fiação para conectar os ânodos e/ou cátodos, circuitos elétricos para (ou entre) vários componentes da célula, e combinações dos mesmos.[0064] As used in this document, electrical working bus refers to the electrical connectors of one or more components. For example, the anode, cathode and / or other cell components may have an electrical working bus to connect the components. In some embodiments, the electrical working bus includes pin connectors on the anodes, the wiring to connect the anodes and / or cathodes, electrical circuits for (or between) various components of the cell, and combinations thereof.
[0065] Como usado no presente documento, parede lateral significa: uma superfície que forma a parede de um objeto.[0065] As used in this document, sidewall means: a surface that forms the wall of an object.
[0066] Como usado no presente documento, contornando perimetralmente significa: contornando a borda externa de uma superfície. Como um exemplo não limitativo, contornando perimetralmente inclui geometrias diferentes (por exemplo,[0066] As used in this document, bypassing perimeter means: bypassing the outer edge of a surface. As a non-limiting example, perimeter circumference includes different geometries (for example,
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 20/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 20/151
13/31 contornando concentricamente, circunscrevendo) e similares.13/31 by concentrating, circumscribing) and the like.
[0067] Como usado no presente documento, banho de eletrólito (algumas vezes alternativamente referido como banho) refere-se a um banho liquefeito que tem pelo menos uma espécie de metal a ser reduzido (por exemplo, por meio de um processo de eletrólise). Um exemplo não limitativo da composição de banho eletrolítico (em uma célula de eletrólise de alumínio) inclui: NaF-AIFs, NaF, AIF3, CaF?, MgF?, LiF, KF, e combinações dos mesmos - com alumina dissolvida.[0067] As used herein, electrolyte bath (sometimes alternatively referred to as a bath) refers to a liquefied bath that has at least one type of metal to be reduced (for example, through an electrolysis process) . A non-limiting example of the electrolytic bath composition (in an aluminum electrolysis cell) includes: NaF-AIFs, NaF, AIF3, CaF ?, MgF ?, LiF, KF, and combinations thereof - with dissolved alumina.
[0068] Como usado no presente documento, fundido significa em uma forma fluida (por exemplo, líquida) através da aplicação de calor. Como um exemplo não limitativo, o banho eletrolítico está em forma fundida (por exemplo, pelo menos a cerca de 750 °C). Como outro exemplo, o produto de metal que se forma no fundo da célula (por exemplo, algumas vezes chamado uma almofada de metal) está em forma fundida.[0068] As used in this document, molten means in a fluid (for example, liquid) form through the application of heat. As a non-limiting example, the electrolytic bath is in molten form (for example, at least at about 750 ° C). As another example, the metal product that forms at the bottom of the cell (for example, sometimes called a metal pad) is in molten form.
[0069] Em algumas modalidades, a temperatura operacional do banho de eletrólito fundido/célula é de: pelo menos cerca de 750°C; pelo menos cerca de 800°C; pelo menos cerca de 850°C; pelo menos cerca de 900°C; pelo menos cerca de 950°C; ou pelo menos cerca de 975°C. Em algumas modalidades, a temperatura operacional do banho de eletrólito fundido/célula é: não maior do que cerca de 750°C; não maior do que cerca de 800°C; não maior do que cerca de 850°C; não maior do que cerca de 900°C; não maior do que cerca de 95 °C ou não maior do que cerca de 975°C.[0069] In some embodiments, the operating temperature of the molten electrolyte bath / cell is: at least about 750 ° C; at least about 800 ° C; at least about 850 ° C; at least about 900 ° C; at least about 950 ° C; or at least about 975 ° C. In some embodiments, the operating temperature of the molten electrolyte bath / cell is: no higher than about 750 ° C; not greater than about 800 ° C; not greater than about 850 ° C; not greater than about 900 ° C; not greater than about 95 ° C or not greater than about 975 ° C.
[0070] Como usado no presente documento, vapor significa: uma substância que está na forma de um gás. Em algumas modalidades, o vapor compreende gás ambiente misturado com escape cáustico e/ou corrosivo do processo de eletrólise.[0070] As used in this document, steam means: a substance that is in the form of a gas. In some embodiments, the vapor comprises ambient gas mixed with caustic and / or corrosive exhaust from the electrolysis process.
[0071] Como usado no presente documento, espaço de vapor se refere ao espaço vazio em uma célula de eletrólise, acima da superfície do banho de eletrólito.[0071] As used in this document, vapor space refers to the empty space in an electrolysis cell, above the surface of the electrolyte bath.
[0072] Como usado no presente documento, interface refere-se a uma superfície considerada como o limite comum de dois corpos, espaços ou fases.[0072] As used in this document, interface refers to a surface considered as the common boundary of two bodies, spaces or phases.
[0073] Como usado no presente documento, interface banho-vapor refere-se à[0073] As used in this document, steam-bath interface refers to the
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 21/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 21/151
14/31 superfície de banho, a qual é o limite de duas fases, o espaço de vapor e o banho de eletrólito líquido (fundido).14/31 bath surface, which is the limit of two phases, the vapor space and the liquid (molten) electrolyte bath.
[0074] Como usado no presente documento, produto de metal significa o produto que é produzido por eletrólise. Em uma modalidade, o produto de metal se forma no fundo de uma célula de eletrólise como uma almofada de metal. Alguns exemplos não limitativos de produtos de metal incluem: alumínio, níquel, magnésio, cobre, zinco e metais de terra rara.[0074] As used in this document, metal product means the product that is produced by electrolysis. In one embodiment, the metal product forms at the bottom of an electrolysis cell like a metal pad. Some non-limiting examples of metal products include: aluminum, nickel, magnesium, copper, zinc and rare earth metals.
[0075] Como usado no presente documento, pelo menos significa maior do que ou igual a.[0075] As used in this document, at least it means greater than or equal to.
[0076] Como usado no presente documento, cavidade significa: uma abertura em alguma coisa.[0076] As used in this document, cavity means: an opening in something.
[0077] Como usado no presente documento, pino significa: uma peça de material usada para uniras coisas. Em algumas modalidades, o pino é um material condutor elétrico. Em algumas modalidades, o pino é configurado para conectar eletricamente o corpo de ànodo ao barramento elétrico de trabalho a fim de fornecer corrente para uma célula de eletrólise (por meio do ànodo). Em algumas modalidades, uma primeira extremidade do pino é configurada para encaixar em/ser retida dentro de um suporte de ànodo (por exemplo, suporte de ànodo e pelo menos um aparato de ànodo é uma montagem de ànodo). Em algumas modalidades, o pino é configurado para se sobrepor ao corpo de ànodo. Em algumas modalidades, o pino é configurado para sustentar estruturalmente o corpo de ànodo, uma vez que este é fixado e suspenso a partir do pino. Em algumas modalidades, o pino é de aço inoxidável, níquel, liga de níquel, Inconel ou um aço protegido contra corrosão. Em algumas modalidades, o pino é configurado para se estender para dentro do corpo de ànodo (por exemplo, para dentro de uma cavidade) por uma certa profundidade, a fim de fornecer suporte mecânico e comunicação elétrica para o corpo de ànodo. Em algumas modalidades, o comprimento do pino é suficiente (longo o suficiente) para fornecer suporte mecânico para o corpo de ànodo e suficiente (curto o suficiente) para impedir a corrosão no pino no interior da cavidade (isto é, posicionar o pino acima da[0077] As used in this document, pin means: a piece of material used for things. In some embodiments, the pin is an electrically conductive material. In some embodiments, the pin is configured to electrically connect the anode body to the electrical working bus in order to supply current to an electrolysis cell (through the anode). In some embodiments, a first end of the pin is configured to fit / be retained within an anode holder (for example, anode holder and at least one anode apparatus is an anode assembly). In some embodiments, the pin is configured to overlap the anode body. In some embodiments, the pin is configured to structurally support the anode body, since it is fixed and suspended from the pin. In some embodiments, the pin is made of stainless steel, nickel, nickel alloy, Inconel or a steel protected against corrosion. In some embodiments, the pin is configured to extend into the anode body (for example, into a cavity) for a certain depth in order to provide mechanical support and electrical communication for the anode body. In some embodiments, the length of the pin is sufficient (long enough) to provide mechanical support for the anode body and sufficient (short enough) to prevent corrosion of the pin inside the cavity (that is, to position the pin above the
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 22/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 22/151
15/31 interface banho-vapor). Em algumas modalidades, o pino é oval, cilíndrico, retangular, quadrado, em formato de placa (em geral, planar), de outros formatos geométricos (por exemplo, triangular, pentagonal, hexagonal e similares).15/31 steam bath interface). In some modalities, the pin is oval, cylindrical, rectangular, square, plate-shaped (in general, planar), of other geometric shapes (for example, triangular, pentagonal, hexagonal and the like).
[0078] Como usado no presente documento, fixar significa: conectar duas ou mais coisas juntas. Em algumas modalidades, o pino é fixado ao corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o pino é fixado mecanicamente ao corpo de ânodo por: fixador(es), parafuso(s), uma configuração com rosca (por exemplo, no pino), uma configuração com rosca correspondente (por exemplo, na superfície interna da cavidade no corpo de ânodo e no pino), ou similares. Em algumas modalidades, o pino é fixado ao corpo de ânodo por meio de soldagem (por exemplo, soldagem com resistência ou outros tipos de soldagem). Em algumas modalidades, o pino é fixado ao corpo de ânodo por meio de uma sinterização direta (isto é, sinterizando o corpo de ânodo diretamente no pino).[0078] As used in this document, fixing means: connecting two or more things together. In some embodiments, the pin is attached to the anode body. In some embodiments, the pin is mechanically attached to the anode body by: fastener (s), screw (s), a threaded configuration (for example, on the pin), a corresponding threaded configuration (for example, on the internal surface of the cavity in the anode body and pin), or the like. In some embodiments, the pin is fixed to the anode body by means of welding (for example, resistance welding or other types of welding). In some embodiments, the pin is fixed to the anode body by means of direct sintering (that is, sintering the anode body directly on the pin).
[0079] Como usado no presente documento, material condutor elétrico significa: um material que tem uma habilidade para mover eletricidade (ou calor) de um lugar para outro.[0079] As used herein, electrically conductive material means: a material that has an ability to move electricity (or heat) from one place to another.
[0080] Como usado no presente documento, preenchimento significa: um material que preenche um espaço ou vazio entre dois outros objetos. Em algumas modalidades, o preenchimento é configurado para conectar (por exemplo, conectar eletricamente) o corpo de ânodo ao pino. Em algumas modalidades, exemplos não limitativos de preenchimento incluem: um material particulado, um material líquido/pasta fluida, e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o preenchimento é incorporado/inserido na localização desejada em uma forma fluida, a qual, então, endurece ao longo do tempo para produzir um material de preenchimento sólido.[0080] As used in this document, filling means: a material that fills a space or void between two other objects. In some embodiments, the padding is configured to connect (for example, electrically connect) the anode body to the pin. In some embodiments, non-limiting examples of filling include: a particulate material, a liquid / slurry material, and combinations thereof. In some embodiments, the fill is incorporated / inserted into the desired location in a fluid form, which then hardens over time to produce a solid fill material.
[0081] Em algumas modalidades, o preenchimento é um material condutor, também denominado como preenchimento condutor. Em algumas modalidades, o preenchimento é configurado para conectar eletricamente o pino ao corpo de ânodo. Exemplos não limitativos de materiais de preenchimento condutores elétricos incluem: óxidos de ferro (hematita, magnetita, wustita), cobre, ligas de cobre, níquel, ligas de níquel, metais[0081] In some modalities, the filling is a conductive material, also called as conductive filling. In some embodiments, the padding is configured to electrically connect the pin to the anode body. Non-limiting examples of electrically conductive fillers include: iron oxides (hematite, magnetite, wustite), copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, metals
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 23/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 23/151
16/31 preciosos (por exemplo, Pt, Pd, Ag, Au) e combinações dos mesmos.16/31 precious (for example, Pt, Pd, Ag, Au) and combinations thereof.
[0082] Como usado no presente documento, material de vedação significa: uma substância usada para fechar ou prender um objeto ou componente (por exemplo, a fim de reduzir, impedir, e/ou eliminar a transmissão de vapor ou líquido para o objeto ou componente). Em algumas modalidades, o preenchimento é configurado para vedar a cavidade da porção superior no corpo de ânodo para vapores corrosivos presentes no espaço de vapor. Exemplos não limitativos de um material de vedação incluem: cimento calcinável, concreto, rejunte, argamassa e combinações dos mesmos.[0082] As used herein, sealing material means: a substance used to close or secure an object or component (for example, in order to reduce, prevent, and / or eliminate the transmission of vapor or liquid to the object or component). In some embodiments, the filling is configured to seal the cavity of the upper portion in the anode body for corrosive vapors present in the vapor space. Non-limiting examples of a sealing material include: calcinable cement, concrete, grout, mortar and combinations thereof.
[0083] Em algumas modalidades, o material de vedação é uma substância/material que inclui pelo menos dois componentes: (1) agregado e (2) cimento matricial (por exemplo, argamassa), em que o agregado inclui tamanhos de agregado grande e/ou fino. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a uma área a fim de atuarcomo um adesivo, uma vez que é configurado para aderir componentes ao endurecer.[0083] In some embodiments, the sealing material is a substance / material that includes at least two components: (1) aggregate and (2) matrix cement (eg mortar), where the aggregate includes large aggregate sizes and / or thin. In some embodiments, the sealing material is applied to an area in order to act as an adhesive, since it is configured to adhere components when hardening.
[0084] Como usado no presente documento, calcinável significa: uma substância/material que inclui pelo menos dois componentes: agregado e cimento, em que o agregado inclui tamanhos de agregado grande e fino. Em algumas modalidades, o calcinável é aplicado a uma área a fim de atuar como um adesivo, uma vez que é configurado para aderir os componentes juntos ao endurecer.[0084] As used in this document, calcinable means: a substance / material that includes at least two components: aggregate and cement, where the aggregate includes large and fine aggregate sizes. In some embodiments, the castable is applied to an area in order to act as an adhesive, since it is configured to adhere the components together when hardening.
[0085] Como usado no presente documento, argamassa significa: um calcinável com matriz e agregado mais fino (quando comparado a concreto ou cimento). Em algumas modalidades, a argamassa inclui uma viscosidade configurada para preencher rachaduras e gretas na montagem de ânodo e/ou no aparato de ânodo. Em algumas modalidades, a argamassa é configurada como um material de ligação que endurece no local e é usado para ligar coisas.[0085] As used in this document, mortar means: a calcinable with matrix and finer aggregate (when compared to concrete or cement). In some embodiments, the mortar includes a viscosity configured to fill cracks and cracks in the anode assembly and / or anode apparatus. In some embodiments, the mortar is configured as a bonding material that hardens in place and is used to bond things.
[0086] Como usado no presente documento, material particulado significa: um material composto de partículas. Em algumas modalidades, o material particulado é condutor elétrico. Em uma modalidade, o material particulado é granalha de cobre. Outros exemplos não limitativos de materiais particulados incluem: metais preciosos (por[0086] As used in this document, particulate material means: a material composed of particles. In some embodiments, the particulate material is electrically conductive. In one embodiment, the particulate material is copper shot. Other non-limiting examples of particulate materials include: precious metals (eg
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 24/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 24/151
17/31 exemplo, platina, paládio, ouro, prata e combinações dos mesmos). Como exemplos não limitativos, o material particulado inclui: espuma de metal (por exemplo, espuma de Cu), granalha grande ou pequena (por exemplo, configurada para caber entre o pino e o corpo de ânodo e/ou na cavidade do ânodo), tinta e/ou pó. Outros tamanhos e formatos de materiais particulados são utilizáveis, desde que preencham o vazio entre o pino e o corpo de ânodo (ou porção abaixo do pino, na cavidade do corpo de ânodo) e promovam uma conexão elétrica entre o corpo de ânodo e o pino para fornecer corrente para o ânodo.17/31 example, platinum, palladium, gold, silver and combinations thereof). As non-limiting examples, particulate material includes: metal foam (for example, Cu foam), large or small shot (for example, configured to fit between the pin and the anode body and / or in the anode cavity), ink and / or dust. Other sizes and shapes of particulate materials are usable, as long as they fill the void between the pin and the anode body (or portion below the pin, in the cavity of the anode body) and promote an electrical connection between the anode body and the pin to supply current to the anode.
[0087] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para reduzir, impedir ou eliminar a corrosão do aparato de ânodo (por exemplo, pino, corpo de ânodo, preenchimento condutor e/ou combinações dos mesmos).[0087] In some embodiments, the sealing material is configured to reduce, prevent or eliminate corrosion of the anode apparatus (for example, pin, anode body, conductive padding and / or combinations thereof).
[0088] Em algumas modalidades, o material de vedação inclui agregado que é configurado como um agregado correspondido de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado como um agregado compatível com efluente gasoso (por exemplo, configurado para reagir, mas não degradar substancialmente a eficácia do material de vedação).[0088] In some embodiments, the sealing material includes aggregate that is configured as an anode matched aggregate. In some embodiments, the sealing material is configured as an aggregate compatible with gaseous effluent (for example, configured to react, but does not substantially degrade the effectiveness of the sealing material).
[0089] Como usado no presente documento, agregado correspondido de ânodo (algumas vezes referido como agregado compatível com efluente gasoso) significa agregado que tem uma característica de desempenho que se sobrepõe à composição de ânodo. Em algumas modalidades, o agregado correspondido de ânodo é o agregado que tem o mesmo constituinte composicional que o corpo de ânodo (por exemplo, hematita, magnetita). Em algumas modalidades, o agregado correspondido de ânodo é agregado com uma composição que é consistente com pelo menos uma espécie (ou composto) principal presente no ânodo (por exemplo, >30% em peso). Em algumas modalidades, o agregado correspondido de ânodo é agregado com um composto ou componente de um agregado compatível com efluente gasoso (por exemplo, NiFezO/i, NiO, CUAI2O4, CuO). Alguns exemplos não limitativos de materiais de vedação por agregação incluem: espinélios, magnetita, hematita, aluminato de cobre, ferrita de níquel ou óxido de estanho, e combinações dos mesmos.[0089] As used in this document, anode-matched aggregate (sometimes referred to as gaseous-compatible aggregate) means aggregate that has a performance characteristic that overlaps the anode composition. In some embodiments, the corresponding anode aggregate is the aggregate that has the same compositional constituent as the anode body (eg, hematite, magnetite). In some embodiments, the matched anode aggregate is aggregated with a composition that is consistent with at least one major species (or compound) present at the anode (for example,> 30% by weight). In some embodiments, the corresponding anode aggregate is aggregated with a compound or component of an aggregate compatible with gaseous effluent (for example, NiFezO / i, NiO, CUAI2O4, CuO). Some non-limiting examples of aggregation sealing materials include: spinel, magnetite, hematite, copper aluminate, nickel ferrite or tin oxide, and combinations thereof.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 25/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 25/151
18/31 [0090] Em algumas modalidades, o material de vedação compreende uma cerâmica calcinável ou plugue de ceramais, em que os agregados (ou pelo menos uma porção destes) são substituídos por um agregado correspondido de ânodo e/ou um agregado compatível com efluente gasoso como a vedação primária. Como um exemplo não limitativo, o material de vedação compreende uma cerâmica calcinável ou ceramais contendo AI2O3, S1O2, MgO, CaO, Na2Ü, e combinações dos mesmos, em que pelo menos alguns dos silicatos e/ou aluminatos são substituídos por um agregado adaptado/correspondido especificamente ao material de corpo de ânodo e/ou de pino, de acordo com a presente invenção.18/31 [0090] In some embodiments, the sealing material comprises a calcinable ceramic or ceramics plug, in which the aggregates (or at least a portion of them) are replaced by an anode-matched aggregate and / or an aggregate compatible with gaseous effluent as the primary seal. As a non-limiting example, the sealing material comprises a calcinable ceramic or ceramics containing AI2O3, S1O2, MgO, CaO, Na2Ü, and combinations thereof, where at least some of the silicates and / or aluminates are replaced with an adapted / corresponded specifically to the anode and / or pin body material according to the present invention.
[0091] Em algumas modalidades, o agregado tem cerca de 40% em peso do material de vedação (por exemplo, conforme curado). Em algumas modalidades, a matriz/ligante tem cerca de 60% em peso do material de vedação (por exemplo, conforme curado). Em algumas modalidades, o agregado tem de cerca de 5% em peso a 100% em peso do material de vedação. Em algumas modalidades, o ligante/matriz tem de cerca de 5% em peso a 100% em peso do material de vedação.[0091] In some embodiments, the aggregate has about 40% by weight of the sealing material (for example, as cured). In some embodiments, the matrix / binder has about 60% by weight of the sealing material (for example, as cured). In some embodiments, the aggregate is from about 5% by weight to 100% by weight of the sealing material. In some embodiments, the binder / matrix has about 5% by weight to 100% by weight of the sealing material.
[0092] Em algumas modalidades, a porcentagem e/ou quantidade de agregado ou ligante/matriz é quantificada por meio de SEM (microscópio eletrônico de varredura) ou EDS (espectroscopia de energia dispersiva), por meio de visualização/observação de um corte transversal polido de material de vedação. Nessa modalidade, EDS é configurada para fornecer a composição química do corte transversal.[0092] In some modalities, the percentage and / or amount of aggregate or ligand / matrix is quantified by SEM (scanning electron microscope) or EDS (dispersive energy spectroscopy), by means of visualization / observation of a cross-section polished sealing material. In this modality, EDS is configured to provide the chemical composition of the cross-section.
[0093] Em algumas modalidades, o preenchimento é um preenchimento condutor (por exemplo, configurado para promover comunicação elétrica entre o pino e o corpo de ânodo).[0093] In some modalities, the filling is a conductive filling (for example, configured to promote electrical communication between the pin and the anode body).
[0094] Em algumas modalidades, dentro da cavidade, o preenchimento é configurado para se estender entre a parede lateral interna do corpo de ânodo e o pino (por exemplo, abaixo do material de vedação).[0094] In some modalities, inside the cavity, the filling is configured to extend between the internal side wall of the anode body and the pin (for example, below the sealing material).
[0095] Em algumas modalidades, o material de vedação compreende uma espessura a partir de 1 mm a não mais do que 50 mm.[0095] In some embodiments, the sealing material comprises a thickness from 1 mm to no more than 50 mm.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 26/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 26/151
19/31 [0096] Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: pelo menos 1 mm; pelo menos 2 mm; pelo menos 3 mm; pelo menos 4 mm; pelo menos 5 mm; pelo menos 6 mm; pelo menos 7 mm; pelo menos 8 mm; pelo menos 9 mm ou pelo menos 10 mm.19/31 [0096] In some embodiments, the sealing material has a thickness of: at least 1 mm; at least 2 mm; at least 3 mm; at least 4 mm; at least 5 mm; at least 6 mm; at least 7 mm; at least 8 mm; at least 9 mm or at least 10 mm.
[0097] Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: pelo menos cerca de 5 mm; pelo menos cerca de 10 mm; pelo menos cerca de 15 mm; pelo menos cerca de 20 mm; pelo menos cerca de 25 mm; pelo menos cerca de 30 mm; pelo menos cerca de 35 mm; pelo menos cerca de 40 mm; pelo menos cerca de 45 mm ou pelo menos cerca de 50 mm.[0097] In some embodiments, the sealing material has a thickness of: at least about 5 mm; at least about 10 mm; at least about 15 mm; at least about 20 mm; at least about 25 mm; at least about 30 mm; at least about 35 mm; at least about 40 mm; at least about 45 mm or at least about 50 mm.
[0098] Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: não mais do que 1 mm; não mais do que 2 mm; não mais do que 3 mm; não mais do que 4 mm; não mais do que 5 mm; não mais do que 6 mm; não mais do que 7 mm; não mais do que 8 mm; não mais do que 9 mm ou não mais do que 10 mm.[0098] In some embodiments, the sealing material has a thickness of: no more than 1 mm; not more than 2 mm; not more than 3 mm; not more than 4 mm; not more than 5 mm; not more than 6 mm; not more than 7 mm; not more than 8 mm; not more than 9 mm or not more than 10 mm.
[0099] Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: não mais do que cerca de 5 mm; não mais do que cerca de 10 mm; não mais do que cerca de 15 mm; não mais do que cerca de 20 mm; não mais do que cerca de 25 mm; não mais do que cerca de 30 mm; não mais do que cerca de 35 mm; não mais do que cerca de 40 mm; não mais do que cerca de 45 mm ou não mais do que cerca de 50 mm.[0099] In some embodiments, the sealing material has a thickness of: no more than about 5 mm; no more than about 10 mm; no more than about 15 mm; no more than about 20 mm; no more than about 25 mm; no more than about 30 mm; no more than about 35 mm; no more than about 40 mm; no more than about 45 mm or no more than about 50 mm.
[00100] Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: pelo menos cerca de 50 mm; pelo menos cerca de 100 mm; pelo menos cerca de 150 mm; pelo menos cerca de 200 mm ou pelo menos cerca de 250 mm. Em algumas modalidades, o material de vedação tem uma espessura de: não mais do que cerca de 50 mm; não mais do que cerca de 100 mm; não mais do que cerca de 150 mm; não mais do que cerca de 200 mm ou não mais do que cerca de 250 mm.[00100] In some embodiments, the sealing material has a thickness of: at least about 50 mm; at least about 100 mm; at least about 150 mm; at least about 200 mm or at least about 250 mm. In some embodiments, the sealing material has a thickness of: no more than about 50 mm; no more than about 100 mm; no more than about 150 mm; no more than about 200 mm or no more than about 250 mm.
[00101] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado como um revestimento aplicado ao pino de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado como um revestimento para a superfície interna do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado como um revestimento[00101] In some embodiments, the sealing material is configured as a coating applied to the anode pin. In some embodiments, the sealing material is configured as a coating for the inner surface of the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured as a coating
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 27/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 27/151
20/31 aplicado à superfície superior (por exemplo, extremidade de topo) do corpo de ânodo.20/31 applied to the upper surface (for example, top end) of the anode body.
[00102] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais componentes do aparato de ânodo e/ou montagem de ânodo por meio de lavagem (por exemplo, pintura) do componente diretamente com o material.[00102] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more components of the anode apparatus and / or anode assembly by washing (for example, painting) the component directly with the material.
[00103] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais componentes do aparato de ânodo e/ou montagem de ânodo por meio de aplicação do material de vedação ao(s) componente(s) como uma pasta fluida/suspensão em combinação com um ligante ou líquido.[00103] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more components of the anode apparatus and / or anode assembly by applying the sealing material to the component (s) as a slurry / suspension in combination with a binder or liquid.
[00104] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de aplicação/direcionamento do agregado para a localização desejada (por exemplo, derramamento de pó, particulado ou granulados), seguido por adição da matriz, agitação/combinação mecânica, e permitindose que o material de vedação deposite/seque.[00104] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of application / directing the aggregate to the desired location (for example, spilling of powder, particulates or granules), followed by addition of the matrix, stirring / mechanical combination, and allowing the sealing material to settle / dry.
[00105] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de aspersão.[00105] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of spraying.
[00106] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de jateamento.[00106] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of blasting.
[00107] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de fundição por deslizamento. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de fundição por pressão. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de fundição a vácuo. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de pressionamento de pasta fluida. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de fundição em gel. Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado a um ou mais dentre o aparato de ânodo e o pino por meio de fundição eletroforética.[00107] In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of slip casting. In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of pressure casting. In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of vacuum casting. In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by pressing the slurry. In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of gel casting. In some embodiments, the sealing material is applied to one or more of the anode apparatus and the pin by means of electrophoretic casting.
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 28/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 28/151
21/31 [00108] Em algumas modalidades, o agregado correspondido de ânodo e/ou agregado compatível com efluente gasoso está presente em forma misturada com o material de vedação, em que o agregado é a partir de pelo menos 1% em volume de material de vedação a não mais do que 99,5% em volume de material de vedação.21/31 [00108] In some embodiments, the corresponding aggregate of anode and / or aggregate compatible with gaseous effluent is present in mixed form with the sealing material, where the aggregate is from at least 1% in volume of material sealing to no more than 99.5% by volume of sealing material.
[00109] Em algumas modalidades, o agregado está presente em forma misturada com o material de vedação, em que o agregado é a partir de pelo menos 1% em volume de material de vedação a não mais do que 100% em volume de material de vedação.[00109] In some embodiments, the aggregate is present in mixed form with the sealing material, where the aggregate is from at least 1% by volume of sealing material to no more than 100% by volume of sealing material seal.
[00110] Como exemplos não limitativos, o agregado compreende: pelo menos 1% em volume; pelo menos 5% em volume; pelo menos 10% em volume; pelo menos 15% em volume; pelo menos 20% em volume; pelo menos 25% em volume; pelo menos 30% em volume; pelo menos cerca de 35% em volume; pelo menos 40% em volume; pelo menos 45% em volume; pelo menos 50% em volume; pelo menos 55% em volume; pelo menos 60% em volume; pelo menos 65% em volume; pelo menos 70 vol.%; pelo menos 75% em volume; pelo menos 80% em volume; pelo menos 85% em volume; pelo menos 90% em volume; ou pelo menos 95% em volume ou pelo menos 99% em volume do material de vedação.[00110] As non-limiting examples, the aggregate comprises: at least 1% by volume; at least 5% by volume; at least 10% by volume; at least 15% by volume; at least 20% by volume; at least 25% by volume; at least 30% by volume; at least about 35% by volume; at least 40% by volume; at least 45% by volume; at least 50% by volume; at least 55% by volume; at least 60% by volume; at least 65% by volume; at least 70 vol.%; at least 75% by volume; at least 80% by volume; at least 85% by volume; at least 90% by volume; or at least 95% by volume or at least 99% by volume of the sealing material.
[00111] Como exemplos não limitativos, o agregado compreende: não mais do que 1% em volume; não mais do que 5% em volume; não mais do que 10% em volume; não mais do que 15% em volume; não mais do que 20% em volume; não mais do que 25% em volume; não mais do que 30% em volume; não mais do que cerca de 35% em volume; não mais do que 40% em volume; não mais do que 45% em volume; não mais do que 50% em volume; não mais do que 55% em volume; não mais do que 60% em volume; não mais do que 65% em volume; não mais do que 70 % em volume; não mais do que 75% em volume; não mais do que 80% em volume; não mais do que 85% em volume; não mais do que 90% em volume; não mais do que 95% em volume ou não mais do que 99% em volume do material de vedação.[00111] As non-limiting examples, the aggregate comprises: no more than 1% by volume; not more than 5% by volume; not more than 10% by volume; not more than 15% by volume; no more than 20% by volume; no more than 25% by volume; no more than 30% by volume; no more than about 35% by volume; no more than 40% by volume; no more than 45% by volume; no more than 50% by volume; no more than 55% by volume; no more than 60% by volume; no more than 65% by volume; no more than 70% by volume; no more than 75% by volume; no more than 80% by volume; no more than 85% by volume; no more than 90% by volume; no more than 95% by volume or no more than 99% by volume of the sealing material.
[00112] Em algumas modalidades, uma mistura de agregado correspondido de ânodo e/ou agregado compatível com efluente gasoso e material de vedação inclui uma[00112] In some embodiments, a mixture of anode-matched aggregate and / or aggregate compatible with gaseous effluent and sealing material includes a
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 29/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 29/151
22/31 quantidade de agregado que é suficiente para manter a habilidade do material de vedação para aderir os componentes do aparato de ânodo (por exemplo, o corpo de ânodo ao pino) e/ou da montagem de ânodo (por exemplo, pino ao suporte de ânodo).22/31 amount of aggregate that is sufficient to maintain the ability of the sealing material to adhere the components of the anode apparatus (eg, the anode body to the pin) and / or the anode assembly (eg, pin to the support anode).
[00113] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado aa cavidade de ânodo (isto é, entre o pino e a superfície interna do corpo de ânodo) em um gradiente, de modo que a concentração de material de vedação (com o agregado correspondido de ânodo e/ou o agregado compatível com efluente gasoso) varie em uma direção radial (isto é, difere de uma posição adjacente ao pino vs. uma posição adjacente à parede lateral de ânodo).[00113] In some embodiments, the sealing material is applied to the anode cavity (that is, between the pin and the inner surface of the anode body) in a gradient, so that the concentration of sealing material (with the aggregate corresponding anode and / or gaseous-compatible aggregate) varies in a radial direction (ie, differs from a position adjacent to the pin vs. a position adjacent to the anode sidewall).
[00114] Em uma modalidade, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja (com agregado correspondido de ânodo e/ou agregado compatível com efluente gasoso) mais alta adjacente ao pino quando comparada a adjacente à superfície interna do corpo de ânodo.[00114] In one embodiment, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is (with corresponding anode aggregate and / or aggregate compatible with gaseous effluent) adjacent to the pin when compared to adjacent to the internal surface of the body anode.
[00115] Em uma modalidade, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação (com agregado correspondido de ânodo e/ou agregado compatível com efluente gasoso) seja inferior adjacente ao pino quando comparada a adjacente à superfície interna do corpo de ânodo.[00115] In one embodiment, the gradient is configured so that the concentration of sealing material (with corresponding anode aggregate and / or aggregate compatible with gaseous effluent) is lower adjacent to the pin when compared to adjacent to the internal surface of the body. anode.
[00116] Em algumas modalidades, o material de vedação é aplicado à cavidade do ânodo (isto é, entre o pino e a superfície interna do corpo de ânodo) em um gradiente, de modo que a concentração de material de vedação varie em uma direção lateral (isto é, difira a partir de uma posição adjacente à abertura da cavidade/superfície superior do corpo de ânodo quando comparada a uma posição adjacente à extremidade inferior do corpo de ânodo).[00116] In some embodiments, the sealing material is applied to the anode cavity (that is, between the pin and the inner surface of the anode body) in a gradient, so that the concentration of sealing material varies in one direction lateral (that is, it differs from a position adjacent to the opening of the cavity / upper surface of the anode body when compared to a position adjacent to the lower end of the anode body).
[00117] Em uma modalidade, o gradiente é configurado de modo que a concentração de material de vedação seja mais alta adjacente à extremidade superior quando comparada a adjacente à extremidade inferior do corpo de ânodo.[00117] In one embodiment, the gradient is configured so that the concentration of sealing material is higher adjacent to the upper end when compared to adjacent to the lower end of the anode body.
[00118] Em uma modalidade, o gradiente é configurado de modo que a concentração[00118] In one mode, the gradient is configured so that the concentration
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 30/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 30/151
23/31 de material de vedação seja inferior adjacente à extremidade superior quando comparada a adjacente à extremidade inferior do corpo de ânodo.23/31 of sealing material is lower adjacent to the upper end when compared to adjacent to the lower end of the anode body.
[00119] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado com uma concentração mais alta em uma posição adjacente à interface banho-vapor, quando comparada a qualquer uma dentre a extremidade superior (na fase de vapor) ou a extremidade inferior (no banho) do corpo de ânodo.[00119] In some embodiments, the sealing material is configured with a higher concentration in a position adjacent to the steam-bath interface, when compared to any of the upper end (in the steam phase) or the lower end (in the bath) ) of the anode body.
[00120] Em algumas modalidades, a concentração de material de vedação a partir de uma posição logo abaixo da interface banho-vapor para uma posição adjacente à extremidade superior do ânodo é mais alta do que a porção de (agregado correspondido de ânodo e/ou agregado compatível com efluente gasoso no) material de vedação na porção submersa do corpo de ânodo (por exemplo, submersa abaixo da interface banhovapor).[00120] In some embodiments, the concentration of sealing material from a position just below the steam-bath interface to a position adjacent to the upper end of the anode is higher than the portion of (corresponding anode aggregate and / or aggregate compatible with gaseous effluent in the) sealing material in the submerged portion of the anode body (for example, submerged below the vapor-bath interface).
[00121] As Figuras 2 a 15 retratam uma vista lateral de recorte esquemática de um aparato de ânodo exemplificativo, de acordo com algumas modalidades da presente invenção. A Figura 2 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. A Figura 3 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre a totalidade do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma porção da superfície de topo do corpo de ânodo 30. A Figura 4 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma porção da superfície de topo do corpo de ânodo 30. A Figura 5 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma totalidade do pino 12 acima da superfície de topo do corpo de ânodo 30 (isto é, dentro do espaço de vapor 24 e porção refratária 18), a abertura 32 e uma porção da superfície de topo do corpo de ânodo 30.[00121] Figures 2 to 15 show a schematic side view of an exemplary anode apparatus, in accordance with some embodiments of the present invention. Figure 2 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. Figure 3 depicts an anode apparatus wherein the sealing material 50 covers the entire pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and a portion of the top surface of the anode body 30. Figure 4 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and a portion of the top surface of the anode body 30. Figure 5 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a whole of the pin 12 above of the top surface of the anode body 30 (i.e., within the vapor space 24 and refractory portion 18), the opening 32 and a portion of the top surface of the anode body 30.
[00122] A Figura 6 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre a totalidade do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. Na Figura 6, o material de vedação 50 se estende além[00122] Figure 6 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers the entire pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. In Figure 6, the sealing material 50 extends beyond
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 31/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 31/151
24/31 de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo e cobre uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30. A Figura 7 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. Na Figura 7, o material de vedação 50 se estende além de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo e cobre uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30.24/31 from a peripheral edge of the top surface of the anode body and covers a portion of the side wall 40 of the anode body 30. Figure 7 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. In Figure 7, the sealing material 50 extends beyond a peripheral edge of the top surface of the anode body and covers a portion of the side wall 40 of anode body 30.
[00123] A Figura 8 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre a totalidade do pino 12 no espaço de vapor 24. O material de vedação 50 cobre a abertura 32 e a inteira superfície de topo do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 se estende além de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo e cobre uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 também é disposto entre o espaço de vapor 24 e o refratário 18 para impedir que produtos químicos corrosivos corroam porções expostas do pino 12 (isto é, não cobertas pelo material de vedação 50).[00123] Figure 8 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers the entire pin 12 in the steam space 24. The sealing material 50 covers the opening 32 and the entire top surface of the anode body 30 The sealing material 50 extends beyond a peripheral edge of the top surface of the anode body and covers a portion of the side wall 40 of the anode body 30. The sealing material 50 is also disposed between the vapor space 24 and the refractory 18 to prevent corrosive chemicals from corroding exposed portions of the pin 12 (i.e., not covered by the sealing material 50).
[00124] A Figura 9 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 se estende além de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo e cobre uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30. Uma porção do pino 12 na fase de vapor 24 não é coberta pelo material de vedação 50. O material de vedação 50 também é disposto entre o espaço de vapor 24 e o refratário 18 para impedir que produtos químicos corrosivos corroam as porções expostas do pino 12 no refratário 18.[00124] Figure 9 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. The sealing material 50 extends beyond a peripheral edge of the top surface of the anode body and covers a portion of the side wall 40 of the anode body 30. A portion of the pin 12 in the vapor phase 24 is not covered by the sealing material 50. The material sealing ring 50 is also disposed between the steam space 24 and the refractory 18 to prevent corrosive chemicals from corroding the exposed portions of pin 12 in the refractory 18.
[00125] A Figura 10 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre a totalidade do pino 12 no espaço de vapor 24. O material de vedação 50 cobre a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 não se estende além de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo para cobrir uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 também é disposto entre o espaço de vapor 24 e o refratário 18 para impedir que produtos químicos corrosivos corroam porções expostas do pino 12 (isto é, não cobertas[00125] Figure 10 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers the entire pin 12 in the steam space 24. The sealing material 50 covers the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30 The sealing material 50 does not extend beyond a peripheral edge of the top surface of the anode body to cover a portion of the side wall 40 of the anode body 30. The sealing material 50 is also disposed between the vapor space 24 and refractory 18 to prevent corrosive chemicals from corroding exposed portions of pin 12 (ie, not covered)
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 32/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 32/151
25/31 pelo material de vedação 50).25/31 by sealing material 50).
[00126] A Figura 11 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 se estende além de uma borda periférica da superfície de topo do corpo de ânodo e cobre uma porção da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30. O material de vedação se estende para baixo da parede lateral 40 do corpo de ânodo 30 próximo à interface 22.[00126] Figure 11 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. The sealing material 50 extends beyond a peripheral edge of the top surface of the anode body and covers a portion of the side wall 40 of the anode body 30. The sealing material extends below the side wall 40 of the anode body 30 near interface 22 .
[00127] A Figura 12 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30.[00127] Figure 12 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30.
[00128] A Figura 13 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 no espaço de vapor 24, a abertura 32 e uma superfície de topo inteira do corpo de ânodo 30. O material de vedação também é disposto dentro da cavidade 34 para cobrir uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30 que está acima da interface 22.[00128] Figure 13 depicts an anode apparatus in which the sealing material 50 covers a portion of the pin 12 in the steam space 24, the opening 32 and an entire top surface of the anode body 30. The sealing material also it is disposed within the cavity 34 to cover a portion of the pin 12 within the anode body 30. The sealing material 50 covers a portion of the pin 12 within the anode body 30 which is above the interface 22.
[00129] A Figura 14 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 é disposto dentro da cavidade 34 para cobrir uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30 que está acima da interface 22.[00129] Figure 14 depicts an anode apparatus in which sealing material 50 is disposed within cavity 34 to cover a portion of pin 12 within anode body 30. Sealing material 50 covers a portion of pin 12 within anode body 30 which is above interface 22.
[00130] A Figura 15 retrata um aparato de ânodo em que o material de vedação 50 é disposto dentro da cavidade 34 para cobrir uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30. O material de vedação 50 cobre uma porção do pino 12 dentro do corpo de ânodo 30 que está acima da interface 22. Um material de preenchimento é disposto dentro da cavidade 34 abaixo do material de vedação 50.[00130] Figure 15 depicts an anode apparatus in which sealing material 50 is disposed within cavity 34 to cover a portion of pin 12 within anode body 30. Sealing material 50 covers a portion of pin 12 within of the anode body 30 which is above the interface 22. A filling material is disposed within the cavity 34 below the sealing material 50.
[00131] Agora será feita referência em detalhes a exemplos teóricos, os quais (em combinação com os desenhos anexos e descrições anteriores dos mesmos) auxiliam, pelo[00131] Reference will now be made in detail to theoretical examples, which (in combination with the accompanying drawings and previous descriptions of the same) help, at least
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 33/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 33/151
26/31 menos parcialmente, a ilustrar várias modalidades pertinentes da presente invenção.26/31 less partially, to illustrate various pertinent embodiments of the present invention.
[00132] Exemplo: Fabricação de ânodo:[00132] Example: Anode manufacture:
[00133] Exemplos não limitativos de produção do corpo de ânodo incluem: sinterização por prensagem, fundição de fusível e fundição, que é revelado no documento de Patente n- US 7,235,161 correspondente, cujos conteúdos são incorporados em sua totalidade ao presente documento a título de referência.[00133] Non-limiting examples of anode body production include: press sintering, fuse casting and casting, which is disclosed in the corresponding US Patent No. 7,235,161, the contents of which are incorporated in their entirety into this document by way of reference.
[00134] Uma vez que o corpo de ânodo esteja formado, o pino e os materiais de preenchimento, caso sejam usados, são incorporados no corpo de ânodo. Por exemplo, caso um preenchimento (por exemplo, um preenchimento condutor) seja utilizado, o pino é colocado na cavidade do corpo de ânodo e o preenchimento (por exemplo, na forma de material particulado) é inserido no vazio entre o pino e a superfície interna da cavidade no corpo de ânodo. Em seguida, o material de vedação (isto é, a fim de prover uma fixação mecânica e/ou vedar o pino e/ou o material de preenchimento dentro da cavidade no corpo de ânodo), é adicionado à extremidade superior do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para se estender pelo menos parcialmente para dentro da cavidade no corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para se acomodar no topo do corpo de ânodo, proximal à extremidade superior da cavidade, e circundando o pino conforme este se estende para cima a partir do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é colocado no topo do corpo de ânodo em uma posição que circunda o pino.[00134] Once the anode body is formed, the pin and the filling materials, if used, are incorporated into the anode body. For example, if a fill (for example, a conductive fill) is used, the pin is placed in the cavity of the anode body and the fill (for example, in the form of particulate matter) is inserted into the void between the pin and the surface cavity inside the anode body. Then, the sealing material (i.e., in order to provide mechanical fixation and / or to seal the pin and / or the filling material within the cavity in the anode body), is added to the upper end of the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured to extend at least partially into the cavity in the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured to accommodate the top of the anode body, proximal to the upper end of the cavity, and surrounding the pin as it extends upward from the anode body. In some embodiments, the sealing material is placed on top of the anode body in a position that surrounds the pin.
[00135] Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para se estender por uma porção do caminho para dentro da cavidade na extremidade superior do ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para cobrir a porção de topo do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para contatar pelo menos uma porção da parede lateral perimetral externa do corpo de ânodo. Em algumas modalidades, o material de vedação é configurado para contatar o pino, a porção interna do corpo de ânodo (cavidade), a porção superior/superfície de topo do corpo de ânodo, e a porção superior de pelo menos uma porção da parede perimetral[00135] In some embodiments, the sealing material is configured to extend a portion of the path into the cavity at the upper end of the anode. In some embodiments, the sealing material is configured to cover the top portion of the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured to contact at least a portion of the outer perimeter side wall of the anode body. In some embodiments, the sealing material is configured to contact the pin, the inner portion of the anode body (cavity), the upper portion / top surface of the anode body, and the upper portion of at least a portion of the perimeter wall
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 34/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 34/151
27/31 externa do corpo de ânodo.27/31 external of the anode body.
[00136] Embora várias modalidades da presente invenção tenham sido descritas em detalhes, é evidente que modificações e adaptações dessas modalidades ocorrerão aos versados na técnica. No entanto, deve ser expressamente compreendido que tais modificações e adaptações estão dentro do espírito e escopo da presente invenção.[00136] Although several modalities of the present invention have been described in detail, it is evident that modifications and adaptations of these modalities will occur to those skilled in the art. However, it must be expressly understood that such modifications and adaptations are within the spirit and scope of the present invention.
[00137] Exemplo comparativo:[00137] Comparative example:
[00138] Duas montagens de ânodo (AA1 = técnica anterior e AA2 = uma modalidade de acordo com a presente invenção) são feitas com: as mesmas dimensões e composição de corpo de ânodo de acordo com o exposto nas revelações das Patentes norte-americanas n— 7,507,322 e 7,235,161; o mesmo material de pino (cobre ou liga de cobre); e materiais de vedação diferentes.[00138] Two anode assemblies (AA1 = prior art and AA2 = one embodiment in accordance with the present invention) are made with: the same dimensions and anode body composition as set out in the disclosures of U.S. Patents n - 7,507,322 and 7,235,161; the same pin material (copper or copper alloy); and different sealing materials.
[00139] Em AA1 no primeiro caso (técnica anterior), o material de vedação é de acordo com a invenção do documento US 7,169,270. No segundo caso (presente invenção), o material de vedação tem 5% em peso a 100% em peso do material de vedação que é uma cerâmica calcinável ou ceramais contendo AI2O3, S1O2, MgO, CaO, Na2<9, e combinações dos mesmos, em que pelo menos parte dos agregados de silicato e/ou aluminato no material de vedação (por exemplo, cerâmica calcinável) é substituída por um agregado de magnetita (por exemplo, agregado correspondido com ânodo/compatível com ânodo), configurado com dimensionamento comparável como o dimensionamento apropriado de agregado como o agregado na execução da técnica anterior.[00139] In AA1 in the first case (prior art), the sealing material is in accordance with the invention of document US 7,169,270. In the second case (the present invention), the sealing material has 5% by weight to 100% by weight of the sealing material which is a calcinable ceramic or ceramics containing AI2O3, S1O2, MgO, CaO, Na2 <9, and combinations thereof , in which at least part of the silicate and / or aluminate aggregates in the sealing material (for example, calcinable ceramic) is replaced by a magnetite aggregate (for example, anode-matched / anode-compatible aggregate), configured with comparable sizing as the appropriate dimensioning of aggregate as the aggregate in the execution of the prior art.
[00140] Ambas as montagens de ânodo são configuradas conforme a modalidade mostrada na Figura 2. Ambas as montagens de ânodo foram incorporadas em uma célula de eletrólise de alumínio e operadas como eletrodos (ânodos) estendendo-se através da interface banho-vapor por uma extensão suficiente de tempo a fim de avaliar se quaisquer reações ocorrem como um resultado da interação da espécie reativa presente no espaço de vapor da célula com o material de vedação e/ou componentes do mesmo.[00140] Both anode assemblies are configured according to the modality shown in Figure 2. Both anode assemblies were incorporated into an aluminum electrolysis cell and operated as electrodes (anodes) extending through the steam-bath interface for a sufficient length of time to assess whether any reactions occur as a result of the interaction of the reactive species present in the cell's vapor space with the sealing material and / or components thereof.
[00141] As montagens de ânodo são retiradas da célula e avaliadas a fim de avaliar[00141] Anode assemblies are removed from the cell and evaluated in order to evaluate
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 35/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 35/151
28/31 e/ou quantificar a corrosão nos vários componentes do aparato de ânodo (por exemplo, material de vedação). Será constatado que o material de vedação de AA2, isto é, o material de vedação com agregado adaptado (isto é correspondido) ao corpo de ânodo, teve melhor desempenho (exibiu menos corrosão) do que o material de vedação da técnica anterior. Além disso, será constatado que o pino de AA2 teve melhor desempenho (exibiu menos corrosão) do que o pino de AA1 (o aparato de ânodo da técnica anterior).28/31 and / or quantify corrosion in the various components of the anode apparatus (for example, sealing material). It will be found that the AA2 sealing material, that is, the sealing material with aggregate adapted (i.e. matched) to the anode body, performed better (exhibited less corrosion) than the prior art sealing material. In addition, it will be found that the AA2 pin performed better (exhibited less corrosion) than the AA1 pin (the anode apparatus of the prior art).
[00142] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que durante as condições de operação de célula (isto é, em temperatura elevada e em um ambiente corrosivo no espaço de vapor, que contém gás fluoreto reativo, gás oxigênio e/ou outras espécies de vapor reativo), a silica (por exemplo, SiO2 presente como agregado no material de vedação) cria bolsas de silicatos reativos disponíveis para interagir com as espécies reativas presentes no espaço de vapor.[00142] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that during conditions of cell operation (ie, at high temperature and in a corrosive environment in the vapor space, which contains reactive fluoride gas, oxygen gas and / or other reactive vapor species), silica (for example, SiO2 present as aggregate in the sealing material) creates reactive silicate bags available to interact with reactive species present in the vapor space.
[00143] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que os silicatos reativos nos agregados do material de vedação (isto é, em AA1) reagirão com o gás fluoreto presente no espaço de vapor da célula, criando, por sua vez, tetrafluoreto de silício, o qual, por sua vez, é corrosivo para o pino. Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que conforme a espécie de fluoreto de silício reativo interage/reage adicionalmente com o pino, bolsas ou furos são criados no material de vedação (isto é, reduzindo a resistência mecânica/suporte estrutural do material de vedação, e produzindo poros/furos em que a espécie reativa pode penetrar adicionalmente e reagir com o material de vedação, ou com outros componentes do aparato de ânodo. Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, conforme a espécie de fluoreto de silício reage com os materiais do pino, locais de início de corrosão ocorrem no pino e a integridade estrutural do aparato de ânodo e/ou a eficiência elétrica desse componente são adicionalmente reduzidas).[00143] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that the reactive silicates in the aggregates of the sealing material (that is, in AA1) will react with the fluoride gas present in the cell's vapor space, creating, in turn, instead, silicon tetrafluoride, which, in turn, is corrosive to the pin. Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that as the reactive silicon fluoride species interacts / reacts additionally with the pin, bags or holes are created in the sealing material (ie, reducing the mechanical strength / structural support of the sealing material, and producing pores / holes in which the reactive species can additionally penetrate and react with the sealing material, or with other components of the anode apparatus, without being limited by a particular mechanism or theory, depending on the fluoride species silicon reacts with the pin materials, corrosion onset sites occur on the pin and the structural integrity of the anode apparatus and / or the electrical efficiency of this component are further reduced).
[00144] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que durante as condições de operação de célula (isto é, em temperatura elevada e em um ambiente corrosivo no espaço de vapor, o qual contém gás fluoreto reativo, gás oxigênio e/ou outras espécies de vapor reativo), o agregado de magnetita (por exemplo,[00144] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that during conditions of cell operation (ie, at high temperature and in a corrosive environment in the vapor space, which contains reactive fluoride gas, oxygen gas and / or other reactive vapor species), the magnetite aggregate (for example,
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 36/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 36/151
29/31 substituição de S1O2 e/ou AI2O3 no material de vedação) cria bolsas de agregado adaptadas para não sofrerem reações significativas com as espécies reativas (e, portanto, não formará poros no material de vedação e/ou fator adicional para corrosão do pino).29/31 replacement of S1O2 and / or AI2O3 in the sealing material) creates aggregate bags adapted to not undergo significant reactions with reactive species (and therefore will not form pores in the sealing material and / or additional factor for pin corrosion ).
[00145] Sem estar limitado por um mecanismo ou teoria particular, acredita-se que os silicatos reativos nos agregados do material de vedação (isto é, em AA1) reagirão com o gás fluoreto presente no espaço de vapor da célula, criando, por sua vez, tetrafluoreto de silício, o qual, por sua vez, é corrosivo para o pino.[00145] Without being limited by a particular mechanism or theory, it is believed that the reactive silicates in the aggregates of the sealing material (that is, in AA1) will react with the fluoride gas present in the cell's vapor space, creating, in turn, instead, silicon tetrafluoride, which, in turn, is corrosive to the pin.
[00146] Vários dos aspectos inventivos observados acima podem ser combinados para produzir aparatos de ânodo inerte possuindo um pino que provê uma conexão mecânica e elétrica ao corpo de ânodo, em que o pino se estende para baixo para dentro da cavidade do corpo de ânodo e é posicionado de modo que a extremidade inferior do pino esteja localizada acima da interface vapor-banho.[00146] Several of the inventive aspects noted above can be combined to produce inert anode apparatus having a pin that provides a mechanical and electrical connection to the anode body, in which the pin extends down into the anode body cavity and it is positioned so that the lower end of the pin is located above the steam-bath interface.
[00147] Esses e outros aspectos, vantagens e características inovadores da invenção são apresentados em parte na descrição que segue e se tornarão evidentes para os versados na técnica mediante o exame da descrição a seguir e das figuras, ou poderão ser compreendidos pela prática da invenção.[00147] These and other aspects, advantages and innovative features of the invention are presented in part in the description that follows and will become evident to those skilled in the art by examining the following description and figures, or may be understood by practicing the invention .
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 37/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 37/151
30/3130/31
Numerais de referênciaReference numerals
Montagem de ânodo 10Anode Mount 10
Pino 12Pin 12
Primeira extremidade 14First end 14
Segunda extremidade 16Second end 16
Suporte de ânodo 18Anode support 18
Fonte de corrente 20Current source 20
Interface banho-vapor 22Steam-bath interface 22
Espaço de vapor 24Steam space 24
Banho 26Bath 26
Aparato de ânodo 28Anode apparatus 28
Corpo de ânodo 30Anode body 30
Abertura superior 32Top opening 32
Parede lateral interna do ânodo (definindo a cavidade) 34Anode inner side wall (defining the cavity) 34
Extremidade superior do ânodo 36Upper end of anode 36
Extremidade inferior do ânodo 38Lower end of anode 38
Parede lateral externa de ânodo 40Anode 40 outer side wall
Preenchimento condutor 42Conductive padding 42
Material particulado (preenchimento condutor) 44Particulate matter (conductive padding) 44
Material líquido/pasta fluida (preenchimento condutor) 46Liquid material / slurry (conductive padding) 46
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 38/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 38/151
31/3131/31
Superfície de topo do ânodo 48Anode 48 top surface
Material de vedação 50Sealing material 50
Agregado 52 (grande e/ou finos pequenos, por exemplo, agregado particulado, pó)Aggregate 52 (large and / or small fines, eg particulate aggregate, powder)
Material de matriz/ligante 54Matrix / binder material 54
Petição 870190025964, de 19/03/2019, pág. 39/151Petition 870190025964, of 03/19/2019, p. 39/151
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