CA3209815A1

CA3209815A1 - Device for the containment of an anode assembly

Info

Publication number: CA3209815A1
Application number: CA3209815A
Authority: CA
Inventors: Guillaume Girault
Original assignee: Reel Alesa SAS
Current assignee: Reel Alesa SAS
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2022-11-10
Also published as: WO2022234215A1; FR3122777B1; EP4334510A1; FR3122777A1

Abstract

The invention relates to a device for the containment of at least one anode assembly, said assembly comprising a spent anode (12') attached to a metal rod (13), comprising: ? a receptacle (20) for receiving the anode assembly, the anode assembly resting inside the receptacle via the lower surface of the spent anode (12'); ? a bell housing (21) open at its bottom end and able to form a closed volume (27) in collaboration with the receptacle (20), inside which volume the at least one anode assembly is housed. The bell housing (21) is able to adopt two shapes: ? a shape for storing the device, in a non-operational position, in which it is folded onto itself; ? a deployed operational shape in which, with the receptacle (20), said closed volume (27) is defined.

Description

DISPOSITIF DE CONFINEMENT D'UN ENSEMBLE ANODIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention appartient au domaine de la production d'aluminium par électrolyse ignée, et vise plus particulièrement un dispositif de confinement pour un ensemble anodique.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
La production d'aluminium par le procédé dit d'électrolyse ignée est à ce jour largement répandue et maîtrisée. L'électrolyse de l'alumine en présence de cryolite fondue engendre la production d'aluminium. Cette électrolyse intervient au niveau de cuves d'électrolyse comprenant un électrolyte, et dont le fond constitue la cathode.
Corollairement, plongent dans ces cuves des anodes, traditionnellement réalisées en matériau carboné, chacune desdites anodes étant munies d'une tige métallique donc conductrice de l'électricité, destinée à son raccordement électrique et mécanique à un cadre anodique mobile par rapport à un portique fixé au-dessus des cuves d'électrolyse.
Dans le domaine considéré, l'ensemble constitué par la tige et l'anode en matériau carboné
fixée à son extrémité, est dénommé ensemble anodique.
De par le phénomène d'électrolyse, les anodes sont consommées au fur et à
mesure de la réaction, nécessitant dès lors un changement périodique. Pour ce faire, l'ensemble anodique considéré est désolidarisé du cadre anodique, puis évacué au niveau d'un lieu de stockage au niveau duquel l'anode se refroidit avant d'être soit retraitée, afin de récupérer le matériau carbone non consomme, soit jetée.
fi est cependant connu que, en sortie de cuve d'électrolyse, une anode usée ou partiellement usée émet des gaz fluorés, notamment HF, et de la poussière, l'émission des tels gaz étant d'autant plus importante que la température de l'anode est élevée. De fait et pour des considérations évidentes de protection des opérateurs, outre de l'environnement, on a WO 2022/234215 DEVICE FOR CONTAINING AN ANODIC ASSEMBLY
FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the field of aluminum production by electrolysis igneous, and aims more particularly at a containment device for a together anodic.
PRIOR STATE OF THE TECHNIQUE
The production of aluminum by the so-called igneous electrolysis process is to date widely widespread and controlled. Electrolysis of alumina in the presence of cryolite fondue generates aluminum production. This electrolysis occurs at the level of tanks electrolysis comprising an electrolyte, and the bottom of which constitutes the cathode.
As a corollary, anodes are immersed in these tanks, traditionally carried out in carbonaceous material, each of said anodes being provided with a metal rod SO
conductor of electricity, intended for its electrical connection and single-frame mechanical anode movable relative to a gantry fixed above the tanks electrolysis.
In the field considered, the assembly constituted by the rod and the anode in carbon material fixed at its end, is called an anodic assembly.
Due to the phenomenon of electrolysis, the anodes are consumed gradually measurement of the reaction, therefore requiring periodic change. To do this, the anode assembly considered is separated from the anode framework, then evacuated to a location storage at which the anode cools before being reprocessed, in order to recover the material carbon not consumed, or thrown away.
It is however known that, at the outlet of the electrolysis tank, a worn anode or partially used emits fluorinated gases, notably HF, and dust, the emission of such gases being all the more important as the anode temperature is high. In fact and for some obvious considerations of operator protection, in addition to the environment, we have WO 2022/234215

2 depuis toujours tenté de réduire autant que faire se peut ces émanations de gaz et de poussière.
On a ainsi proposé dans le document EP 2 507 413, une solution technique constituée d'un plateau sensiblement horizontal sur lequel est positionné un ensemble anodique, associé à
un réservoir apte, après réception de l'ensemble anodique, à recevoir une poudre d'étouffement destinée à recouvrir la totalité de l'anode, cette poudre étant constituée d'un composé fluoré mélangé à de l'alumine. Si, certes, la mise en oeuvre d'une telle poudre d'étouffement s'avère efficace en termes, d'une part, de diminution de la température de l'anode, et d'autre part, de limitation des émanations gazeuses notamment HF, sa mise en uvre s'avère relativement complexe, puisqu'il convient de prévoir des trémies d'acheminement de la poudre d'étouffement et ensuite son évacuation.
On a également proposé dans le document WO 2012/156616, un dispositif voisin de celui précédemment décrit, comportant un bac contenant de l'alumine non fluidisée en quantité
suffisante pour recouvrir le mégot d'anode, et muni d'un dispositif apte à
assurer ensuite la fluidisation de l'alumine. Là encore, ce dispositif s'avère complexe à mettre en oeuvre, de par la présence d'alumine, outre du dispositif assurant sa fluidisation.
Enfin, on a proposé dans le document WO 2016/103020, un système de confinement pour au moins un ensemble anodique, comprenant un support apte à recevoir ledit ensemble anodique, ledit support définissant avec des parois latérales une enceinte de réception, et une coiffe rigide, apte à être reçue à l'extrémité supérieure des parois latérales définissant ladite enceinte de réception, et à coiffer l'intégralité de la tige de l'ensemble anodique. Il est ainsi défini un volume fermé, permettant de s'affranchir des problèmes d'étanchéité à
l'interface avec la tige, d'éviter la diffusion des gaz émis par l'anode usée, outre d'empêcher l'arrivée d'air ambiant, donc d'oxygène, jusqu'au niveau de la partie de l'anode se consumant encore, et donc par voie de conséquence, de restreindre le phénomène de combustion de l'anode, et corollairement, l'émission de davantage de gaz.
Si le dispositif ainsi décrit permct d'aboutir à un confinement satisfaisant dc l'ensemble anodique, en revanche, il génère, en raison même de la nécessité de recouvrir l'ensemble anodique c'est-à-dire tige et anode, un encombrement important, lourd, et dont la manipulation implique typiquement la mise en oeuvre des MSE (machines de service WO 2022/234215 2 have always tried to reduce as much as possible these emanations of gas and dust.
We have thus proposed in document EP 2 507 413, a technical solution consisting of a substantially horizontal plate on which is positioned an assembly anodic, associated with a reservoir capable, after receiving the anode assembly, of receiving a powder smothering intended to cover the entire anode, this powder being consisting of a fluorinated compound mixed with alumina. If, of course, the implementation of a such powder suffocation proves effective in terms, on the one hand, of reducing the temperature of the anode, and on the other hand, limitation of gaseous emanations in particular HF, its implementation The work turns out to be relatively complex, since it is necessary to provide hoppers for conveying the suffocating powder and then its evacuation.
We have also proposed in document WO 2012/156616, a similar device of the one previously described, comprising a tank containing non-fluidized alumina in quantity sufficient to cover the anode butt, and provided with a device capable of then ensure the fluidization of alumina. Here again, this device proves complex to implement in action, of by the presence of alumina, in addition to the device ensuring its fluidization.
Finally, we proposed in document WO 2016/103020, a containment system For at least one anode assembly, comprising a support capable of receiving said together anodic, said support defining with side walls an enclosure of reception, and a rigid cap, capable of being received at the upper end of the walls lateral defining said receiving enclosure, and to cover the entirety of the rod the anode assembly. He a closed volume is thus defined, making it possible to overcome the problems sealing the interface with the rod, to avoid the diffusion of gases emitted by the worn anode, besides to prevent the arrival of ambient air, therefore oxygen, up to the level of the part of the anode still consuming itself, and therefore consequently restricting the phenomenon of combustion of the anode, and corollary, the emission of more gas.
If the device thus described makes it possible to achieve satisfactory confinement dc the whole anodic, on the other hand, it generates, due to the very need to cover all anodic, that is to say rod and anode, a large, heavy bulk, and of which there manipulation typically involves the implementation of MSE (machines of service WO 2022/234215

3 d'électrolyse), susceptibles en conséquence, en raison de leur nombre relativement limité
dans une usine de production d'aluminium, leur neutralisation affectant d'autres tâches. En outre, le génie civil susceptible de permettre la mise en oeuvre d'un tel dispositif doit être adapté en raison de la hauteur nécessaire à sa manipulation, puisqu'aussi bien, il convient de prendre en compte la hauteur de l'ensemble anodique en tant que tel, additionnée de la hauteur de la coiffe rigide, afin de permettre son positionnement au-dessus dudit ensemble anodique. Or les coûts associés à une telle adaptation du génie civil sont tout simplement incompatibles avec une gestion raisonnée d'une installation de production d'aluminium.
L'invention vise à pallier ces inconvénients, et notamment à réduire tant l'encombrement que le poids d'un tel dispositif de confinement d'un ensemble anodique, et à
faciliter sa manipulation et la logistique associée.
EXPOSE DE L'INVENTION
Selon l'invention, ce dispositif de confinement d'au moins un ensemble anodique, ledit ensemble comprenant une anode usée fixée à une tige métallique, comprend :
= un réceptacle de réception de l'ensemble anodique, ledit ensemble anodique reposant au sein dudit réceptacle par la surface inférieure de l'anode usée ;
= une cloche ouverte à son extrémité inférieure, et apte à former un volume fermé en coopération avec ledit réceptacle, au sein duquel est reçu ledit au moins un ensemble anodique.
Selon l'invention, la cloche est susceptible de se présenter sous deux formes :
= une forme pour le stockage dudit dispositif, en position non opérationnelle, dans laquelle elle est repliée sur elle-même ;
= une forme opérationnelle, déployée, selon laquelle est défini, avec le réceptacle, ledit volume fermé.
En d'autres termes, l'invention consiste à mettre en oeuvre une cloche, par exemple souple ou flexible, aptc à sc déployer cntrc unc position non opérationnelle de stockage ct unc position opérationnelle déployée. Ce faisant, le dispositif de l'invention est plus facile à
manipuler et à stocker, permettant en conséquence d'éviter d'avoir nécessairement recours WO 2022/234215 3 electrolysis), likely consequently, due to their number relatively limited in an aluminum production plant, their neutralization affecting other tasks. In in addition, the civil engineering likely to allow the implementation of such device must be suitable due to the height necessary for its handling, since also good, it fits to take into account the height of the anode assembly as such, added with the height of the rigid cap, to allow its positioning above of said set anodic. However, the costs associated with such an adaptation of civil engineering are quite simply incompatible with reasoned management of a production installation aluminum.
The invention aims to overcome these drawbacks, and in particular to reduce as much clutter that the weight of such a confinement device of an anode assembly, and facilitate its handling and associated logistics.
STATEMENT OF THE INVENTION
According to the invention, this confinement device of at least one assembly anodic, said assembly comprising a spent anode fixed to a metal rod, comprises:
= a receptacle for receiving the anode assembly, said assembly anodic resting within said receptacle by the lower surface of the spent anode;
= a bell open at its lower end, and capable of forming a volume closed in cooperation with said receptacle, within which said at least one is received together anodic.
According to the invention, the bell can be presented in two forms :
= a form for storing said device, in a non-operational position, In which it is folded into itself;
= an operational form, deployed, according to which is defined, with the receptacle, said closed volume.
In other words, the invention consists of using a bell, by flexible example or flexible, aptc to sc deploy cntrc unc non-operational position of ct unc storage deployed operational position. In doing so, the device of the invention is easier to handle and store, thereby avoiding having necessarily recourse WO 2022/234215

4 aux ponts électrolyse ou aux MSE, et en outre, de pouvoir être mis en uvre au sein des installations existantes, sans engendrer une quelconque modification du génie civil.
La mise en oeuvre d'une telle cloche permet en outre de s'affranchir des difficultés d'étanchéité autour de la tige, et optimise en conséquence l'efficacité du dispositif de confinement de l'invention.
Selon l'invention, la cloche présente une symétrie de rotation, voire de révolution, qui apparait notamment lorsque ladite cloche est en position opérationnelle, c'est-à-dire déployée.
Selon un premier mode de réalisation, la cloche est réalisée en matériau flexible, munie à
sa périphérie d'arceaux rigides orientés selon des plans sensiblement parallèles les uns aux autres, et perpendiculaires à l'axe de révolution de la cloche, répartis de manière plus ou moins régulière selon tout ou partie de la hauteur de ladite cloche.
Typiquement, le matériau flexible est avantageusement un matériau réfractaire, en raison de la température élevée de l'anode en sortie de cuve. Il est en effet rappelé
que la température typique de l'anode en sortie de cuve est voisine de 1000 C. Ce matériau peut, par exemple, être choisi dans le groupe comprenant les tissus céramiques et/ou à base dc basalte et/ou fibres de verre. Cc tissu, quel que soit le matériau qui le compose, peut en outre être revêtu ou enduit d'une ou plusieurs couches d'un matériau protecteur, tel que du silicone ou du PTFE (polytétrafluoroéthylène), assurant les fonctions d'étanchéité et de protection contre les attaques inhérentes au HF.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la cloche comporte, en sa partie inférieure, un couvercle rigide ou embase, apte à venir s'adapter sur le réceptacle de réception de l'ensemble anodique, et une plaque rigide, notamment métallique, reliée au moyen d'une zone flexible ou jupe au bord périphérique supérieur dudit couvercle, ladite plaque rigide étant percée d'orifices traversants communiquant avec la partie flexible ou souple dc la cloche.

WO 2022/234215 4 to electrolysis bridges or MSEs, and in addition, to be able to be implemented at within the existing installations, without causing any modification to the engineering civil.
The implementation of such a bell also makes it possible to overcome the difficulties sealing around the stem, and consequently optimizes the effectiveness of the device confinement of the invention.
According to the invention, the bell has a symmetry of rotation, or even of revolution, which appears in particular when said bell is in the operational position, that is to say deployed.
According to a first embodiment, the bell is made of material flexible, equipped with its periphery of rigid arches oriented according to plans substantially parallel to each other others, and perpendicular to the axis of revolution of the bell, distributed from way more or less regular depending on all or part of the height of said bell.
Typically, the flexible material is advantageously a refractory material, due of the high temperature of the anode at the tank outlet. It is in fact recalled that the typical temperature of the anode at the tank outlet is close to 1000 C. This material can, for example, be chosen from the group comprising ceramic fabrics and/or dc-based basalt and/or glass fibers. Cc fabric, whatever the material that composes, can in addition to being coated or coated with one or more layers of a material protective, such as silicone or PTFE (polytetrafluoroethylene), ensuring the functions sealing and protection against attacks inherent to HF.
According to another embodiment of the invention, the bell comprises, in its part lower, a rigid cover or base, capable of adapting to the receptacle of reception of the anode assembly, and a rigid plate, in particular metallic, connected to means of a flexible zone or skirt at the upper peripheral edge of said cover, said rigid plate being pierced with through holes communicating with the part flexible or flexible dc the bell.

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5 Selon ce mode de réalisation, la partie supérieure de la zone flexible de la cloche est également pourvue d'une plaque rigide, notamment métallique, dite plaque rigide supérieure, apte à reposer au niveau de l'extrémité supérieure de la tige d'anode.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la cloche supérieure comporte à
sa base une plaque rigide, notamment métallique, dont les dimensions correspondent à la surface supérieure du réceptacle de réception de l'ensemble anodique, de telle sorte à venir reposer sur l'extrémité supérieure dudit réceptacle, ladite plaque rigide étant percée d'orifices traversants aptes à communiquer avec la partie flexible de la cloche.
Selon ces deux modes de réalisation, ladite plaque rigide est pourvue de moyens de stockage de la zone flexible de la cloche en position non-opérationnelle.
Typiquement, ces moyens de stockage sont constitués de parois, notamment métalliques, émanant de la face supérieure de ladite plaque rigide essentiellement perpendiculairement à celle-ci, aptes à
favoriser le stockage de la zone flexible de la cloche en mode non opérationnel. Leur écartement respectif est choisi de telle sorte à faciliter ledit stockage sans altérer le déploiement de ladite zone flexible de la cloche.
Avantageusement, ladite plaque rigide, et de manière générale la cloche elle-même, est pourvue de moyens de réception ou de coopération avec des organes de préhension et de manipulation de ladite cloche. Typiquement, ces moyens de réception ou de coopération peuvent être constitués de zones de réception des fourches d'un chariot élévateur, ou encore d'anneaux de levage susceptibles de coopérer avec des moyens de levage montés sur une grue automotrice, ou encore sur la MSE, voire même sur un portique dédié à cet effet.
L'objectif est de favoriser la manipulation de l'ensemble du dispositif, notamment lorsque ce dernier reçoit un ou plusieurs ensembles anodiques.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront micux dcs exemples dc réalisation qui suivent, donnés à titrc indicatif ct non limitatif, à
l'appui des figures annexées.

WO 2022/234215 5 According to this embodiment, the upper part of the flexible zone of the bell is also provided with a rigid plate, in particular metallic, called a plate rigid upper, able to rest at the upper end of the rod anode.
According to yet another embodiment of the invention, the upper bell includes its base a rigid plate, in particular metallic, whose dimensions correspond to the upper surface of the receiving receptacle of the anode assembly, such kind to come rest on the upper end of said receptacle, said rigid plate being pierced through orifices capable of communicating with the flexible part of the Bell.
According to these two embodiments, said rigid plate is provided with means of storage of the flexible zone of the bell in non-operational position.
Typically, these storage means are made up of walls, in particular metal, emanating of the face upper part of said rigid plate essentially perpendicular to it here, suitable for promote the storage of the flexible area of the bell in non-mode operational. Their respective spacing is chosen in such a way as to facilitate said storage without alter the deployment of said flexible zone of the bell.
Advantageously, said rigid plate, and generally the bell itself even, is provided with means of reception or cooperation with organs of gripping and manipulation of said bell. Typically, these means of reception or cooperation can be made up of reception areas for the forks of a trolley elevator, or lifting rings capable of cooperating with mounted lifting means on a self-propelled crane, or even on the MSE, or even on a gantry dedicated to this effect.
The objective is to facilitate the handling of the entire device, especially when the latter receives one or more anodic assemblies.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
The manner in which the invention can be carried out and the advantages which arise micux dcs examples of implementation which follow, given as an indication and not limiting, to supported by the appended figures.

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6 La figure 1 est une représentation schématique en section transversale d'une cellule d'électrolyse de facture classique.
La figure 2 est une représentation schématique en section du principe du dispositif de confinement d'ensemble anodique selon l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique en perspective illustrant un premier mode de réalisation de l'invention, avec le dispositif de confinement en mode opérationnel.
La figure 4 est une vue analogue à la figure 3 vue du dessus.
La figure 5 est une vue analogue à la figure 3 en vue latérale.
La figure 6 est une vue schématique en section selon la ligne VI-V1 de la figure 5.
La figure 7 est une vue schématique en perspective du dispositif de confinement de la figure 3 en mode non opérationnel.
La figure 8 est une vue schématique en perspective d'un second mode de réalisation du dispositif de confinement de l'invention.
La figure 9 est une vue schématique plus détaillée du dispositif de la figure 8.
La figure 10 est une vue schématique en perspective du dispositif des figures 8 et 9 en mode non opérationnel.
La figure 11 est une vue schématique en perspective d'un troisième mode de réalisation du dispositif de confinement de l'invention.
La figure 12 est une vue schématique plus détaillée du dispositif de la figure 11.
La figure 13 est une vue schématique en perspective du dispositif des figures 11 et 12 en mode non opérationnel.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
On a schématiquement représenté sur la figure 1 une vue en section d'une cuve d'électrolyse (1) de facture classique.
Apparaissent sur cette figure les éléments essentiels mis en oeuvre aux fins de fonctionnement d'une telle cuve. Typiquement, cette cuve (1) comprend un caisson métallique (2), recevant des matériaux réfractaires (3) et (4), un ensemble cathodique (5) solidarisé à une barre métallique (6) à laquelle sont fixés les conducteurs électriques (7, 8) destinés à acheminer le courant électrique d'électrolyse. L'ensemble cathodique (5) est recouvert d'un bain d'aluminium liquide (9) résultant de la réaction d'électrolyse, surmonté

WO 2022/234215 6 Figure 1 is a schematic representation in cross section of a cell of classic electrolysis.
Figure 2 is a schematic sectional representation of the principle of device anode assembly confinement according to the invention.
Figure 3 is a schematic perspective representation illustrating a first mode embodiment of the invention, with the confinement device in mode operational.
Figure 4 is a view similar to Figure 3 seen from above.
Figure 5 is a view similar to Figure 3 in side view.
Figure 6 is a schematic sectional view along line VI-V1 of the figure 5.
Figure 7 is a schematic perspective view of the device confinement of the figure 3 in non-operational mode.
Figure 8 is a schematic perspective view of a second mode of realization of the containment device of the invention.
Figure 9 is a more detailed schematic view of the device of Figure 8.
Figure 10 is a schematic perspective view of the device of the figures 8 and 9 in mode not operational.
Figure 11 is a schematic perspective view of a third mode of realization of the containment device of the invention.
Figure 12 is a more detailed schematic view of the device of Figure 11.
Figure 13 is a schematic perspective view of the device of the figures 11 and 12 in non-operational mode.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
We have schematically represented in Figure 1 a sectional view of a tank electrolysis (1) of classic design.
This figure shows the essential elements implemented for the purposes of operation of such a tank. Typically, this tank (1) comprises a box metallic (2), receiving refractory materials (3) and (4), a set cathodic (5) secured to a metal bar (6) to which the conductors are fixed electric (7, 8) intended to carry the electrolysis electric current. All cathodic (5) is covered with a bath of liquid aluminum (9) resulting from the reaction electrolysis, overcome WO 2022/234215

7 d'un bain liquide (10) d'alumine et de cryolite fondue, lui-même recouvert d'une couverture (11) à base de bain solide et d'alumine.
Corollairement, plongent dans le bain d'alumine et de cryolite fondue (10) des anodes (12, 12') associées à une tige métallique (13), notamment fixée à l'anode (12, 12') par l'intermédiaire d'une embase (14) ou tripode. Les tiges (13) sont fixées mécaniquement et reliées électriquement à une structure porteuse (15).
On a représenté par la référence (16) le dispositif d'alimentation de la cuve en question en alumine et/ou en A1F3.
Enfin, on a représenté par la référence (17) le ou les capots amovibles, typiquement métalliques, destinés à confiner les effluents résultant de la réaction d'électrolyse, puis les diriger vers un centre de traitement des effluents.
Classiquement, les anodes (12) sont réalisées en matériau carboné précuit.
Elles se consomment progressivement lors de la réaction de réduction électrolytique de l'aluminium et les anodes usées (12') doivent donc être remplacées par des anodes neuves (12).
Lorsque l'anode (12) est consommée (anode (12') à droite sur la figure 1), il convient de la remplacer par une anode neuve. L'ensemble anodique (12', 13, 14) cst donc extrait dc la cuve avec, en outre, des morceaux de couverture du bain (11) formant une croûte demeurant attachée à ladite anode usée (12'). Des gaz fluorés sont émis par l'anode ainsi extraite, en quantité d'autant plus importante que la température de l'anode est élevée, typiquement voisine de 1000 C.
Il convient donc, comme évoqué en préambule, de limiter cette émission de gaz fluorés.
A cet effet, l'invention, dont le principe est illustré à la figure 2, a vocation à permettre cette limitation, puis cette extinction d'émission de gaz fluorés. Au sein de figure 2 a été illustré
un réceptacle (20), typiquement métallique, aptc à recevoir l'ensemble anodique (12', 13) et plus particulièrement l'anode proprement dite (12'). Ce réceptacle est ensuite obturé au moyen d'une cloche (21), dont la base (22) est reçue au niveau du bord supérieur (23) dudit réceptacle (20), et dont l'extrémité supérieure vient prendre appui sur l'extrémité supérieure WO 2022/234215 7 a liquid bath (10) of alumina and molten cryolite, itself covered of a cover (11) based on solid bath and alumina.
As a corollary, immerse in the bath of alumina and molten cryolite (10) anodes (12, 12') associated with a metal rod (13), in particular fixed to the anode (12, 12') by via a base (14) or tripod. The rods (13) are fixed mechanically and electrically connected to a supporting structure (15).
We have represented by the reference (16) the supply device of the tank in question in alumina and/or A1F3.
Finally, we have represented by the reference (17) the removable cover(s), typically metallic, intended to confine the effluents resulting from the reaction electrolysis, then the direct to an effluent treatment center.
Conventionally, the anodes (12) are made of precooked carbonaceous material.
They gradually consume during the electrolytic reduction reaction of aluminum and the worn anodes (12') must therefore be replaced by new anodes (12).
When the anode (12) is consumed (anode (12') on the right in Figure 1), it agrees to replace with a new anode. The anode assembly (12', 13, 14) is therefore extract from the tank with, in addition, pieces of bath cover (11) forming a remaining crust attached to said spent anode (12'). Fluorinated gases are emitted from the anode thus extracted, in quantity which is all the greater as the temperature of the anode is high, typically close to 1000 C.
It is therefore appropriate, as mentioned in the preamble, to limit this gas emission fluorinated.
To this end, the invention, the principle of which is illustrated in Figure 2, has intended to enable this limitation, then this extinction of fluorinated gas emissions. Within figure 2 was illustrated a receptacle (20), typically metallic, suitable for receiving the assembly anodic (12', 13) and more particularly the anode itself (12'). This receptacle is then sealed with means of a bell (21), the base (22) of which is received at the edge upper (23) of said receptacle (20), and the upper end of which rests on the upper end WO 2022/234215

8 (18) de la tige (13). Ce faisant, il est défini un volume interne (27) constitué par le réceptacle (20) et la cloche (21), apte à confiner lesdits effluents gazeux émanant de l'anode (12') outre de la croûte de couverture (11), et à interdire ou drastiquement réduire l'introduction d'air ambiant et donc d'oxygène susceptible de favoriser la poursuite de la combustion de l'anode (12').
Selon un premier mode de réalisation illustré en relation avec les figures 3 à
7, la cloche (21) présente en position déployée, c'est-à-dire en mode opérationnel, une forme en l'espèce pyramidale, voire conique, la base de ladite cloche (21) venant s'adapter par simple dépôt sur le rebord supérieur d'un réceptacle (20). Dans l'exemple décrit en relation les figures 3 à 7, ledit réceptacle (20) est susceptible de recevoir six ensembles anodiques positionnés deux à deux, comme on peut bien l'observer sur les figures 3 et 4.
Dans cet exemple, la cloche (21) est configurée pour recouvrir simultanément deux ensembles anodiques reçus au sein dudit réceptacle (20).
Selon une caractéristique de l'invention, cette cloche (21) est susceptible de se présenter sous deux formes, respectivement une forme déployée (figures 3, 4, 5 et 6), et une forme repliée (figure 7).
Ladite cloche (21) comprend une enveloppe périphérique flexible (24), typiquement réalisée en un tissu à base de céramiques, de basalte ou encore de fibres de verre, avantageusement enduit de silicone ou de PTFE. En l'espèce, cette enveloppe flexible (24) se présente en mode déployé sous la forme d'une alternance de plis. En raison de la forme pyramidale ou conique de la cloche, ces plis présentent des dimensions plus importantes à
la base qu'au niveau de son extrémité supérieure, lesdits plis étant susceptibles, comme illustré sur la figure 7, de se replier les uns sur les autres, et ainsi réduire considérablement l'encombrement de la cloche (21) lorsqu'elle n'est pas en position opérationnelle. Afin de conférer une certaine tenue à la cloche (21) lorsqu'elle est déployée, des arceaux rigides (25), plus ou moins périodiquement répartis, sont solidarisés, par exemple par boulonnage, au niveau des plis correspondants.
Afin de positionner ladite cloche (21) sur les ensembles anodiques, on munit la base de la cloche de moyens, en l'espèce constitués de fourreaux (28), susceptibles de permettre l'insertion en leur sein des fourches d'un chariot élévateur. Ainsi, lorsqu'au moins deux WO 2022/234215 8 (18) of the rod (13). In doing so, an internal volume is defined (27) constituted by the receptacle (20) and the bell (21), capable of confining said gaseous effluents emanating from the anode (12') addition to the covering crust (11), and to prohibit or drastically reduce the introduction of ambient air and therefore of oxygen likely to promote the continuation of the combustion of the anode (12').
According to a first embodiment illustrated in relation to Figures 3 to 7, the bell (21) present in the deployed position, that is to say in operational mode, a shape in the pyramidal or even conical species, the base of said bell (21) coming adapt by simple deposit on the upper edge of a receptacle (20). In the example described in relationship Figures 3 to 7, said receptacle (20) is capable of receiving six sets anodic positioned two by two, as can be clearly seen in Figures 3 and 4.
In this example, the bell (21) is configured to simultaneously cover two sets anodes received within said receptacle (20).
According to one characteristic of the invention, this bell (21) is capable of to present oneself in two forms, respectively a deployed form (figures 3, 4, 5 and 6), and a shape folded (figure 7).
Said bell (21) comprises a flexible peripheral envelope (24), typically made from a fabric based on ceramics, basalt or even fibers glass, advantageously coated with silicone or PTFE. In this case, this envelope flexible (24) is presented in deployed mode in the form of alternating folds. Due of shape pyramidal or conical of the bell, these folds have larger dimensions important to the base only at its upper end, said folds being susceptible, like illustrated in Figure 7, to fold on top of each other, and thus significantly reduce the size of the bell (21) when it is not in position operational. In order to give a certain hold to the bell (21) when it is deployed, rigid hoops (25), more or less periodically distributed, are joined together, for example by bolting, at the level of the corresponding folds.
In order to position said bell (21) on the anode assemblies, we provide the basis of the bell of means, in this case consisting of sheaths (28), capable of allow the insertion within them of the forks of a forklift. So, when less two WO 2022/234215

9 ensembles anodiques ont été positionnés dans le réceptacle (20), le chariot élévateur vient positionner la cloche en position repliée, et tel qu'illustrée sur la figure 7, au voisinage de l'extrémité supérieure des tiges (13), de telle sorte à faire reposer un couvercle (26) solidaire des derniers plis constitutifs de la cloche (21) et typiquement réalisé en métal, ledit couvercle (26) en l'espèce de forme parallélépipédique, étant apte à venir simplement prendre appui simultanément sur l'extrémité (18) des deux tiges (13), de sorte que, par simple abaissement du charriot élévateur, la cloche (21) se déploie jusqu'à
aboutir à sa position opérationnelle illustrée par exemple sur les figures 5 et 6. Ce faisant, on définit le volume interne (27) de confinement recherché.
On a représenté, en relation avec les figures 8 à 10, un second mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, la cloche (21) comporte une embase (30) destinée à être reçue sur le rebord supérieur du réceptacle (20). Cette embase (30), en l'espèce réalisée en métal, présente une forme globalement parallélépipédique, et est associée au moyen d'une jupe flexible (31) à une plaque métallique rigide (32), dont la surface est de dimension inférieure à celle de la surface définie par une section transversale de l'embase (30). Cette plaque métallique (32) est percée, dans l'exemple décrit, de deux orifices traversants, destinés à permettre le passage à ce niveau des tiges d'anode (13), comme on peut l'observer par exemple sur la figure 8. De fait, une zone flexible (33) est susceptible de se déployer en position opérationnelle à partir de ces orifices traversants, comme on peut l'observer sur les figures 8 et 9. L'extrémité supérieure de ladite zone flexible (33) reçoit une plaque rigide d'obturation supérieure (34), par exemple métallique, destinée à venir prendre appui sur l'extrémité supérieure (18) des tiges d'anode (13).
Ainsi et à l'instar de ce qui a été décrit en relation avec le mode de réalisation des figures 3 à 7, le déploiement de la cloche (21) ainsi constituée en mode opérationnel passe par l'appui des plaques supérieures (34) sur l'extrémité supérieure (18) des tiges métalliques (13), l'abaissement progressif de ladite cloche ainsi constituée jusqu'à ce que la plaque métallique (32) vienne prendre appui sur la surface supérieure des tripodes (14) des ensembles anodiques correspondants. La poursuite de l'abaissement entraine le déploiement dc la jupe (31), jusqu'à cc que l'embase (30) vienne prcndrc appui sur le rcbord supérieur du réceptacle (20). Bien que non représentés sur les figures 8 à 10, le dispositif est également muni de moyen de préhension et de manipulation analogues à ceux représentés sur les figures 3 à 7.

WO 2022/234215 9 anode assemblies have been positioned in the receptacle (20), the carriage elevator comes position the bell in the folded position, and as illustrated in the figure 7, in the vicinity of the upper end of the rods (13), so as to rest a cover (26) integral of the last constituent folds of the bell (21) and typically made in metal, said cover (26) in this case of parallelepiped shape, being able to come simply support simultaneously on the end (18) of the two rods (13), so as to by simple lowering of the forklift, the bell (21) extends until achieve its operational position illustrated for example in Figures 5 and 6. This doing so, we define the internal volume (27) of desired confinement.
We have shown, in relation to Figures 8 to 10, a second mode of realisation of the invention. According to this embodiment, the bell (21) comprises a base (30) destiny to be received on the upper edge of the receptacle (20). This base (30), in the species made of metal, has a generally parallelepiped shape, and is associated with by means of a flexible skirt (31) to a rigid metal plate (32), the surface is dimension less than that of the surface defined by a section transversal of the base (30). This metal plate (32) is pierced, in the example described, with two holes through-holes, intended to allow the passage at this level of the anode rods (13), as we can observe it for example in Figure 8. In fact, a flexible zone (33) is susceptible to deploy in operational position from these orifices crossing, as we can observe it in Figures 8 and 9. The upper end of said zone flexible (33) receives a rigid upper shutter plate (34), for example metallic, destined to come rest on the upper end (18) of the anode rods (13).
Thus and like what has been described in relation to the mode of production of figures 3 at 7, the deployment of the bell (21) thus constituted in operational mode passes through the support upper plates (34) on the upper end (18) of the rods metal (13), the progressive lowering of said bell thus constituted until the plate metal (32) comes to rest on the upper surface of the tripods (14) corresponding anodic assemblies. The continuation of the reduction leads to deployment of the skirt (31), until the base (30) comes to support on the rim upper part of the receptacle (20). Although not shown in Figures 8 to 10, the device is also provided with gripping and handling means similar to those shown in Figures 3 to 7.

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10 En mode non opérationnel (figure 10), on peut observer que la zone flexible supérieure (33) est reçue en mode replié dans des moyens (35) érigés à partir de la plaque métallique (32) et solidarisés à celle-ci, dimensionnés de telle sorte à recevoir sans frottement ladite zone flexible supérieure (33) en position repliée.
Les figures 11, 12 et 13 illustrent un troisième mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, le réceptacle (20) est surmonté d'une rehausse (40) dont le rebord supérieur est inscrit dans un plan situé au-dessus de la surface supérieure des tripodes (14).
Cette rehausse (40) est solidaire, par exemple en suite d'une opération de soudage, dudit réceptacle (20). La cloche flexible en tant que telle est constituée, quant à
elle, d'une plaque rigide métallique (41), analogue à la plaque métallique (32) du précédent mode de réalisation, dimensionnée de telle sorte être reçue de manière étanche ou sensiblement étanche sur le rebord supérieur (42) de la rehausse (40). La zone flexible (43) de ladite cloche est sensiblement analogue à celle décrite en relation avec le second mode de réalisation. Dans l'exemple décrit, on l'a représenté de section transversale canée, et non pas circulaire, mais le principe demeure cependant identique. De même, le déploiement de la cloche ainsi constituée en mode opérationnel passe par l'appui de plaques rigides d'obturation supérieures (44), là encore par exemple métalliques, sur l'extrémité supérieure (18) des tiges métalliques (13), l'abaissement progressif de ladite cloche ainsi constituée jusqu'à ce que la plaque métallique (41) vienne prendre appui sur le rebord périphérique (42) de la rehausse (40).
Corollairement et à l'instar du mode de réalisation décrit en relation avec les figures 8 à 10, en mode replié, c'est-à-dire non-opérationnel (figure 13), ladite zone flexible (43) est reçue au sein de moyens (45) aptes à la stocker, les moyens étant constitués de plaques métalliques érigées perpendiculairement à partir de la surface supérieure de la plaque métallique rigide (41).
De même, ladite plaque métallique (41) est percée d'orifices traversants, afin de permettre le passage des tiges d'anode (13) au travers de ladite plaque, et ainsi permettre le positionncmcnt dc la cloche au-dcssus ct autour dcsditcs tigcs d'anode jusqu'à
définir lc volume de confinement (27) recherché.

WO 2022/234215 10 In non-operational mode (figure 10), it can be observed that the flexible zone upper (33) is received in folded mode in means (35) erected from the plate metallic (32) and secured to it, dimensioned in such a way as to receive without friction said area upper flexible (33) in the folded position.
Figures 11, 12 and 13 illustrate a third embodiment of the invention. According to this embodiment, the receptacle (20) is surmounted by an extension (40) of which the flange upper is inscribed in a plane located above the upper surface tripods (14).
This extension (40) is integral, for example following a removal operation.
welding, said receptacle (20). The flexible bell as such is constituted, as for her, from a plate rigid metal (41), similar to the metal plate (32) of the previous mode of realization, dimensioned in such a way as to be received in a watertight manner or noticeably waterproof on the upper edge (42) of the extension (40). The flexible zone (43) of said bell is substantially similar to that described in relation to the second mode of realization. In the example described, it is represented with a cross section canea, and not not circular, but the principle remains the same. Likewise, the deployment of the bell thus constituted in operational mode passes through the support of plates rigid upper shutters (44), again for example metallic, on the upper end (18) metal rods (13), the progressive lowering of said bell thus constituted until the metal plate (41) comes to rest on the edge peripheral (42) of the extension (40).
Corollarily and like the embodiment described in relation to Figures 8 to 10, in folded mode, that is to say non-operational (figure 13), said zone flexible (43) is received within means (45) capable of storing it, the means being made up of plates metal erected perpendicularly from the upper surface of the plaque rigid metal (41).
Likewise, said metal plate (41) is pierced with through holes, in order to to allow the passage of the anode rods (13) through said plate, and thus allow the position the bell above ct around dcsditcs tigcs of anode until define lc containment volume (27) sought.

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11 PC

Afin de faciliter les opérations de mise en place de la cloche au-dessus des ensembles anodiques concernés, la plaque supérieure (41) est également pourvue de moyens définissant des manchons (46), permettant l'insertion en leur sein des fourches d'un chariot élévateur, et facilitant de facto la manipulation de ladite cloche.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, on aboutit à une certaine étanchéité du volume de confinement inhérente d'une part, à la zone flexible (24, 33, 43), et d'autre part, par la coopération de la base de la cloche, et par exemple de l'embase (30) ou de la plaque rigide (41) avec le bord supérieur du réceptacle (20) ou le bord supérieur de la rehausse (40). Plus spécifiquement, le contact métal/métal au niveau de la base de la cloche peut être optimisé en accroissant la surface de recouvrement de la base de la cloche sur le réceptacle ou sur la rehausse, voire en ménageant une gorge de réception de ladite base au voisinage du bord périphérique du réceptacle ou de la rehausse. Optionnellement, il peut également être envisagé de munir cette zone de coopération d'un joint, par exemple en silicone.
Ce faisant, on dispose d'une étanchéité optimale, suffisante en tout cas pour réduire sinon annuler toute fuite des gaz fluorés et autres poussières accompagnant le changement des anodes.
On conçoit tout l'intérêt de la présente invention qui permet, de manière simple, la manipulation d'un dispositif de confinement d'ensembles anodiques, et notamment de définir un volume de confinement permettant de limiter drastiquement l'émission des gaz fluorés, de quasiment interdire l'introduction au sein dudit volume d'oxygène susceptible de favoriser la combustion de l'anode, et donc corollairement de réduire plus rapidement la durée de stockage temporaire desdits ensembles anodiques lorsque l'anode est consommée. 11 PCs In order to facilitate the operations of placing the bell above the sets anodes concerned, the upper plate (41) is also provided with means defining sleeves (46), allowing the insertion within them of forks of a cart elevator, and de facto facilitating the handling of said bell.
Whatever the embodiment of the invention, we arrive at a certain sealing of the confinement volume inherent on the one hand, to the flexible zone (24, 33, 43), And on the other hand, by the cooperation of the base of the bell, and for example of the base (30) or of the plate rigid (41) with the upper edge of the receptacle (20) or the upper edge of enhances it (40). More specifically, the metal/metal contact at the base of the bell maybe optimized by increasing the covering surface of the base of the bell on the receptacle or on the extension, or even by providing a groove for receiving said base in the neighbourhood of the peripheral edge of the receptacle or extension. Optionally, it can also be considered to provide this cooperation zone with a seal, for example in silicone.
In doing so, we have optimal sealing, sufficient in any case to otherwise reduce cancel any leak of fluorinated gases and other dust accompanying the change of anodes.
We can see the full advantage of the present invention which allows, in a manner simple, the manipulation of an anode assembly containment device, and in particular define a confinement volume making it possible to drastically limit the emission of gases fluorinated, to virtually prohibit the introduction into said volume of oxygen susceptible to promote the combustion of the anode, and therefore as a corollary to reduce more quickly temporary storage duration of said anode assemblies when the anode is consumed.

Claims

12

1. Device for containing at least one anode assembly, said together comprising a spent anode (12') fixed to a metal rod (13), comprising:
= a receptacle (20) for receiving the anode assembly, said assembly anodic resting within said receptacle by the lower surface of the spent anode (12');
= a bell (21) open at its lower end, and capable of forming a volume closed (27) in cooperation with said receptacle (20), within which is received said at least one anode assembly;
characterized in that the bell (21) is capable of being presented in two shapes:
= a form for storing said device, in position not operational, in which it is folded into itself;
= an operational form, deployed, according to which is defined, with the receptacle (20), said closed volume (27).

2. Device for containing at least one anode assembly according to the claim 1, characterized in that at least part of the bell (21) is made of material soft or flexible.

3. Device for containing at least one anode assembly according to the claim 2, characterized in that the soft or flexible material constituting part at least of the bell (21) is chosen from the group comprising ceramic fabrics and or based on basalt and/or fiberglass.

4. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the bell (21) has a symmetry of rotation, even revolution.

5. Device for containing at least one anode assembly according to the claim 4, characterized in that the bell (21) is provided at its periphery with hoops rigid (25) oriented along planes substantially parallel to each other, and perpendicular to the axis of rotation or revolution of the bell, distributed so more or less regular depending on all or part of the height of said bell when it is in operational position.

6. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the bell (21) comprises, in its part lower, a rigid cover or base (30), capable of adapting to the receptacle receiving (20) of the anode assembly, and a rigid plate (32) connected to the AVERAGE
of a flexible zone or skirt (31) at the upper peripheral edge of said lid, said rigid plate (32) being pierced with through holes communicating with the flexible or flexible zone (33) of the bell.

7. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the bell (21) has at its base a rigid plate (41), the dimensions of which correspond to those of the surface superior of the reception receptacle (20) of the anode assembly, so as to come to rest on the upper end of said receptacle, said rigid plate (41) being breakthrough through orifices capable of communicating with the flexible zone (43) of the Bell.

8. Device for containing at least one anode assembly according to the claim 7, characterized in that the receptacle (20) for receiving the assembly anodic is surmounted by an extension (40), on which the rigid plate (41) rests of the bell (21).

9. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 6 to 8, characterized in that the upper part of the zone flexible or flexible (24, 33, 43) of the bell is also provided with a cover (26) or of a rigid closing plate (34, 44), capable of resting at the level of the end superior (18) of the anode rod (13).

10. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 6 to 9, characterized in that the rigid plate (32, 41) of which is equip it bell (21) is provided with storage means (35, 45) of the flexible zone or flexible (33, 43) of the bell in the non-operational position.

11. Device for containing at least one anode assembly according to the claim 10, characterized in that the storage means (35, 45) consist of walls, in particular metallic, emanating from the upper face of said rigid plate (32, 41) essentially perpendicular to it.

12. Device for containing at least one anode assembly according to one of the claims 5 to 11, characterized in that the bell (21) is provided with means of handling (28, 46) capable of cooperating with gripping members, handling and/or lifting.