CS203056B2 - Method for the electrolytic production of aluminium - Google Patents
Method for the electrolytic production of aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- CS203056B2 CS203056B2 CS732443A CS244373A CS203056B2 CS 203056 B2 CS203056 B2 CS 203056B2 CS 732443 A CS732443 A CS 732443A CS 244373 A CS244373 A CS 244373A CS 203056 B2 CS203056 B2 CS 203056B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- aluminum chloride
- concentration
- bath
- computer
- voltage
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 246
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 101100172874 Caenorhabditis elegans sec-3 gene Proteins 0.000 abstract 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 abstract 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/20—Automatic control or regulation of cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká způsobu elektrolytické výroby hliníku. Zvláště pak se vynález týká přidávání chloridu hlinitého do lázně v závislosti na koncentraci chloridu hlinitého v lázni, s 'výhodou jak je to· dáno celkovým účinným odporem elektrolyzéru.The invention relates to a process for the electrolytic production of aluminum. In particular, the invention relates to the addition of aluminum chloride to the bath as a function of the concentration of aluminum chloride in the bath, preferably as determined by the total effective resistance of the electrolyzer.
Hliník se až dosud elektrolýzou chloridu hlinitého- provozně nevyrábí. Pravděpodobně je to tím, že tzv. Hallova redukce oxidu •hlinitého je až dosud nejhospodárnějším způsobem výroby hliníku. Jedním z problémů po-užití chloridu hlinitého pro výrobu hliníku je správné kvalitativní a kvantitativní složení lázně pro ekonomickou výrobu hliníku bez podstatnějších škodlivých produktů.To date, aluminum has not been produced by electrolysis of aluminum chloride. This is probably due to the fact that the so-called Hall Alumina Reduction is hitherto the most economical way of producing aluminum. One problem with the use of aluminum chloride for the production of aluminum is the correct qualitative and quantitative composition of the bath for the economical production of aluminum without significant harmful products.
Nyní byl vyvinut způsob elektrolytické výroby hliníku v elektrolyzéru, při kterém, se chlorid hlinitý, rozpuštěný v lázni roztavené soli, převádí na hliník a na chlor průchodem elektrického proudu lázní, a jehož podstatou je, že se periodicky upravuje množství chloridu hlinitého zaváděného do taveniny v závislosti na změnách koncentrace chloridu hlinitého v lázni roztavené soli, přičemž se rychlost zavádění chloridu hlinitého do elektrolyzéru zvyšuje, když je měřený celkový účinný odpor elektrolyzéru nižší než referenční -odpor a snižuje se, Když je měřený celkový účinný odpor elektrolyzéru vyšší než referenční odpor.A method of electrolytic production of aluminum in an electrolyser has now been developed in which aluminum chloride dissolved in a bath of molten salt is converted to aluminum and chlorine by passing an electric current through the bath, the principle of which is to periodically adjust the amount of aluminum chloride introduced into the melt. depending on changes in the concentration of aluminum chloride in the bath of molten salt, wherein the rate of introduction of aluminum chloride into the electrolyzer increases when the measured total effective resistance of the electrolyzer is lower than the reference resistance and decreases when the measured total effective resistance of the electrolyzer is higher than the reference resistance.
Je známo, že lze dispergovat chlorid hlinitý v roztavené soli v elektrolyzéru pro výrobu hliníku elektrolýzou chlordu hlinitého. Jako roztavené solí se může použít například chloridu 1’thného a chlordu sodného vedle dalších halogenidů alkalických kovů a kovů žíravých zemin. К udržení obsahu chloridu hlinitého v lázni na žádoucí koncentraci byly dosud používány spíše náhodné kontrolní postupy. Například pracovník může přidávat vypočtené množství chloridu hlinitého do lázně v pravidelných časových odstupech na podkladě zjištěné proudové účinnosti nebo podle svého nepodloženého odhadu. Jak bylo shora uvedeno, toto spíše nahodilé přidávání chloridu hlinitého do ilázně znamená, že až dosud se nepodařilo nalézt uspokojivý způsob dosažení optimálního výtěžku hliníku při elektrolýze chloridu hlinitého, přičemž při néjmehším žádný z nalezených postupů není ekonomicky přijatelný.It is known that aluminum chloride can be dispersed in molten salt in an electrolysis cell to produce aluminum by electrolysis of an aluminum chloride. As molten salt, for example, lithium chloride and sodium chloride can be used in addition to other alkali metal and caustic earth metal halides. Random control procedures have so far been used to maintain the aluminum chloride content of the bath at the desired concentration. For example, a worker may add a calculated amount of aluminum chloride to the bath at regular time intervals based on the established current efficiency or according to his unfounded estimate. As mentioned above, this rather random addition of aluminum chloride to the illusion means that to date no satisfactory method has been found to achieve an optimum aluminum yield in the aluminum chloride electrolysis, and at least none of the processes found is economically acceptable.
Nyní se zjistilo, že elektrolyzér s obsahem chloridu hlinitého pracuje nejúčtnněji, udržuje-li se množství chloridu hlinitého v podstatě blízko předem stanovené optimální koncentrace. Dojde-li k podstatnějším, odchylkám od této koncentrace, dochází k obtížím při práci. Například jak koncentrace chloridu hlinitého v lázni postupně klesá vIt has now been found that an aluminum chloride-containing electrolyzer operates most cost-effectively when the amount of aluminum chloride is kept substantially close to a predetermined optimum concentration. If significant deviations from this concentration occur, there are difficulties in working. For example, as the concentration of aluminum chloride in the bath gradually decreases in
4 důsledku vzniku hliníku z chloridu hlinitého elektrolýzou, zvyšuje se elektrická vodivost elektrolytu, čímž klesá napětí. Případně se dosáhne bod, kdy koncentrační polarizace na katodě nebo na katodách izpůsobí vzestup napětí, jelikož konvekce a difúze v tomto bodě nemohou přivádět ionty hliníku к povrchu katody dostatečně rychle. Nedostatek iontů hliníku na katodě má za následek přepětí na katodě, čímž se zvýší opačná elektromotorická síla, až se začnou vylučovat nejbližší kationty v elektrochemické sérii, jako jsou například kationty alkalických kovů, jako je sodík, draslík nebo· lithium. V důsledku toho- je katoda — vyrobená obvykle z grafitu — napadena alkalickým kovem, což se označuje jako· plástvování; tento jev je velmi škodlivý pro elektrolyzér. Je tedy žádoucí pracovat za předem stanovené nejlepší koncentrace, jako· to bylo uvedeno výše, čímž se předejde napadání katod. Žádoucí nezlepší pracovní koncentrace chloridu hlinitého v lázni je nad bodem, kdy dochází к vylučování iontů alkalického kovu, přičemž napětí začne spíše prudce stoupat. Na druhé straně je-li však koncentrace chloridu hlinitého vyšší než tato optimální hodдо-ta, zmenší se proudová účinnost. Proto zjistí-li se, že koncentrace chloridu hlinitého v lázni je nižší, než je žádoucí ‘hodnota, je třeba přidat další podíl chloridu hlinitého do< lázně, a je-li koncentrace chloridu hlinitého vyšší, přidávání se zpomalí nebo zarazí.Due to the formation of aluminum from aluminum chloride by electrolysis, the electrical conductivity of the electrolyte increases, thereby decreasing the voltage. Alternatively, a point is reached where the concentration polarization at the cathode or cathodes causes a voltage rise, since convection and diffusion at this point cannot bring the aluminum ions to the cathode surface fast enough. The lack of aluminum ions at the cathode results in overvoltage at the cathode, thereby increasing the opposite electromotive force until the closest cations in the electrochemical series such as alkali metal cations such as sodium, potassium or lithium begin to precipitate. As a result, the cathode - usually made of graphite - is attacked by an alkali metal, which is referred to as honeycomb; this phenomenon is very harmful to the electrolyzer. It is therefore desirable to operate at a predetermined best concentration, as discussed above, to prevent cathode attack. Desirably, the working concentration of the aluminum chloride in the bath is not desirable above the point where the alkali metal ions are deposited and the voltage starts to rise sharply. On the other hand, if the aluminum chloride concentration is higher than this optimum value, the current efficiency is reduced. Therefore, if the concentration of aluminum chloride in the bath is found to be less than the desired value, an additional proportion of aluminum chloride should be added to the bath, and if the concentration of aluminum chloride is higher, the addition will be slowed or stopped.
Ačkoliv se dá koncentrace chloridu hlinitého v lázni stanovovat kvantitativní analýzou za použití vzorku lázně, je tento postup časově náročný, a koncentrace může klesnout často příliš nízko· před vlastním zjištěním. Proto je žádoucí používat rychlejší postupy pro zjištění koncentrace chloridu hlinitého· v lázni, takže se rychlým přidáním chloridu hlinitého do lázně může koncentrace vrátit zpět na žádoucí nezlepší hodnotu.Although the concentration of aluminum chloride in the bath can be determined by quantitative analysis using a bath sample, this procedure is time consuming, and the concentration can often fall too low before being detected. Therefore, it is desirable to use faster procedures to determine the concentration of aluminum chloride in the bath, so that by quickly adding aluminum chloride to the bath, the concentration can be returned to the desired value.
Jedním z postupů je měření celkového· účinného odporu elektrolyzéru. Lze to provést za použití běžných elektrických měření a zařízení ke zjištění napětí a intenzity proudu. Celko-vý účinný odpor elektrolyzéru (Rm) je dán rovnicíOne method is to measure the total effective resistance of the electrolyzer. This can be done using conventional electrical measurements and voltage and current detection devices. The total effective resistance of the electrolyzer (Rm) is given by the equation
Rm = [E — (NE0)] /I , kde E je celkové napětí elektrolyzéru, N je počet oddělení v elektrolyzéru a E° opačná elektromotorcká síla v ikaždém oddělení elektrolyzéru. а I je proudová hustota v A. Za nejlepší pracovní koncentrace je hodnota E° obvykle 1,9 až 2,0 V. Přesné zjištění této hodnoty je možné například přerušením proudu. To znamená, že hodnotu NE° lze odečíst při okamžitém přerušení proudu. V bipolárních elektrolyzérech se používá větší množství oddělení, tvořených obvykle větším počtem: bipolárních elektrodových desek, vsunutých mezi koncovou anodu a kon covou katodu. Pro monopolární elektrolyzér N = 1.R m = [E - (NE 0 )] / I, where E is the total electrolyzer voltage, N is the number of compartments in the electrolyzer and E ° the reverse electric motor force in each compartment of the electrolyzer. а I is the current density in A. At the best working concentration, the E ° value is usually 1.9 to 2.0 V. Accurate detection of this value is possible, for example, by breaking the current. This means that the value of NO ° can be read in the event of an instantaneous power cut. In bipolar electrolysers, a plurality of compartments are used, usually consisting of a plurality of: bipolar electrode plates inserted between the end anode and the end cathode. For monopolar electrolyzer N = 1.
Celkový účinný odpor elektrolyzéru (Rm) je dán nejméně čtyřmi faktory, tj.The total effective resistance of the electrolyzer (R m ) is given by at least four factors, ie.
(1) odporem elektrických vedení a spojů pro proud do elektrod v elektrolyzéru, což je odpor, který lze snadno změřit, (2) odporem vlastní lázně, který klesá s klesající ko-ncentrací chloridu hlinitého, (-3) odporem bublinek v lázni, jakož i vrstvy bublinek v chloru, jež se tvoří na anodě, přičemž tento odpor nejprve klesá, jak koncentrace chloridu hlinitého, pravděpodobně proto, že se bublinky zvětšují, jak klesá koncentrace, a v důsledku toho stoupají rychleji, a dostávají se ven rychleji, načež se jejich velikost zvětšuje, a tím tíhnou jalko· velké bubliny к anodě, bráníce toku proudu, a (4) zdánlivým odporem, který je dán opačnou elektromotorickou silou, vznikající v důsledku vzestupu přepětí na katodě, zvyšujícího se za nízkých koncentrací chloridu hlinitého, přičemž výpočet zdánlivé hustoty elektrolyzéru (Rin) předpokládá, že hodnota Ec opačné elektromotorické síly je konstantní. Bylo zjištěno, že hodnota 1,95 V se může obvykle použít pro· E° s dobrými kontrolními výsledky. Výsledkem toho je, že jak napětí elektrolyzéru za konstantní proudové hustoty, tak i zdánlivý odpor elektrolyzéru mají průběh podle obr. 2. Takže koncentrace chloridu hlinitého se rovněž může měřit za použití napětí elektrolyzéru za konstantní proudové hustoty. Avšak zdánlivý odpor elektrolyzéru je poměrně nezávislý na proudové hustotě, takže obvyklé proudové výkyvy nijak nepříznivě neovlivňují zjišťování chloridu hlinitého. Jestliže se napětí v elektrolyzéru udržuje konstantní, může se proudový tok použít к indikaci koncentrace chloridu hlinitého podobným způsobem, ale přesná kontrola napětí v každém oddělení elektrolyzéru je nákladná, jakož je nákladnou i přesná kontrola proudu.(1) resistance of power lines and connections to the electrodes in the electrolyzer, a resistance that can be easily measured, (2) the resistance of the bath itself, which decreases with decreasing concentration of aluminum chloride, (-3) the resistance of bubbles in the bath, as well as the layers of bubbles in the chlorine that form on the anode, which resistance first decreases as the concentration of aluminum chloride, probably because the bubbles increase as the concentration decreases and as a result increase faster and get out faster, whereupon and (4) the apparent resistance given by the opposite electromotive force generated as a result of the cathode overvoltage rise, increasing at low aluminum chloride concentrations, the calculation of the apparent electrolyzer density (R in ) assumes that the value of E c of the opposite electromotive force is constant. It has been found that 1.95 V can usually be used for · E ° with good control results. As a result, both the voltage of the electrolyzer at constant current density and the apparent resistance of the electrolyzer follow the course of Figure 2. Thus, the concentration of aluminum chloride can also be measured using the voltage of the electrolyzer at a constant current density. However, the apparent resistance of the electrolyzer is relatively independent of the current density, so that the usual current fluctuations do not adversely affect the detection of aluminum chloride. If the voltage in the electrolyser is kept constant, the current flow can be used to indicate the aluminum chloride concentration in a similar manner, but accurate voltage control in each cell compartment is costly, as well as accurate current control.
Rovněž je možno stanovit koncentraci chloridu hlinitého měřením odporu lázně, například za použití ponorného článku, spojeného· s vodivostním můstkem, čímž se zjistí vodivost lázně, a převede se vodivost na odpor, který je reciproční hodnotou vodivosti lázně.It is also possible to determine the concentration of aluminum chloride by measuring the resistance of the bath, for example by using a submersible connected to a conductive bridge to determine the conductivity of the bath, and convert the conductivity into a resistance that is a reciprocal of the conductivity of the bath.
Bylo zjištěno, že ze všech předchozích možností je výhodným postupem měření koncentrace chloridu hlinitého· v lázni zjištění celkového účinného odporu elektrolyzéru.Of all the foregoing, it has been found that the preferred method of measuring the concentration of aluminum chloride in the bath is to determine the total effective resistance of the electrolyzer.
Jedním z překvapujících faktorů pro přesnost měření celkového účinného odporu elektrolyzéru je spolehlivost při zjišťování koncentrace chloridu hlinitého· v lázni, ačkoliv je třelba vzít v úvahu tolik faktorů při propočtu celkového účinného, odporu nebo celkového napětí elektrolyzéru. To je dále překvapující proto, že koncentrace chloridu hlinitého v lázni je obvykle asi 2 až asi 15 % se zřetelem na veškerou lázeň, přičemž zbylé podíly lázně tvoří soli alkalických kovů nebo ko!vů žíravých zemin a halogenovodíků, ve kterých je chlorid hlinitý dispergován.One of the surprising factors for the accuracy of measuring the total effective resistance of the electrolyzer is the reliability in determining the concentration of aluminum chloride in the bath, although firing is to take into account so many factors in calculating the total effective, resistance or total voltage of the electrolyzer. This is further surprising because the concentration of aluminum chloride in the bath is usually about 2 to about 15% with respect to the whole bath, with the remaining bath components being alkali metal salts or co-salts . % of caustic soils and hydrogen halides in which the aluminum chloride is dispersed.
Podle vynálezu se při kontrole obsahu chloridu hlinitého v lázni může propočítat účinný odpor lázně za použití výše uvedené ro!vn!ceAccording to the invention, when controlling the aluminum chloride content of the bath, the effective bath resistance can be calculated using the above-mentioned formula . vn! ce
Rin [E — (NE0)] /I , a hodnota se může srovnat s žádoucí nejlepší pracovní koncentrací nebo s udaným bodem odporu R. Uvedená nejlepší pracovní 7 odporová hladina nebo udaný bod R se mohou stanovit chemickou analýzou vzorků lázně za současného měření napětí a proudové hustoty к výpočtu Rm pro široké roz* mezí pracovní koncentrace chloridu hlinitého·. Jinými slovy, celkový účinný odpor elektrolyzéru nebo celkové napětí za konstantní proudové hustoty se může korelovat s koncentrací chloridu hlmitého v lázni, přičemž se uvedená koncentrace stanoví chemickou analýzou. Dojde-li к pomalému posunu hodnoty Rjn ve výše uvedené rovnci za konstantního procentuálního obsahu chloridu hlinitého, což je možné v důsledku změn dalších složek lázně, v důsledku teploty a podobně, pak se mohou tyto změny snadno vyrovnat úpravami, protože se jedná o poměrně pomalé změny, například změnou udaného bodu odporu jako odezva na opakované chemické analýzy lázně dodatkem к zjišťování koncentrace chloridu hlinitého· v lázni při měření celkového účinného odporu nebo celkového napětí elektrolyzéru. Jak bylo shora uvedeno, jednou z výhod při použUí celkového účinného· odporu eleklrolyzéru jako· míry je to, že výkyvy napětí, způsobené výkyvy proudové hustoty, neovlivňují stanovení, protože převedení na celkový účinný odpor v podstatě eliminuje jakýkoli výkyv v rozmezí obvyklých výkyvů proudové hustoty.R in [E - (NE 0 )] / I, and the value can be compared to the desired best working concentration or the indicated resistance point R. The best working resistance level 7 or the indicated R point can be determined by chemical analysis of bath samples while measuring voltage and current densities to calculate R m for a wide range of aluminum chloride working concentration. In other words, the total effective resistance of the electrolyzer or the total voltage at a constant current density can be correlated with the concentration of the magnesium chloride in the bath, the concentration being determined by chemical analysis. If there is a slow shift in the value of R jn in the above equation at a constant percentage of aluminum chloride, which is possible due to changes in other bath components, due to temperature and the like, then these changes can easily be offset by adjustments because slow changes, for example by changing the indicated resistance point in response to repeated chemical analyzes of the bath in addition to determining the concentration of aluminum chloride in the bath when measuring total effective resistance or total electrolyzer voltage. As mentioned above, one of the advantages of using the total effective resistance of the electrolyser as a measure is that the voltage fluctuations caused by current density fluctuations do not affect the determination, since conversion to total effective resistance substantially eliminates any fluctuations within the usual current density fluctuations. .
Podle jednoho provedení vynálezu, jež se dá označit jako dvoupolohový kontrolní postup, lze zapojit dávkovač, jestliže zjištěný celkový účinný odpor, například jak je to propočteno za použití výše uvedené rovnice Rin = [E — (NE°) ] /1 , z měření číslicovým voltmetrem a ampérmetrem, zapojenými na počítač nebo· pod.., je nižší, než jak to· odpovídá výši stanovené nejlepší pracovní koncentrace. Rychlost přívodu z dávkovače se dá upravit tak, že dodávání chloridu hlinitého do lázně je větší, než jaké je množství nutné к udržení žádoucí nejlepší koncentrace chloridu hlinitého v lázni, a jestliže celkový účinný odpor se zvýší, než jak je to uvedeno pro žádoucí nejlepší koncentraci chloridu hlinitého· v lázni, může se dávkovač vypojit, až celkový účinný odpor klesne na žádoucí hodnotu.According to one embodiment of the invention, which can be referred to as a two-position control procedure, a dispenser can be connected if the total effective resistance found, for example, as calculated using the above equation R in = [E - (NE °)] / 1, a digital voltmeter and ammeter connected to a computer or · below .. is less than the corresponding best working concentration. The feed rate from the dispenser can be adjusted such that the supply of aluminum chloride to the bath is greater than the amount required to maintain the desired best concentration of aluminum chloride in the bath, and if the total effective resistance increases than indicated for the desired best concentration aluminum chloride · in the bath, the dispenser can be disconnected until the total effective resistance has dropped to the desired value.
Podle jiného provedení postupu podle vynálezu se mohou použít 3 přívodní rychlosti.According to another embodiment of the process according to the invention, 3 feed rates can be used.
Například jako· normální či standardní rychlost přívodu se může použít udané množství chloridu hlinitého, nejúčinnější pro udržení nejlepší koncentrace chloridu hlinitého v lázni. Tento normální nebo standardní přívod v kg . s, označený zde jako F, lze stanovit za použití rovniceFor example, a given amount of aluminum chloride, most effective to maintain the best concentration of aluminum chloride in the bath, may be used as the normal or standard feed rate. This normal or standard supply in kg. s, designated herein as F, can be determined using the equation
F = kNICe , kde к znamená 1,015.10 8, jak je to propočteno z Farádayových a hmotnostních ekvivalentů pro chlorid hlinitý, N znamená počet oddělení elektrolyzéru, 1 znamená proudovou hustotu v ampérech a Ce značí předpokládanou proudovou účinnost v %. Druhou přívodní rychlostí podle tohoto provedení je výsoká přívodní rychlost, například o 5 až 20 % vyšší, než je normální nebo standardní rychlost, a třetí rychlost je pomalá, zvláště například o 5 až 20 °/o nižší než je normální rychlost. Například za použití Rm jako celkový účinný odpor a za propočtu z rovniceF = kNICe, where k is 1,015.10 8 , as calculated from Faraday and weight equivalents for aluminum chloride, N is the number of cell compartments, 1 is the current density in amperes and C e is the estimated current efficiency in%. The second feed rate according to this embodiment is a high feed rate, for example 5 to 20% higher than normal or standard speed, and the third feed rate is slow, particularly for example 5 to 20% / lower than normal speed. For example, using R m as the total effective resistance and calculating from the equation
Rn] = R ± (KR) , kde К je číslo· mezi 0,001 až 0,01, a R je účinný odpor elektrolyzéru za nejlepší koncentrace chloridu hlinitého, jestliže propočtený celkový účinný odpor spadá do· tohoto· rozmezí, použije se normální, výše uvedená rychlost přívodu. Jestliže však například podle tohoto provedeníR n] = R ± (KR), where K is a number · between 0,001 to 0,01, and R is the effective resistance of the electrolyzer at the best aluminum chloride concentration, if the calculated total effective resistance falls within this range, use normal, the above feed rate. However, if, for example, according to this embodiment
Rw < R — (KR) , použije se rychlý přívod, a jestližeR w <R - (KR), a quick feed is used and if
Rin > R a- (KR) , použije se pomalý přívod.R in > R a- (KR), slow feed is used.
Třetím provedením podle vynálezu je postup úměrné kontroly, kdy se použije přívodní rychlosti chloridu hlinitého úměrně к proudové hustotě elektrolyzéru a rovné požadavkům elektrolyzéru za předpokládané proudové účinnosti Ce v °/o, jestliže R,n = R. Podle této soustavy se přívodní rychlost zvýší nebo sníží v případě negativních hodnot, a to úměrně rozdílu R — Rin. Například přívodní rychlost F v kg/s se může označit jakoA third embodiment of the present invention is a proportional control procedure using an aluminum chloride feed rate proportional to the electrolyzer current density and equal to the electrolyzer requirements, assuming a current efficiency C e in ° / o if R, n = R. According to this system, the feed rate is increased or decreases in the case of negative values, in proportion to the difference R - R in . For example, the feed rate F in kg / s can be denoted as
F - 1,015.10-8 NICe {1,0 4- [ (R — Rm) K]| , kde I je proudová hustota v ampérech, Ce je posledně změřená proudová účinnost v %, а К je úměrná konstanta, upravená podle zkušeností tak, aby se získala rychlá odezva bez nadměrných úprav a korekcí.F - 1,015.10-8 NICe {1,0 4 - [(R - R m ) K] | where I is the current density in amperes, C e is the last measured current efficiency in%, а К is a proportional constant, adjusted to experience, to obtain a rapid response without excessive adjustments and corrections.
Takže lze snadno odvodit, že za použití kterékoli z výše uvedených soustav nebo provedení lze udržovat dostatečně konstantní. koncentraci chloridu hlinitého· v lázni elektrolytu tak, aby bylo možno pracovat s nejvyšší účmností za vyvarování se nežáŮOUCÍCh výkyvů od žádoucí, předem stanovené nejlepší pracovní koncentrace, jako při vysoké koncentraci nižší proudové účinnosti nebo na nízké koncentrace katodového přepětí nebo destruktivního jevu zvaného ,,katodový efekt“, který je způsoben náhlým vzestupem napětí nebo účinným odporem, jestliže koncentrace chloridu hlinitého v lázni elektrolyzéru klesne příliš nízko.Thus, it can be easily deduced that using any of the above systems or embodiments can be kept sufficiently constant. concentration of aluminum chloride in the electrolyte bath so that it is possible to work with the highest efficiency to avoid unwanted fluctuations from the desired, predetermined best working concentration, such as at high concentrations of lower current efficiency or at low concentrations of cathode overvoltage or destructive phenomenon effect ”, which is caused by a sudden voltage rise or effective resistance if the concentration of aluminum chloride in the electrolyzer bath drops too low.
Z předchozích účLajů je jasné, že podle vynálezu se dá regulovat množství chloridu hlinitého, přidaného do elektrolytu v elektrolyzéru tak, že vyhovuje potřebám případné situace. Například podle jednoho provedení se může chlorid hlinitý přidávat za předem určené nebo předem propočtené nejlepší nebo nejvýhodnější pracovní rychlosti, až koncentrace chloridu hlinitého v lázni elektrolyzéru, například jak je stanovena měřením celkového účinného odporu elektrolyzéru nebo celkového napětí elektrolyzéru za konstantní proudové hustoty, vybočuje z předepsaného množství na obou stranách od předem stanovené nebo předem určené optimální pracovní koncentrace. V tomto bodě, jestliže je odchylka směrem vzhůru, se může přidávání chloridu hlinitého zastavit vůb:ec nebo- se .rychlost přidávání zm'enší. Je-li odchylka směrem dolů, pak se přidávání chloridu hlinitého může zvýšit nebo za používání dávkovacího systému, kdy se přidává na začátku postupu celá dávka chloridu hlinitého a pak již žádný až do zjištění této odchylky, muže se přidat buď další dávka chloridu hlinitého, nebo se může začít s přidáváním chloridu hlinitého za předem stanoveného plánu a rychlosti, a pokračuje se v tomto postupu nejméně tak dlouho, až změřený celkový účinný odpor elektrolyzéru nebo pokles napětí se opět přiblíží hodnotě předem stanovené pro předem určenou nejlepší pracovní koncentraci.It is clear from the foregoing that, according to the invention, the amount of aluminum chloride added to the electrolyte in the electrolyzer can be controlled to suit the needs of the situation. For example, according to one embodiment, the aluminum chloride may be added at a predetermined or predetermined best or most advantageous working rate until the concentration of aluminum chloride in the electrolyser bath, for example, as determined by measuring the total effective resistance of the electrolyser or the total electrolyser voltage at constant current density, the amount on either side of a predetermined or predetermined optimum working concentration. At this point, if the deviation is upward, the addition of aluminum chloride may stop VUB: ec or- .rychlost the addition zm'enší. If the deviation is downward, then the addition of aluminum chloride may be increased, or using a dosing system where the entire dose of aluminum chloride is added at the beginning of the process and then no more until the deviation is detected, either an additional dose of aluminum chloride or the addition of aluminum chloride may be started at a predetermined schedule and speed, and the process is continued at least until the measured total effective resistance of the electrolyzer or voltage drop is again approaching a predetermined value for a predetermined best working concentration.
Pro postup podle vynálezu není rozhodující, jak často se měří například celkový účinný odpor Rin, ačkoliv obvykle čím častěji se to provádí, tím účinnější je postup, protože je zde méně možnosti, aby se koncentrace chloridu hlinitého v lázni změnila podstatněji ve srovnání s předem stanovenou nejlepší koncentrací, nebo aby se uchýlila od bodu, kdy se dosáhne nejúčinnějšího výkonu elektrolyzéru a který tedy nejlépe vyhovuje jejím potřebám. Odečítání lze provést kdykoli v časových odstupech od 30 sekund do 3 minut.It is not critical to the process of the invention how often, for example, the total effective resistance R in is measured, although usually the more often this is done, the more efficient the process is because there is less possibility for the aluminum chloride concentration in the bath to change significantly determined by the best concentration, or to deviate from the point at which the most efficient performance of the electrolyzer is achieved and thus best suits its needs. Readings can be made at any time between 30 seconds and 3 minutes.
Jednou z výhod postupu podle vynálezu je to, že kontrolní systém se dá v podstatě automatizovat, například za použití počítače, napojeného na přívod chloridu hlinitého. Podle tohoto systému může počítač přímo odečítat celkové napětí v elektrolyzéru, nebo· propočítat z tohoto zjištění a odečtení proudové hustoty v kterémkoli okamžiku, celkový účinný odpor podle shora uvedené rovnice. Takže počítač může vyslat signál do dávkovače chloridu hlinitého, jestliže koncentrace chloridu hlinitého ukazuje, že je třeba přidávat více nebo méně chloridu hlinitého, nebo se může přidávání chloridu hlinitého zahájit nebo zastavit podle kteréhokoli z plánů přidávání, přičemž se shora uvedená určená nejlepší pracovní koncentrace chloridu hlinitého· a nejlepší pracovní celkový účinný odpor elektrolyzéru, jakož i přípustné odchylky použijí jako kritéria pro úpravu rychlosti přidávání, nebo množství přidávání chloridu hlinitého do lázně elektrolyzéru za použití dávkovače.One advantage of the process according to the invention is that the control system can be substantially automated, for example using a computer connected to an aluminum chloride feed. According to this system, the computer can directly read the total voltage in the electrolyser, or calculate from this finding and read the current density at any time, the total effective resistance according to the above equation. Thus, the computer may send a signal to the aluminum chloride dispenser if the aluminum chloride concentration indicates that more or less aluminum chloride needs to be added, or the addition of aluminum chloride may be initiated or stopped according to any of the addition plans, and the best working total effective resistance of the electrolyser, as well as the tolerances, will be used as criteria for adjusting the rate of addition, or the amount of addition of aluminum chloride to the electrolyser bath using a dispenser.
Chlorid hlinitý, který se přidává do elektrolyzéru, může být rozpuštěn v lázni jako produkt pévný nebo kapalný, případně i plynný, a může být popřípadě transportován buď jako pevný, nebo plynný podíl v suchém plynu, jako je chlor, oxid uhličitý, dusík atd. Chlorid hlinitý s-e může· přidávat nad hladinou lázně nebo pod hladinou lázně v elektrolyzéru, nebo v absorpční komoře mimo vlastní elektrolyzér, pokud lázeň z elektrolyzéru touto komorou cirkuluje.The aluminum chloride which is added to the electrolyzer can be dissolved in the bath as a solid or liquid product, possibly even gaseous, and can optionally be transported either as a solid or a gaseous fraction in a dry gas such as chlorine, carbon dioxide, nitrogen, etc. The aluminum chloride may be added above or below the bath level in the electrolyzer, or in an absorption chamber outside the electrolyzer itself, as long as the electrolyzer bath circulates through the chamber.
Počítač se může rovněž použít ke sledování oprav některých neočekávaných situací, se kterými se setkáváme během elektrolýzy chloridu hlinitého. Například týž počítač se může použít ke sledování vlivu změn přívodní rychlosti na změny celkového účinného odporu elektrolyzéru. Jestliže se celkový účinný odpor elektrolyzéru změní v opačném směru od předem určeného, to znamená nezačne-lii se přibližovat к předem určené nejlepší pracovní koncentraci chloridu hlinitého, přidá-li se více nebo .méně chloridu hlinitého jako odezva na odchylku od předem určené účinné nebo nejilepší pracovní koncentrace, například podle stanovení, zda změřený odpor je menší nebo větší, než jako to odpovídá předem stanovené nejlepší hodnotě, ale pokračuje v odchylování se buď směrem nahoru nebo dolů od nejlepší koncentrace, jak počítač, tak i operátor ví ihned, že hodnota celkového účinného odporu minula minimum pro bezpečnou práci elektrolyzéru na standardní křivce celkového účinného odporu elektrolyzéru nebo celkového napětí na elektrolyzéru proti koncentraci chloridu hlinitého v procentech, a pracuje se tedy na opačné reverzní straně standardního pracovního sklonu pro Rm nebo celkového' účinného odporu nebe· napětí elektrolyzéru, to znamená, že byl dosažen bod, kde vzestup celkového účinného odporu elektrolyzéru nebo pokles napětí začíná a pokračuje rychle, přičemž tento bod odpovídá bodu, kde dochází к polarizaci na katodě, a pokud se reakce nechá takto pokračovat, může mít n;čivý účinek pro· katodu. Jakmile to počítač zaznamená, vyšle signál do dávkovače, který přidá chlorid hlinitý nejvyšší možnou přívodní rychlostí, a popřípadě spustí poplach, takže operátor může provést jakoukoli vhodnou a zamýšlenou opravu. Například může dojít к okamžitému přerušení proudu, čímž se znemožní poškození katody dříve, než lze doplnit koncentraci chloridu hlinitého, čímž se tento problém vyřeší. Jestliže celkový účinný odpor elektroly203056 zéru .nebo napětí stále stoupá, lze přerušit proud automaticky za kterékoli předem stanovené nejvyšší hodnoty, přičemž proud zůstane vypnut, až jsou provedena příslušná Opravná opatření, takže se může v automaticky řízeném postupu pokračovat.The computer can also be used to track corrections to some unexpected situations encountered during aluminum chloride electrolysis. For example, the same computer may be used to monitor the effect of feed rate changes on changes in the total effective resistance of the electrolyzer. If the total effective resistance of the electrolyzer changes in the opposite direction from the predetermined, that is, does not begin to approach the predetermined best working concentration of aluminum chloride, when more or less aluminum chloride is added in response to a deviation from the predetermined effective or best working concentration, for example by determining whether the measured resistance is less or greater than the predetermined best value, but continues to deviate either upwards or downwards from the best concentration, both the computer and the operator know immediately that the total minimum effective resistance passed electrolyzer for safe work on the standard curve of the total effective resistance of the electrolytic cell or total voltage per cell versus the concentration of aluminum chloride as a percentage, and thus works opposite to the reverse side of standard working angles for the R m or the total or the voltage of the electrolyzer, i.e., the point where the rise of the total effective resistance of the electrolyzer or the voltage drop begins and continues rapidly, this point being equal to the point of polarization on the cathode, and if the reaction is left as follows continue, can have n ; cathode effect. As soon as the computer detects this, it sends a signal to the dispenser that adds the aluminum chloride at the highest possible feed rate and possibly triggers an alarm so that the operator can make any suitable and intended repair. For example, an instantaneous power cut may occur, thereby preventing cathode damage before the aluminum chloride concentration can be replenished, thereby solving this problem. If the total effective resistance of the electrolyte 203056 or voltage continues to rise, the current can be automatically interrupted at any predetermined maximum value, and the current will remain off until appropriate corrective measures are taken, so that the automatically controlled procedure can be continued.
Na přívodní straně může být na rozhraní počítač/elektrolyzér v této soustavě rada kondenzátorů, které převádějí zjištění o napětí a proudové hustotě za použití běžného analogového a číselného konventoru na počítač. Na výstupní straně z počítače může systém sestávat např. z kontaktních uzávěrů к ovládání dávkovačů а к úpravě proudu. Přívodní kondenzátory zajišťují izolaci mezi zdrojem signálů a počítačem a odstraňují signálové šumy, což je dáno extrémními nebo náhlými změnami proudové hustoty a/nebo napětí. Měněním hodnoty odporu se dá zprůměrovat signál po jakoukoli žádanou dobu, a v téže době lze dát největší váhu na údaje právě přijaté a využité počítačem. Rovněž se .mohou к zeslabení použít resistory, a to к úpravě signálu na hladinu, jež nejlépe vyhovuje pro analogové/číselné konvertory.On the supply side, there may be a series of capacitors at the computer / electrolyser interface in the system that convert the voltage and current density measurements using a conventional analog and numerical convector into a computer. On the output side of the computer, the system may consist, for example, of contact closures to control the dispensers and to adjust the current. The supply capacitors provide isolation between the signal source and the computer and eliminate signal noise due to extreme or sudden changes in current density and / or voltage. By varying the resistance value, the signal can be averaged over any desired time, and at the same time the greatest weight can be given to the data just received and used by the computer. Also, resistors can be used to attenuate to adjust the signal to the level best suited for analog / numeric converters.
Při postupu takový počítač periodicky snímá proudovou hustotu a napětí postupně v každém oddělení elektrolyzéru. К tomu účelu vyšle signál do ovládacího zařízení, jež způsobí přepnutí kondenzátorů, spojeného s každým oddělením elektrolyzéru ze zařízení pro měření proudu na analogicko/číselný konvertor na dobu, potřebnou к odečtení, což je obvykle méně než 1/200 sekundy. Signály z konvertoru se dostanou do po čítače, kde je proveden výše uvedený propočet. Počítač potom vyšle elektrický impuls noho sérii elektrických impulsů do kontroly dávkování na každém oddělení elektrolyzéru, kde je nutno provést opravu. Tyto impulsy zvyšují nebo snižují přívodní rychlost, jak je to třeba, například ovládáním stupňového vypínače.In the process, such a computer periodically senses the current density and voltage in each cell compartment. To this end, it sends a signal to the control device which causes the capacitors connected to each electrolyzer compartment to be switched from the current measuring device to the analog / numeric converter for the time required to read, which is usually less than 1/200 seconds. The signals from the converter reach the computer where the above calculation is performed. The computer then sends an electrical pulse to a series of electrical pulses for dosing control at each electrolyzer compartment for repair. These pulses increase or decrease the feed rate as necessary, for example by operating a step switch.
Pro lepší porozumění postupu podle vynálezu se zde nyní odkazuje na připojené výkresy, kde n,a obr. 1 je graf složek napětí V závislosti na jednom1 oddělení elektrolyzéru s chloridem hlinitým pro výrobu hliníku, na obr. 2 je příkladná křivka závislosti napětí elektrolyzéru na jedno oddělení, jakož i účinného odporu na cm2 povrchu elektrody na jedno oddělení proti obsahu chloridu hlinitého' v % v bipolárním elektrolyzéru, kde se proudová hustota udržuje přibližně na 1,55 A cm'2.For a better understanding of the process of the invention are now made to the accompanying drawings, wherein n, and FIG. 1 is a graph of stress components depending on one one compartment of the cell with aluminum chloride to aluminum production, Fig. 2 is an exemplary curve of cell voltage at one compartment, as well as the effective resistance per cm 2 of electrode surface at one department to the content of aluminum chloride in% in bipolar electrolyser, where the current density is maintained at approximately 1.55 A cm second
Při nanášení napětí elektrolyzéru na křivce proti obsahu chloridu hlinitého' v % na obr. 2 se jeví přerušení vzestupu napětí pro průměrné podmínky za koncentrace chloridu hlinitého pod asi 2 % hmotnostní. Podobnému přerušení vzestupu napětí v elektrolyzéru se lze obvykle vyvarovat udržováním koncentrace chloridu hlinitého nad asi 4 % hmotnostními. Z dobrých podmínek, například s poměrně čistým chloridem hlinitým a Zů vhodné teploty lázně, dojde к pře rušení vzestupu napětí za nižší koncentrace chloridu hlinitého, což dovoluje bezpečnou práci až do tak nízké koncentrace, ako jeWhen applying the electrolyzer voltage on the curve against the aluminum chloride content in% in Fig. 2, the voltage rise break for average conditions at an aluminum chloride concentration below about 2% by weight appears. A similar interruption in the voltage rise in the electrolyzer can usually be avoided by keeping the aluminum chloride concentration above about 4% by weight. Under good conditions, for example with relatively pure aluminum chloride and a suitable bath temperature, the rise in voltage at a lower concentration of aluminum chloride is discontinued, allowing safe work up to as low a concentration as
1,5 % hmotnostních chloridu hlinitého.1.5% by weight of aluminum chloride.
Na obr. 3 je graf, zachycující ais’ 45 minut elektrolýzy chloridu hlinitého, jak se totiž podle tohoto vynálezu dá koncentrace chloridu hlinitého v lázni elektrolyzéru udržovat blízko nejlepší pracovní koncentrace přidáváním chloridu hlinitého, jestliže změřený odpor vybočí více, než kolik je žádoucí hodnota od uvedené nejlepší pracovní koncentrace. Na obr. 3 je graficky nanášen jak obsah chloridu hlinitého v procentech, tak i odpor proti krátké dcbě trvání pracovního postupu v příslušném oddělení elektrolyzéru v minútách. Jak je to patrné z grafu, jak odpor, tak i obsah chloridu hlinitého v procentech byly upraveny pro nejlepší pracovní koncentraci, což je asi 5,3 % hmotnostního chloridu hlinitého právě v tomto' případě za hcdnoty odporu (ohm.103) 2, 3.Fig. 3 is a graph showing at least 45 minutes of aluminum chloride electrolysis, as according to the present invention the aluminum chloride concentration in the electrolyser bath can be kept close to the best working concentration by adding aluminum chloride if the measured resistance deviates more than the desired value from the best working concentrations. Figure 3 graphically depicts both the percentage of aluminum chloride and the resistance to the short duration of the process in the respective electrolyzer compartment in minutes. As can be seen from the graph, both the resistance and the aluminum chloride content in percent were adjusted to the best working concentration, which is about 5.3% by weight of aluminum chloride in this case at the resistance value (ohm.10 3 ) 2, 3.
Na obr. 4 je schéma čili diagram, znázorňující použití počítače к odečtení celkového poklesu napětí v eilektrolyzéru nebo, celkového účinného· odporu elektrolyzéru, jakož i další důsledek získaných odečtů, spočívající ve vyslání příkazů dávkovačům pro elektrolyzéry, podle jejich případných potřeb, pokud odečtení vybočí z žádané určené odchylky od hodnoty, odpovídající předem stanovené nejlepší pracovní koncentraci chloridu hlinitého v lázni.Fig. 4 is a diagram showing the use of a computer to read the total voltage drop in the electrolyser or the total effective resistance of the electrolyser as well as another consequence of the readings obtained by sending commands to the dispensers for the electrolysers, if necessary a desired predetermined deviation from the value corresponding to the predetermined best working concentration of the aluminum chloride in the bath.
Na olbr. 5 je schematické znázornění systému za použití relé pro kontrolu přívodu dávkovaicího typu, který se dá použít spolu s kontrolou přívodu v uspořádání podle obr. 4, a na obr. 6 je schéma nepřerušovaného uspořádání přívodu s měnitelnou rychlostí, rovněž použitelného' spolu s kontrolou přívodu v Uspořádání podle obr. 4.Na olbr. 5 is a schematic representation of a dosing type feed control relay that can be used in conjunction with a feed control in the configuration of FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic diagram of a variable speed feed configuration also usable with feed control v The arrangement of FIG. 4.
Na výkresech jsou použity různé složky schematicky zakresleného- počítače se (systémem relé. Na výkresech se vlastně znázorňuje příkladný způsob, jímž se může počítač využít к odečtení proudové hustoty, napětí a odporu při postupu kontrolování způsobu podle vynálezu koncentrací chloridu hlinitého'. Odečtení lze provádět v potřebných časových odstupech, například vždy za 5, 10 nebo* 15 sekund, přičemž každé měření je kumulativním průměrem z měření v předchozím časovém intervalu. Na výkrese má žadý elektrolyzér několik oddělení 8 uspořádáním bipolárních elektrod. Za použití filtrovaného přívodu je použita jedna sekunda jako příkladná časová konstanta obvodu resistor/kondenzátor podle obr. 4, jak ještě bude popsáno. Hodnota této časové konstanty se může popřípadě měnit, úpravy jsou vhodné tehdy, kdy se má předejít zhoršení kontrolního systému. Postupné sejmutí každého odečtení průměrného poklesu napětí něbo průměrného- celkového odporu pro každý elektrolyzér spotřebuje méně času, než konstanta resistor/kondenzátor. Takže pro všechny účely je odečtení V a A v podstatě současné pro· kterékoli oddělení elektrolyzéru v případné sérii elektrolyzéru.In the drawings, various components of a schematically drawn computer with a relay system are used. The drawings actually illustrate an exemplary method by which a computer can be used to read current density, voltage and resistance in the process of controlling the inventive aluminum chloride concentration. at the required time intervals, for example every 5, 10 or * 15 seconds, each measurement being the cumulative average of the measurements over the previous time interval In the drawing, each electrolyzer has several compartments 8 by bipolar electrode arrangement. The exemplary time constant of the resistor / capacitor circuit of Fig. 4, as described below, the value of this time constant may optionally be varied, adjustments are useful when the deterioration of the control system is to be avoided. reading the average voltage drop or average total resistance for each cell consumes less time than the resistor / capacitor constant. Thus, for all purposes, the readings V and A are substantially simultaneous for any separation of the electrolyser in an optional series of electrolyser.
Podle obr, 4 se používá číslicový počítač 1 k odečtení poklesu celkového napětí na každém z většího· počtu elektrolyzéru 2 až 2n, jakož i k měření proudu, protékajícího· každým elektrolyzérem za použití vhodného zařízení 3 ke změření proudu; ta jsou zapojena sériově do obvodu elektrolyzérů. Protože proudová hustota a napětí v elektrolyzérech jsou analogické sgnály, analogový/číslicový konvertor 4 je zde zakreslen s tím, že zásobuje počítač číselnými údaji signálů proudové hutoty a napětí v elektrolyzérech.According to FIG. 4, a digital computer 1 is used to read the total voltage drop across each of the plurality of electrolysers 2 to 2n as well as to measure the current flowing through each electrolyser using a suitable current measuring device 3; these are connected in series to the electrolyser circuit. Since the current density and voltage in the electrolysis cells are analogous signals, the analog / digital converter 4 is plotted here, supplying the computer with numerical data of the current density and voltage signals in the electrolysis cells.
Elektrolyzéry 2 a zařízení pro· měření proudu 3 jsou napojeny na obvody resstbr/ /kondenzá.tor, jež znemožňují proniknutí vnějších elektrických šumů do počítače, a vysílají signály proudové hustoty a napětí ve funkci průměru za předem stanovený a určený časový interval, přičemž současně předávají počítači hmotnostní signál, odpovídající posledním zjištěným podmínkám elektrolyzérů se zřetelem na proudovou hustotu a· napětí. Tyto· signály se hromadí v kondenzátorech obvodu resistor/kondenzátor, a jsou· předávány do počítače způsobem, který' bude současně vysvětlen.The electrolysers 2 and the current measuring device 3 are connected to resstbr / /capacitor circuits, which prevent external electrical noise from entering the computer, and send current density and voltage signals as a mean over a predetermined and predetermined period of time while transmitting a mass signal corresponding to the latest conditions of the electrolysers, taking into account current density and voltage. These signals accumulate in the capacitors of the resistor / capacitor circuit and are transmitted to the computer in a way that will be explained at the same time.
Obvod resistor/kondenzátor zařízení 3 pro měření proudu je složen ze dvou resistorů Ri a · z kondensátoru Ci, spojených napříč zařízením· pro1 měření proudu. Podobně obvod resistor/kondenzátor pro každý elektrolyzér 2 obsahuje resistory Rz, Rs ia Rá, jakož i kondenzátor C. NaVíc resistory R3 a R4 zeslabují napětí z každého elektrolyzérů na hodnotu, jež je vhodná k použití konvertoru 4. Je-li vývod ze zařízení pro měření proudu V rozsahu milivoltů, pak konvertor 4 pracuje s přívodem signálů v milivoltech. Jestliže obvod pro měření proudu vysílá signál · na úrovni V podobně, jak je tomu v elektrolyzéru, pak se použije konvertor pracující s přívodem· podobného napětí a nebude nutné používat resisí-ory R3 a R4.Circuit resistor / capacitor device 3 for measuring the current is composed of two resistors R and a capacitor C ·, · connected across the device 1 for measuring current. Similarly, the resistor / capacitor circuit for each electrolyzer 2 includes resistors Rz, Rs, and Rα as well as a capacitor C. In addition, resistors R3 and R4 attenuate the voltage from each electrolyser to a value suitable for the converter 4. Current measurement In the millivolts range, the converter 4 operates with the signal input in millivolts. If the current measuring circuit emits a V-level signal similar to that of an electrolyser, then a converter working with a similar voltage supply will be used and it will not be necessary to use resistances R3 and R4.
Na obr. 4 jsou zakresleny páry spínačů Si až Sn, spojující kondenzátory Ci až Cn s jejich odpovídajícími retittorovými obvody. Tyto spínače mohou být postupně ovládány pokyny z počítače 1, jak je schematicky označeno- na obr. 4 šipkami SC, čímž - se doplňuje obvod mezi kondenzátory a konvertorem 4. Spínače se okamžitě uvedou do chodu a potom' vypnou podle pokynu počítače. kondenzátory momentálně spojeny s konvertorem, pak tamní napětí se převede do· konvertoru a počítače, počítač odečte uvedená napětí, provede propočet z tohoto odečtení a z předchozího· odečtení ke stanovení, je-li celkový účinný odpor Rm každého elektrolyzérů v povoleném· rozsahu pro· pracovní koncentraci chloridu hlinitého, nebo.· je-li tato· koncentrace nad nebo· pod přípustným rozmezím.Fig. 4 shows pairs of switches Si to Sn connecting capacitors Ci to Cn with their respective retittor circuits. These switches may be sequentially controlled by instructions from the computer 1, as schematically indicated by the arrows SC in FIG. 4, thereby complementing the circuit between the capacitors and the converter 4. The switches are immediately actuated and then switched off as directed by the computer. capacitors currently connected to the converter, then the voltage is transferred to the converter and the computer, the computer subtracts these voltages, calculates from that subtraction and from the previous subtraction to determine if the total effective resistance R m of each cell is within the allowable range for a working concentration of aluminum chloride, or. if this concentration is above or below the permissible range.
Jestliže signály, předané počítači 1 z postupného· sepnutí spínačů Si až Sn, označí celkový účinný odpor pod hodnotou, kterou lze předem vyznačit jako· nejlepší pracovní koncentraci chloridu hlinitého, vyšle se signál za použití vhodných obvodů (schematicky zaznačených čarou 5 na obr. 4), do· dávkovače 6, spojeného s jednotlivými · eiiektrolyzéry, ve kterých bylo odečtením zjištěno·, že odpor je příliš nízký. Dávkovač reaguje na signál z počítače a přidá chlorid hlinitý, čímž obnoví odpor na předem určený a stanovený bod, představující nejlepší pracovní koncentraci chloridu hlinitého· v elektrolytu elektrolyzérů.If the signals transmitted to the computer 1 from the sequential closing of the switches Si to Sn indicate a total effective resistance below a value that can be predicted to be the best working aluminum chloride concentration, a signal is sent using suitable circuits (schematically indicated by line 5 in Fig. 4). ) into a dispenser 6 coupled to individual electrolysers in which the resistance was found to be too low by subtraction. The dispenser responds to the signal from the computer and adds aluminum chloride to restore the resistance to a predetermined and determined point representing the best working concentration of aluminum chloride in the electrolyte of the cells.
Dávkovače 6 mohou být jakéhokoli typu, vhodného pro dopravování chloridu hlinitého· do- elektrolyzérů. Mohou to být například šnekové dopravníky, ovládané motorem, nebo to mohou být dopravníky, ovládané hmotností, kde automatické záklopky, ovládané solenoidy, dovolují přidávání chloridu hlinitého do elektrolyzérů po· dávkách z trubicového dávkovače, nebo to mohou být Šoupátka, kudy se· připouští kapalný nebo plynný chlorid hlinitý.The dispensers 6 may be of any type suitable for conveying aluminum chloride to the electrolysers. They may be, for example, motor-driven screw conveyors, or they may be mass-controlled conveyors where automatic shutters, controlled by solenoids, allow the addition of aluminum chloride to the electrolysers in batches from the tube dispenser, or they may be sliders where liquid is admitted. or aluminum chloride gas.
Ačkoliv počítač 1 na obr. 4 byl popsán jako· číslicový počítač a jako takový · je výhodný při postupu · podle vynálezu, analogový počítač rovněž může· kontrolovat koncentraci chloridu hlinitého. V takovém případě samozřejmě není nutný analogově/čísli-cový konvertor a nebudou dostupné některé korekce, které provádí číslicový počítač.Although the computer 1 of Figure 4 has been described as a digital computer and as such is preferred in the process of the invention, the analog computer can also control the aluminum chloride concentration. In this case, of course, an analog / digital converter is not necessary and some corrections made by the digital computer will not be available.
Na obr. 5 je zachyceno uspořádání s dávkovacím· typem přidávání, kde vnější styková ploícha 10· počítače 1 (podle obr. 4) se používá k ovládání zařízení 12, a relé jež dále ovládá zařízení dávkovače 14. Počítač 1, jak bylo vysvětleno výše, propočte celkový účinný odpor elektrolyzérů za použití výše popsané rovnice. Je--i tento· propočtený odpor uvnitř přípustných· změn na obou stranách předem stanovené a předem určené nejlepší pracovní koncentrace, počítač nenařídí opravnou činnost. Jestliže celkový účinný odpor propočtený počítačem 1, převyšuje přípustnou změnu na spodní straně, je vyslán u povrchové plochy 10 signál za použití kontaktů 15 na · povrchové ploše a za použití vedení 16 do· relé 12, jež dodává hnací sílu do zařízení 14, ovládajícího dávkovač, jímž může být jako v případě dávkovače 6 — automatická záklopka, ovládaná solenoidy, jež dodává chlorid hlinitý po dávkách. Přidávání chloridu hlinitého se zastaví za použití téže soustavy obvodů, jakmile počítač 1 dostane signál ze sítě rezistorů a kondenzátorů (viz obr. 4), spojených s elektrolyzérem·, označující · hodnotu· celkového účinného· odporu jako· převyšující předem naplánovanou přípustnou odchylku na horní straně.FIG. 5 shows an arrangement with a metering type of addition where the outer interface area 10 of the computer 1 (shown in FIG. 4) is used to control the device 12 and a relay that further controls the dispenser device 14. The computer 1 as explained above , calculates the total effective resistance of the electrolysers using the equation described above. Even if this calculated resistance is within the permissible variations on both sides of the predetermined and predetermined best working concentration, the computer does not command corrective action. If the total effective resistance calculated by the computer 1 exceeds the permissible variation on the underside, a signal is sent to the surface 10 using the contacts 15 on the surface and using a line 16 to a relay 12 supplying driving power to the dispenser controlling device 14 which may be, as in the case of the dispenser 6, an automatic shutter operated by solenoids which delivers the aluminum chloride in portions. The addition of aluminum chloride is stopped using the same circuitry as soon as the computer 1 receives a signal from a network of resistors and capacitors (see Fig. 4) associated with the electrolyzer, indicating the total effective resistance value as exceeding the predetermined upper tolerance side.
Na oibř. 6 je uvedeno· jiné uspořádání, kdy vývodní povrchová plocha ·20 počítače 1 zajišťuje· proměnnou· rychlost, a nepřerušovanou kontrolu uspořádání pro dávkování chloridu · hlinttého' · do elektrolyzérů 2. Docílí se to dvousměrným kontaktním· uzavíra2Й3056 cím zařízením 22 na povrchové ploše vývodu. Pracuje-li tento systém za přidávání chloridu hlinitého za předem určené nelepší pracovní rychlosti, pak jestliže celkový účinný odpor, jak byl propočten z napětí ve V, přeneseného· na počítač 1 z elektrolyzéru 2, je větší, než je předem určený nejlepší pracovní odpor, sníží se rychlost přidávání chloridu hlinitého do elektrolyzéru 2 vysláním signálu z povrchové plochy к dvousměnnému Impulsovému motoru 23 za použití dvojice vedení 25, 26. Impulsový motor pohání smykné rameno proměnného resistoru 28, který upravuje vývod ze zařízení s reilé 30. Jako zařízení 30 se může použít silikonový usměrňovač, který je pouze schematicky zaznačen na o-br. 6. Relé 30 sníží rychlost hnacího motoru 32, čímž sníží i množství přívodu do elektrolyzéru 2 na přívodní rychlost, jež je nižší, než předem stanovená, nejlepší pracovní rychlost.Na oibř. 6 shows another arrangement wherein the outlet surface 20 of the computer 1 provides variable speed and uninterrupted control of the dispensing arrangement for chloride chloride to the electrolysers 2. This is achieved by a bi-directional contact closure device23056 on the outlet surface. . If this system operates to add aluminum chloride at a predetermined best operating speed, then if the total effective resistance, as calculated from the voltage in V transmitted to the computer 1 from the electrolyzer 2, is greater than the predetermined best working resistance, the rate of addition of the aluminum chloride to the electrolyzer 2 is reduced by sending a surface signal to the two-shift Pulse Motor 23 using a pair of lines 25, 26. The pulse motor drives the shear arm of the variable resistor 28 use a silicone rectifier that is only schematically indicated on o-br. 6. The relay 30 reduces the speed of the drive motor 32, thereby reducing the amount of feed to the electrolyzer 2 to a feed rate that is less than a predetermined best operating speed.
Jestliže však spadá celkový účinný odpor elektrolyzéru 2 podle propočtu počítače 1 do rozmezí výše uvedených a předem stanovených proměnných obměn, zůstanou kontakty 22 povrchové stěny 20 otevřené, takže se nepřenáší signál na impulsový motor 23, a to způso-bí pokračování přidávání chloridu hlinitého za dodržení předem určené nejlepší pracovní rychlosti.However, if the total effective resistance of the electrolyzer 2 falls within the aforementioned and predetermined variation variations, the contacts 22 of the surface wall 20 remain open so that the signal to the pulse motor 23 is not transmitted, thereby continuing the addition of aluminum chloride while maintaining predetermined best working speeds.
Jestliže však na druhé stane celkový účinný odpor elektrolyzéru podle propočtu počítače je pod žádaným rozsahem předem stanoveného neijlepšího odporu, kontakty 22 v povrchové stěně vyšlou signál do impulsového motoru 23 za pomoci dvojice vedeníOn the other hand, if the total effective resistance of the electrolyser according to the computer calculation is below the desired range of the predetermined best resistance, the surface wall contacts 22 will send a signal to the pulse motor 23 by means of a pair of wires
26, 27, což způsobí zvýšení rychlosti dávkovacího· motoru 32, přičemž dávkovač 6 dodává do elektrolyzéru 2 'chlorid hlinitý za předem stanovené rychlosti, ale vyšší ve srovnání s výše zmíněnou nejlepší pracovní rychlostí.26, 27, which causes an increase in the speed of the dispensing motor 32, wherein the dispenser 6 delivers aluminum chloride to the electrolyzer 2 'at a predetermined speed, but higher than the aforementioned best operating speed.
Příklady popisují blíže postup podle vynálezu. Procenta jsou míněna hmotnostně, pokud není jinak uvedeno.The examples describe the process of the invention in more detail. Percentages are by weight unless otherwise indicated.
Příklad 1·Example 1 ·
Měření se provádějí každé 3 sekundy po dobu asi 69 sekund během přípravy hliníku z chloridu hlinitého v elektrolyzéru; sleduje se proudová hustota, napětí i odpor, přičemž se přidává dostačující množství chloridu hlinitého jako odezva na výkyvy pod nejlepší hodnotou 0,00'251 ohmu, až se opět ustaví nejlepší hodnota, načež se přidávání opět přeruší. Udržuje se tím v podstatě konstantní koncentrace asi 5,3 až 5,7 o/0 hmotnostních chloridu hlinitého v tážní. V následující tabulce I jsou hodnoty proudové hustoty I v A, napětí E ve V, odporu R, % hmotnostní chloridu hlinitého v lázni při stanovení nezávislým měřením za použití přístroje pro· měření elektrické vodivosti, předkalibrovaného na odečtení chloridu hlinitého v '% s přibližným údajem, kolikrát počítač ovlivnil dávkovač chloridu hlinitého zapnout nebo vypnout v elektrolyzéru o 4 odděleních. V tomto· příkladě došlo· automaticky к přívodu, jestliže odpor činil 0,00250 ohmů nebo méně s vypnutím, byl-li odpor nad 0,00250 ohmů.The measurements are taken every 3 seconds for about 69 seconds during the preparation of aluminum from the aluminum chloride in the electrolyzer; current density, voltage and resistance are monitored, with sufficient aluminum chloride being added in response to fluctuations below the best value of 0.00251 ohms until the best value is established again, and then the addition is stopped again. It retains a substantially constant concentration of about 5.3 to 5.7 a / 0 by weight of aluminum chloride in the tension. In Table I below, the values of current density I in A, voltage E in V, resistance R,% by weight of aluminum chloride in the bath as determined by independent measurement using an electrical conductivity meter pre-calibrated to read aluminum chloride in% with approximate indication how many times the computer has affected the aluminum chloride dispenser on or off in a 4-compartment cell. In this example, there was an automatic feed if the resistance was 0.00250 ohms or less with a cut-off if the resistance was above 0.00250 ohms.
TABULKA ITABLE I
Příklad 2Example 2
Vyrálbí se hliník elektrolýzou chloridu hlinitého· za použití počítače ke kontrole různých koncentrací chloridu hlinitého- v elekt.rolyzéru, jak shora popsáno, a to· v lázni, kde se jako rozpouštědla použije kompozice z asi 50 o/0 chloridu sodného a asi 50 % chloridu lithného. Chlorid hlinitý se přidává a kontroluje za dále uvedených koncentrací: 3,5 %, 5 %, 6 o/o, 7 %, 8 %. Teplota lázně se udržuje na 700 až 710 °C, doba pracovního postupu je 20 dní. Intenzita proudu 1000 až 3000 A, napětí 9,8 V až asi 14,8 V. Vyrobí se 1350 kg hliníku a spotřebuje se 6760 kg chloridu hlinitého v elektrolyzéru se čtyřmi odděleními.Vyrálbí with aluminum by electrolysis of aluminum chloride · using a computer to control the various concentrations of NaCl in hlinitého- elekt.rolyzéru as described above, and · in the bath where the solvent is a composition of from about 50/0 sodium chloride and about 50% of lithium chloride. Aluminum chloride is added and controlled at the following concentrations: 3.5%, 5%, 6%, 7%, 8%. The bath temperature is maintained at 700-710 ° C, the working time is 20 days. A current of 1000 to 3000 A, a voltage of 9.8 V to about 14.8 V. 1350 kg of aluminum is produced and 6760 kg of aluminum chloride is consumed in a four compartment electrolyzer.
Příklad 3Example 3
V další tabulce jsou výsledky nashromážděny během 30 .minut při dvouměsíčním pracovním postupu bipolárního elektrolyzéru se 4 odděleními pro elektrolytickou výrobu hliníku z chloridu hlinitého, přidávaného jako odezva na koncentraci chloridu hlinitého v elektrolyzéru podle propočtu celkového účinného odporu elektrolyzéru na podkladěIn the next table, the results are collected over 30 minutes in a two-month bipolar electrolytic procedure with 4 compartments for the electrolytic production of aluminum from aluminum chloride added in response to the aluminum chloride concentration in the electrolyser by calculating the total effective resistance of the electrolyser based on
Zmeřeneho napětí a proudové hustoty. Koncentrace chloridu hlinitého v lázni elektrolyzéru se kontroluje měřením měrného odporu lázně během části dvouměsíčního cyklu za použití uspořádání s kontrolou počítačem, přičemž celkový účinný odpor elektrolyzéru byl měřen po rozdíl doby.Measured voltage and current density. The concentration of aluminum chloride in the electrolyser bath is controlled by measuring the specific resistivity of the bath during a portion of the two-month cycle using a computer-controlled arrangement, the total effective resistance of the electrolyser being measured over time.
Počítač zapíná a vypíná dávkovač chloridu hlinitého za předem stanovené hodnoty celkového účinného odporu elektrolyzéru. Situace dávkovače (zapnutí nebo vypnutí) je s uvedeiním potřebného· počtu funkcí uvedena v tabulce. Celkový účinný odpor elektrolyzéru byl stanoven počítačem za použití rovniceThe computer turns the aluminum chloride dispenser on and off at a predetermined total effective resistance of the electrolyzer. The dispenser situation (on or off) is shown in the table with the number of functions required. The total effective resistance of the electrolyzer was determined by a computer using the equation
Rnl = (E — E4°) /I .R nl = (E - E4 °) / I.
Odpor a proudová hustota pro každý daný elektrolyzér závisí na velikosti elektrolyzéru, přičemž typické odpory elektrolyzéru jsou uvedeny v tabulce I а II. Hodnota pro opačnou elektromotorickou sílu E° činí v průměru 1,95 V, počet oddělení elektrolyzéru: 4. Během provozu, jak je to· uvedeno· v tabulce II, došlo ik zapojení dávkovače, jestliže Rm á 0,00209, а к vypnutí, jestliže Rm > > 0,00209 ohmů.The resistance and current density for each given cell depends on the size of the cell, with typical cell resistances listed in Table I and II. The value for the counter electromotive force E ° on average is 1.95 V, the number of electrolytic detachment: 4. During operation, as indicated · · in Table II, there are also connections dispensers where R, m and 0.00209, а к off if R m >> 0.00209 ohms.
TABULKA IITABLE II
Z předchozí tabulky II lze vyčíst, že po dobu asi 30 minut se udržuje koncentrace chloridu hlinitého za použití postupu podle tohoto vynálezu ke kontrole koncentrace chloridu hlinitého v podstatě na dosti konstantní nejlepší pracovní hladině kolísající mezi asi 4,4 o/o (nízký obsah) a 5,3 °/o (vysoký obsah).From Table II, it can be seen that for about 30 minutes the aluminum chloride concentration is maintained using the process of the present invention to control the aluminum chloride concentration at a substantially constant best operating level varying between about 4.4 o / o (low content) and 5.3% (high content).
Ačkoliv byl vynález popsán se zřetelem na výše uvedené výhodné provedení, zahrnují připojené body definice předmětu vynálezu všechna provedení, spadající svým duchem do rozsahu -tohoto vynálezu.Although the invention has been described with respect to the above preferred embodiment, the appended points of the definition of the invention include all embodiments within the scope of the invention.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US00241607A US3847761A (en) | 1972-04-06 | 1972-04-06 | Bath control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS203056B2 true CS203056B2 (en) | 1981-02-27 |
Family
ID=22911395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS732443A CS203056B2 (en) | 1972-04-06 | 1973-04-05 | Method for the electrolytic production of aluminium |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3847761A (en) |
| JP (1) | JPS5215361B2 (en) |
| AT (1) | AT336907B (en) |
| BR (1) | BR7302510D0 (en) |
| CA (1) | CA992027A (en) |
| CH (1) | CH577035A5 (en) |
| CS (1) | CS203056B2 (en) |
| DD (1) | DD103270A5 (en) |
| DE (1) | DE2317672C3 (en) |
| FR (1) | FR2179099B1 (en) |
| GB (1) | GB1386386A (en) |
| HU (1) | HU170661B (en) |
| IT (1) | IT980111B (en) |
| NL (1) | NL7304873A (en) |
| PH (1) | PH12408A (en) |
| PL (1) | PL93978B1 (en) |
| RO (1) | RO78426A (en) |
| SU (1) | SU841597A3 (en) |
| YU (1) | YU89973A (en) |
| ZA (1) | ZA732114B (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2487386A1 (en) * | 1980-07-23 | 1982-01-29 | Pechiney Aluminium | METHOD AND APPARATUS FOR PRECISELY REGULATING THE INTRODUCTION RATE AND THE ALUMINUM CONTENT OF AN IGNATED ELECTROLYSIS TANK, AND APPLICATION TO THE PRODUCTION OF ALUMINUM |
| US4654130A (en) * | 1986-05-15 | 1987-03-31 | Reynolds Metals Company | Method for improved alumina control in aluminum electrolytic cells employing point feeders |
| RU2207409C1 (en) * | 2002-06-27 | 2003-06-27 | Сысоев Анатолий Васильевич | Method of operation of electrolyzers for aluminum production |
| RU2207408C1 (en) * | 2002-06-27 | 2003-06-27 | Сысоев Анатолий Васильевич | Method of intensification of electrolytic production of aluminum on electrolyzers with self-baking anodes and side current leads |
| DE602007014211D1 (en) * | 2006-06-27 | 2011-06-09 | Alcoa Inc | SYSTEMS AND METHOD FOR OPERATING CONTROL OF METAL ELECTROLYSIS CELLS |
| US20170370017A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Tel Nexx, Inc. | Wet processing system and method of operating |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR635541A (en) * | 1926-06-07 | 1928-03-17 | Ind De L Aluminium Sa | Process for obtaining, electrolytically, pure aluminum, starting from crude aluminum, alloys, etc. |
| GB687758A (en) * | 1951-02-27 | 1953-02-18 | Ind De L Aluminium Sa | A process for producing molten aluminium by electrolysis of aluminium chloride |
| US2919234A (en) * | 1956-10-03 | 1959-12-29 | Timax Associates | Electrolytic production of aluminum |
| FR1243741A (en) * | 1959-12-29 | 1960-10-14 | Very pure aluminum production process | |
| NL130687C (en) * | 1965-05-28 | |||
| US3573179A (en) * | 1965-12-14 | 1971-03-30 | Ibm | Method and apparatus for the control of electrolytic refining cells |
| US3712857A (en) * | 1968-05-20 | 1973-01-23 | Reynolds Metals Co | Method for controlling a reduction cell |
| US3625842A (en) * | 1968-05-24 | 1971-12-07 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Alumina feed control |
-
1972
- 1972-04-06 US US00241607A patent/US3847761A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-03-06 CA CA165,341A patent/CA992027A/en not_active Expired
- 1973-03-26 GB GB1449173A patent/GB1386386A/en not_active Expired
- 1973-03-27 ZA ZA732114A patent/ZA732114B/en unknown
- 1973-04-04 FR FR7312116A patent/FR2179099B1/fr not_active Expired
- 1973-04-04 YU YU00899/73A patent/YU89973A/en unknown
- 1973-04-05 CH CH486373A patent/CH577035A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-04-05 AT AT298073A patent/AT336907B/en not_active IP Right Cessation
- 1973-04-05 CS CS732443A patent/CS203056B2/en unknown
- 1973-04-05 DE DE2317672A patent/DE2317672C3/en not_active Expired
- 1973-04-05 HU HUAU298A patent/HU170661B/hu unknown
- 1973-04-05 DD DD169963A patent/DD103270A5/xx unknown
- 1973-04-05 SU SU731901968A patent/SU841597A3/en active
- 1973-04-05 IT IT49271/73A patent/IT980111B/en active
- 1973-04-06 NL NL7304873A patent/NL7304873A/xx unknown
- 1973-04-06 BR BR732510A patent/BR7302510D0/en unknown
- 1973-04-06 PL PL1973161743A patent/PL93978B1/pl unknown
- 1973-04-06 JP JP48038812A patent/JPS5215361B2/ja not_active Expired
- 1973-04-06 PH PH14494A patent/PH12408A/en unknown
- 1973-04-06 RO RO7374398A patent/RO78426A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT980111B (en) | 1974-09-30 |
| PL93978B1 (en) | 1977-07-30 |
| US3847761A (en) | 1974-11-12 |
| NL7304873A (en) | 1973-10-09 |
| DE2317672A1 (en) | 1973-10-18 |
| RO78426A (en) | 1982-12-06 |
| CA992027A (en) | 1976-06-29 |
| JPS499412A (en) | 1974-01-28 |
| AT336907B (en) | 1977-06-10 |
| FR2179099B1 (en) | 1975-04-04 |
| JPS5215361B2 (en) | 1977-04-28 |
| BR7302510D0 (en) | 1974-07-18 |
| DE2317672C3 (en) | 1979-04-26 |
| HU170661B (en) | 1977-08-28 |
| PH12408A (en) | 1979-02-07 |
| GB1386386A (en) | 1975-03-05 |
| DD103270A5 (en) | 1974-01-12 |
| ATA298073A (en) | 1976-09-15 |
| FR2179099A1 (en) | 1973-11-16 |
| SU841597A3 (en) | 1981-06-23 |
| YU89973A (en) | 1982-02-28 |
| DE2317672B2 (en) | 1978-09-07 |
| CH577035A5 (en) | 1976-06-30 |
| ZA732114B (en) | 1974-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4563255A (en) | Process and device for controlling a crust breaking facility | |
| JP2011522123A (en) | Electrolytic cell cleaning method including electrode and electrolytic product generator | |
| JP6580057B2 (en) | Anode structure for metal electrowinning cell | |
| GB2080830A (en) | Controlling alumina content of fused bath for production of aluminium by electrolysis | |
| RU2347014C2 (en) | Method and control system of adding powder materials into electrolytic cell bath designed for aluminium production | |
| CS203056B2 (en) | Method for the electrolytic production of aluminium | |
| US3400062A (en) | Method of controlling aluminum content during aluminumg electrolysis | |
| JP6169719B2 (en) | Device and method for electrolytic coating of objects | |
| US3434945A (en) | Terminal voltage regulation in electrolytic aluminum production | |
| EP3196340B1 (en) | Method for controlling feeding of alumina into electrolyzer during aluminum production | |
| EP2233441A1 (en) | Electrolysis water generator | |
| KR100571635B1 (en) | Electric current control method and apparatus for use in gas generators | |
| US3317413A (en) | Control of alumina content during igneous electrolysis | |
| US3844913A (en) | Method for regulating anode-cathode spacing in an electrolytic cell to prevent current overloads and underloads | |
| JP2000093961A (en) | Electrolyzed water generator | |
| CA2266279A1 (en) | A method for controlling the feed of alumina to electrolysis cells for production of aluminium | |
| US4098666A (en) | Apparatus for regulating anode-cathode spacing in an electrolytic cell | |
| RU2000130463A (en) | METHOD FOR CONTROL OF ELECTROLYZERS FOR PRODUCING ALUMINUM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| NO152705B (en) | PROCEDURE FOR REGULATING THE ELECTRODE DISTANCE IN AN ELECTRICAL CELL | |
| JP2019099840A (en) | Electrolytic water generator | |
| RU2106435C1 (en) | Process of control over aluminium electrolyzer | |
| CA1103331A (en) | Apparatus for and method of regulating anode-cathode spacing in an electrolytic cell | |
| US3983025A (en) | Apparatus for regulating anode-cathode spacing in an electrolytic cell | |
| JP2646937B2 (en) | Electrolysis controller of ion water generator | |
| US4437950A (en) | Method of controlling aluminum electrolytic cells |