CS229640B2 - Electrolyzer for the electrolytic aluminium winning - Google Patents

Electrolyzer for the electrolytic aluminium winning Download PDF

Info

Publication number
CS229640B2
CS229640B2 CS81585A CS58581A CS229640B2 CS 229640 B2 CS229640 B2 CS 229640B2 CS 81585 A CS81585 A CS 81585A CS 58581 A CS58581 A CS 58581A CS 229640 B2 CS229640 B2 CS 229640B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
aluminum
cathode
bed
electrolyzer
anode
Prior art date
Application number
CS81585A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Jacques R Duruz
Jean Pierre Derivaz
Original Assignee
Diamond Shamrock Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamond Shamrock Corp filed Critical Diamond Shamrock Corp
Publication of CS229640B2 publication Critical patent/CS229640B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof
    • C25C7/025Electrodes; Connections thereof used in cells for the electrolysis of melts

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)

Description

Elektrolyzér pro elektrolytické získávání hliníku
229 640 . Vynález se týká elektrolyzérů pro elektrolytiiké získávání hliníku z roztavené lázně kryolitu a kysličníku hlinitého, obeaahůíiího alespoň jednu anodu ponořenou v lázni nad katodou, uletěnou na dnu elektrolyzéru.
Vynález ředí problém, jak zmenšit a ustálit* vzdálenost od anody ke katodě.
Daný problém je podle vynálezu řešen tím, že nlnktrllyzér obsahuje plněné katodové lože složené z volnýih výpinovýih členů 7, které sestávali ze žáruvzdorného t^asemu odolného vůči narušení * roztaveným hliníkem, a které jsou volně uloženy nad sebou až do blízk^si anody 1.
e-4|
229 640
229 640 Vyn&ez se týká elektrolýzám pro elektrolytické získávání· hliníku z roztavené lázně toyoOitu a kysličníku hlinitého, obsahujícího alespoň jednu anodu ponořenou v lázni nad katodou, uletěnou na dnu elektrolýz éru.
V obvyklých HeJl-Heroutových elektrolyzérech pro elektrolytické získávání hliníku se kaluž roztaveného . hliníku o výšce 15 cm nebo více z nejrůznšjších důvodů udržuje na dnu elektfdyzéru, aby se umožnilo získání souvislého povrchu pro průchod · katodového proudu.
Pohyb roztaveného hliníku vyvolaný silnými o8£ДОtžhydrždyiamicCýml a jinými účinky vede k prooOin.ivéou povrchu kaluže hliníku a tím vyžaduje Omioéá.ní vzdálenost od anody ke katodě asi 4 až 6 cm.
Bylo navrženo vybavit elektrolýzéry pro elektrolytické získávání kovů různými typy katodových konatrtfccí, místěných na dnu elektrolyzéru, aby roztavený kov moih. být plynme odtahován, takže je možné snížit · vzdálenost mezi anodou a katodou.
229 640 NapříkLad v USA. pat. spisu č.
071 420 je popsán způsob elektrolytického získávání kovů, který záleží v tom, že se upraví alespoň jedno duté těleso, které vyčnívá ven z roztaveného kovového polštáře, je otevřeno na konci nejblíže k povrchu anody a je uzavřeno na jeho konci v kovovém pooštáři. Tak se způsobí, Že roztavený kov přetéká na ustálené hladině z otevřeného konce dutého tělesa.
USA pat. spisy s. 3 400 061 a
093 594 se kormě toho vykají eL^^kti^oL^jzái^ů pro elektrolytické získávání hLiníku, u kterých je upraven šitaý katodový povrch pro; odvádění roztaveného hliníku, až na tenkou vrstvu roztaveného kovu smáčející povrch katody.'Avšak výroba, přesné uodetění a uetáLení takových katodových konstrukcí jsou jak sLožité tak i nákLadné, zejména v . případě, že již očistující eleCtrolyzéry maaí být . dodatečně vybaveny takovým . katodam.
I když tedy snížení vzlédenooti mezi anodou a katodou by zřejmě bylo žádoucí pro dosažení významné úspory energie, a vzdor skutečnosti, že byla vynhLožena značná úilí pro vyvinutí smášeteLných. katod pro tento účel, jsou těch- 4 229 640 nické obtíže spojeném® dodatečným vybavením již existujících elektrolýzérů nebo vybavením překonstruovaných elektrolyzérů katodami dosud navrženými hlavní překážkou pro dosažení uvedeného účelu.
Účelem vynálezu je vytvořit elektrolyzér pro elektrolytické získávání hliníku z roztavené lázně kryolitu a kysličníku hlinitého takovým způsobem, aby shora ovsdené problémy byly v podstatě překonány.
Za tím účelem obsahuje podle vynálezu elektrolyzér plněné katodové lože složené z vol ných výplňových členů, které sestávají ze žáruvzdorného materiálu odolného vůči narušení roztaveným hliníkem, a které jsou volně uloženy nad sebou až do blízkosti anody.
Podle výhodného provedení vynálezu je žáruvzdorný materiál smáěitelný roztaveným hliníkem a je elektricky vodivý.
Podle jiného provedení vynálezu je žáruvzdorný materiál elektrickv nevodivý.
. 229 640
Podle výhodného provedení vynálezu sestává žáruvzdorný mrteriáL z alespoň jednoho boridu kovu vybraného ze skupiny sestávající z titenu, tantaln, niobu, hLiníku a zirkonu·
PoďLe dtfLSího provedší - sestávají výplňové členy z boridu tittenitého, popřípadě z diboridn titmn·
S výhodou je vrchol pitaěiéšho katodového lože artatěn u hladiny roztaveného hLiník*·
Plněné katodové lože z výplňových členů pMle vynáLezu přináší různé dů.ežité technické a hospodářské výhody, jako například tyto:
Volná výplňové - členy nevyžadují žádné zvláštní na elektrolyzér nebo k sobě navzájem·
Již existující elektrolyzéry mohou být takto dodatečně vybaveny umetáním uvedených výplňových členů na dno - elektrolýzám pro vytvoření plněného lože·
Výplňové členy uirtatěné na dnu elektrolyzéru obvylkLe nevyžadují složité tvary o velké velikosti nebo o přesných rozaěrech·
- 6. 229 640
Plněné katodové lož· vyžaduje mniA&ní ularÉoviasí výlohy, jelikož volné výplňové Sieny mohou být v . případě nuttiosti snadno vyměněny.
Vzd&enost mezi anodou a katodou může být takto značně snížena při malých nákladech za pomel plněného katodového lože·
Takto muže být možné udržovat sníženou vzd&enost, řádové například 1 cm, meei anodou a katodou, zejména když elektrolýzér obsahuje plněné katodové lože poidLe vynálezu v kombinaci s anodami rozm&rově stálýmL a vyrtjejícím kreHk.
Příklad . provedení elektrolýzám s plněným katodovým ložem po!le vynálezu bude popsán v sowiilostl s výkresem.
Výkres zobrazuje svislý řez elektrolyzér em pro získání hliníku, vybaveným plněným katodovým ložm sestaveným ze žátuvzdorných výplňových členů podle vynálezu.
Na výkresu jsou znázorněny schematicky nááleduuící obvy!k.é součástky elektrolýzám k prověděn Hidl-Heroutova postupu: uhlíkové anody 1, ' tyč 2 pro katodový proud, uložená v uhlíkové vyzdívce 2, a vnějěí isolační vrstva £· Na výlkrese je rovněž zná
229 640 zorněna roztavená lázeň 2 2 kryolitu a kysličníku hlinitého, jakož i obklopující pevná vrstva &· Podle výkresu je plněné katodové lože složeno z volných žáruvzdorných výplňových členů χ, které jsou uloženy na dna elektrolyzéra tak, že vrchol lože dosáhaje konstantní střední úrovně £, oddálené o předem určenou krátkoα svisloα vzdálenost od spodku aáod 1* Výplňové členy χ mohou sestávat z borIdu titsňatého a mohou mít jakýkoliv žádaný tvar i velikost; jako příklad jsou znázorněny výplňové členy 2 o nepravidelné velikosti i tvaru·
Při činnosti elektrolyzéra může roztavený hliník elektrolyticky vyrobený dosáhnout předem určené úrovně v sousedství střední úrovně 8 vrcholu plněného katodového lože·
Podle jedné možnosti provozu popsaného elekjrolyzéru se umožní, aby roztavený hliurovně nik dosáhl/ležící pod průměrnou hladinou 8 vrcholu průlinčitého lože výplňových členů χ. V tomto případě může elektrolytický proud procházet od výplňových členů χ na vrcholu 8 plněného lože к anodám 2, zatímco roztavený hliník, elektrolyticky vyrobený na těchto výplňových členech χ na vrcholu
229 949
- 8 g lože smáčí jejich povrch a přechází do plněného lože.
Podle jiného způsobu práce s popsaným elektrolýzérem obsáhajícím lože výplňových členů X může být roztavený hliník udržován na úrovni ležící poněkud nad střední úrovní £ plněného lože. V tomto případě vytvoří roztavený hliník kapalný katodový povrch, ležící pouze na krát ж kou vzdálenost) například 5 cm nebo méně, nad vrcholem lože výplňových členů X, které budou nyní všechny úplně ponořeny do roztaveného hliníku. Pohyb roztaveného hliníku může být takto značně omezen uvnitř plněného katodového lože, jakož i v poměrně tenké kapalné kovové vrstvě pokrývající toto lože. Roztavený hliník může být odváděn plynule nebo přeruěovaně, aby se jeho hladina udržovala více nebo méně konstantní.
Byly provedeny laboratorní pokusy s malým elektrolýzérem, kde byl vyráběn hliník na loži výplňových členů χ podle vynálezu.
Slektrolyzér použitý pro tento účel sestává z kelímku z hutného grafitu vybaveného pláštěm kysličníku hlinitého (průměr 80 mm, výška 200 mm), žáruvzdorné výplňové členy χ o průměru
229 640 mm a délce 7 - 11 mm, sestávají ze spékaného boridu titanatého, byly nahodile umístěny ve vnitřním středovém válci kysličníku hLinitého (průměr 50 mm, výška 20 mm), pro vytvoření volného pLněného katodového lože na dnu grafitového kelímku. Válcová uHíková anoda X o průměru 50 mm, zavěšená na sběrnici anodového proudu, byla uložena osově, takže spodní konec anody X byl mtóstěn ve vzdálenosti 40 mm od vrcholu vnitřního váLce.
Popsané uspořádání elektrolýzám bylo naplněno sísí kryoUtu a 10 % kysličníku hLinitého, umístěného v nádobě, uzavřeno a zahříváno v pecí za účelem roztavení směsi kryolitu a kysličníku hlinitého. Elektrolýza byla prováděna průchodem proudu o intensitě 20 ampér po ' dobu pět hodin· Na konci tohoto děje byl vnitřní váLec vyplněn roztaveným hliníkem· Ztuhlý blok byl odstraněn z vnitřního ' vá.ce, byl proříznut a prozkocmán pod mikroskopem· Vyšetřování Цс&ейо, že hLiník elektrolyticky získaný úplně vyplnU. plněné lože a vytlačil všechen kryoUt a kysličník hlinitý, jež byly na počátku přítomny· Účinnost proudu byla 65 procent.

Claims (6)

  1. P fi S D M fi T VYNÁLSZU
    229 640
    1. Elektrolyzér pro elektrolytické získávání hliníku z roztavené lázně kryolitu a kysličníku hlinitého, obsahující alespoň jednu anodu ponořenou v lázni nad katodou, umístěnou na dnu elektrolýzám, vyznačující se tím, že elektrolyzér obsahuje plněné katodové lože složené z volných výplňových členů (7), které sestávají ze žáruvzdorného materiálu odolného vůči narušení roztaveným hliníkem, a které jeou volně uloženy nad eebou až do blízkosti anody (1)·
  2. 2· Elektrolyzér podle bodu 1, vyznačující se tím, že žáruvzdorný materiál je smáčitelný roztaveným hliníkem a je elektricXy vodivý·
  3. 3· llektrolyzér podle bodu 1, vyznačující se tím, Že žáruvzdorný materiál je elektrioky nevodivý·
  4. 4· Elektrolyzér podle bodu 1, vyznačující se tím, že žáruvzdorný materiál sestává z. alespoň jednoho boridu kovu vybraného ze skupiny
    - 11 229 640 sestávající z titanu, tantalu, niobu, hliníku a zirkonu·
  5. 5· Elektrolýz ér podle bodu 1, vyznačující ae tím, že výplňové členy (7) sestávají z boridu titanatého, popřípadě z diboridu titanu·
  6. 6· Elektrolýzér podle bodu 1, vyznačující ae tím, že vrchol (8) plněného katodového lože je umístěn u hladiny roztaveného hliníku·
CS81585A 1980-01-28 1981-01-27 Electrolyzer for the electrolytic aluminium winning CS229640B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8002728A GB2069530B (en) 1980-01-28 1980-01-28 Packed cathode bed for electrowinning metals from fused salts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS229640B2 true CS229640B2 (en) 1984-06-18

Family

ID=10510931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS81585A CS229640B2 (en) 1980-01-28 1981-01-27 Electrolyzer for the electrolytic aluminium winning

Country Status (16)

Country Link
US (1) US4824531A (cs)
EP (1) EP0033630B1 (cs)
JP (1) JPS57500030A (cs)
KR (1) KR830005398A (cs)
AU (1) AU546576B2 (cs)
BR (1) BR8106068A (cs)
CA (1) CA1221055A (cs)
CS (1) CS229640B2 (cs)
DE (1) DE3164934D1 (cs)
ES (1) ES498851A0 (cs)
GB (1) GB2069530B (cs)
GR (1) GR72984B (cs)
RO (1) RO83319B (cs)
WO (1) WO1981002170A1 (cs)
YU (1) YU21681A (cs)
ZA (1) ZA81550B (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH643600A5 (de) * 1979-12-05 1984-06-15 Alusuisse Elektrolysezelle zur herstellung von aluminium.
FR2500488B1 (fr) * 1981-02-24 1985-07-12 Pechiney Aluminium Procede de production d'aluminium selon la technique hall-heroult et cathode en refractaire electroconducteur pour la mise en oeuvre du procede
GB2103246A (en) * 1981-07-01 1983-02-16 Diamond Shamrock Corp Electrolytic production of aluminum
EP0092525A1 (en) * 1982-04-21 1983-10-26 Diamond Shamrock Corporation Non-wettable aluminum cell packing
DE3375409D1 (en) * 1982-05-10 1988-02-25 Eltech Systems Corp Aluminum wettable materials
FR2529580B1 (fr) * 1982-06-30 1986-03-21 Pechiney Aluminium Cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium, comportant un ecran conducteur flottant
EP0109358A1 (de) * 1982-11-15 1984-05-23 Schweizerische Aluminium Ag Kathode für eine Schmelzflusselektrolysezelle
GB2132634B (en) * 1982-12-30 1986-03-19 Alcan Int Ltd Electrolytic cell for metal production
US4876941A (en) * 1987-12-31 1989-10-31 Eltech Systems Corporation Composite for protection against armor-piercing projectiles
US5658447A (en) * 1992-12-17 1997-08-19 Comalco Aluminium Limited Electrolysis cell and method for metal production
US5486278A (en) * 1993-06-02 1996-01-23 Moltech Invent S.A. Treating prebaked carbon components for aluminum production, the treated components thereof, and the components use in an electrolytic cell
US5472578A (en) * 1994-09-16 1995-12-05 Moltech Invent S.A. Aluminium production cell and assembly
US5753382A (en) * 1996-01-10 1998-05-19 Moltech Invent S.A. Carbon bodies resistant to deterioration by oxidizing gases

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661736A (en) * 1969-05-07 1972-05-09 Olin Mathieson Refractory hard metal composite cathode aluminum reduction cell
CH576005A5 (cs) * 1972-03-21 1976-05-31 Alusuisse
CH635132A5 (de) * 1978-07-04 1983-03-15 Alusuisse Kathode fuer einen schmelzflusselektrolyseofen.
US4338177A (en) * 1978-09-22 1982-07-06 Metallurgical, Inc. Electrolytic cell for the production of aluminum
US4231853A (en) * 1979-04-27 1980-11-04 Ppg Industries, Inc. Cathodic current conducting elements for use in aluminum reduction cells

Also Published As

Publication number Publication date
WO1981002170A1 (en) 1981-08-06
GB2069530A (en) 1981-08-26
GB2069530B (en) 1984-05-16
JPS57500030A (cs) 1982-01-07
CA1221055A (en) 1987-04-28
AU6781181A (en) 1981-08-17
EP0033630A1 (en) 1981-08-12
RO83319A (ro) 1984-05-23
KR830005398A (ko) 1983-08-13
EP0033630B1 (en) 1984-07-25
GR72984B (cs) 1984-01-23
ES8204482A1 (es) 1982-05-01
DE3164934D1 (en) 1984-08-30
ZA81550B (en) 1982-03-31
BR8106068A (pt) 1981-11-17
US4824531A (en) 1989-04-25
AU546576B2 (en) 1985-09-05
RO83319B (ro) 1984-07-30
ES498851A0 (es) 1982-05-01
YU21681A (en) 1983-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1338052C (en) Electrolytic reduction of alumina
US5254232A (en) Apparatus for the electrolytic production of metals
US4670110A (en) Process for the electrolytic deposition of aluminum using a composite anode
US4338177A (en) Electrolytic cell for the production of aluminum
US4650552A (en) Electrolytic production of aluminum
CS229640B2 (en) Electrolyzer for the electrolytic aluminium winning
JPS6036687A (ja) 電解槽及び電解方法
CA2492215C (en) Electrolytic cell for production of aluminum from alumina
NO841630L (no) Fremgangsmaate og celle for elektrolyse.
ES8402365A1 (es) Un elemento catodico flotante destinado a la produccion electrolitica de aluminio.
US3405043A (en) Method of producing silicon and electrolytic cell therefor
NO309155B1 (no) Celle for elektrolyse av alumina fortrinnsvis ved lave temperaturer, og anvendelse av cellen
NO177191B (no) Celle for elektrolytisk fremstilling av aluminium, og metode for å fornye en brukt cellebunn i en aluminiumproduksjonscelle
DE3405762A1 (de) Zelle zur raffination von aluminium
DE69837966T2 (de) Zelle für aluminium-herstellung mit drainierfähiger kathode
NO832365L (no) Elektrolysekar for fremstilling av aluminium med et flytende ledende gitter
US4410412A (en) Cathode for an electrolytic cell for producing aluminum via the fused salt electrolytic process
WO1990001078A1 (en) Apparatus and method for the electrolytic production of metals
US3729398A (en) Process and cell for the electrolytic recovery of aluminum
US1910017A (en) Electrolytio extraction of light metals contained in alloys
US2904477A (en) Electrolytic method for production of refractory metal
NL8002381A (nl) Electrolytische cel.
US2898276A (en) Production of titanium
RU2727384C1 (ru) Термохимически стойкий анод для электролиза алюминия
Thonstad Some recent trends in molten salt electrolysis of titanium, magnesium, and aluminium