DE1089553B - Verfahren zur Beschickung von Aluminiumelektrolyseoefen - Google Patents
Verfahren zur Beschickung von AluminiumelektrolyseoefenInfo
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- 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
- C25C3/14—Devices for feeding or crust breaking
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Description
DEUTSCHES
Die vorliegende Erfindung: betrifft ein Verfahren zur Beschickung von öfen für schmelzelektrolytische
Herstellung von Aluminium, insbesondere von öfen, in welchen der Strom der Anode mit Hilfe von vertikalen
Kontaktbolzen zugeführt wird, die gleichzeitig
zur Aufhängung der Anode? dienen1. Derartige öfen
sind im allgemeinen mit einer Anordnung zur Aufsammlung
der Ofengase in konzentrierter Form veraschen. Diese Anordnung besteht normalerweise aus
einem Ring, der den unteren Teil der Anode nahe an der Badoberfläche umgibt. . ; . ..
Bei fortschreitender Elektrolyse sinkt der Gehalt des Bades an Al2 O3; sobald dieser Gehalt eine gewisse
Grenze erreicht h.ait^in^deFuRegei'.etiwa 1,5%, steigt
die Badspannung, was üblicherweise durch das Läuten einer Glocke oder das Aufleuchten einer Lampe angezeigt
wird. Dieses Phänomen nennt man Anodeneffekt oder man sagt, daß der Ofen »funkt«-. Wenn
Anodeneffekt eintritt, muß
neues Al2 O3
werden. Dies erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß
die Kruste an einer oder mehreren Stellen längs jeder Längsseite des Ofens gebrochen wird, wonach das
Aluminiumoxyd durch diese Löcher dem Bad zugeführt wird. Wenn die Kruste in dieser Weise gebrochen
wird, entweicht selbstverständlich ein Teil dies
Ofengases durch die Löcher und geht verloren. Dieses Gas ist reich an Kohlenmonoxyd und an Fluorverbindungen;
in- einer großen Halle, wo viele Öfen in Serien arbeiten, gehen somit beträchtliche Werte, sowohl
in Form von CO-Gas als auch in Form von wertvollen Fluorverbindungen, verloren. Die Fluorgase
wirken außerdem schädigend auf die umliegende Vegetation.
Es ist daher wünschenswert, das andauernde Einschlagen
der Kruste zu vermeiden, z.B. durch gleichmäßige und kontinuierliche Beschickung des Aluminiumoxydes.
Es sind mehrere Verfahren für eine derartige Beschickung entwickelt worden, aber die
meisten sind auf die Schwierigkeit gestoßen, daß das Oxyctsö feucht ist, daß es sich leicht in den Silos und
Beschickungsrohren festsetzt und staut.
Gemäß der üblichen Verfahren werden die" Qfengase nach Verlassen des Ofens einer Waschanlage zugeleitet,
worin man ihren Gehalt an Flüor~z":B7 äls^
Kryolith zurückgewinnen kann. Der KryölM:HVirtf
dem Ofen wieder zugeführt, wodurch zwar das Fluor zurückgewonnen wird, aber die Verbrennungswärme
des CO-Gases verlorengeht.
Es wurde nun gefunden, daß diese Verbrennungswärme ausgenutzt werden kann, indem man die Gase
unmittelbar nach der Verbrennung in Gegenstrom zum Al2O3 leitet, welches dem Ofen durch einen Füllkasten
mit angeschlossener Aufgabeapparatur für kontinuierliche Beschickung zugeführt wird. Hierdurch
zugeführt Verfahren zur Beschickung
von Aluminiumelektrolyseöfen
von Aluminiumelektrolyseöfen
Anmelder:
Elektrokemisk A/S., Oslo
Elektrokemisk A/S., Oslo
Vertreter:-Dr; G. W. Lotterhos
und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos,' Patentanwälte,
Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3
Beanspruchte1 Priorität:
Norwegen vom, 19. Dezember 1357
Norwegen vom, 19. Dezember 1357
- 2
wird das Oxyd getrocknet, und man vermeidet die
. oben beschriebenen Nachteile, insbesondere Stauungen in der Apparatur. Gleichzeitig erzielt man eine gewisse
Vorwärmung des Oxydes. Warmes Oxyd löst sich auch leichter im Kryolith als kaltes Oxyd.
Die Gase können gegebenenfalls auch durch einen
vor dem Brenner angeordneten Trockenzyklon durchgeleitet werden. Hierdurch werden mitgerissener
Staub und kondensierte Teerpartikeln ausgeschieden. Ein solcher Zyklon ist sehr wirksam, da der Staub
durch den Teer agglomeriert wird, so daß sich die Staubpartikeln zusammenballen und größer werden.
Bei der Verfahrensweise gemäß der Erfindung wird das im Gas enthaltene F und HF an die Oberfläche
des Aluminiumoxydes adsorbiert, ' und gleichzeitig wird noch vorhandener mitgerissener fluorhaltiger
■'■'■- Staub abgesetzt. Das Gas wird in der Weise durch den
!Aufgabeapparat und/oder den Silo geleitet, daß es
gleichzeitig das Oxyd in Richtung gegen den Ofen fördert. Dies wird dadurch erzielt, daß das Gas durch
Schlitze oder Löcher, welche in den schrägen Boden-
' "wänden cte-S Silos angeordnet sind, in den Silo einge-
45aiührt*wWcL Es können auch perforierte oder poröse
Platten verwendet werden. Das Gas wird dann durch die Beschickung hindurchdiffundieren und dieselbe
trocknen. Das getrocknete Oxyd wird im Gasstrom teilweise als Wirbelschicht erhalten, und man erzielt
wegen der dadurch entstehenden Wirbelbewegungen einen innigen Kontakt zwischen dem Gas und der Beschickung,
was die Adsorption von Fluorverbindungen erleichtert. Der Gasstrom kann auch zur Förderung
des Oxydes vom Hauptsilo an die Silos der einzelnen
009 608/291
Öfen angewandt werden. Die Silos müssen darinmiteinander
in Verbindung stehen, so daß jeder Silo mit einem Überlauf versehen ist. Wenn ein Silo gefüllt
ist, wird dann überschüssiges Oxyd an den nächsten Silo weitergefördert usw. In dieser Weise können
stets sämtliche Ofensilos gefüllt gehalten werde».
Trockenes, yorerwärmtes Aluminiumoxyd ist nicht nur in der Kryolithschmelze leichter löslich als feuchtes,
nicht vorerwärmtes Oxyd, sondern weist auch geringere Tendenz zur Krustenbildung auf. Man vermindert
dadurch die Gefahr, daß der Ofen unterhalb der Beschickungsapparatür verstopft wird, und man
kann, sich- mit einer einfachen mechanischen Vorrichtung
zum Einmischen der Beschickung in das Bad begnügen.
Die oben beschriebene Fluoradsorption macht die komplizierten Fluorrückgewinnungsanlagen überflüssig,
da das ausgefällte Fluor automatisch dem Ofen wieder zugeführt wird. Der Fluorverlust wird
bedeutend reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gebessert.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. Die Figur zeigt einen
Schnitt durch einen Aufgabesilo, der in unmittelbarer Nähe der Anode am der Längsseite eines Ofens angebracht
ist. Der. Gasstromverlauf ist durch Pfeile angedeutet. 1 ist der Silo, der mit Aluminiumoxyd 2 gefüllt
ist. Das verbrannte Ofengas wird vom Brenner (nicht in der Zeichnung gezeigt) durch das Rohr 3 geleitet,
das mit einer Regulierungsklappe 4 versehen ist. Der Silo! hat einen doppelten Boden;.der innere
Boden 5 ist mit Schlitzen oder Öffnungen versehen, durch welche das Ofengas passieren kann. Der Bodem 5
kann auch aus perforierten oder porösen Platten bestehen. 6 ist ein Aufgaberohr, das vom Silo 1 in den
Schmelzraum führt. Das Rohr 6 kann mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Beschickungszuführung
ausgerüstet sein. Im Rohr 6 strömt die Beschickung im Gegenstrom zu den Gasen, die durch das Beschikkungsloch
in der Kruste 8 entweichen. Dieses Loch muß stets mit Hilfe des Stochers 7 offen gehalten werden.
Dieser Stocher 7 dient gleichzeitig zum Einpressen des Oxydes in das Bad 9. 10 ist Aluminiumoxyd,
das zwischen der Kruste und dem Beschickungsrohr abdichtet.
Um eine gute Gasverteilung durch den Siloboden 5 zu sichern, ist es vorteilhaft, ein Verbindungsrohr 11
zwischen dem Gasrohr 3 und dem Aufgaberohr 6 anzuordnen. Auch dieses Rohr 11 soll vorzugsweise mit
einer Regulierungsklappe 12 versehen sein.
Das Oxyd wird dem Silo 1 vom Silo des vorhergehenden Ofens oder vom Hauptsilo- durch das Rohr
13 zugeleitet. Wie erwähnt, wird zur Förderung Ofengas verwendet. Es ist jedoch auch möglich, Druckluft
für die Förderung in. diesem Abschnitt anzuwenden. Wenn der Silo 1 voll ist, wird das überschüssige Oxyd
durch das Rohr 14 an den Silo des nächsten Ofens weitergeleitet.
Die Zeichnung vertritt nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, die sich nicht auf die gezeigte Ausführung
beschränkt.
Wie oben erwähnt, werden die Fluoride der Ofengase von dem Al2O3 zurückgehalten und mit demselben
in den Ofen zurückgeführt. Es wurde noch nicht festgestellt, ob die Fluoride mit dem Oxyd unter Bildung
vom Al2F3 reagieren, wenn die heißen Gase mit
dem Oxyd in Berührung kommen, oder ob sie nur an der Oberfläche des Oxydes adsorbiert werden. Von
Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß die Fluoride in den Ofen zurückgeführt werden, wodurch große
Werte gewonnen und schädliche Wirkungen vermieden werden.
Bei den nach diesem Verfahren ausgeführten Versuchen wurde gefunden, daß mehr als 90% des Fluorgehaltes
der Ofengase mit der Al2 O3-B eschickung und
nur 10°/o des Schwefelgehaltes d'er Gase in den Ofen
zurückgeführt werden. Die Adsorption ist somit sehr selektiv.
Diese selektive Adsorption ist selbstverständlich
davon unabhängig, ob die Beschickung des Ofens kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt. Falls der
Ofen diskontinuierlich mit Brechen der Kruste bei dem Anodeneffekt beschickt wird, können die Ofengase
ganz einfach durch einen außerhalb des Ofens angebrachten Behälter durchgeleitet werden, der das zur
Beschickung gelangende Aluminiumoxyd enthält.
Claims (5)
1. Verfahren zur Beschickung von Aluminiumelektrolyseöfen,
die mit einer Gasaufsammlungsvorrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Ofengase durch Wirbelschichten,
die das zur Ofenbeschickung vorgesehene Aluminiumoxyd enthalten, durchgeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gase in der Weise durch das zur Beschickung gelangende Aluminiumoxyd hindurchgeleitet
werden, daß sie zur Bewegung des Beschickungsguts in Richtung des Ofens beitragen,
wobei die gleichzeitig vom Beschickungsgut adsorbierten Fluoride der Gase zusammen mit dem Aluminiumoxyd
im den Ofen zurückgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Mischen der Beschickung mit
dem flüssigen Bad ein mechanischer Beschickungsund Rührapparat verwendet wird.
4. Verfahren· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschickung mit Hilfe der heißen Ofengase unter Druck vom Hauptsilo an die Ofensilos
gefördert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd mit
Hilfe der heißen Ofengase unter Druck durch eine Reihe von in Serie zusammengeschalteten Ofensilos
gepreßt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 009 608/291 9. SO
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