DE1089553B

DE1089553B - Verfahren zur Beschickung von Aluminiumelektrolyseoefen

Info

Publication number: DE1089553B
Application number: DEE16887A
Authority: DE
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1957-12-19
Filing date: 1958-12-17
Publication date: 1960-09-22
Also published as: FR1211874A; US3006825A; GB875794A; CH366976A; SE216123C1

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

Anmelder:
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

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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-

45^aiührt*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

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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

PATENTANSPRÜCHE:

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