DE1178215B

DE1178215B - Process and furnace for the production of aluminum from an aluminum-containing material by subhalide distillation

Info

Publication number: DE1178215B
Application number: DEA40867A
Authority: DE
Inventors: Frederick William Southham
Original assignee: Aluminium Laboratories Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1961-08-04
Filing date: 1962-08-02
Publication date: 1964-09-17

Description

Verfahren und Ofen zur Gewinnung von Aluminium aus einem aluminiumhaltigen Material durch Subhalogenid-Destillation Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Ofen zur Gewinnung von Aluminium aus einem aluminiumhaltigen Material durch Subhalogenid-Destillation, wobei ein Strom eines gasförmigen Aluminiumtrihalogenids, vorzugsweise von Aluminiumtrichlorid, durch ein Bett eines körnigen aluminiumhaltigen Materials geleitet wird und das in einem Schachtofen befindliche Bett elektrothermisch durch in die Schachtofenwandung in vertikalem Abstand voneinander eingebaute Graphitelektroden erhitzt wird. Bei dem bekannten Subhalogenid-Destillationsverfahren wird ein aluminiumhaltiges Metall bei einer erhöhten Temperatur, im Bereich von 1000 bis 1400° C, und etwa bei Atmosphärendruck (obwohl jeder beliebige Druck im Bereich von 5 bis 1500 mm Hg abs. zur Anwendung gelangen kann) mit einem gasförmigen Aluminiumtrihalogenid, vorzugsweise Aluminiumtrichlorid, in Berührung gebracht, um ein gasförmiges Aluminiummonohalogenid zu bilden. Die Reaktion verläuft stark endotherm, und das Aluminiummonohalogenid zersetzt sich bei der Abkühlung. Bei dem Subhalogenid-Destillationsverfahren werden die aus dem Schachtofen abziehenden Gase gekühlt, wodurch das in denselbep enthaltene Aluminiummonohalogenid zersetzt wird, unter Bildung metallischen Aluminiums, welches kondensiert, und von Aluminiumtrihalogenid, welches zweckmäßigerweise ohne Kondensation wieder in den Konverter eingeführt wird.Method and furnace for the extraction of aluminum from an aluminum-containing one Material by Subhalide Distillation The invention relates to a method and a furnace for the production of aluminum from an aluminum-containing material Subhalide distillation, wherein a stream of a gaseous aluminum trihalide, preferably of aluminum trichloride, by a bed of a granular aluminous Material is passed and the bed in a shaft furnace is electrothermal through graphite electrodes built into the shaft furnace wall at a vertical distance from one another is heated. In the known subhalide distillation process, an aluminum-containing one is used Metal at an elevated temperature, in the range of 1000 to 1400 ° C, and about at atmospheric pressure (although any pressure in the range of 5 to 1500 mm Hg abs. can be used) with a gaseous aluminum trihalide, preferably aluminum trichloride, brought into contact with a gaseous aluminum monohalide to build. The reaction is highly endothermic, and so does the aluminum monohalide decomposes on cooling. In the subhalide distillation process the gases drawn off from the shaft furnace are cooled, whereby the contained in the selbep Aluminum monohalide is decomposed to form metallic aluminum, which condensed, and of aluminum trihalide, which advantageously without condensation is reinserted into the converter.

Wenn das Verfahren dazu verwendet wird, Aluminium aus einer Legierung zu gewinnen, die bei der Verfahrenstemperatur fest bleibt, wie z. B. die sogenannte earbothermische Legierung, die durch die direkte Reduktion von Bauxit mit Koks erzeugt wird, kann das Verfahren in einem vertikalen Schachtofen mit feuerfester Auskleidung ausgeführt werden, wobei das frische aluminiumhaltige Metall in Form kleiner Teilchen im wesentlichen stetig dem Oberteil des Schachtofens zugeführt wird, während die Teilchen des verbrauchten Metalls am Boden des Schachtofens abgezogen werden. Die Masse des feinverteilten Metalls in dem Schachtofen bildet ein sich abwärts bewegendes Bett, durch welches gasförmiges Aluminiumtrihalogenid im Gegenstrom hindurchgeleitet wird. Die abströmenden Gase, welche ein Aluminiummonohalogenid im Gemisch mit nicht zur Reaktion gekommenem gasförmigem Aluminiumtrihalogenid enthalten, werden am oberen Teil des Schachtofens abgezogen und zu einem Kondensatorzersetzer geleitet.When the process is used, aluminum is an alloy to gain that remains solid at the process temperature, such as. B. the so-called earbothermal alloy produced by the direct reduction of bauxite with coke the process can be carried out in a vertical shaft furnace with a refractory lining with the fresh aluminous metal in the form of small particles is fed essentially steadily to the upper part of the shaft furnace, while the Particles of the used metal are drawn off at the bottom of the shaft furnace. the Mass of the finely divided metal in the shaft furnace forms a downward moving Bed through which gaseous aluminum trihalide is passed in countercurrent will. The outflowing gases, which are an aluminum monohalide in a mixture with not contain gaseous aluminum trihalide that has reacted are at the top Part of the shaft furnace withdrawn and sent to a condenser decomposer.

Die zur Aufrechterhaltung der hohen Temperatur innerhalb des Schachtofens zwecks Durchführung der Reaktion zwischen dem Aluminium in dem feinverteilten Metall und dem. gasförmigen Aluminiumhalogenid erforderliche Wärme wird erzeugt, indem man einen elektrischen Strom durch die Metallmasse leitet.The one to maintain the high temperature inside the shaft furnace to carry out the reaction between the aluminum in the finely divided metal and the. gaseous aluminum halide required heat is generated by an electric current is passed through the metal mass.

Der geeignetste Werkstoff für die Elektroden, die in der Schachtofenwandung angeordnet sind, um die Metallteilchen zu berühren, ist Graphit. Man hat jedoch beobachtet, daß die Oberfjächen der Graphitelektroden ausgewaschen werden, infolge der Bildung von Aluminiumcarbid, welches pulverförmig ist und nicht haftenbleibt. Die Erosion der Elektrodenoberfiächen kann zu einem ungleichmäßigen Erhitzen der Metallcharge füWen, und in einigen Fällen ist es sogar notwendig, die Elektroden in gewissen Zeitabständen zu bewegen, um den guten elektrischen Kontakt mit der Metallcharge aufrechtzuerhalten.The most suitable material for the electrodes in the shaft furnace wall arranged to touch the metal particles is graphite. However, one has observed that the surfaces of the graphite electrodes are washed out, as a result the formation of aluminum carbide, which is powdery and does not stick. The erosion of the electrode surfaces can lead to uneven heating of the Metal charge, and in some cases it is even necessary to remove the electrodes move at certain time intervals to ensure good electrical contact with the Maintain metal batch.

Es ist das Ziel der Erfindung, das Verfahren zur Gewinnung von Aluminium durch Subhalogenid-Destillation so zu steuern, daß die unerwünschte Erosion der Graphitelektroden weitgehend vermieden wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mindestens die obere Graphitelektrode vor dem Angriff' durch Altuniniummonohalogenid durch die Bildung eines die freie Elektrodenfläche bedeckenden Schleiers aus gasförmigem Aluminiumtrihalogenid geschützt wird. Der gebildete Aluminiumtrihalogenidschleier schwächt den unerwünschten Angriff durch Aluminiummonohalogenid stark ab, da derselbe wesentlich Reaktionsträger ist und auf der Elektrodenoberfläche haftet, so daß dieselbe vor einem direkten Angriff mit dem gasförmigen Aluminiummonohälogenid bewahrt bleibt. Der Schleier aus gasförmigem Aluminiumtrihalogenid, der in der Regel aus Aluminiumtrichlorid besteht, vermindert und/oder verhindert die Berührung des gasförmigen Aluminiummonohalogenids mit der Graphitoberfläche, so daß pulverförmiges Aluminiumcarbid nur in geringem Maße gebildet wird. Man nimmt an, daß die Bildung desselben durch eine Reaktion nach. der folgenden chemischen Gleichung erfolgt: 6AIX + 3C --@ A14(.3 -f- 2AIX, in welcher X ein Halogen, wie z. B. Chlor, darstellt. Obwohl in der Theorie jeder Stoff, der für das Subhalogenidverfahren verwendet werden kann und welcher die Berührung von gasförmigem Aluminiummonohalogenid mit einer Graphitoberfläche verhindert, geeignet ist, die frei liegende Graphitoberfläche vor der Zerstörung zu schützen, so zieht man doch in der Praxis vor, als Medium für den Schutz der Elektrodenflächen das. gleiche gasförmige Aluminiumtrihalogenid zu verwenden, das auch den Haupteinsatz für die Erzeugung von Aluminiummonohalogenid bildet.It is the aim of the invention to control the process for the production of aluminum by subhalide distillation in such a way that the undesired erosion of the graphite electrodes is largely avoided. According to the invention, this is achieved in that at least the upper graphite electrode is protected from attack by aluminum monohalide by the formation of a veil of gaseous aluminum trihalide covering the free electrode surface. The aluminum trihalide haze formed greatly weakens the undesired attack by aluminum monohalide, since it is essentially a reaction carrier and adheres to the electrode surface, so that it is protected from direct attack by the gaseous aluminum monohalide. The haze of gaseous aluminum trihalide, which generally consists of aluminum trichloride, reduces and / or prevents the contact of the gaseous aluminum monohalide with the graphite surface, so that powdery aluminum carbide is only formed to a small extent. It is believed that it is formed by a reaction after. the following chemical equation: 6AIX + 3C - @ A14 (.3 -f- 2AIX, in which X is a halogen, e.g. B. chlorine represents. Although in theory any substance that can be used for the subhalide process and which prevents the contact of gaseous aluminum monohalide with a graphite surface is suitable to protect the exposed graphite surface from destruction, in practice it is preferred as a medium to use the same gaseous aluminum trihalide as the main application for the production of aluminum monohalide to protect the electrode surfaces.

Die Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden.The invention will now be described with reference to the drawing will.

F i g. 1 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schachtofen, wie er bei dem Subhalogenid-Destillationsverfahren zur Gewinnung von Aluminium verwendet wird; F i g. 2 ist ein vertikaler Teilschnitt; sie zeigt den Einbau einer Graphitelektrode in die feuerfeste Wandung eines Schachtofens; F i g. 3 ist eine Seitenansicht der frei liegenden Fläche einer Graphitelektrode; F i g. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig.3.F i g. 1 is a schematic vertical section through one according to the invention Shaft furnace, as used in the subhalide distillation process for the production of Aluminum is used; F i g. Fig. 2 is a partial vertical section; she shows that Installation of a graphite electrode in the refractory wall of a shaft furnace; F i G. 3 is a side view of the exposed surface of a graphite electrode; F. i g. Figure 4 is a cross section taken along line 4-4 in Figure 3.

Die F i g. 1 erläutert in schematischer Form das Prinzip der vorliegenden Erfindung in seiner Anwendung auf einen Schachtofen, wie er bei dem Subhalogenidverfahren für das Raffinieren bzw. Reinigen von Aluminium gebraucht wird. Frisches zerkleinertes aluminiumhaltiges Metall wird aus einer geeigneten, hier nicht dargestellten Quelle in die obere Öffnung 10 des Schachtofens 11 eingeführt und einer Masse 12 eines solchen Metalls innerhalb des Schachtofens 11 hinzugesetzt. Ein Strom verbrauchten Metalls, von dem etwa 90 bis 95 % des Aluminiumgehalts extrahiert wurde, wird stetig oder absatzweise aus dem Schachtofen 11 durch die Bodenöffnung 14 hindurch abgezogen.The F i g. 1 explains in schematic form the principle of the present Invention in its application to a shaft furnace, as it is in the subhalide process is used for refining or cleaning aluminum. Fresh shredded aluminum-containing metal is obtained from a suitable source, not shown here introduced into the upper opening 10 of the shaft furnace 11 and a mass 12 of a such metal within the shaft furnace 11 is added. A current consumed Metal, from which about 90 to 95% of the aluminum content has been extracted, becomes steady or withdrawn intermittently from the shaft furnace 11 through the bottom opening 14.

Das Subhalogenid-Destillationsverfahren ist besonders geeignet zum Raffinieren einer carbothermischen Aluminiumlegierung mit einem Aluminiumgehalt im Bereich von 35 bis 85 Gewichtsprozent, erhalten durch die direkte thermische Reduktion aluminiumhaltiger Mineralien, in der Regel Bauxit, mittels Koks.The subhalide distillation process is particularly suitable for Refining a carbothermal aluminum alloy with an aluminum content ranging from 35 to 85 percent by weight obtained by direct thermal Reduction of aluminum-containing minerals, usually bauxite, using coke.

In dem Schachtofen 11 wird die sich abwärts bewegende Masse 12 des zerkleinerten Rohmetalls der direkten Berührung im Gegenstrom mit heißem gasförmigem Aluminiumtrichlorid (AICI3) oder einem sonstigen Aluminiumtrihalogenid ausgesetzt, welches aus einer geeigneten, hier nicht dargestellten Quelle durch die Rohrleitung 15 und den Einlaß 16 hindurch in den unteren Teil des Schachtofens 11 eingeführt wird. Gleichzeitig mit der Einführung gasförmigen Aluminiumtrichlorids in den unteren Teil des Schachtofens 11 werden die abströmenden Gase, die in der Hauptsache aus Aluminiummonochlorid und Aluminiumtrichlorid zusammengesetzt sind, am oberen Teil des Schachtofens 11 durch den Auslaß 18 und die Rohrleitung 19 hindurch abgezogen. Die abströmenden Gase werden in einem hier nicht dargestellten Zersetzerkondensator gekühlt, um metallisches Aluminium zu kondensieren, während das Aluminiumtrichlorid in der Gasphase gehalten und zweckmäßigerweise wieder in den Schachtofen eingeführt wird.In the shaft furnace 11, the downwardly moving mass 12 of the comminuted raw metal is exposed to direct contact in countercurrent with hot gaseous aluminum trichloride (AICI3) or another aluminum trihalide, which comes from a suitable source, not shown here, through the pipe 15 and the inlet 16 is introduced into the lower part of the shaft furnace 11. Simultaneously with the introduction of gaseous aluminum trichloride into the lower part of the shaft furnace 11 , the outflowing gases, which are mainly composed of aluminum monochloride and aluminum trichloride, are drawn off at the upper part of the shaft furnace 11 through the outlet 18 and the pipeline 19. The outflowing gases are cooled in a decomposition condenser, not shown here, in order to condense metallic aluminum, while the aluminum trichloride is kept in the gas phase and is expediently reintroduced into the shaft furnace.

Die gewünschte hohe Temperatur, in der Regel etwa 1300° C, welche erforderlich ist, um die Reaktion zwischen dem Aluminium in der Metallmasse 12 innerhalb des Schachtofens 11 und dem Aluminiumtrichlorid herbeizuführen, erhält man in der Weise, daß man einen elektrischen Strom zwischen den in die feuerfeste Wandung 11a des Schachtofens 11 eingebauten Graphitelektroden 20a und 206 fließen läßt. Die frei liegenden Flächen 20c der Graphitelektroden 20a und 20b stehen in direkter elektrischer Berührung mit der Metallmasse 12 innerhalb des Schachtofens 11. Infolge der Aufrechterhaltung eines geeigneten Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden 20a und 20b mittels einer Stromquelle 22 fließt der Strom zwischen den Elektroden durch die Metallmasse 12 hindurch, wobei durch den elektrischen Widerstand des Rohmetalls Wärme erzeugt wird.The desired high temperature, usually about 1300 ° C, which is required to bring about the reaction between the aluminum in the metal mass 12 within the shaft furnace 11 and the aluminum trichloride, is obtained in such a way that an electric current is applied between the in the refractory wall 11a of the shaft furnace 11 allows built-in graphite electrodes 20a and 206 to flow. The surfaces 20 exposed c of the graphite electrodes 20a and 20b are in direct electrical contact with the metal mass 12 11 within the shaft furnace As a result of maintaining a suitable potential difference between the electrodes 20a and 20b by means of a current source 22, the current flows between the electrodes through the metal mass 12 through which heat is generated by the electrical resistance of the raw metal.

Die frei liegende Fläche 20 c der unteren Elektrode 20b wird durch gasförmiges AIuminiummonochlorid nur verhältnismäßig wenig angegriffen, da das meiste Aluminiummonochlorid in der Zone zwischen den Elektroden 20 a und 20 b erzeugt wird. Dagegen ist die frei liegende Fläche 20c der oberen Elektrode 20a infolge der Bildung von Aluminiumcarbid an der Stirnseite der Elektrode starken Angriffen und der Zerstörung ausgesetzt.The exposed surface 20 c of the lower electrode 20 b is only relatively little attacked by gaseous aluminum monochloride, since most of the aluminum monochloride is generated in the zone between the electrodes 20 a and 20 b. In contrast, the surface exposed is exposed to 20c of the upper electrode 20 a due to the formation of aluminum carbide at the end face of the electrode strong attack and destruction.

Dieser Zustand der oberen Elektrode 20a wird vermindert bzw. gehemmt, wenn man deren frei liegende Fläche 20c durch einen Schleier aus gasförmigem Aluminiumtrichlorid schützt, indem man einen Strom gasförmigen Aluminiumtrichlorids durch die Rohrleitung 24 hindurch dem Kanal 25 innerhalb der Graphitelektrode 20a zuführt. Der Kanal 25 seinerseits steht in Verbindung mit den Öffnungen 26 an der Stirnseite 20c der Graphitelektrode, durch welche hindurch das gasförmige Aluminiumtrichlorid ausströmt. Auf diese Weise strömt gasförmiges Aluminiumtrichlorid dauernd über die frei liegende Fläche 20 c der Elektrode 20 a, wodurch die Berührung derselben mit gasförmigem Aluminiummonochlorid verhindert oder doch vermindert wird, und damit vermindert sich auch das Ausmaß der Bildung von Aluminiumcarbid auf der Fläche 20c der Graphitelektrode 20 a.This state of the upper electrode 20a is reduced or inhibited if its exposed surface 20c is protected by a veil of gaseous aluminum trichloride by supplying a stream of gaseous aluminum trichloride through the pipe 24 to the channel 25 within the graphite electrode 20a. The channel 25 for its part is in communication with the openings 26 on the end face 20c of the graphite electrode, through which the gaseous aluminum trichloride flows out. In this way, gaseous aluminum trichloride flows continuously over the exposed surface 20 c of the electrode 20 a, whereby the contact with the gaseous aluminum monochloride is prevented or at least reduced, and thus the extent of the formation of aluminum carbide on the surface 20 c of the graphite electrode is also reduced 20 a.

Obwohl die Elektrode 20b den Angriffen durch gasförmiges Aluminiummonochlorid weniger ausgesetzt ist als die obere Elektrode 20a, so zieht man doch vor, dieselbe in der gleichen Weise zu schützen, wie die obere Elektrode 20a. In der schematischen Darstellung des Schachtofens in F i g. 1 sieht man nur die beiden Elektroden 20 a und 20 b. In der Praxis kann jedoch eine größere Anzahl von Elektroden verwendet werden, die gemäß der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise gegen den Angriff durch gasförmiges Aluminiummonochlorid geschützt werden. Die bei dem Schachtofen verwendeten Elektroden können jede geeignete Form und Größe annehmen; es können beispielsweise Stabelektroden, Ringelektroden oder Kombinationen derselben sein. Die in der F i g. 1 dargestellten Stirnflächen 20c der Elektroden liegen im wesentlichen in der gleichen Ebene mit der Innenfläche 11 b des Schachtofens 11.Although the electrode 20b is attacked by gaseous aluminum monochloride is less exposed than top electrode 20a, it is preferred to do so in the same way as the upper electrode 20a. In the schematic representation of the shaft furnace in FIG. 1 you can only see the two Electrodes 20 a and 20 b. In practice, however, a larger number of electrodes are used, according to the present invention in the same way against the Attack can be protected by gaseous aluminum monochloride. The one by the shaft furnace Electrodes used can be of any suitable shape and size; it can for example, stick electrodes, ring electrodes or combinations thereof. The in the F i g. 1 shown end faces 20c of the electrodes are essentially in the same plane with the inner surface 11 b of the shaft furnace 11.

Man hat es für vorteilhaft befunden, die frei liegende Fläche der Graphitelektroden in der Schachtofenwandung auszusparen. Dieses Merkmal der Erfindung wird durch die F i g. 2 der Zeichnung erläutert.It has been found advantageous to use the exposed area of the Cut out graphite electrodes in the shaft furnace wall. This feature of the invention is shown by FIG. 2 of the drawing.

Wie daraus zu ersehen ist, ist eine Graphitelektrode 30 so in die feuerfeste Wandung 31 des Schachtofens eingebaut, daß die freie Fläche 30a der Elektrode 30 gegenüber der Innenfläche 31 a der feuerfesten Schachtofenwandung 31 zurückgezogen ist.As can be seen therefrom, a graphite electrode 30 is so in FIG Refractory wall 31 of the shaft furnace installed that the free surface 30a of the electrode 30 withdrawn relative to the inner surface 31 a of the refractory shaft furnace wall 31 is.

Gasförmiges Aluminiumtrichlorid wird dauernd aus einer geeigneten Quelle durch einen Kanal 34 in der Elektrode 30 hindurch den Verteilleitungen 35 zugeführt, welche in der Stirnfläche 30 a der Elektrode 30 die Austrittsöffnungen 35a haben. Durch das Einziehen der Graphitelektrode 30 in der feuerfesten Wandung 31 wird über der freien Fläche 30 a der Elektrode 30 ein wirksamerer Schleier gebildet zum Schutz der Elektrodenfläche 30a gegen den Angriff durch gasförmiges Aluminiummonochlorid, das in dem durch die Masse aluminiumhaltigen Metalls 32 innerhalb des Konverters aufwärts streichenden Gasstrom enthalten ist. Versuche haben ergeben, daß durch das Zurückziehen der freien Fläche der Elektrode die Menge an gasförmigem Aluminiumtrichlorid, die durch den Kanal 34 zugeführt werden muß, um die Elektrode gegen solche Angriffe zu schützen, ganz erheblich geringer ist im Vergleich mit einer Elektrode, deren freie Fläche in gleicher Ebene mit der Schachtofeninnenwandung liegt.Gaseous aluminum trichloride is continuously supplied from a suitable source through a channel 34 in the electrode 30 to the distribution lines 35, which have the outlet openings 35a in the end face 30a of the electrode 30. By drawing in the graphite electrode 30 in the refractory wall 31, a more effective veil is formed over the free surface 30a of the electrode 30 to protect the electrode surface 30a against attack by gaseous aluminum monochloride, which is contained in the aluminum-containing metal 32 inside the converter upwards Stroking gas stream is included. Tests have shown that by withdrawing the free surface of the electrode, the amount of gaseous aluminum trichloride which must be supplied through the channel 34 in order to protect the electrode against such attacks is considerably less in comparison with an electrode whose free surface is is in the same plane as the inner wall of the shaft furnace.

Die Einzelheiten der Elektrode 30 sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt.The details of electrode 30 are shown in FIGS. 3 and 4 shown.

Im allgemeinen richtet sich die Menge an gasförmigem Aluminiumtrichlorid, die zugeführt werden muß, um die freien Elektrodenflächen zu schützen, nach der geometrischen Form der letzteren gegenüber der Innenwandung des Schachtofens, nach der Konzentration des Aluminiummonochlorids in dem aufsteigenden Gasstrom in der Zone, in welcher sich die betreffende Elektrode befindet, sowie nach der Durchflußmenge des aufsteigenden Gasstroms.In general, the amount of gaseous aluminum trichloride depends on which must be supplied in order to protect the free electrode areas after geometric shape of the latter opposite the inner wall of the shaft furnace the concentration of aluminum monochloride in the ascending gas stream in the Zone in which the electrode in question is located and according to the flow rate of the ascending gas flow.

Vorzugsweise ist die Stirnseite der zu schützenden Elektroden mit mehreren Austrittsöffnungen versehen und diese können beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 2,5 bis 12,7 mm, also etwa einen solchen von 6,35 mm und einen Abstand von Mitte zu Mitte Loch von 25,4 bis 101,6 mm, beispielsweise einen solchen von 50,8 mm haben, um die freie Elektrodenfläche mit einem wirksamen Schleier aus gasförmigem Aluminiumtrichlorid zu versehen. Es können auch noch andere Mittel, wie besondere Leitungen, in der Wandung des Schachtofens vorgesehen und so angeordnet werden, daß ein Strom von Aluminiumtrichlorid über die freie Elektrodenfläche geblasen wird, um den Schutzschleier zu bilden.The end face of the electrodes to be protected is preferably with provided several outlet openings and these can, for example, have a diameter in the range from 2.5 to 12.7 mm, i.e. approximately one of 6.35 mm and a distance center-to-center hole from 25.4 to 101.6 mm, for example one of 50.8 mm around the free electrode area with an effective veil of gaseous To provide aluminum trichloride. There can also be other means, such as special ones Lines are provided in the wall of the shaft furnace and arranged in such a way that that a stream of aluminum trichloride is blown over the free electrode surface, to form the protective veil.

Man zieht es vor, die freie Fläche der in die feuerfeste Schachtofenwandung eingebauten Graphitelektrode in der Wandung zurückzuziehen, wodurch man eine Ersparnis in der Menge gasförmigen Aluminiumtrichlorids, das notwendig ist, um die Stirnseite der Graphitelektrode in zufriedenstellender Weise gegen den Angriff durch gasförmiges Aluminiummonochlorid zu schützen, erzielt. Wenn die freie Fläche der Graphitelektrode in der feuerfesten Schachtofenwandung zurückgezogen ist, genügt im allgemeinen eine Zufuhr von gasförmigem Aluminiumtrichlorid in einer Menge von etwa 48,8 kg/m2 je Stunde, um die Elektrode vor dem Angriff gasförmigen Aluminiummonochlorids in einem Schachtofen für eine stündliche Leistung von bis zu 3 t Aluminium in angemessener Weise zu schützen. Liegt jedoch die Stirnfläche der Elektrode in einer Ebene mit der Schachtofeninnenwandung, dann muß die Menge gasförmigen Aluminiumtrichlorids für einen zufriedenstellenden Schutz der freien Elektrodenfläche auf etwa 488 kg/m2 je Stunde Elektrodenfläche erhöht werden. Man hat festgestellt, daß es keine Schwierigkeiten in dem Betrieb eines Schachtofens gibt, bei dem die freie Elektrodenfläche um einen Abstand von 25,4 mm von der Innenfläche der Schachtofenwandung zurückgezogen ist; vorzugsweise soll sich dieser Abstand auf etwa 12,7 bis 50,8 mm belaufen.It is preferred to use the free area in the refractory shaft furnace wall retract built-in graphite electrode in the wall, making a saving in the amount of gaseous aluminum trichloride that is necessary for the end face the graphite electrode in a satisfactory manner against attack by gaseous To protect aluminum monochloride, achieved. When the free area of the graphite electrode is withdrawn in the refractory shaft furnace wall, one is generally sufficient Supply of gaseous aluminum trichloride in an amount of about 48.8 kg / m2 each Hour to the electrode before attacking gaseous aluminum monochloride in a Shaft furnace for an hourly output of up to 3 t aluminum in reasonable Way to protect. However, if the end face of the electrode is in the same plane the inner wall of the shaft furnace, then the amount of gaseous aluminum trichloride must for a satisfactory protection of the free electrode area to about 488 kg / m2 can be increased per hour of the electrode area. It was found that there was no difficulty in the operation of a shaft furnace, in which the free electrode area by one Is withdrawn from the inner surface of the shaft furnace wall by a distance of 25.4 mm; this distance should preferably amount to approximately 12.7 to 50.8 mm.

In der vorstehenden Beschreibung ist Nachdruck auf den Schutz von Graphitoberflächen vor dem Angriff durch Aluminiummonochlorid 'gelegt. Die Erfindung kann aber auch zum Schutz anderer Modifikationen von Kohlenstoff vor dem Angriff durch Aluminiummonochlorid angewendet werden, also auch wenn dieser Kohlenstoff sich z. B. hinsichtlich des elektrischen Widerstandes oder der Bearbeitungsfähigkeit von Graphit unterscheidet.In the above description, emphasis is placed on the protection of Graphite surfaces laid before attack by aluminum monochloride. The invention but can also protect other modifications of carbon from attack be applied by aluminum monochloride, so even if this carbon z. B. in terms of electrical resistance or machinability differs from graphite.

Claims

Claims: 1. Process for the production of aluminum from a aluminous material by subhalide distillation, with a stream of a gaseous aluminum trihalide, preferably aluminum trichloride a bed of granular aluminous material passed and that in a shaft furnace located bed electrothermally through in the shaft furnace wall in vertical Graphite electrodes installed at a distance from one another are heated, characterized in that that at least the upper graphite electrode is protected from attack by aluminum monohalide by the formation of a gaseous veil covering the free electrode surface Aluminum trihalide is protected.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the gaseous aluminum trihalide to protect the electrode by several Openings in the end wall of the electrode is passed into the shaft furnace space.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the end face of the Graphite electrode gaseous aluminum trihalide in an amount of approximately equal to around 48.8 kg / m2 is fed per hour to the electrode surface to be protected.

4. Shaft furnace for Implementation of the method according to claims 1 to 3, wherein a pair at a distance spaced graphite electrodes within the refractory lining of the furnace, characterized by means for forming a veil of gaseous aluminum trihalide on the free surface of at least the upper one Graphite electrode.

5. Shaft furnace according to claim 4, characterized. that at least the upper graphite electrode is located in a recess in the refractory lining of the furnace.

6. Shaft furnace according to claims 4 and 5, characterized in that that each electrode to be protected is provided with bores which are at a distance exit openings located from one another in the free end face of the electrode lead for the purpose of supplying a gaseous aluminum trihalide and forming one Protective veil over the exposed surface of the electrode. Considered References: U.S. Patent No. 2,937,082.