DE2135485B2

DE2135485B2 - Vorrichtung zum zufuehren von aluminiumoxid

Info

Publication number: DE2135485B2
Application number: DE19712135485
Authority: DE
Inventors: Richard Lobben Glenshaw Pa Lowe (V St A)
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1970-07-17
Filing date: 1971-07-15
Publication date: 1972-12-07
Also published as: ES393284A1; NO128226B; CA947236A; FR2099434B1; FR2099434A1; DE2135485A1; GB1308884A; NL7109743A; JPS5421291B1; US3681229A; NL166283B; AU3127471A; NL166283C; DE2135485C3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Aluminiumoxid zu einer elektrolytischen Zelle für die Gewinnung von Aluminiumoxid, bestehend aus einem Vorratsbehälter und einer Transporteinrichtung mit einer Dosiervorrichtung für die der Zelle jeweils zuzuführende Menge an Aluminiumoxid.

Eines der bei Her elektrolytischen Herstellung von Aluminium auftretenden Probleme besteht in der Steuerung der gelösten Konzentration von Aluminiumoxid in dem Elektrolyten bzw. Bad. Wenn die Konzentration des Aluminiumoxids verringert wird oder unter eine bestimmte kritische: Grenze sinkt, oder wenn in der Zelle eine Überkonzentration von Aluminiumoxid vorhanden ist, vollbringt die Zelle keine Höchstleistung, woraus sich ein sogenannter Anodeneffekt für verringerte Aluminiumoxidkozentration und eine sogenannte »kranke Zelle« für zu hohe Aluiiiiniumoxidkonzentration ergibt. Außerdem ist es wünschenswert, das Aluminiumoxid gleichmäßig in der Zelle zu verteilen, um Höchstleistung zu erzielen.

So ist es beispielsweise bekannt (s. USA.-Patent-S schrift 3400062), Aluminiumoxid von einem Fülltrichter und einer Dosiervorrichtung in eine elektrolytische Zelle zu führen, welche oberhalb dvr Zelle liegen und einen Tauchkolben in der Nähe der Zuführeinrichtung zum Aufbrechen der Kruste vorzuse-

hen, die sich auf der Oberfläche der Zelle bildet. Bei größeren Zellen ist es erwünscht, die Zellen von einer Vielzahl von Zuführungspunkten zu beliefern unu ein verbessertes Zufuhrungssystem mit verbesserter Zuführsteuerung zu schaffen.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Zuführen von Aluminiumoxid in eine elektrolytische Zelle bekannt (s. deutsche Auslegeschrift 1089 553), bei welcher das Zuführen von Aluminiumoxid von einem Behälter durch ein längliches Rohr an eine Anzahl von Speisepunkten erfolgt. Die Transportvorrichtung ist dabei vor der Dosiervorrichtung angeordnet. Ferner ist eine Gaszufuhr vorgesehen, mit deren Hilfe das pulverisierte Aluminiumoxid zum Trocknen gebracht wird. Die Transportvorrichtung ist unter einem relativ starken Winkel nach abwärts geneigt, so daß das Aluminiumoxid nach abwärts rutscht, unabhängig davon, ob das Aluminiumoxid von dem zum Trocknen verwendeten Gas beweglich gehalten wird oder nicht. Eine Steuerung der Zufuhr des Aluminiumoxids an die elektrolytischen Zellen ist dabei nur relativ schlecht möglich. Im Hinblick auf den zuletzt genannten Stand der Technik ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Zufuhren von Aluminiumoxid zu schaffen, bei welcher eine genauere Steuerung für die Zufuhr v-n Aluminiumoxid in die elektrolytischen Zellen möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Transportvorrichtung aus einem sich über die Länge der Elektrolysezelle erstickenden oberhalb dieser angeordneten Fließbettförderer besteht, der mehrere Abgabestellen aufweist, um das Aluminiumoxid gleichmäßig über die Länge der Elektrolysezelle zu verteilen, und daß die Dosiervorrichtung zwischen dem Fließoettförderer und dem Vorratsbehälter angeordnet ist.

Die Transporteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet, so daß das Aluminiumoxid bei Abwesenheit eines Druckmittels nicht vorwärts bewegt wird. Eine im wesentlichen horizontale Transporteinrichtung ist jedoch vorteilhaft, weil dadurch eine genauere Steuerung für die Zufuhr vcn Aluminiumoxid in die elektrolytischen Zellen möglich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich an Hand der Umeransprüche 2 bis 4.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden näher erläutert und beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die elektrolytische Zelle mit einer verbesserten Vorrichtung zum Zuführen,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht der elektrolytischen Zelle nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt des Förderers nach Linie III-III,

Fig.4 einen Querschnitt eines Krustenaufbrechers nach Linie IV-IV in F i g. 1,

F i g. 5 ein^ teilweise geschnittene Ansicht der Meßeinrichtung und Ventile nach F i g. I und 2,

Fig.6 einen Querschnitt durch die Haube n~~h Linie IV-IV in F i g. 5.

In F i g. 1 und 2 bezeichnet die Zahl 10 eine bekannte Zelle oder ein Gefäß zur Reduktion von Aluminium zur Herstellung von geschmolzenem Aluminium. Solch eine Zelle 10 hat normalerweise eine KathodenausWeidung 12 aus festem Kohlenstoff, ein Becken 14 für geschmolzenes Aluminium und einen geschmolzenen Elektrolyten oder ein Bad 16, welches im wesentlichea aus gelöstem Aluminiumoxid und Kryolith zusammen mit Zusatzstoffen, wie sie normalerweise im bekannten Hallverfahren verwendet werden, besteht. Die Zelle weist weiterhin zwei Reihen von Anoden 18 aus Kohlenstoff auf, die in das Bad 16 tauchen und die periodisch vertikal in einen geeigneten Arbeitsabstand mit Bezug auf das obere Ende der Kathode 12 eingestellt werden zur fir/ielung einer wirksamen Arbeitsweise der Zelle. .Sammelschiene!! verbinden Anode und "«Cathode mit einer Energiequelle, die hier nicht gezeigt ist. Durch die elektrischen Eigenschaften der Zelle ist sie elektrisch isoliert von ihrem geerdeten Überbau oder dem Gebäude, in dem sie eingeschlossen ist.

In der bekannten elektrolytischen Zelle vollzieht siv.li die Elektrolyse, indem Strom durch den Elektroden vuii du- Anode zur Kathode fließt, wobei das Aluminiumoxid in metallisches Aluminium zersetzt wird und Gase sich an der Anode entwickeln, die schließlich von der Zelle entweichen. Ein Deckel des Topfes und ei': Auspuffleitungssystem, beides nicht gezeigt, beseitigen diese Gase auf sicherem Weg. Während des Arbeitsvorganges der Zelle bildet sich eine Kruste 20 normalerweise auf der Oberfläche des Bades 16 auf Grund der Tatsache, daß das Bad den kühleren umgebenden Temperaturen um di>- Zelle herum aufgesetzt ist. Um Erz oder andere Stoffe dem geschmolzenen Bad zuzuführen, muß die Kruste 20 aufgebrochen werden, so daß solche Stoffe in das Bad 16 gelangen können, und zu diesem Zweck sind normalerweise Krustenaufbrecher wie hin- und herbewegliche Tauchkolben 30 vorgesehen.

Die Zuführvorrichtung für solche Zellen wurde immer direkt über der Zelle angebracht und führte von einer oder rn ;hreren Stellen oberhalb der Zelle das Aluminiumoxid dem Bad zu. Der Zuführtrichter solch einer Zuführeinrichtung befand sich normalerweise über der Zelle und wurde mit Hilfe von Eimern gefüllt, üie von einem Kran od. ä. getragen wurden. Solche Zuführanordnungen eignen sich nicht gut für automatische Steuerungen und bilden einen zusätzlichen Teil zu der Anhäufung über dei Zelle, zu der schon die Anoden, Anodenschienen, Ausleger. Deckel, Auspuffleitungen, Tauchkolben, Laufbi uckengitter usw. zählen. Die Ertindung schafft ein System, welches für die Verwendung mit automatischen Steuerungen zum Zuführen von Aluminiumoxid in die Zelle an einer Vielzahl von Stellen bestimmt ist. Zu dem System gehören ein Füeßbettförderer 22. welcher sich von einer Aluminiumoxidquelle in der Nähe der Zelle in eine Lage über der Oberfläche der Zolle erstreckt, wobei die Aluminiumoxidquelk eine Leitung 32 zum Zufuhren, einen Behälter oder Tank 14 und eine Meßvorrichtung 36 zur Steuerung der /'!uminiumoxidzufuiir in den Förderer 22 umfaßt. Da der Behälter und die Meßvorrichtung seitlich von der Zelle liegen und nicht über ihr, sind sie leicht zugänglich und wirken nicht störend auf die Vorrichtung oberhalb der Zelle ein.

In Fig.3 und 4 hat der Förderer 22 im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt, ohne jedoch auf einen solchen begrenzt zu sein, und hat vorzugsweise zwei oder mehr öffnungen 24 in seiner Seitenwand mit verstellbaren kreisförmigen Platten 46 über den öffnungen, die in die Leitungen 26 führen, welche mit den hohlen Gehäusen 29 um die Tauchkolben 30 in Verbindung stehen. Der Förderer 22 weist einen luftdurchlässigen Schlauch 4G auf, wel-

eher längs in erstereiii angeordnet ist zum Verflüssigen des festen Aluminiumoxids 42 im Förderer 22, so daß das Aluminiumoxid als Strömungsmittel durch den Förderer fließt. Ein starres durchlöchertes Rohrfüllstück 41 ist in dem Schlauch 40 angeordnet, um dessen Zusammenfallen zu verhindern, obwohl solch ein Füllstück für die Arbeitsweise des Förderers nicht wesentlich ist. In den Schlauch 40 werden von einer nicht gezeigten Versorgungseinrichtung Luft oder andere Gase gepumpt, und die Luft entweicht durch die Poren in dem Schlauch in das Aluminimumoxid 42. Wulste 23 sind im Gehäuse des Förderers 22 vorgesehen, um den Schlauch daran zu hindern, auf Grund des Schwimr.iauftriebs nach oben zu treiben. Auch andere Verflüssigungseinrichtungen, wie z. B. ein luftdurchlässiger falscher Boden, können in dem Förderer 22 vorgesehen sein, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, obgleich der Schlauch 40 wegen seiner Einfachheit vorgezogen wird. Vorzugsweise ist der Förderer eben, aber er

kann auch nach unten in Richtung auf die Zelle 10 geneigt sein. Wenn das Aluminiumoxid verflüssigt ist, fließt es ebenso wie Wasser oder andere Flüssigkeiten längs entlang dem Förderer 22 und dann durch die Öffnungen 48 in den Platten 46 auf der

Seitenwand des Förderers. Die Platten sind vertikal verstellbar zum Regulieren des relativen Flusses von Aluminiumoxid durch die Öffnungen 48 und in die Leitung 26. Durch richtige Einstellung der vertikalen Höhe jeder der kreisförmigen Platten 46 und der ent-

sprechenuen Höhe der öffnungen 48 darin fließt etwa die gleiche Menge von Aluminiumoxid durch jede der Öffnungen in jedes der Rohre 26 an den beiden oder mehreren Zuführungsstellen. Die Regulierung des Aluminiumoxidflusses kann entweder durch

ein vertikal verstellbares Hindernis oder andere Einrichtungen zum Verstellen der Höhe oder Größe der öffnungen 48 in der Seitenwand des Förderers 22 erreicht werden.

Das Rohr 26 führt Aluminiumoxid in das Gehäuse 29 und um die Führung 33, die Tauchstangc 31 und den Tauchkolben 30 zu, so daß das Aluminiumoxid unmittelbar unter dem Tauchkolben in die Zelle gelangt. Ein strömungsmittelbetriebener, vorzugsweise pneumatischer Zylinder 28, der durch nicht gezeigte Elemente getrennt vom Förderer 22 angebracht ist. bewegt den Tauchkolben 30 auf ein Signal hin auf und ab. Ein zusätzliches Einlaßrohr 3a kann auf dem Gehäuse 29 vorgesehen sein zum Zuführen anderer Stc^ffe wie Fluorid in die Zelle und den Stellen, an denen sich ucr Tauchkolben befindet. F i g. 5 zeigt die Meßvorrichtung 36 zum Zuliefern abgemessener Mengen von Aluminiumoxid 42 von einem Behälter oder Tank 34 in den Förderer 22 und von dort in die Zelle. Die Meßvorrichtung 36 umfaßt ein oberes Zufuhrventil 50 zum Regulieren des Aluminiumflusses in den Behälter 52 der Meßvorrichtung sowie ein unteres Ablaßventil 38 zum Ablassen des Aluminiumoxids a"s dem Behälter 52 der Meßvorrichtung und

od. ä. befestigt, die den Aluminiumoxidfluß unter dem Rand 100 und über dem oberen Ende des Abflußrohres 96 nicht störend beeinflussen. Das konische Dach 98 hat einen wesentlich größeren Durchmesser als das Abflußrohr 96 und der am Umfang befindliche Rand 100 erstreckt sich in die Ebene der oberen Kante des Abflußrohres 96 oder darunter.

Eine Einrichtung wie das Rohr 102 ist vorgesehen, um Luft oder andere Gase in Hie Luftkamn er unter

füh dß di

zum Weiterleiten in den Förderer 22. Das Zuführventil 50 zum Zuführen weist ein kastenförmiges
Ventilgehäuse 56 auf, welches mit einem Einlaß 58
von dem Tank 34 sowie einem kreisförmigen Auslaß
59 in den Behälter 52 der Meßvorrichtung versehen
ist. Ein kreisförmiges Abflußrohr 60 ist in dem Gehäuse 56 angeordnet und weist einen unteren Teil
auf, der sich nach unten in den Fülltrichter oder Behälter 52 erstreckt, sowie einen oberen Teil, der sich um i^un. ^v.^. ^₁. ...

in das Ventilgehäuse 56 erstreckt. Das Ventil weist io der durchlässigen Membran 92 zu führen, so daß die außerdem ein verflüssigendes Bett auf, das im Ein- Luft durch die Membran 92 entweicht, um das AIuzelnen in dem weggeschnittenen Teil der Figur ge- miniumoxid auf der Membran zu verflüssigen. In zeigt ist und eine luftdurchlässige Membran 68 aus verflüssigtem Zustand fließt das Aluminiumoxid über Leinen, Asbesttuch, Drahtgitter, Metallfilz, Filter- das obere Ende des Abflußrohres 96 und in die darstein od. ä. besteht, das sich in einem Abstand ober- 15 unterliegende Leitung bzw. den Förderer 22. halb der undurchlässigen Luftkammer 70 des Ventil- Es wird bemerkt, daß die erfindungsgemäße Meßgehäuses 56 befindet. Die deckende Platte 57 ist über vorrichtung besonders dafür konstruiert ist, daß sie der Membran 68 angeordnet und erstreckt sich zu eine fast genau gleiche Menge von Aluminiumoxid einem Punkt unmittelbar unter dem Ablenkblech 76, für jeden Zyklus schafft. Um diese wiederholte Meßwodurch die Verflüssigung des Aluminiumoxids 42 20 genauigkeit der Aluminiumoxidmengen herzustellen, in diesem Bereich verhindert wird. Eine Einrichtung sind alle nach unten abfallenden Flächen in der wie ein Luftrohr 72, das mit einer nicht gezeigten
Luftversorgung in Verbindung steht, wird dazu ver-

wendet, Luft in die Luftkammer 70 zu fördern, so
daß sie durch die Membran entweicht. Das obere
Zuführventil 50 hat auch ein Ablenkblech 76, welches von der Oberseite des Ventilgehäuses 56 herabhängt und über die Breite des VeniiU in der Nähe
des Einlasses 58 des Ventils angeordnet ist. Der
obere Abzug 78, der mit der Leitung bzw. dem For- 30 Raum darunter derer 22 durch nicht gezeigte Einrichtungen in Ver- Winkels von 45^: bindung steht, fördert Staub und Luft vom Zuführventil 50 zum Zuführen in den Förderer.

Der Behälter 52 der Meßvorrichtung, welcher Aluminiumoxid aus dem oberen Zuführventil 50 empfängt, hat einen zusammenlaufenden unteren Abschnitt 80. der in das Ablaßventil 38 führt, sowie eine innere Haube 82 mit einem zylindrischen oberen Ende, welches gleitbar über den unteren Teil des Ab-

_O111U „,.«. unten abfallenden Flächen in der

Meßvorrichtung von der Horizontalen in einem Winkel von mindestens 35°, vorzugsweise 45°, geneigt. Es

Luft In die Luftkammer 7« zu ioraeni, bu ist bekan.a, daß der natürliche Ablagcrungswinkel daß sie durch die Membran entweicht. Das obere 25 von Aluminiumoxid etwa 35° beträgt. Dementspre-7nfiilirventil 50 hat auch ein Ablenkblech 76, wel- chend ist, wenn der Winkel der nach unten abfallen-/umuir in ³" ^im - -. ... ,..,...„ « u„,„k_ _den Wände der Haube 82 um 45° von der Horizontalen geneigt ist. es sicher, daß das Aluminiumoxid die Haube immer ganz füllt, anstatt einen leeren herzustellen. Die Schaffung eines ,,.....W.^ ._ auf den oberen Randflächen der Abflußrohre 60 und 96 und auf dem unteren Abschnitt 80 des Fülltrichters sorgt auch dafür, daß sich das Aluminiumoxid nicht auf diesen Oberflächen sam-35 melt. Durch Sicherstellen, daß das Aluminiumoxid den Fülltrichter für jeden Zyklus füllt und daß es sich nicht auf den nach unten abfallenden Flächen der Meßvorrichtung sammelt, wird wiederholte Meß-

bnoe^o«^. -. -- genauigkeit crzielt.\

flußrohres gepaßt ist. um das Volumen des abgcge- 40 Bei der Arbeitsweise der erfindungsgcmaßen Zubenen Aluminiumoxides einzustellen. Die Höhe der rührvorrichtung werden die geeichte Skala 86 und Haube 82 wird durch eine Stange 82 zum Einstellen die Stange 84 zum Verstellen dazu benutzt, die einoestellt, welche durch Abstandhalter 85 an der Haube auf das erwünschte Volumen einzustellen, das Haube 82 befestigt ist und sich durch den oberen das Gefäß aufnehmen soll. Der Behälter oder Tank Teil des Ventilgchäuscs 56 erstreckt. Eine Stift- 45 34 liefert einen Kopf von Aluminiumoxid m dem

-' " ■' <-■-" c:«~ oberen Zufuhrventil 50 der Meßvorrichtung, um die

Zelle zu füllen. Zum Füllen des Fülltrichters oda Behälters 52 vor dem Füllen einer Aluminiumoxid zelle öffnen nicht gezeigte, automatische Steuerun 50 gen ein Luftventil zum Luftrohr 72, so daß die Luf durch die luftdurchlässige Membran 68 entweicht um das darauf befindliche Aluminiumoxid zu ver flüssigen und zu veranlassen, daß es über die oben

fluß durch das AuslaLSenae aes ruiuuciucia <j^, ^- Kante des Abflußrohres 60 in den zum Messen be hälters 52 Dieses Ablaßventil 38 umfaßt eine Luft- 55 stimmten Fülltrichter oder Behälter 52 fließt und ihi kammer 88 mit einer Mittelöffnung und eine mit Öff- bis zum oberen Ende des Abflußrohres 60 füllt. Di nungen versehene, luftdurchlässige, scheibenförmige Höhe des Aluminiumoxids steigt in der Kammer, bi Membran 92 aus Leinwand, Metallfilz od. ä., die der Strömungsmitteldruck des verflüssigten Teils i durch einen Flansch 94 über der Luftkammer befe- der Kammer des Zuführventils dem Strömungsmittel sti"t ist. Ein Abflußrohr 96 mit einem sich nach oben 60 druck des nicht verflüssigten Teils in der Kamme von der Oberfläche der Membran 92 erstreckenden entspricht. Die Höhe, bei welcher solch eine Gleicl

. . . .*-_ :_ a„„ I₁₆J₁ auftritt, hängt teilweise von der Lnge der Kanl

der abdeckenden Platte 57 unter di-rn "AVeukblec 76 ab. Wenn die Kante der abdeckender. Platte 5 65 fast direkt unter dem Ablenkblech 76 liegt, wie <

icana xuu uuti «—· befestigt ist. Das hier gezeigt ist, hebt sich der Stand des Aluminiun

Dach 98 ist an die Oberseite des Abflußrohres 96 oxids im verflüssigten Teil bis zu einem Punkt auf di durch geeignete Einrichtungen wie Stiftschrauben gleichen Höhe oder etwas höher als die untere Kan

Teil des veniugciiausi;» ~>« ^₁₁₃₁..—-· ----schraube 90 hält die Stange 84 in ihrer Stellung. Eine eeeichte Skala 86 ist vorgesehen, um die Volumeneinstellung der inneren Haube 82 anzuzeigen. Der Se Ab^gzug 79 steht mitdem oberen Abzug 78 und

tune während des Entleerens zu liefern.

Das Ablaßventil 38 reguliert den Alum.niumoxidfluß durch das Auslaßende des Fülltrichters oder Be-

Ende und einem unteren, sich nach unten in den Förderer 22 erstreckenden Ende hat ein konisches

2 135 435

des Ablenkbleches 76. Obgleich die Verflüssigung fortgesetzt wird, ist der Pegel auf diesen Punkt begrenzt und die Verflüssigungsluft und Staub entweichen durch den oberen Abzug 78. Die Versorgung mit V'·· -flüssigungsluft wird etwas länger als notwendig fortgesetzt, um den Behälter der Meßvorrichtung zu füllen und das Füllen der Mcßvorrichtung zu garantieren. Die Erfahrung hat z. B. gezeigt, daß sich die Meßvorrichtung in 20 Sekunden füllt, aber die Zufuhr von Verflüssigungsluft weitere 10 Sekunden oder 30 Sekunden im ganzen fortgesetzt wird. Die Meßvorrichtung 36 ist jetzt auf ein Signal hin in der Lage, seine vorbestimmte abgemessene Menge von Aluminiumoxid dem Förderer 22 zuzuführen.

Der Förderer 22 dient als ein Strömungsmittelbett, in welchem ein konstanter Pegel oder »Kopf« von Aluminiumoxid aufrechterhalten wird. Während des Zuführvorgangs hat der Pegel des Aluminiumoxids an der Einlaufseite ein Maximum (12"äcm) erreicht und vermindert sich leicht in Richtung des Flusses, der analog zu der hydraulischen Drucklinie ist, die man bei durch eine Rinne fließendem Wasser beobachtet hat. Durch diese Drucklinie wird es notwendig, die Öffnungen einzeln zu verstellen, um einen einheitlichen »Kopf« über jeder Öffnung zu erhalten, vodurch ein gleichmäßiger Fluß durch die Öffnungen zustande kommt. Der Förderer 22 leert sich nie, obwohl sein Gesamtpegel um den Bruchteil eines Zentimeters schwanken kann. Das gesteuerte Abmessen des Aluminiumoxidflusses in das Gefäß ist das Ergebnis der Wechselwirkung der Meßvorrichtung 36, des Förderers 22 und der Öffnungen 48.

Wenn eine Abtasteinrichtung, wie sie in der USA.-Patentschrift 3 400 062 beschrieben ist. oder eine andere Signaleinrichtung anzeigt, daß die Zelle gefüllt werden muß, werden die Tauchkolben 32 gleichzeitig mehrere aufeinanderfolgende Male ab und auf gestoßen, um die Kruste 20 auf der Zelle 10 aufzubrechen. Die Zahl der Stöße des Tauchkolbens kann von einem auf fünf oder mehr Stöße eingestellt werden. Die Stöße des Tauchkolbens drängen auch das Aluminiumoxid in das Bad, welches sich noch von dem vorausgegangenen Zuführvorgang über dem Loch befand. Zwischen den Zuführvorgängen bleibt das Aluminiumoxid über dem Loch und auf dem geschmolzenen Bad. Die hohe Temperatur verdrängt die Feuchtigkeit in dem Aluminiumoxid, bevor es in das geschmolzene Bad eingeführt wird, und schränkt dadurch das Entweichen von Fluoridgas ein.

Unmittelbar nach den letzten Stößen der Tauchkolben beginnt der Zuführzyklus Luft in das Ablaßventil 38 und in den Förderer 22 einzuführen, um das Aluminiumoxid in dem Ventil und dem Förderer zu verflüssigen. Die Dauer dieses Zuführzyklus ist willkürlich, z. B. kann sie 60 Sekunden betragen. Während dieser ganzen Zeit wird Aluminiumoxid gleichmäßig durch die Öffnungen 48, Leitungen und Gehäuse 29 abgegeben und in dem Loch in der Kruste 20 gelagert.

Gleichzeitig wird der gesamte Inhalt der Meßvorrichtung 36 in den Förderer 22 abgegeben, was dazu dient, den Aluminiumoxidpegel im Förderer 22 aufrechtzuerhalten. Die Meßvorrichtung 36 wird etwa 45 Sekunden vom Start des Zyklus an entwässert, wobei ein Spielraum von 15 Sekunden gelassen wird, um vollständiges Abfließen zu sichern. Am Ende des Zuführzyklus stellen automatische Steuerungen die Luftzufuhr zum Ablaßventil 38 und zum Förderer 22 ab. Di·: Steuerungen betätigen dann wieder das obere Zuführventil 50. indem sie Luft durch die Membran 63 zwingen, um den Fülltrichter oder Behälter 52 in Vorbereitung auf den nächsten Zuführzyklus zu füllen. Nachdem der Fülltrichter oder Bc'iälter 52 gefüllt und das obere Zuführventil 50 geschlossen ist. bleibt die Meßvorrichtung außer Betrieb, bis die Zelle 10 wieder gefüllt werden soll, ίο Es sei bemerkt, daß die Verflüssigungszeit für die Ventile 50. 38 und den Förderer 22 nicht kritisch ist. Wie oben erklärt, beeinflußt der Betrieb des oberen Zuführventils 50, nachdem der Fülltrichter oder Behälter 52 voll ist. die Menge des Aluminiumoxids in dem Fülltrichter oder Behälter 52 nicht, auf Grund dessen Fähigkeit, selbst eine Grenze zu setzen. Was das Abflußventil 38 betrifft, wird es nur so lange betätigt, bis der Fülltrichter oder Behälter 52 ganz geleert ist. Nachdem der Behälter 22 anfangs gefüllt worden ist und das System genügend Zyklen durchfahren hat, um im Gleichgewicht zu sein, weist es anschließend stets einen konstanten Aluminiumoxidpegel auf. Nachdem das anfängliche Gleichgewicht erreicht ist, zeigt es sich, daß der Gesamtbetrag des Aluminiumoxids, welches während einer Zeitspanne von 24 Stunden in den Topi abgegeben worden ist, fast genau dem Produkt aus dem Durchschnittsbetrag, welcher von der Meßvorrichtung pro Arbeitsvorgang abgegeben wird, der Gesamtanzahl von Arbeitsvorgängen während der Zeitspanne von 24 Stunden entspricht. Es wird auch deutlich, daß die Gesamtgenauigkeit des Zuführens hauptsächlich von der Wiederholbarkeit des Vorgangs in der Meßvorrichtung 36 abhängt. Es ist an Hand von Versudien gezeigt worden, daß sich mit der Meßvorrichtung 36 statistisch ein Fehler von etwa ± 225 _o pro Arbeitsvorgang bei einem Durchsatz von 18,1 kg ergibt. Aus diesem Fehler während einer Zeitspanne von 24 Stunden ergibt sich eine Wiederholbarkeit, die für die genaue Steuerung eines Schmelzgefäßes sehr annehmbar ist. Alle weiteren Einzelheiten, wie die Größe der Öffnung, Zeitelemente, die Länge des Förderers usw., sind willkürlich gewählt und sollten in keinem Fall die Gesamtgenauigkeit beeinflussen. Eine Vergrößerung des Volumens der Meßvorrichtung durch die Stange 84 zum Einstellen erzeugt einen etwas höheren Pegel des Aluminiumoxids im Förderer 22. Dieser höhere Pegel oder »Kopf« erzeugt wiederum ein entsprechendes Anwachsen des Flusses von der Öffnung. Es wird deutlich, daß das System sich selbst ausgleicht und einen neuen Gleichgewichtszustand ohne Beeinflussung der Genauigkeit erreicht. Ein Abnehmen des Volumens der Meßvorrichtung erzeugt eine ähnliche Situation, wobei lediglich der Aluminiumoxidpegel im Förderer 22 reduziert ist.

Die vorliegende Erfindung soll daher eine Zuführvorrichtung schaffen, welche Aluminiumoxid einer elektrolytischen Zelle von einer geeigneten Versorgungsstelle aus zuführt, die entfernt von der Zelle liegt und die an einer Vielzahl von Zuführungsstellen in der Zelle im wesentlichen gleiche Mengen von Aluminiumoxid in das elektrolytische Bad einführt. Die Zuführvorrichtung ist sehr geeignet für die Ver-Wendung automatischer Steuerungen und für fortlaufenden Betrieb der Zelle bei ausgedehnten Zeitspannen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuführen von Aluminiumoxid zu ?.iner elektrolytisches Zelle für die Gewinnung von Aluminiumoxid, bestehend aus einem Vorratsbehälter uid einer Transporteinrichtung mit einer Dosiervorrichtung für die der Zelle jeweils zuzuführende Menge an Aluminiumoxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (22) aus einem sich über die Länge der Elektrolysezelle erstreckenden oberhalb dieser angeordneten Fließbettförderer besteht, der mehrere Abgabestellen (24) aufweist, um das Aluminiumoxid gleichmäßig über die Länge der Elektrolysezelle zu verteilen, und daß die Dosiervorrichtung (36) zwischen dem Flief.bettförderer und dem Vorratsbehälter (34) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nähe der Transportvorrichtung (22) vorgesehene Dosiervorrichtung (36) einen vorgegebene Mengen von Aluminiumoxid aufnehmenden Behälter (52) aufweist, welcher auf der Einlaßseite mit einem Zuführventil (50) und auslaßseitig mit einem Ablaßventil (38) versehen ist, wobei die Durchflußöffnung dieser Ventile (io, 50) mit einem gröbere Teile des Aluminiumoxids zu~ückha''.enden Element versehen ist, während zusLtzlich im Bereich der Wandung um diese Öffnungen ein Γ is Aluminiumoxid in Bewegung haltendes Element (88) vor gesehen ist, welches den Transport des Aluminiumoxids durch diese Öffnungen unterstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Zufuhr von Druckluft in die Transportvorrichtung (22) Druckluft dem zwischen der Dosiervorrichtung (36) und der Transportvorrichtung (22) vorgesehenen Ablaßventil (38) zugeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Abflußseite des Behälters (52) vorgesehene Ablaßventil (38) mit einer Luftkammer (88) versehen ist, durch welche die Druckluft zugeführt wird.