DE2438078A1 - Verfahren zum schoepfen von aluminium aus einer zelle zur gewinnung von aluminium durch elektrolyse - Google Patents
Verfahren zum schoepfen von aluminium aus einer zelle zur gewinnung von aluminium durch elektrolyseInfo
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Description
COOO München 80 Mühldorfstraße 25
Telefon (089) 496872 Telegramme patamus mOnchen
-_„ , iir^ ι r-kl" ____~ ' Postacheck München 33418-802
Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang . BankReu8chei.&coMünch.ne3082o
SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG
P 009 63
P 009 63
Verfahren zum Schöpfen von Aluminium aus einer Zelle zur Gewinnung
von Aluminium durch Elektrolyse
Für die Gewinnung von Aluminium .durch Elektrolyse von Aluminiumoxid
(A1_O , Tonerde, auf Englisch "alumina") wird dieses
in einer Fluoridschmelze gelöst, die zum grössten Teil aus Kryolith Ha^AlF,- besteht. Diese Schmelze ist in einer Zelle
enthalten, deren Innenwandungen aus amorphem Kohlenstoff bestehen. In die Schmelze tauchen von oben Anoden aus amorphem
Kohlenstoff ein. Das kathodisch abgeschiedene' Aluminium sammelt sich in flüssigem Zustand unter der Fluoridsehmelze auf ■
dem Boden der Zelle. An den Anoden entsteht durch die elek-
trolytische Zersetzung des Aluminiumoxids Sauerstoff, der sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu CO und COp verbindet.
Die Elektrolyse findet in einem Temperaturbereich von.etwa 9^0 bis 975°C statt.
Das Prinzip einer Aluminium-Elektrolysezelle mit vo.rgebrannten Anoden ("prebaked anodes") geht aus'der Figur 1 hervor,
die einen schematischen Vertikalschnitt in Längsrichtung durch
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einen Teil einer Elektrolysezelle zeigt. Die Stahlwanne 12,
die mit einer thermischen Isolation 13 aus hitzebeständiger-!,
wärmedärarnendem Material 13, z.B. Chamotte, und mit Kohlenstoff
11 ausgekleidet ist, enthält die Fluoridschmelze 10 (den Elektrolyten). Das kathodisch abgeschiedene Aluminium l*f liegt
auf dein Kohleboden 15 der Zelle. Die Oberfläche 16 des flüssigen Aluminiums stellt die Kathode dar. In die Kohlenstoffauskleidung
11 sind (hier quer-zur Längsrichtung der Zelle) eiserne Kathodenbarren 17 eingelassen, die den elektrischen
Gleichstrom aus der Kohlenstoffauskleidung 11 der Zelle seitlich
nach aussen führen. In die Fluoridschmelze 10 tauchen von oben Anoden 18 aus amorphem Kohlenstoff ein, die den
Gleichstrom dem Elektrolyten zuführen. Sie sind über Stromleiterstangen 19 und durch Schlösser 20 mit dem Anodenbalken
21 fes.t verbunden. Der Anodenbalken kann aus einer oder mehreren Stromschienen bestehen.
Der Strom fliesst von den Kathodenbarren 17 der einen Zelle zum Anodenbalken 21 der,folgenden Zelle über konventionelle,
nicht gezeichnete Stromschienen. Vom Anodenbalken 21 fliesst er über die Stromleiterstangen 19, die Anoden 18, den Elektrolyten
10, das flüssige Aluminium 14 und die Kohlenstoffauskleidung
11 zu den Kathodenbarren 17. Der Elektrolyt 10 ist nut einer Kruste 22 aus erstarrter Schmelze und einer darü^-
ber befindlichen Aluminiumoxidschicht 23 bedeckt. Zwischen dem Elektrolyten 10 und der erstarrten Kruste 22 entstehen
im Betrieb Hohlräume 25. An den Seitenwänden der Kohlenstoff-
509808/0883
auskleidung 11 bildet sich ebenfalls eine Kruste aus erstarrtem Elektrolyt in Gestalt der seitlichen Borde 21I. Die Dicke
der Borde 2k ist mitbestimmend für die horizontale Ausdehnung
des Bades aus.dem flüssigen Aluminium 1-4 und dem Elektrolyten
10. Bei steigender Temperatur nimmt die Dicke der Borde 2k im
allgemeinen ab, bei fallender Temperatur im allgemeinen zu.
Der mittlere Abstand d der Anodenunterseiten 26 zur oberen
Fläche 16 des flüssigen Aluminiums, der auch Interpolardistanz
genannt, wird, lässt sich durch Heben oder Senken des Anodenbalkens
21 mit Hilfe der Hubwerke 27 verändern, die auf Säulen 28 montiert sind. Dies wirkt sich auf alle Anoden aus.
Jede Anode jedoch kann einzeln durch Heben oder Senken ein-
reguliert werden, indem das betreffende Schloss 20 geöffnet, die Stromleiterstange 19 relativ zum Anodenbalken 21 verschoben
und anschliessend das Schloss 20 wieder angezogen wird. Infolge des Angriffs durch den bei der Elektrolyse in Freiheit
gesetzten Sauerstoff verbrauchen sich die Anoden an ihrer Unterseite kontinuierlich um ca. 1,5 bis 2 cm pro Tag
(Anodenabbrand) je nach Zellentyp, und gleichzeitig steigt die nahe des flüssigen Aluminiums Ik um etwa denselben Betrag
infolge des Abseheidens von Aluminium an der Kathode.
Wenn eine Anode verbraucht ist, muss sie gegen eine neue ausgewechselt
werden. Die Zelle wird in der Praxis so geführt, dass einige. Tage nach Inbetriebnahme die Anoden der Zelle
nicht mehr den gleichen Abbrandgrad aufweisen und daher nach Abnützung über mehrere Wochen verteilt ausgewechselt werden
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müssen-. Aus diesem Grunde arbeiten in einer Zelle Anoden verschiedenen
Einsatsalters zusammen, was aus der Figur 1 hervorgeht .
Die Horizontalfläche, welche die Gesamtheit der Anodenunterseiten einer Zelle einnimmt, wird Anodentisch genannt.
Das Prinzip einer Aluminium-Elektrolysezelle mit selbstbrennender Anode ("self baking anode", Soederberg-Anode) ist das
Gleiche wie dasjenige einer Aluminium-Elektrolysezelle mit vorgebrannten Anoden.
Anstelle von vorgebrannten Anoden werden Anoden verwendet,
die aus grüner Elektrodenmasse in einem Stahlmantel während des Elektrolysebetriebes durch die Zellenwärme kontinuierlich
gebrannt^werden. Der Gleichstrom wird durch seitliche Stahlbolzen
oder von oben durch vertikale Stahlbolzen zugeführt. Diese Anoden werden durch Einschütten von grüner Elektrodenmasse
in den Stahlmantel nach Bedarf ergänzt.
Durch Einschlagen der oberen Ele.ktrolytkruste 22 (der verkrusteten
Badoberfläche) wird das darüber befindliche Aluminiumoxid 23 in den Elektrolyten 10 gebracht. Diese Operation wird
Zellenbedienung genannt (auf Englisch "servicing of the cell"') Im Laufe der Elektrolyse verarmt der Elektrolyt an Aluminiumoxid.
Bei einer unteren Konzentration von beispielsweise 1 bis 2,5 % Aluminiumoxid im Elektrolyten kommt es zum Anoden-
effekt, der sich in einer plötzlichen Spannungserhöhung von
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von normal h bis h,5 V zum Beispiel auf 20 V und darüber auswirkt. Spätestens dann muss die Kruste eingeschlagen werden
und die Al O -Konzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid angehoben werden.
und die Al O -Konzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid angehoben werden.
Die Zelle wird im normalen Betrieb üblicherweise periodisch
bedient, auch wenn kein Anodeneffekt auftritt. Diese Zellenbedienung wird im nachfolgenden als "normale Zellenbedienung" bezeichnet. Sie findet z.B. jede 2. bis 6. Stunde statt. Ausserdem muss bei jedem Anodeneffekt, wie oben ausgeführt, die
Badkruste eingeschlagen und die Al?0 -Konzentration durch Zugabe von neuem A1?OV angehoben werden, was einer Zellenbedienung entspricht. Der Anodeneffekt ist daher im Betrieb stets
mit einer Zellenbedienung verbunden, die man im Gegensatz zur normalen Zellenbedienung als "Anodeneffektbedienung" bezeichnen kann. .
bedient, auch wenn kein Anodeneffekt auftritt. Diese Zellenbedienung wird im nachfolgenden als "normale Zellenbedienung" bezeichnet. Sie findet z.B. jede 2. bis 6. Stunde statt. Ausserdem muss bei jedem Anodeneffekt, wie oben ausgeführt, die
Badkruste eingeschlagen und die Al?0 -Konzentration durch Zugabe von neuem A1?OV angehoben werden, was einer Zellenbedienung entspricht. Der Anodeneffekt ist daher im Betrieb stets
mit einer Zellenbedienung verbunden, die man im Gegensatz zur normalen Zellenbedienung als "Anodeneffektbedienung" bezeichnen kann. .
Das elektrolytisch erzeugte Aluminium 14, das sich auf dem
Kohleboden 15 der Zelle sammelt, wird im allgemeinen einmal
täglich aus der Zelle herausgenommen, z.B. durch konventionelle Saugvorrichtungen. Hierbei wird üblicherweise die Höhe
des flüssigen Aluminiums 1*1 auf einen für jeden Zellentyp optimalen Wert zurückgeführt. Dieser Wert entspricht dem Soll-Metallstand. Die Metallentnahme wird auch Schöpfen genannt.
Kohleboden 15 der Zelle sammelt, wird im allgemeinen einmal
täglich aus der Zelle herausgenommen, z.B. durch konventionelle Saugvorrichtungen. Hierbei wird üblicherweise die Höhe
des flüssigen Aluminiums 1*1 auf einen für jeden Zellentyp optimalen Wert zurückgeführt. Dieser Wert entspricht dem Soll-Metallstand. Die Metallentnahme wird auch Schöpfen genannt.
Ein charakteristischer Wert beim Betrieb einer- Zelle ist ihre
elektrische Grundspannung. Diese wird für jede Zelle, unter
Berücksichtigung ihres Alters, des Zustandes der Kohlenstoff-
Berücksichtigung ihres Alters, des Zustandes der Kohlenstoff-
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auskleidung 11, der Zusammensetzung des Schmelzflusselektrolyten 10 sowie der Zellenstromstärke und -dichte festgelegt.
Für die Festlegung der Grundspannung wird ausserdem die horizontale
Ausdehnung der Kathodenoberfläche 16 berücksichtigt, die durch die Dicke der seitlichen Borde 2h beeinflusst wird.
Aus der Grundspannung lässt sich der Grundwidefstand der Zelle
nach folgender Gleichung errechnen:
R ο * ο
ο = ■■ "
R ist der ohmische Grundwiderstand in Ohm, U die Grundspano ο
nung in Volt, 1,65 die Gegen-EMK in Volt und I die momentane Zellenstromstärke in Ampere.
Der richtige V/ert der Grundspannung entspricht einer optimalen
Interpolardistanz. Wird die Zelle so betrieben, dass die horizontale Ausdehnung der Kathodenoberfläche 16 unverändert
bleibt, so gleicht der Anstieg der Höhe des flüssigen Aluminiums auf dem Kohleboden im allgemeinen dem Abbrand der Anoden an ihrer Unterseite. Die üblicherweise gewählten Dimensionen
von Anoden und Kathoden ermöglichen das im vorstehenden ' beschriebene Verhalten. V/ill man in diesem Fall in einer Zelle
das Metall auf den gewünschten Stand (Soll-Metallstand) schöpfen, so genügt es, gerade soviel flüssiges Metall abzuschöpfen,
wie dem Anodenabbrand entspricht.
In der Praxis ist die tatsächliche Interpolardistanz zeitweise, z.B. zwischen zwei Schöpfvorgängen, grosser oder kleiner als
die optimale Interpolardistanz. Die Abweichungen werden im wesentlichen verursacht durch unregelmäsoigen Anstieg der
509808/0883
Höhe des flüssigen Aluminiums auf dem Kohleboden, durch unregelmässiges
Abbrennen der Anoden an ihrer Unterseite und durch Aenderung der horizontalen Ausdehnung der Käthodenoberfläche
16 infolge Aenderung der Dicke der seitlichen Borde 2k. Schöpft man in diesem Fall das Metall in einer Zelle gerade um den
Betrag, der dem Anodenabbrand entspricht, so erreicht man nicht den Soll-Metallstand der Zelle, sondern hat die Zelle
über- oder unterschöpft, das heisst zu viel oder zu wenig abgeschöpft .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schöpfen von Aluminium
nach automatischer Bestimmung der abzuschöpfenden Metallhöhe aus einer Zelle zur elektrolytischen Gewinnung von
Aluminium.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es, unter■Berücksichtigung
der sich verändernden Dicke der seitlichen Borde, des Anodenabbrandes, der sich verändernden Interpolardistanz
und des Soll-Metallstandes, die abzuschöpfende Metallhöhe genau zu bestimmen und die Zelle anschliessend auf den SoIl-Metallstand
zu schöpfen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Schöpfen des Aluminiums aus einer Zelle zur Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse
von in einer Pluoridschmelze gelöstem Aluminiumoxid zeichnet sich durch folgende nacheinander durchgeführte Arbeitsgänge
aus:
a) In regelrriässigen Zeitabständen werden der momentane
509803/0883
ohrnsche Zellenwiderstand berechnet, die Moment anwerte
über eine bestimmte Zeitperiode geglättet und die Diffe-
4R
renz /zwischen diesem geglätteten Zellenwiderstand und einen für jede Zelle festgelegten Grundwiderstand errechnet;
renz /zwischen diesem geglätteten Zellenwiderstand und einen für jede Zelle festgelegten Grundwiderstand errechnet;
b) sobald 30 bis 60 min nach einer normalen ■Zellenbedienung
die Differenz einen für jede Zelle vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird der Anodenbalken gehoben
oder gesenkt, um den ohmschen Ist-Widerstand dem ohmschen Grundwiderstand anzupassen;
c) die Differenz ΔΒ der Höhenlagen des Anodenbalkens wird errechnet aus zwei Werten, von denen der erste 30 bis
60 min nach der dem Schöpfen folgenden normalen Zellenbedienung liegt und der zweite 30 bis 60 min nach der
letzten normalen Zellenbedienung vor dem nächsten Schöpfvorgang;
d) die abzuschöpfende Metallhöhe H (mm) wird nach der Gleichung
H = I · t · f + ΔΒ
errechnet, in der I den mittleren Gleichstrom in KiIo-
ampere, t die Zeit in Stunden, die zwischen aufeinanderfolgenden Schöpfvorgängen verstrichen ist, und f einen
Proportionalitätsfaktor (r-r—-—r-) bedeuten;
e) die nach der Gleichung unter d) ermittelte Metallhöhe wird abgeschöpft.
509808/0883
Die unter a) genannten regelmässigen Zeitabstände können
zwischen 2 Sekunden und 5 Minuten liegen. In der Praxis ha- · ben sich Zeitabstände von 10 Sekunden bis 1 Minute als- vorteilhaft
erwiesen.
Die ebenfalls unter a) genannte bestimmte Zeitperiode kann zwischen 10 Minuten und 1 Stunde liegen. In der Praxis werden
vorteilhafterweise 10. Minuten gewählt.
Das Verfahren ist sowohl auf eine einzelne Zelle wie auch auf mehrere in Serie geschaltete Zellen anwendbar.
Im folgenden wird eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemässen
Verfahrens beschrieben.
Von einem Computer v/erden in regelmässigen Zeitabständen, z.
B. alle 10 bis 60 Sekunden, die Zellenspannung U und der Zellengleichstrom I abgetastet und daraus der Zellenwiderstand
nach der Gleichung berechnet:
"ist I n
R. ist der momentane ohmsche Widerstand in Ohm, U die mo
1St Gegen-
mentane Zellenspannung in Volt, 1,65 die/EMK in Volt und I
die Zellengleichstromstärke in Ampere.
Gleichzeitig wird, z.B. mit Hilfe eines am Anodenbalken angebrachten
Potentiometers, die Höhenlage des Anodenbalkens der Zelle vom Computer abgelesen. I, R. , und die Werte der Höhenlage
des Anodenbalkens werden im Computer gespeichert.
509808/0883
Die vom Computer errechneten Werte für R-„. werden über eine
bestimmte Zeitperiode, z.B. 10 min, geglättet und in regelmässigen
Zeitabständen, z.B. alle 10 bis 15 Minuten, mit dem Grundwiderstand R der Zelle verglichen. Stellt der Computer
Differenzen zwischen dem geglätteten Wert und R fest und überschreitet diese Differenz einen im voraus in den
Computer eingegebenen und in diesem gespeicherten Grenzwert, so wird vom Computer ein Befehl herausgegeben, nach welchem
der Anodenbalken gehoben bzw. gesenkt wird, bis der Grundwiderstand der Zelle wieder erreicht ist. Diese Massnahme wird
30 bis 60 min nach einer Normalbedienung durchgeführt. Die Werte der Höhenlage des Anodenbalkens vor und nach jeder Bewegung
werden vom Computer, z.B. mittels Potentiometers, abgelesen und im Computer gespeichert.
Diese Art der Zellenregelung hat den Vorzug, dass der nach mindestens 30 und maximal 60 Minuten nach einer Normalbedienung
der Zelle eingestellte Grundwiderstand Gewähr dafür bietet, dass die optimale mittlere Interpolardistanz eingestellt
ist, und stellt die Voraussetzung für dasin der Folge beschriebene .erfindungsgemässe Verfahren dar.
Die abzuschöpfende Metallhöhe einer Zelle errechnet sich
nach der Gleichung
H = Im ' t ' f + ΔΒ
K ist die abzuschöpfende Metallhöhe der Zelle in Millimeter,
I1n der mittlere Gleichstrom der Zelle in Kiloampere, t die
Zeit in Stunden, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden
509808/08 83 ' >
Schöpfvorgängen verstrichen ist. f ist ein Proportionalitätsfaktor; seine Dimension ist , und er nimmt die Umrechnung
von Kiloamperestunden in Millimeter Anodenabbrand vor. Für f ist üblicherweise 0,0056 bis 0,0063 einzusetzen. ΔΒ in
Millimeter ist eine Differenz zwischen zwei Höhenlagen des Anodenbalkens.
Zur Berechnung der Differenz ΔΒ der Höhenlagen des Anodenbalkens
werden die folgenden zwei Werte der Höhenlage herangezogen. Der erste Wert wird 30 bis 60 Minuten nach der dem
Schöpfen folgenden Normalbedienμng ermittelt. Der zweite Wert
wird 30 bis 60 Hinuten nach der letzten Normalbedienung vor
dem nächsten SchöpfVorgang ermittelt. Die Zeitpunkte der beiden
Ermittlungen der Höhenlage brauchen nicht zeitlich gleich weit von der jeweiligen Normalbedienung entfernt zu sein. Aus
den beiden Werten wird die Differenz ΔΒ ermittelt.
Figur 2 veranschaulicht in einem Diagramm die Ermittlung·der
Höhenlagen des Anodenbalkens. 50 ist der Zeitpunkt eines ersten
Schöpfvorganges, 51 der Zeitpunkt der ersten darauf folgenden normalen Zellenbedienung. Zum Zeitpunkt 52, der 30
bis 60 Minuten nach der ersten normalen Zellenbedienung 51
liegt, viird die erste Bestimmung der Höhenlage des Anodenbalkens vorgenommen. Bei 53 erfolgt der nächste SchöpfVorgang.
Zürn Zeitpunkt 51J findet die letzte normale Zellenbedienung
vor dem SchöpfVorgang 53 statt. Zum Zeitpunkt 55, der 30 bis
60 Hinuten nach der normalen Zellenbedienung 54 liegt, wird
die zweite Bestimmung der Höhenlage des Anodenbalkens vorge-
509808/0883
nommen. Zwischen den Zeitpunkten 52 und 5^ können weitere
normale Zellenbedienungen oder Anodeneffektbedienungen liegen (in der Figur 2 nicht angedeutet).
Es ist zu beachten, dass der 30 bis 60 Minuten nach einer
Normalbedienung durch Verstellung des Anodenbalkens eingestellte Ist-Widerstand (R. ^ in Ohm) der Zelle von dem Grundist
widerstand (R in Ohm) um nicht mehr als etwa - 1 · 10 Ω ο
abweichen darf. Diese Einschränkung ist notwendig, weil bei
Ueberschreitung des genannten Grenzwertes von - 1 · 10 Ω die Abweichung der tatsächlichen Interpolardistanz von der
optimalen Interpolardistanz nicht mehr vernachlässigbar ist. Ist der Grenzwert im Zeitpunkt der Ermittlung der Höhenlage
des Anodenbalkens nicht überschritten, kann damit gerechnet werden, dass die beiden Bestimmungen der Höhenlage bei annähernd
gleicher Interpolardistanz vorgenommen worden sind. Die Ermittlung der Höhenlagen des Anodenbalkens zu den genannten
bestimmten Zeiten nach einer Normalbedienung der Zelle ist daher wichtig, weil während dieser Zeit die Tonerdekonzentration
in einer Zelle ihren maximalen Wert erreicht. Während dieser Zeit ist der Einfluss der Tonerdekonzentration
auf die Zellenspannung praktisch vernachlässigbar.
:·':' Der Term ΔΒ in der Formel H = I · t · f + ΔΒ berücksichtigt
m ■ u
• die Aenderung der Dicke der seitlichen Borde der Zelle. Ist
ΰ
μ die Differenz ΔΒ gleich Null, so wird auf keine Aenderung
der Borddicke geschlossen. Alle anderen Werte von ΔΒ weisen auf eine Aenderung der Borddicke hin und werden bei der Er-
509808/0883 ■
rattlung der abzuschöpfenden Metallhöhe .durch den Aufbau
der Formel berücksichtigt.ΔB in der Formel sorgt dafür,
dass auf die Dauer, das heisst über eine Zeitperiode, die sich über mehrere Schöpfvorgänge erstreckt, die Metallhöhe
wiederholt auf einen optimalen Wert zurückgeführt wird und die Dicke der seitlichen Borde keine fortschreitende Aenderung,
sondern nur unbedeutende und unregelmässige Aenderungen,
das heisst positive oder negative, erleidet.
Tritt während der ersten Ermittlung der Höhenlage des Anodenbalkens
ein Anodeneffekt auf und/oder werden an der .Zelle Manipulationen vorgenommen, welche die Ermittlung der Höhenlage
stören (z.B. irrtümlich durchgeführte Bewegungen des Anodenbalkens), darf dieser Wert der Höhenlage nicht zur BiI-dung
der Differenz 4 B verwendet werden. In diesem Fall wird entweder ^B willkürlich gleich Null gesetzt oder die Ermittlung
der Höhenlage des Anodenbalkens 30 bis 60 Minuten nach der nächstfolgenden Normalbedienung erneut vorgenommen.
Tritt während der zweiten Ermittlung 55 der Höhenlage des Anodenbalkens ein Anodeneffekt auf und/oder werden an der
Zelle Manipulationen vorgenommen, welche die Ermittlung der Höhenlage stören, darf auch dieser Wert nicht zur Differenzbildung
herangezogen werden. ΛB wird in diesem Fall wieder
willkürlich gleich Null gesetzt oder die Höhenlage des Anodenbalkens 30 bis.60 Minuten nach der vorangehenden Normalbedienung
aus den im Computer gespeicherten Daten ermittelt. Ist die abzuschöpfende Metallhöhe erfindungsgemass ermittelt,
wird das Schöpfen durchgeführt.
509808/0883
Die Genauigkeit des Schöpfens hängt von den vorhandenen Vorrichtungen
ab. Um die Genauigkeit des Schöpfens zu erhöhen, können ξ. B. konventionelle Saugvorrichtungen durch eirien Computer
gesteuert werden; hierbei setzt der Computer das Schöpfen in Gang, kontrolliert die abzuschöpfende Metallhöhe, z.B.
durch gleichzeitiges Senken des Anodenbalkens unter Konstanthaltung des ohmschen Widerstandes der Zelle, und bricht den
SchöpfVorgang ab, sobald die erfindungsgemäss zum Abschöpfen
ermittelte Metallhöhe abgeschöpft ist.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens liegen darin,
dass die abzuschöpfende Metallhöhe automatisch ermittelt wird und dass diese Bestimmung im Vergleich zu den Massnahmen der
heutigen Technik genauere Resultate ergibt. Wird immer die erfindungsgemäss berechnete Metallhöhe abgeschöpft, wird ein
gleichmässiges Schöpfen gewährleistet und daher ein Ueber-
oder Unterschöpfen der Zelle vermieden. Dadurch wird ein gle i Chinas si ge r Zellengang erzielt, der zur Verbesserung der
Stromausbeute und des spezifischen elektrischen Energieverbrauches
führt. ,
508808/088 3
Claims (3)
1. Verfahren zum Schöpfen von Aluminium aus einer Zelle zur Gewinnung von
Aluminium durch Elektrolyse aus in einer Fluoridschmelze gelöstem Aluminiumoxid,
gekennzeichnet durch folgende Arbeitsgänge:
a) in regelmässigen Zeitabständen werden der momentane ohmsche Zellenwiderstand
berechnet, die Momentanwerte über eine bestimmte Zeitperiode ermittelt
und die Widerstandsdifferenz zwischen diesem gemittelten Zellenwiderstand
und einem für jede Zelle festgelegten Grundwiderstand errechnet;
b) sobald die Widerstandsdifferenz 30 bis 60 min nach einer normalen Zellenbedienung
einen für jede Zelle vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird der Anodenbalken gehoben oder gesenkt, um den ohmschen Ist-Widerstand dem
ohmschen Grundwiderstand anzupassen;
c) die Differenz ΔΒ der Höhenlagen des Anodenbalkens wird aus zwei Werten,
errechnet, von denen der erste 30 bis 60 min nach der dem Schöpfen folgenden normalen Zellenbedienung und der zweite 30 bis 60 min nach der letzten
normalen Zellenbedienung vor dem nächsten Schöpfvorgang genommen wirdf
- 16 -5 098 0 8/088 3
d) die abzuschöpfende Metallhöhe (mm) wird nach der Gleichung
H = I · * - f + AB
m
m
errechnet, in der I den mittleren Gleichstrom in Kiloampere, t die Zeit in
m
Stunden, die zwischen aufeinanderfolgenden Schöpfvorgägngen verstrichen ist,
und f einen Proportionalitätsfaktor ( η-τ r—) bedeuten;
e) die nach der Gleichung unter d) ermittelte Metallhöhe wird abgeschöpft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer
eingesetzt wird, der eine Saugvorrichtung steuert, das Schöpfen in Gang setzt, die abzuschöpfende Metallhöhe durch gleichzeitiges Senken des Anodenbalkens
unter Konstanthaltung des ohmschen Widerstandes der Zelle kontrolliert und den
Schöpfvorgang abbricht, sobald die zum Abschöpfen ermittelte Metallhöhe abgeschöpft
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlagen
des Anodenbalkens mit Hilfe eines am Anodenbalken angebrachten Potentiometers ermittelt werden.
509808/0883
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1149873A CH587357A5 (de) | 1973-08-09 | 1973-08-09 | |
CH1149873 | 1973-08-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US3899402A (en) | 1975-08-12 |
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DE2438078B2 (de) | 1976-09-16 |
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IS2212A7 (is) | 1975-02-10 |
GB1456569A (en) | 1976-11-24 |
SE7406685L (de) | 1975-02-10 |
JPS5216842B2 (de) | 1977-05-12 |
IT1017985B (it) | 1977-08-10 |
CH587357A5 (de) | 1977-04-29 |
BE818301A (fr) | 1974-11-18 |
TR17753A (tr) | 1976-07-01 |
AU7169074A (en) | 1976-01-29 |
NO742841L (de) | 1975-03-10 |
IS1028B6 (is) | 1980-04-14 |
IE39732B1 (en) | 1978-12-20 |
ZA743702B (en) | 1975-06-25 |
PH11055A (en) | 1977-10-25 |
BR7406584D0 (pt) | 1975-05-27 |
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