-
Anode zur Herstellung von Aluminium in elektrolytischen Bädern von
großer Leistung Aluminium wird gewöhnlich hergestellt durch Elektrolyse in rechteckigen
oder runden Bädern, deren Boden die Kathode bildet und die als Anoden eine Anzahl
von Kohleblöcken tragen, die vorher gebrannt sind. Gewöhnlich sind es zehn bis vierzehn
oder noch mehr.
-
Die Anwendung einer Mehrzahl von Anoden gewöhnlicher Bauart bringt
Schwierigkeiten bei der Regelung mit sich, die notwendig ist, um eine gute Verteilung
des Stromes zu erhalten, die Vorbedingung für eine befriedigende Ausbeute; der Einbau
ist mit einem erhöhten Verbrauch der vorher gebrannten Anoden verbunden infolge
der Abfälle.
-
Man hat versucht, den Verbrauch an Anoden herabzusetzen durch Anwendung
einer kontinuierlichen Anode irgendwelcher Bauart, besonders aber der sogenannten
Söderbergelektrode mit selbsttätigem Brand und kreisförmigem Querschnitt in runden
Bädern. Ein bedeutender Vorteil dieser kontinuierlichen Elektroden ist, daß ein
Bad, das eine einzige Anode besitzt, unendlich leichter zu behandeln ist als Bäder
reit einer Mehrzahl von Anoden. Indessen stellen sich zwei Gründe, eiri technischer
und ein wirtschaftlicher, der schnellen Verallgemeinerung in der Anwendung dieser
kontinuierlichen Elektroden entgegen. In technischer Hinsicht hat, sobald man zu
großen Stromstärken übergeht, und zwar schon bei 18 ooo Amp., der beträchtliche
Durchmesser, den man dann der Elektrode geben muß, zur Folge, daß die durch Elektrolyse
erzeugten Gase nur noch schwer entweichen können und der richtige Gang des Bades
in Frage gestellt wird. Eine Elektrode von solchem Durchmesser führt außerdem zur
Überhitzung des mittleren Teiles des Elektrolyten unter der Elektrode, wodurch eine
gute Ausbeute beeinträchtigt wird. Es sind verschiedene Mittel vorgeschlagen worden,
uin diesen Übelständen abzuhelfen, z. B. Kanäle im Innern der Elektroden auszusparen
oder sie ringförmig zu gestalten oder sie durch einen Zwischenraum in zwei Teile
zii teilen, aber diese Hilfsmittel sind teils verwickelt und beschwerlich, teils
unwirksam.
-
Was die wirtschaftliche Seite anbetrifft, so muß; wenn man die gewöhnliche
Rechteckform des Bades verlassen und zur Kreisform übergehen will, ein wichtiger
Bestandteil der Einrichtung umgeformt werden, und dies bildet offenbar ein starkes
Hindernis für die leichte Einführung der kontinuierlichen Elektroden mit rundem
Querschnitt, gleichviel welcher Bauart.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man diese Übelstände
vermeiden kann, wenn man in elektrolytischen Bädern mit großer, praktisch unbegrenzter
Leistung, insbesondere in rechteckigen Bädern, eine kontinu= ierliche Anode oder
eine beschränkte Anzahl von solchen Anoden mit einem Querschnitt anwendet, dessen
eine Dimension verkleinert ist, vorzugsweise von rechteckiger oder langgestreckter,
annähernd rechteckiger Form.
Dank der rechteckigen oder länglichen
Form der Elektroden finden die bei der Elektrolyse entstehenden Gase immer einen
Weg zum Entweichen, und die Überhitzung des mittleren Badteiles hört auf oder wird
doch auf ein unschädliches Maß herabgedrückt. Ferner lassen sich die zur Zeit benutzten
rechteckigen Bäder weiter gebrauchen, und es ist unnötig, -irgend etwas daran zu
ändern.
-
Endlich steht einer Vergrößerung der Leistung der Bäder in den weiten
Grenzen nichts im Wege, was ein höchst wichtiger Vorteil ist. Die Leistung wird
praktisch unbegrenzt, denn man braucht nur das Bad zu verlängern, indem man die
Zahl der eingebauten kontinuierlichen Anoden vermehrt.
-
Außerdem ist eine solche Elektrode leicht zu handhaben und zu regeln,
und wegen der hohen Stromstärke, die sie aufnimmt, kann man sie wirtschaftlich mit
elektrischen Meßinstrumenten ausrüsten, was sich bei einer Vielzahl von Elektroden
mit kleiner Stromstärke, wie sie jetzt im Gebrauch sind, verbieten würde. Unter
diesen Umständen wird die Überwachung einer beschränkten Anzahl kontinuierlicher
Elektroden ein leichtes, und man kann bei den größten heutzutage in Betrieb stehenden
Bädern mit zwei Elektroden auskommen anstatt der zehn, vierzehn oder gar zwanzig
Elektroden, die bisher üblich waren. Die erzielte Ausbeute und die Leichtigkeit
des Betriebes sind dem, was bisher mit einer einzigen kontinuierlichen zylindrischen
Elektrode oder mit zahlreichen Elektroden mit schwacher Stromstärke erzielt wurde,
bei weitem überlegen.
-
Versuche haben gezeigt, daß. man auch über dies Maß hinausgehen und
die Leistung ohne Erschwerung des Betriebes erhöhen kann. So ist ein Bad mit drei
Elektroden und einer Leistung von 4.5 ooo Amp. gebaut worden, dessen Ausbeute allen
zur Zeit benützten Vorrichtungen zur Herstellung vori Aluminium überlegen war, sowohl
in bezug auf den Stromverbrauch wie auf den Verbrauch an Elektrodenpaste und den
Aufwand an Handarbeit. Damit ist das Bad von sehr großer Leistung, dessen Verwirklichung
bisher auf unüberwindliche Schwierigkeiten gestoßen war, zu einem brauchbaren Werkzeug
geworden.
-
Senkrechte Dauerelektroden von länglicher Form im Querschnitt sind
bereits für Schmelzöfen, insbesondere Dreiphasenöfen, vorgeschlagen worden; aber
derartige Elektroden haben in Schmelzöfen eine ganz andere Aufgabe zu erfüllen als
bei der Elektrolyse von Tonerde in Bädern großer Leistung.
-
In Schmelzöfen sucht man nämlich vor allem eine hohe Temperatur zu
erreichen; die Überhitzung ist in diesem Fall ein Vorteil, den man mit rechteckigen,
in Reihe angeordneten Elektroden erhalten kann, so daß der Ofentiegel vollkommen
besetzt wird. Bei der Herstellung des Aluminiums durch Elektrolyse in Bädern großer
Leistung, die mit Elektroden großer Abmessungen versehen sind,. muß man dagegen,
wie oben ausgeführt, die Überhitzung des mittleren Teils der Elektroden vermeiden,
was eine unerläßliche Vorbedingung für einen guten Gang und eine befriedigende Ausbeute
bei dieser elektrolytischen Fabrikation ist. Dieses Ergebnis wird dadurch erhalten,
daß man eine der Querabmessungen der Elektrode oder Elektroden verkleinert-