DE587802C

DE587802C - Process for the production of aluminum and aluminum alloys from alumina

Info

Publication number: DE587802C
Application number: DEM96223D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1926-09-18
Filing date: 1926-09-19
Publication date: 1933-11-09

Description

Es wurde gefunden, daß bei der Erzeugung von Aluminium und Aluminiumlegierungen durch Elektrolyse von aus dem Schmelzfluß durch Abkühlen verfestigter Tonerde besondere "Vorteile erzielt werden durch Verwendung einer Tonerde, die zu-' nächst in flüssigem Zustande, z. B. in Luft, fein zerteilt und gleichzeitig oder danach in noch hocherhitztem Zustande mit Wasser oder einem gleichwertigen Kühlmittel in Berührung gebracht und dadurch besonders rasch und energisch abgeschreckt worden ist.It has been found that in the production of aluminum and aluminum alloys special "advantages can be achieved by electrolysis of alumina solidified from the melt flow by cooling by using a clay that is initially in a liquid state, e.g. B. in air, finely divided and at the same time or afterwards in a still highly heated state with water or an equivalent coolant and therefore special has been deterred quickly and vigorously.

Es ist bekannt, daß die nach bekanntenIt is known that the after known

Verfahren erhältliche kristallisierte TonerdeCrystallized Alumina Obtainable by Process

»5 bei der Anwendung für die elektrolytische Erzeugung von Aluminium zwar durch ihre geringeren Herstellungskosten und die geringeren Verstäubungsverluste Vorteile¹ bietet, daß aber diese Vorteile dadurch wieder aufgehoben werden, daß sich die kristallisierte Tonerde im Kryolithbade zu langsam löst und infolge ihrer großen Dichte beim Nachchargieren auf den Boden des Bades niedersinkt, noch bevor sie sich völlig aufgelöst hat.»5 in the application for the electrolytic production of aluminum ^{offers advantages 1} due to its lower production costs and lower atomization losses, but these advantages are canceled out by the fact that the crystallized alumina dissolves too slowly in the cryolite bath and because of its high density when recharging sinks to the bottom of the bathroom before it has completely dissolved.

Hier gelangt sie durch das flüssige Kathodenmetall hindurch auf den aus Kohle bestehenden Tiegelboden und erhöht dort den Übergangswiderstand zwischen diesem und dem Kathodenmetall unter Wärmeentwicklung, was dann zur Carbidbildung und weiterer Erhöhung des Übergangswiderstandes führt. Infolge der gleichzeitigen Verarmung des Bades an Tonerde tritt ferner der so gefürchtete Anodeneffekt auf.Here, it passes through the liquid cathode metal onto the one made of carbon Crucible bottom and there increases the contact resistance between this and the cathode metal with the development of heat, which then leads to carbide formation and a further increase in the contact resistance. As a result of the simultaneous impoverishment of the alumina bath also the dreaded anode effect occurs.

Es sind schon verschiedene Vorschläge gemacht' worden, die darauf hinzielten, die genannten Schwierigkeiten zu beseitigen. U. a. wurde empfohlen, die kristallisierte Tonerde besonders fein zu mahlen oder sie mit calcinierter Tonerde zu mischen. Beide Vorschläge haben aber zu befriedigenden Ergebnissen nicht geführt. Das übermäßige feine Mahlen von kristallisierter, in bekannter Weise erzeugter Tonerde erfordert wegen der außerordentlichen Härte derselben einen außerordentlich hohen Kraftaufwand, ist daher sehr teuer und außerdem mit erheblichen Verstaubungsverlusten verbunden. Durch Zumischen von calcinierter Tonerde werden diese Unzuträglichkeiten nur im Verhältnis des Anteils an calcinierter Tonerde behoben.Various proposals have already been made with the aim of achieving the above Eliminate difficulties. I.a. it was recommended to use the crystallized clay grind them very finely or mix them with calcined clay. Both suggestions but did not lead to satisfactory results. Excessive fine grinding of crystallized, in known Well-made alumina requires one because of its extraordinary hardness extremely high expenditure of force, is therefore very expensive and also with considerable Associated with dust loss. By adding calcined clay, these inconveniences are only reduced in proportion corrected the proportion of calcined clay.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die in der obenerwähnten Weise unter besonders rascher und energischer Abschrekkung aus dem flüssigen in den festen Zustand übergeführte kristallisierte Tonerde bei der Verwendung für die elektrolytische Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen die erwähnten Nachteile nicht zeigt. Wie Versuche gezeigt haben, ist eine derartige Tonerde selbst bei einer Körnung von 3 mm viel besser verwendbar, als eine nachSurprisingly, it has been found that in the above-mentioned manner under particular rapid and energetic quenching from the liquid to the solid state crystallized clay in the Use for the electrolytic production of aluminum and aluminum alloys does not show the disadvantages mentioned. As tests have shown, this is the case Alumina even with a grain size of 3 mm can be used much better than one after

anderen Verfahren hergestellte, nicht derart abgeschreckte kristallisierte Tonerde einer Körnung von 0,2 mm und, darunter. Sie löst sich in dem Kryolithbad mit solcher Schnelligkeit auf, daß die einzelnen Körner nicht zuvor zu Boden sinken können. Infolgedessen kann bei Anwendung solcher Tonerde weder eine Verarmung des Bades an Tonerde noch eine unerwünschte Erhöhung des Badwiderstandes erfolgen.Crystallized alumina which has not been quenched in this way and is produced by other processes Grain of 0.2 mm and below. It dissolves in the cryolite bath with such rapidity so that the individual grains cannot sink to the ground beforehand. As a result, when using such clay neither a depletion of the bath in clay nor an undesirable increase in the Bath resistance take place.

Eine Erklärung für diese Tatsache dürfte einerseits darin zu suchen sein, daß die Tonerde bekanntlich bei 1100 bis 1200⁰ C einen Umwandlungspunkt hat und beim raschen «5 Abkühlen wahrscheinlich in der labilen und leichter löslichen Form gewonnen wird.An explanation for this fact can be found on the one hand in the fact that the alumina, as is known, ^{has a transformation point at 1100 to 1200 °} C. and is probably obtained in the unstable and more easily soluble form when it cools down rapidly.

Andererseits trägt auch die besondere äußere Form, in der die Tonerde nach dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wird, dazu, bei, ihre Lösung im Bade zu befördern und ein zu schnelles Untersinken zu verhüten. Denn die Tonerde fällt bei jenem Verfahren in Form kleiner Hohlkugeln an, deren Wände aus sehr· kleinen, durch Hohlräume voneinander getrennten, nur an den Kanten-und Ecken lose miteinander v.erfritteten Kristallen zusammengesetzt sind, so daß das Raumgewicht dieser Masse ein wesentlich niedrigeres ist als das der nach bekannten Verfahren in geschlossener Masse langsamer erstarrten Tonerde.On the other hand, the special external shape in which the clay after the The method described above is obtained to help promote their solution in the bath and to prevent it from sinking too quickly. Because the clay falls on that one Process in the form of small hollow spheres, the walls of which are made up of very small, hollow spaces separated from each other, only loosely fritted together at the edges and corners Crystals are composed, so that the density of this mass is a substantial is lower than that of the known methods in a closed mass more slowly solidified clay.

Die Anwendung der derart abgeschreckten Tonerde bietet noch den Vorteil, daß ihre Zerkleinerung infolge des nur losen Zusammenhanges der Kristallkonglomerate außerordentlich leicht und mit sehr geringem Kraftaufwand zu bewerkstelligen ist.The use of alumina quenched in this way also offers the advantage that it is comminuted extraordinary because of the loose connection between the crystal conglomerates can be done easily and with very little effort.

Es ist schon vorgeschlagen worden, Tonerde zu verwenden, die gewonnen wurde durch Einblasen eines Gasstrahles in einen Strahl der flüssigen Tonerde. Infolge der weit stärkeren Abschreckung hat sich aber die in der oben beschriebenen Weise aus dem schmelzflüssigen in den festen Zustand übergeführte Tonerde als noch weit geeigneter für die Verwendung bei der Abscheidung des Aluminiums oder seiner Legierungen durch Schmelzflußelektrolyse erwiesen.It has been suggested to use alumina that has been extracted by blowing a jet of gas into a jet of liquid alumina. As a result of Much stronger deterrence, however, has emerged from the in the manner described above molten alumina that has been converted into the solid state is far more suitable for use in the deposition of aluminum or its alloys Proven melt flow electrolysis.

Claims

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τ. Process for the production of aluminum and aluminum alloys by Electrolysis of alumina obtained from the molten state by quenching in solid, small pieces, characterized by the use of an alumina which is initially finely divided in a gas while still in a liquid state and has been brought into contact with water or an equivalent coolant while it is still very hot, where appropriate, the action of the cooling liquid also simultaneously with the Parting process can be done. 6g

2. The method according to claim 1, characterized by using the clay in a not up to the usual degree of fineness, z. B. only up to a grain size from 3 mm down, crushed form.