DE713040C - Verfahren zur Ergaenzung und Richtigstellung des Elektrolyten bei der Reinigung von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ergänzung und Richtigstellung des Elektrolyten bei der Reinigung von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse Die Herstellung von Aluminium höchster Reinheit auf dem Wege der Schmelzflußelektrolyse, bei der also handelsübliches Aluminium (Roh,alu;minium) von mit ihm legierten Verunreinigungen, wie insbesondere Eisen und Silizium, befreit wird, erfolgt bekanntlich dadurch, daß eine geschmolzene Legierung von Rohaluminium und einem Schwermetall die Anode bildet und daß über dieser Anodenschicht zunächst eine Schicht aus geschmolzenen Halogeniden angeordnet ist, die als Elektrolyt dient, und daß endlich die als Kathode dienende oberste Schicht aus gereinigtem Aluminium besteht. In diese letztere Schicht tauchen die der Stromzuführung dienenden Kohlestäbe ein.
• Bei diesem Verfahren der Reinigung von Aluminium findet zwar eine elektrochemische Zersetzung des Elektrolyten im Endergebnis nicht statt. Trotzdem treten im Elektrolyten ständig Verluste an einzelnen Bestandteilen infolge Verdampfung oder durch Ausscheidung fester Bestandteile in Form von Krusten auf. Es ist deshalb von Zeit zu Zeit sowohl eine Ergänzung der Elektrolytschmelze a.ls auch eine Richtigstellung ihrer Zusammensetzung notwendig, und eine möglichst einfache und den Betrieb möglichst wenig störende Durchführung dieser Aufgabe ist für die Reinigung von Aluminium auf elektrolytischem Wege von größter Bedeutung.
• Nach bisher unveröffentlichten Vorschlägen wird die Ergänzung und Richtigstellung des Elektrolyten dadurch vorgenommen, daß die dem letzteren zuzuführenden Bestandteile im entsprechenden Mengenverhältnis in einem besonderen Ofen zusammengeschmolzen, dort einer Vorreinigung unterzogen und in das eigentliche Reinigungsbad eingetragen werden. Die Eintragung kann entweder dadurch erfolgen, dafj die kat'hodische Schicht von Reinstaluminium entfernt und die gereinigteSchinelze dann mit dem Elektrolyten verniisclit wird, oder aber dadurch, daß der vorgereinigte, er,-, starrte Elektrolyt, dessen spezifisches Gewiel@: in diesem Falle größer sein muß als das d:" gereinigten Aluminiums, in grobstückiger Form unmittelbar auf die kathodiscbe Reinaluminiumschicht aufgebracht wird, wobei er durch diese herabsinkt und sich anschließend im richtigzustellenden Elektrolyten auflöst.
• Demgegenüber wird durch das Verfahren gemäß Erfindung die -Möglichkeit geboten, die Ergänzung und Richtigstellung des Elektrolvten ohne besondere Vorreinigung desselben durchzuführen. Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß die dem Elektrolyten zuzuführenden Salze ohne Unterbrechung der Elektrolyse unmittelbar auf die Ob@rfl-iiche eines begrenzten, von der als Kathode dienenden Schicht von Reinstaluminium befreiten Teiles des Elektrolyten aufgebracht werden. Zweckmäßig wird das Verfahren unter Vermeidung eines mit dem Elektrolyten kommunizierenden, fest eingebauten Einfüllrohres oder -scbachtes derart ausgeführt, daß ein Rohr aus Graphit, dessen Durchmesser zweckmäßig etwa gleich seiner Höhe ist, so in das Reinigungsbad eingehängt wird, daß es, die kathodische Schicht von Reinaluminium durchdringend, bis in die Elektrodytschicht eintaucht, jedoch ohne die die unterste Schicht bildende Anodenlegierung zu berühren. Hierauf wird das im Innern des Graphitrohres befindlicheReinaluminium so weit ausgeschöpft, daß der Elektrolyt frei zu Tage tritt. Hierauf werden dem letzteren die zu seiner Richtigstellung erforderlichen Bestandteile in Teilmengen zugegeben, wobei sie sich verhältnismäßig rasch auflösen.
• Uni die Verunreinigungen der dem Elektrolyten zuzuführenden Salze, insbesondere auch die nur durch elektrolytische Behandlung entfernbaren, zu beseitigen, empfiehlt es sich, innerhalb des Rohres eine geringe Menge von Aluminium auch während der Ergänzung des Elektrolyten entweder zu belassen oder aber, gegebenenfalls erst nach Zugabe der Ergänzungssalze, eine gewisse Menge flüssig#2ii Aluminiums in das Rohr einzugeben. Dabei nimmt das flüssige Metall die Verunreinigungen in an sich bekannter Weise zum Teil auf; gleichzeitig kann auch die auf der Oberfläche des im Rohr befindlichen Elektrolyten schwimmende Metallschmelze als Kathode (Hilfskathode) wirken, da sie vermittelst des sie umgebenden Graphitrohres in stromleitender Verbindung mit der die äußere Wandung desselben berührenden Hauptkathode aus geschmolzenem Reinaluminium steht. Diese elektrolytische Behandlung der im Rohr befindlichen Teile des Elektrolyten wird dann gegebenenfalls so lang, fortgesetzt, bis dic Verunreinigungen aus ihm entfernt sind'.
• Nachdem der Schmelz- bzw. Reinigungs-.. i;rgang beendet ist, wird, gegeb:nenfalls `:si4th vorheriger Entfernung der Hilfskathode aus geschmolzenem Roh- bzw. Reinaluminium, <las Kohlerolir wieder aus dem Bade herausgehoben, wodurch Niveaugleichheit im Elektrolyten wiederhergestellt wird und die als Hauptkathode' dienende Schicht von Reinstalutninium den letzteren wiedervöllig bedeckt.
• Anstatt die Abteilung des mit Salz zu beschickenden Elektrolyten durch ein nur im Bedarfsfalle eingeführtes Rohr aus Graphit zu bewirken, kann man auch einen bestimmten Teil der Zelle durch eine ortsfeste Trennwand abteilen, wobei ein in ihr angeordneter Schlitz o. dgl. die kommunizierende Verbindung des abgeteilten, lediglich der Zuführung der Salze dienenden Raumes mit dem Elektrolvten herstellt.
• Das beschriebene Verfahren besitzt gegenüber den bisherigen Vorschlägen den Vorteil, daß es weder die Bereitstellung einer besonderen Zelle für die Vorreinigung des .Elektrolyten noch eine Unterbrechung des Betriebes der Reinigungszellen selbst während Ergänzung bzw. Richtigstellung des Elektrolyten erfordert. Gleichzeitig ist es möglich, auf die bisher zum Teil als erforderlich angesehene stufenweise Richtigstellung des Elektrolyten zu verzichten, da die Einstellung nach dem beschriebenen Verfahren in einem einzigen Arbeitsgang vollständig ist. Auch die sonst durch die notwendige Vermischung des zugeführten Elektroi_vten mit dem bereits im Bade befindlichen verbundenen Störungen des Ofenganges kommen in Fortfall. Weiter hat sich ergeben, daß der Verbrauch an Elektrolyt bei dem vorliegenden Verfahren infolge Vermeidung einer ganzen Reihe von Verlustquellen ein erheblich geringerer ist. Endlich ist man auch ini Gegensatz zu einzelnen der bisherigen Vorschläge von der Zuführung eines Elektrolyten ganz bestimmten spezifischen Gewichts unabhängig.
• Bei der Zuführung der zur Ergänzung bzw. Richtigstellung des Elektrolyten erforderlichen i Salze können zwecks Erleichterung des Auflösungsvorganges gleichzeitig auch als Flußmittel wirkende Salze, beispielsweise Hochsalz, mit zugesetzt werden, soweit deren Anwesenheit im Elektrolyten die Durchführung i der elektrolytischen Reinigung von Aluminium nicht störend beeinflußt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Ergänzung und Richtigstellung des Elektrolyten bei der Reinigung von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Unterbrechung der Elektrolyse ein begrenzter Teil des Elektrolyten, von der ihn überlagernden, als Kathode dienenden Schicht von Reinstaluininium vollständig oder bis auf einen geringen Rest befreit wird und die dem Elektrolyten zuzuführenden Salze auf die Oberfläche dieses Teils aufgebracht werden. z. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Abteilung des Elektrolyten durch ein Kohlerohr erfolgt, das, die Schicht von Reinstaluminium durchdringend, in die Elektrolytschicht eingetaucht wird, jedoch ohne die als Anode wirkende Legierung zu berühren. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten zugleich mit den zu seiner Ergänzung bzw. Richtigstellung erforderlichen Salzen Flußmittel, wie Kochsalz, zugeführt werden.