FR2970979A1

FR2970979A1 - ANODE MANUFACTURING METHOD

Info

Publication number: FR2970979A1
Application number: FR1100264A
Authority: FR
Inventors: Nigel Backhouse; Guy Beland; Jerome Rivest
Original assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-03
Also published as: WO2012100329A1; AR085015A1

Abstract

Procédé de fabrication d'anode (7') comportant les étapes consistant à : - disposer au moins un insert (24) amovible à l'intérieur d'un moule (31), - remplir le moule (31) de pâte d'anode (30) en matériau carboné, - compacter la pâte d'anode (30) dans le moule (31), - démouler la pâte d'anode (30) ainsi compactée pour obtenir une anode (7') crue en matériau carboné munie du ou des insert(s) (24), chaque insert (24) formant et délimitant une rainure (23).Anode manufacturing method (7 ') comprising the steps of: - arranging at least one removable insert (24) inside a mold (31), - filling the mold (31) with anode paste (30) of carbon material, - compacting the anode paste (30) in the mold (31), - demolding the anode paste (30) thus compacted to obtain a raw anode (7 ') of carbon material provided with the or insert (s) (24), each insert (24) forming and delimiting a groove (23).

Description

La présente invention concerne une anode destinée à être utilisée pour la production d'aluminium par électrolyse et un procédé de fabrication de cette anode. L'aluminium est produit industriellement à partir d'alumine par électrolyse selon le procédé de Hall-Héroult. A cet effet, on prévoit une cuve d'électrolyse munie d'un caisson en acier et d'un revêtement intérieur réfractaire. La cuve d'électrolyse contient une cathode en matériau carboné et un bain électrolytique constitué notamment de cryolithe. Le procédé de Hall-Héroult consiste à plonger partiellement un bloc carboné constituant l'anode dans ce bain électrolytique, l'anode étant consommée au fur et à mesure de l'état d'avancement de la réaction. Des moyens d'actionnement sont généralement prévus pour descendre l'anode dans la cuve d'électrolyse au fur et à mesure de sa consommation. Au fond de la cuve d'électrolyse se forme une couche d'aluminium liquide évacuée par aspiration ou siphonage. The present invention relates to an anode for use in the production of aluminum by electrolysis and a method of manufacturing the anode. Aluminum is produced industrially from alumina by electrolysis according to the Hall-Héroult process. For this purpose, there is provided an electrolytic cell provided with a steel box and a refractory lining. The electrolytic cell contains a cathode of carbon material and an electrolytic bath consisting in particular of cryolite. The Hall-Héroult process consists in partially immersing a carbon block constituting the anode in this electrolytic bath, the anode being consumed as and when the reaction progresses. Actuating means are generally provided for lowering the anode into the electrolytic cell as it is consumed. At the bottom of the electrolytic cell is formed a layer of liquid aluminum evacuated by suction or siphoning.

Au cours de la réaction d'électrolyse, des gaz, notamment du dioxyde de carbone, sont produits et se dégagent à l'anode. Ces gaz tendent à s'accumuler au niveau de la partie inférieure de l'anode, ce qui a pour effet de diminuer la stabilité de la cuve d'électrolyse et d'augmenter la résistance électrique dans la cuve d'électrolyse. During the electrolysis reaction, gases, especially carbon dioxide, are produced and are released at the anode. These gases tend to accumulate at the bottom of the anode, which has the effect of decreasing the stability of the electrolytic cell and increasing the electrical resistance in the electrolytic cell.

II est connu de pallier ces inconvénients en fabriquant des anodes comportant dans leur partie inférieure des rainures facilitant l'évacuation de ces gaz. Ces rainures peuvent être formées de différentes manières. Ainsi, il est connu de produire des rainures en se servant de plaques d'acier soudées dans le fond du moule dans lequel est formée l'anode. It is known to overcome these disadvantages by manufacturing anodes having in their lower part grooves facilitating the evacuation of these gases. These grooves can be formed in different ways. Thus, it is known to produce grooves by using welded steel plates in the bottom of the mold in which the anode is formed.

Cependant, l'utilisation de ces plaques d'acier présente l'inconvénient de limiter la hauteur des rainures dans l'anode pour ne pas fragiliser celle-ci lors du démoulage. Pendant l'électrolyse, la durée d'existence des rainures est donc plus courte que la durée d'utilisation de l'anode. Les problèmes liés aux dégagements gazeux lors de l'électrolyse réapparaissent donc lorsque la partie de l'anode comportant les rainures a été entièrement consommée. Il est également connu de produire des rainures dans une anode par sciage de l'anode. Cependant, le sciage est une opération chronophage et financièrement coûteuse, notamment en raison de l'usure rapide des lames. De plus, les vibrations mécaniques résultant de l'opération de sciage peuvent provoquer l'effritement, le fendillement, puis l'éclatement des anodes. However, the use of these steel plates has the disadvantage of limiting the height of the grooves in the anode not to weaken it during demolding. During the electrolysis, the duration of existence of the grooves is therefore shorter than the duration of use of the anode. The problems related to the gaseous emissions during the electrolysis reappear when the part of the anode with the grooves has been completely consumed. It is also known to produce grooves in an anode by sawing the anode. However, sawing is a time consuming and financially expensive operation, in particular because of the rapid wear of the blades. In addition, the mechanical vibrations resulting from the sawing operation can cause crumbling, cracking and then bursting of the anodes.

Enfin, l'existence de rainures de forte hauteur présente l'inconvénient de fragiliser l'anode. Il existe donc un risque important que cette dernière se fende au cours de sa fabrication, de son transport ou de son stockage. Finally, the existence of high-height grooves has the disadvantage of weakening the anode. There is therefore a significant risk that the latter crack during its manufacture, transportation or storage.

Aussi, la présente invention a pour but de fournir une autre manière de former une anode rainurée et de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de 10 fabrication d'une anode, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: - disposer au moins un insert amovible à l'intérieur d'un moule, - remplir le moule de pâte d'anode en matériau carboné, - compacter la pâte d'anode dans le moule, 15 - démouler la pâte d'anode ainsi compactée pour obtenir une anode crue en matériau carboné munie du ou des insert(s), chaque insert formant et délimitant une rainure. L'invention présente l'avantage de permettre la fabrication de rainures dans une anode permettant de diminuer les risques de fissure ou 20 d'affaissement de l'anode au cours de son démoulage, et au cours de son transport, de son stockage, de sa cuisson ou de sa manipulation. L'insert disposé dans les rainures et occupant l'espace qu'elles délimitent dans l'anode permet de compenser la fragilisation de l'anode due à l'existence de rainures. Les inserts permettent également d'augmenter les dimensions des rainures. 25 L'augmentation de la hauteur des rainures permet d'accroître leur durée d'existence pendant la réaction d'électrolyse. L'apparition d'éventuels problèmes de stabilité dus à l'accumulation de bulles de gaz sous la partie inférieure de l'anode est ainsi retardée. Le procédé de fabrication de l'anode comporte une étape 30 supplémentaire consistant à cuire l'anode crue dans un four prévu à cet effet. De manière avantageuse, le procédé de fabrication d'une anode selon l'invention comporte également une étape supplémentaire consistant à retirer l'insert de l'anode cuite. Cela permet d'éviter que l'insert ne pollue le bain électrolytique 35 lorsque l'anode y est plongée. Also, the present invention aims to provide another way to form a grooved anode and solve all or part of the disadvantages mentioned above. For this purpose, the subject of the present invention is a process for the manufacture of an anode, characterized in that it comprises the steps of: placing at least one removable insert inside a mold; the anode paste mold of carbon material, - compact the anode paste in the mold, 15 - unmold the anode paste thus compacted to obtain a raw anode carbon material provided with the insert (s), each insert forming and delimiting a groove. The invention has the advantage of allowing the manufacture of grooves in an anode to reduce the risk of cracking or subsidence of the anode during demolding, and during its transport, storage, cooking or handling. The insert disposed in the grooves and occupying the space they delimit in the anode makes it possible to compensate for the embrittlement of the anode due to the existence of grooves. The inserts also make it possible to increase the dimensions of the grooves. Increasing the height of the grooves increases their life during the electrolysis reaction. The appearance of possible stability problems due to the accumulation of gas bubbles under the lower part of the anode is thus delayed. The method of manufacturing the anode includes an additional step of firing the green anode in a furnace provided for this purpose. Advantageously, the method of manufacturing an anode according to the invention also comprises an additional step of removing the insert from the cooked anode. This prevents the insert from polluting the electrolytic bath 35 when the anode is immersed therein.

L'insert peut également disparaître par combustion et/ou par gazéification au cours de la cuisson des anodes. La présente invention a également pour objet une anode crue en matériau carboné munie d'au moins une rainure, caractérisée en ce que l'anode comporte au moins un insert, chaque insert étant placé dans une rainure et occupant le volume défini par cette rainure à l'intérieur de l'anode. Ledit insert n'est pas solidaire ou lié au moule dans lequel l'anode crue est formée. II reste dans l'anode crue sortie du moule. De manière avantageuse, au moins un insert comporte au moins une lumière et/ou découpe sur sa plus grande surface, chaque lumière et/ou découpe étant traversée par des ponts de matière carbonée reliant les parois internes de l'anode délimitées par chaque rainure. Cette caractéristique présente l'avantage d'augmenter la quantité de carbone dans l'anode en permettant la création de ponts de matière entre les parois de l'anode délimitées par les rainures, et de limiter le risque d'affaissement de l'anode. Ainsi, la solidité et l'intégrité de l'anode s'en trouvent augmentées. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, l'anode comporte une paroi latérale, au moins une rainure débouchant sur au moins un 20 des côtés de la paroi latérale. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, l'anode comporte une paroi supérieure, au moins une rainure débouchant sur la paroi supérieure. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, au 25 moins un insert est en un matériau capable de supporter les forces de compaction et la température régnant dans le moule dans lequel l'anode crue est formée. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, le au moins un insert est en un matériau disparaissant par combustion et/ou par 30 gazéification au cours de la cuisson des anodes ou pouvant être retiré après la cuisson des anodes. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, au moins un insert est en mousse plastique. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, au 35 moins un insert est en carton. The insert can also disappear by combustion and / or gasification during the baking of the anodes. The present invention also relates to a green anode made of carbon material provided with at least one groove, characterized in that the anode comprises at least one insert, each insert being placed in a groove and occupying the volume defined by this groove to inside the anode. Said insert is not integral or bonded to the mold in which the green anode is formed. It remains in the raw anode out of the mold. Advantageously, at least one insert has at least one lumen and / or cut on its largest surface, each lumen and / or cutout being traversed by carbon material bridges connecting the internal walls of the anode delimited by each groove. This feature has the advantage of increasing the amount of carbon in the anode by allowing the creation of bridges of material between the walls of the anode defined by the grooves, and to limit the risk of collapse of the anode. Thus, the strength and integrity of the anode are increased. According to another characteristic of the anode according to the invention, the anode comprises a side wall, at least one groove opening on at least one side of the side wall. According to another characteristic of the anode according to the invention, the anode comprises an upper wall, at least one groove opening on the upper wall. According to another characteristic of the anode according to the invention, at least one insert is made of a material capable of withstanding the compaction forces and the temperature prevailing in the mold in which the green anode is formed. According to another characteristic of the anode according to the invention, the at least one insert is made of a material which disappears by combustion and / or gasification during the baking of the anodes or can be removed after the anode has been cooked. According to another characteristic of the anode according to the invention, at least one insert is made of plastic foam. According to another characteristic of the anode according to the invention, at least one insert is made of cardboard.

Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, au moins un insert comporte des moyens de maintien dans une position debout. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, les moyens de maintien en position debout comportent au moins une patte. According to another characteristic of the anode according to the invention, at least one insert comprises holding means in a standing position. According to another characteristic of the anode according to the invention, the holding means in the standing position comprise at least one tab.

Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, au moins un insert présente une forme apte à le maintenir dans une position debout. L'invention a également pour objet une anode cuite en matière carbonée munie d'au moins une rainure, chaque rainure étant traversée par au moins un pont de matière carbonée reliant les parois internes de l'anode délimitées par chaque rainure. Selon une autre caractéristique de l'anode selon l'invention, l'anode comporte au moins un insert en carton carbonisé lors de l'opération de cuisson de l'anode, chaque insert étant disposé à l'intérieur d'une rainure. According to another characteristic of the anode according to the invention, at least one insert has a shape capable of holding it in a standing position. The invention also relates to an anode cooked carbonaceous material provided with at least one groove, each groove being traversed by at least one bridge of carbon material connecting the internal walls of the anode defined by each groove. According to another characteristic of the anode according to the invention, the anode comprises at least one charred cardboard insert during the operation of firing the anode, each insert being disposed inside a groove.

On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en section transversale d'une cuve d'électrolyse comprenant une anode selon un mode de réalisation de l'invention, La figure 2 est une vue schématique en perspective d'une anode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, Les figures 3, 4, 5 et 6 sont des vues schématiques de face de différents inserts équipant les anodes selon l'invention, La figure 7 est une représentation schématique d'un vibrocompacteur permettant la fabrication d'une anode selon l'invention, La figure 8 est une vue schématique en perspective d'un moule permettant la fabrication d'une anode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, 25 30 35 Les figures 9 et 10 sont des vues schématiques, respectivement en perspective et de dessus, d'un insert d'une anode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, Les figures 11 et 12 sont des vues schématiques de dessus de différents inserts pouvant équiper une anode selon l'invention, La figure 13 est une vue schématique de dessous d'une anode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, La figure 14 est une vue schématique d'un moule dans lequel est disposé un insert d'une anode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, Les figures 15, 16, 17, 18 et 19 sont des vues schématiques en perspective d'anodes selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, Les figures 20, 21, 22, 23, et 24 sont des vues de face de différentes anodes selon l'invention, La figure 25 est une vue de profil d'une anode cuite selon un mode particulier de réalisation de l'invention. The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the following description of an embodiment of the present invention, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrolytic cell comprising an anode according to one embodiment of the invention. FIG. 2 is a schematic perspective view of an anode according to a particular embodiment of FIG. FIGS. 3, 4, 5 and 6 are diagrammatic front views of various inserts equipping the anodes according to the invention. FIG. 7 is a diagrammatic representation of a vibro-compactor for manufacturing an anode according to FIG. 8 is a diagrammatic perspective view of a mold for manufacturing an anode according to a particular embodiment of the invention, FIGS. 9 and 10 are diagrammatic views, FIG. Specifically in perspective and from above, an insert of an anode according to a particular embodiment of the invention, Figures 11 and 12 are schematic top views of different inserts that can equip an anode according to the invention, FIG. 13 is a diagrammatic bottom view of an anode according to a particular embodiment of the invention. FIG. 14 is a schematic view of a mold in which is disposed an insert of an anode according to a particular embodiment. FIGS. 15, 16, 17, 18 and 19 are diagrammatic perspective views of anodes according to particular embodiments of the invention. FIGS. 20, 21, 22, 23 and 24 are Front views of different anodes according to the invention, Figure 25 is a side view of a cooked anode according to a particular embodiment of the invention.

La figure 1 représente une cuve d'électrolyse 1 permettant la 25 production d'aluminium à partir d'alumine. La cuve d'électrolyse 1 comprend un caisson métallique 2, par exemple en acier. Le caisson métallique 2 est garni intérieurement par des matériaux réfractaires 3, 4, par exemple des briques réfractaires. La cuve d'électrolyse comporte également un ensemble cathodique 5 en matériau carboné et une pluralité d'ensembles anodiques 6. 30 Les ensembles anodiques 6 comprennent une anode 7 en matériau carboné précuit, l'anode 7 étant destinée à être consommée au fur et à mesure de la réaction d'électrolyse dans un bain d'électrolyte 8 comportant notamment de la cryolithe et de l'alumine. Une couverture 9 d'alumine et de bain broyé recouvre généralement le bain d'électrolyte 8 et au moins partiellement les anodes 7. 35 L'ensemble anodique 6 comprend également une tige 10 liée à l'anode 7 par un organe de liaison 11. Cet organe de liaison 11 est généralement appelé 10 15 20 multipode. L'organe de liaison 11 comporte des goujons ancrés dans l'anode 7. Les ensembles anodiques 6 sont liés mécaniquement à une structure porteuse 12. Des moyens d'actionnement, non représentés, permettent la mise en translation verticale des ensembles anodiques 6 pour plonger l'anode 7 dans le bain d'électrolyte 8 au fur et à mesure que l'anode 7 est consommée. Au cours de la réaction d'électrolyse, une nappe d'aluminium liquide 13 se forme. La cuve d'électrolyse comporte également des barres conductrices 14 servant à l'acheminement du courant d'électrolyse. La figure 2 représente une anode 7' selon un mode particulier de 10 réalisation de l'invention. L'anode 7' est de forme sensiblement parallélépipédique et comporte une paroi supérieure 20, une paroi inférieure 21 et une paroi latérale 22 comportant quatre côtés. La paroi inférieure 21 de l'anode 7' comporte une pluralité de rainures 23. Chaque rainure 23 débouche sur la paroi latérale 22 15 ou sur la paroi supérieure 20 afin de permettre l'évacuation des bulles de gaz. Une rainure 23 peut déboucher sur un unique ou sur plusieurs côtés différents (de préférence opposés lorsqu'ils ne sont que deux) de la paroi latérale 22 ou de la paroi supérieure 20, comme cela est visible sur les figures 20 à 24. Les rainures 23 permettent l'évacuation des gaz formés au cours de la réaction 20 d'électrolyse. Sans les rainures 23, les bulles de gaz tendraient à s'accumuler sous l'anode 7', diminuant la stabilité de la cuve d'électrolyse. L'anode 7' crue comporte alors en outre des inserts 24. Chaque insert 24 est disposé à l'intérieur d'une rainure 23 et occupe le volume défini par la rainure 23 à l'intérieur de l'anode 7'. Les inserts 24 permettent de limiter 25 le phénomène de fragilisation de l'anode 7' dû à la présence des rainures 23, lors du démoulage, du stockage, du transport, de la cuisson et de la manipulation de l'anode 7' crue. Ainsi, la présence des inserts 24 offre la possibilité de produire des rainures 20 présentant une hauteur plus élevée que celle qui serait obtenue par des techniques telles que le sciage ou l'utilisation 30 de plaques d'acier dans un moule servant à former l'anode 24. Il en résulte une durée d'existence plus longue des rainures et de leur effet bénéfique lorsque l'anode est consommée dans la cuve d'électrolyse. Les inserts 24 peuvent être réalisés en carton, notamment à base de cellulose ou de pâte de bois. Les inserts 24 peuvent également être réalisés 35 en mousse plastique rigide, notamment du type polyisocyanurate. Figure 1 shows an electrolytic cell 1 for producing aluminum from alumina. The electrolytic cell 1 comprises a metal box 2, for example steel. The metal box 2 is lined internally with refractory materials 3, 4, for example refractory bricks. The electrolytic cell also comprises a cathode assembly 5 made of carbonaceous material and a plurality of anode assemblies 6. The anode assemblies 6 comprise an anode 7 made of precured carbon material, the anode 7 being intended to be consumed as and when measurement of the electrolysis reaction in an electrolyte bath 8 comprising in particular cryolite and alumina. A blanket 9 of alumina and milled bath generally covers the electrolyte bath 8 and at least partially the anodes 7. The anode assembly 6 also comprises a rod 10 connected to the anode 7 by a connecting member 11. This connecting member 11 is generally called a multipode. The connecting member 11 comprises studs anchored in the anode 7. The anode assemblies 6 are mechanically connected to a supporting structure 12. Actuating means, not shown, allow the vertical translation of the anode assemblies 6 to dive the anode 7 in the electrolyte bath 8 as the anode 7 is consumed. During the electrolysis reaction, a sheet of liquid aluminum 13 is formed. The electrolytic cell also comprises conducting bars 14 serving to carry the electrolysis current. FIG. 2 represents an anode 7 'according to a particular embodiment of the invention. The anode 7 'is of substantially parallelepipedal shape and has an upper wall 20, a bottom wall 21 and a side wall 22 having four sides. The bottom wall 21 of the anode 7 'has a plurality of grooves 23. Each groove 23 opens on the side wall 22 or on the upper wall 20 to allow the evacuation of the gas bubbles. A groove 23 may lead to one or more different sides (preferably opposite when only two) of the side wall 22 or the top wall 20, as can be seen in FIGS. 20 to 24. The grooves 23 allow evacuation of the gases formed during the electrolysis reaction. Without the grooves 23, the gas bubbles would tend to accumulate under the anode 7 ', decreasing the stability of the electrolytic cell. The green anode 7 'then further comprises inserts 24. Each insert 24 is disposed inside a groove 23 and occupies the volume defined by the groove 23 inside the anode 7'. The inserts 24 make it possible to limit the phenomenon of embrittlement of the anode 7 'due to the presence of the grooves 23 during demolding, storage, transport, cooking and handling of the green anode 7'. Thus, the presence of the inserts 24 offers the possibility of producing grooves 20 having a height higher than that which would be obtained by techniques such as sawing or the use of steel plates in a mold for forming the anode 24. This results in a longer life of the grooves and their beneficial effect when the anode is consumed in the electrolysis cell. The inserts 24 may be made of cardboard, in particular based on cellulose or wood pulp. The inserts 24 can also be made of rigid plastic foam, especially of the polyisocyanurate type.

Comme cela est représenté sur les figures 3 à 6, les inserts 24 peuvent comporter des lumières 25 et/ou des découpes 26 sur leur plus grande surface. Ces lumières 25 et/ou découpes 26 permettent la création de ponts 38 de matière carbonée à l'intérieur des rainures 23 au cours du moulage de l'anode 7' crue. Les ponts 38 de matière carbonée traversent les rainures 23 et relient deux parois internes de l'anode (crue ou cuite) délimitées par les rainures 23. Les ponts 38 de matière permettent d'améliorer l'intégrité physique des anodes crues et cuites pendant leur transport, leur stockage, leur cuisson (dans le cas d'anodes crues) et leur manipulation. Cela permet également de faire monter les rainures de manière plus profonde dans l'anode. De plus, la présence de ponts 38 de matière à l'intérieur des rainures 23 permet d'augmenter la quantité de carbone de l'anode, sans pour autant diminuer sensiblement le libre parcours moyen des bulles de gaz pour rejoindre une rainure 23 et s'évacuer. As shown in Figures 3 to 6, the inserts 24 may include lights 25 and / or cutouts 26 on their larger area. These slots 25 and / or cutouts 26 allow the creation of bridges 38 of carbon material inside the grooves 23 during the molding of the anode 7 'green. The bridges 38 of carbonaceous material pass through the grooves 23 and connect two internal walls of the anode (raw or cooked) delimited by the grooves 23. The bridges 38 of material make it possible to improve the physical integrity of the raw anodes and cooked during their transport, storage, cooking (in the case of raw anodes) and their handling. This also allows the grooves to be moved deeper into the anode. In addition, the presence of bridges 38 of material inside the grooves 23 makes it possible to increase the quantity of carbon of the anode without substantially reducing the mean free path of the gas bubbles to reach a groove 23 and 'clear out.

Plusieurs exemples de configuration des ponts 38 de matière dans une anode (crue ou cuite) sont présentés sur les figures 15 à 19. La figure 25 montre en vue de côté l'anode cuite de la figure 19 et les ponts 38 de matière traversant la rainure 23. Several examples of the configuration of the bridges 38 of material in an anode (raw or cooked) are shown in FIGS. 15 to 19. FIG. 25 shows in side view the fired anode of FIG. 19 and the bridges 38 of material passing through the groove 23.

La description qui suit explique le procédé de fabrication des anodes selon le mode particulier de réalisation décrit. De la pâte d'anode 30 composée essentiellement de carbone est introduite dans un moule 31 puis compactée afin de lui donner une certaine cohésion. Le compactage de la pâte d'anode 30 est obtenu notamment à l'aide d'un vibrocompacteur visible sur la figure 7. De manière classique, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 7, le vibrocompacteur comporte une table vibrante 32 liée à un support 33 par des ressorts 34. Sur la table vibrante 32 est placé le moule 31 destiné à accueillir la pâte d'anode 30 à compacter. Une fois la pâte d'anode 30 mise en place à l'intérieur du moule 31, une masse 35 servant de couvercle est disposée sur la pâte d'anode 30 à compacter. Des arbres 36 munis de balourds permettent, une fois actionnés, de faire vibrer l'ensemble à une fréquence prédéterminée. Une fois la pâte d'anode 30 compactée, celle-ci est démoulée. Bien que cela ne soit pas représenté, le moule comporte généralement au moins une paroi latérale qu'il est possible de soulever. Ainsi, une poussée latérale permet alors de dégager la pâte d'anode compactée du moule. La pâte d'anode compactée et démoulée forme une anode « crue ». On fera bien la distinction par la suite entre les anodes « crues » et les anodes « cuites ». Les premières sont obtenues après une première étape de moulage/démoulage décrite ci-dessus, alors que les secondes sont obtenues après une étape supplémentaire de cuisson décrite ci-après. II est à noter que les anodes 7 plongées dans la cuve d'électrolyse 1 sont des anodes cuites. Afin de réaliser une anode 7' selon l'invention, des inserts 24 amovibles sont placés à l'intérieur du moule 31, comme cela est visible sur la figure 8. The following description explains the method of manufacturing the anodes according to the particular embodiment described. Anode paste 30 consisting essentially of carbon is introduced into a mold 31 and compacted to give it some cohesion. Compaction of the anode paste 30 is obtained in particular by means of a vibrocompactor visible in FIG. 7. In a conventional manner, as shown diagrammatically in FIG. 7, the vibrocompactor comprises a vibrating table 32 connected to a support 33 by springs 34. On the vibrating table 32 is placed the mold 31 for receiving the anode paste 30 to compact. Once the anode paste 30 has been put in place inside the mold 31, a mass 35 serving as a cover is placed on the anode paste 30 to be compacted. Trees 36 provided with unbalance allow, once actuated, to vibrate the assembly at a predetermined frequency. Once the anode paste has been compacted, it is demolded. Although not shown, the mold generally has at least one side wall that can be lifted. Thus, a lateral thrust then makes it possible to disengage the compacted anode paste from the mold. The compacted and demolded anode paste forms a "raw" anode. The distinction will then be made between "raw" anodes and "cooked" anodes. The former are obtained after a first molding / demolding step described above, while the seconds are obtained after an additional firing step described below. It should be noted that the anodes 7 immersed in the electrolytic cell 1 are cooked anodes. In order to produce an anode 7 'according to the invention, removable inserts 24 are placed inside the mold 31, as can be seen in FIG. 8.

La pâte d'anode 30 est ensuite versée dans le moule 31, entourant et recouvrant ainsi les inserts 24 présents dans le moule 31. Lors du démoulage, les inserts 24 restent solidaires non pas du moule 31, mais de la pâte d'anode 30 compactée. Ainsi, l'anode 7' crue tout juste formée comporte des inserts 24. The anode paste 30 is then poured into the mold 31, surrounding and thus covering the inserts 24 present in the mold 31. During demolding, the inserts 24 remain integral not with the mold 31, but with the anode paste 30 compacted. Thus, the newly formed green anode 7 'has inserts 24.

On aura compris que les inserts 24 préalablement disposés dans le moule 31 auront permis la production des rainures 23. Le fait que les inserts 24 restent solidaires de l'anode 7' crue lors du démoulage diminue sensiblement la fragilité de celle-ci. Cela permet d'augmenter la hauteur des rainures 24, par rapport à la hauteur des rainures classiquement produites à l'aide de plaques d'acier soudées dans le fond du moule 31. Alors que la hauteur des rainures formées par ces plaques d'acier, aussi appelées lames, est souvent limitée à la moitié de la hauteur de l'anode (pour ne pas fragiliser l'anode, et parce que le démoulage est une opération délicate à l'interface lame/pâte carbonée), la hauteur des rainures formées grâce à un insert se séparant du moule 31 en devenant solidaire de l'anode 7' crue dépasse cette limite, et par exemple, peut atteindre au moins les deux tiers de la hauteur de l'anode 7'. Comme cela a été précédemment décrit et est représenté sur les figures 3 à 6, les inserts 24 peuvent comporter des lumières 25 et/ou découpes 26. Ainsi, lors du compactage de la pâte d'anode 30 dans le moule 31, des ponts 38 de matière se forment au travers des lumières 25 et/ou découpes 26. Ces ponts 38 de matière réalisent la jonction entre les parois de l'anode 7' crue espacées de la largeur d'une rainure 23. Comme cela a été mentionné, ces ponts 38 de matière permettent notamment d'améliorer l'intégrité physique des anodes crues après le démoulage lors de leur transport, de leur stockage, de leur cuisson et de leur manipulation, et d'augmenter la quantité de carbone présente dans l'anode crue en comparaison avec la quantité de carbone que comporterait l'anode crue si les inserts 24 étaient « pleins », c'est-à-dire non perforés. L'anode 7' crue obtenue à l'issue du démoulage comporte les inserts 24. L'anode 7' crue est ensuite cuite dans un four, notamment du type décrit ci-après. Le four comprend une enceinte extérieure calorifugée pouvant comporter des murs transversaux délimitant des chambres. Le four est aussi pourvu de cloisons chauffantes creuses formant des alvéoles destinées à recevoir les anodes pour leur cuisson. Lorsque les anodes ont été empilées dans les alvéoles et avant leur cuisson, un matériau de remplissage granulaire ou pulvérulent, appelé « poussier », est introduit dans les alvéoles. Ce matériau permet de protéger les anodes lors de leur cuisson, notamment de l'oxydation qu'elles pourraient subir en raison de la température de cuisson élevée, à savoir de l'ordre de 1200°C. Les inserts 24 présents dans les rainures 23 évitent le bourrage des rainures 23 par le poussier. En effet, le poussier présent dans les alvéoles tend à s'introduire dans les rainures 24 durant le remplissage des alvéoles et la cuisson des anodes 7'. Il est ensuite nécessaire de retirer le poussier introduit dans les rainures 23, car il pourrait contaminer le bain électrolytique 8 une fois l'anode 7' introduite dans la cuve d'électrolyse 1. Cependant, cette opération est difficile et prend du temps. La présence d'un insert 24 dans les anodes 7' crues présente donc l'avantage d'empêcher le poussier de s'introduire dans les rainures 23. Une fois les anodes cuites, celles-ci sont refroidies et évacuées hors des alvéoles. Les inserts sont formés avantageusement en un matériau capable de supporter les forces de compaction et la température régnant dans le moule dans lequel l'anode crue est formée. Les inserts sont de plus avantageusement formés en un matériau disparaissant par combustion et/ou par gazéification au cours de la cuisson des anodes ou pouvant être retiré après la cuisson des anodes. It will be understood that the inserts 24 previously arranged in the mold 31 have enabled the production of the grooves 23. The fact that the inserts 24 remain integral with the anode 7 'green during demolding substantially reduces the fragility thereof. This makes it possible to increase the height of the grooves 24, with respect to the height of the grooves conventionally produced using steel plates welded in the bottom of the mold 31. While the height of the grooves formed by these steel plates , also called blades, is often limited to half the height of the anode (not to weaken the anode, and because demolding is a delicate operation at the interface blade / carbonaceous paste), the height of the grooves formed by an insert separating from the mold 31 by becoming integral with the green anode 7 'exceeds this limit, and for example, can reach at least two thirds of the height of the anode 7'. As has been previously described and is represented in FIGS. 3 to 6, the inserts 24 may comprise lumens 25 and / or cutouts 26. Thus, during the compaction of the anode paste 30 in the mold 31, bridges 38 of material are formed through the lumens 25 and / or cut-outs 26. These bridges 38 of material provide the junction between the walls of the green anode 7 'spaced from the width of a groove 23. As mentioned, these material bridges 38 make it possible, in particular, to improve the physical integrity of the raw anodes after demolding during their transport, storage, cooking and handling, and to increase the amount of carbon present in the raw anode in comparison with the amount of carbon that would comprise the raw anode if the inserts 24 were "full", that is to say not perforated. The green anode 7 'obtained at the end of the demolding comprises the inserts 24. The green anode 7' is then fired in an oven, in particular of the type described hereinafter. The oven comprises an insulated outer enclosure that may include transverse walls delimiting chambers. The oven is also provided with hollow heating partitions forming cells for receiving the anodes for cooking. When the anodes have been stacked in the cells and before they are cooked, a granular or powdery filling material, called "dust", is introduced into the cells. This material makes it possible to protect the anodes during their cooking, in particular the oxidation that they could undergo due to the high firing temperature, namely of the order of 1200 ° C. The inserts 24 present in the grooves 23 prevent the jamming of the grooves 23 by the dust. Indeed, the dust present in the cells tends to be introduced into the grooves 24 during the filling of the cells and the cooking of the anodes 7 '. It is then necessary to remove the dust introduced into the grooves 23, because it could contaminate the electrolytic bath 8 once the anode 7 'introduced into the electrolytic cell 1. However, this operation is difficult and time consuming. The presence of an insert 24 in the green anodes 7 'thus has the advantage of preventing the dust from entering the grooves 23. Once the anodes are cooked, they are cooled and removed from the cells. The inserts are advantageously formed of a material capable of withstanding the compaction forces and the temperature in the mold in which the green anode is formed. The inserts are furthermore advantageously formed of a material which disappears by combustion and / or gasification during the baking of the anodes or can be removed after the anode has been cooked.

Nous avons vu que les inserts 24 peuvent être notamment en mousse ou en carton. Lors de l'étape de cuisson, les inserts 24, lorsqu'ils sont en carton, brûlent et se carbonisent. L'avantage d'utiliser des inserts 24 en carton réside notamment dans le fait que le carton est un matériau économique, qui se trouve facilement, et qui se transforme en carbone lors de la cuisson. Les inserts 24 en carton carbonisé peuvent être conservés dans les anodes plongées dans les cuves d'électrolyse. Il est également possible de retirer les inserts 24 avant de plonger les anodes 7' cuites dans les cuves d'électrolyse. En effet, les inserts 24 carbonisés peuvent polluer le bain électrolytique 8 au cours de la réaction d'électrolyse. Un des avantages de disposer d'inserts 24 en carton réside dans le fait qu'ils peuvent se retirer très aisément à la fin de la cuisson, du fait qu'ils rétrécissent lors de la cuisson de l'anode 7' crue et ont tendance à s'effriter. De plus, lorsque ces inserts 24 comportent des lumières 25 ou des découpes 26, leur retrait des rainures 23 est facilité, car ils ont tendance à se fracturer lors de la cuisson du fait de leur rétrécissement et de la présence des ponts 38 de matière. Une fois les inserts 24 retirés, les rainures 23 ne sont plus obstruées et peuvent remplir leur fonction d'évacuation des bulles de gaz formées pendant la réaction d'électrolyse. L'avantage d'utiliser des inserts 24 en mousse est que la mousse brûle et/ou se gazéifie au cours de la cuisson des anodes et que la rainure 23 est propre. On utilise de préférence des mousses résistantes à des températures de 150°C, qui peuvent être atteintes par la pâte carbonée au cours du compactage, et qui s'évaporent à des températures inférieures à 1000°C, température atteinte dans le four. Les inserts 24, mousse ou carton, doivent être suffisamment rigides et solides pour ne pas s'effondrer au cours de l'introduction de la pâte carbonée dans le moule 31. L'épaisseur des inserts (et par conséquent celle des rainures 23) peuvent avantageusement varier de 3 mm à 3 cm. Comme cela est visible sur les figures 9 et 10, le ou les insert(s) 24 peut comporter des moyens de maintien en position debout, par exemple des pattes 37. Les pattes 37 permettent à l'insert 24 ou aux inserts 24 de se tenir debout dans le moule 31, par exemple dans une position verticale. Les pattes 37 peuvent être réalisées par découpage et pliage d'une partie d'un insert 24. Le ou les insert(s) 24 peuvent également présenter une forme apte à le maintenir droit à l'intérieur du moule 31, par exemple une forme en croix, ou une forme ondulée ou en étoile, visibles sur les figures 11 et 12. Comme cela est visible sur la figure 13, la rainure 23 peut présenter une forme d'étoile. Dans l'exemple de la figure 13, l'une des branches de cette étoile débouche sur la paroi latérale 22 d'une anode selon un mode de réalisation de l'invention, afin de permettre l'évacuation des bulles de gaz s'accumulant sous l'anode. We have seen that the inserts 24 may be in particular foam or cardboard. During the cooking step, the inserts 24, when made of cardboard, burn and char. The advantage of using cardboard inserts 24 lies in the fact that the cardboard is an economical material, which is easily found, and which turns into carbon during cooking. The inserts 24 carbonized cardboard can be stored in the anodes immersed in the electrolysis tanks. It is also possible to remove the inserts 24 before plunging the anodes 7 'cooked in the electrolysis tanks. Indeed, the charred inserts 24 can pollute the electrolytic bath 8 during the electrolysis reaction. One of the advantages of having cardboard inserts 24 lies in the fact that they can be easily removed at the end of cooking, because they shrink when cooking the anode 7 'raw and tend to crumble. In addition, when these inserts 24 have slots 25 or cutouts 26, their removal of the grooves 23 is facilitated because they tend to fracture during cooking because of their shrinkage and the presence of bridges 38 of material. Once the inserts 24 are removed, the grooves 23 are no longer clogged and can fulfill their function of evacuating the gas bubbles formed during the electrolysis reaction. The advantage of using foam inserts 24 is that the foam burns and / or gasifies during the baking of the anodes and that the groove 23 is clean. Resistant foams are preferably used at temperatures of 150 ° C., which can be reached by the carbonaceous pulp during compaction, and which evaporate at temperatures below 1000 ° C., the temperature reached in the oven. The inserts 24, foam or cardboard, must be sufficiently rigid and solid not to collapse during the introduction of the carbonaceous paste into the mold 31. The thickness of the inserts (and therefore that of the grooves 23) can advantageously vary from 3 mm to 3 cm. As can be seen in FIGS. 9 and 10, the insert (s) 24 may comprise means for holding in the upright position, for example tabs 37. The tabs 37 allow the insert 24 or the inserts 24 to standing in the mold 31, for example in a vertical position. The tabs 37 may be made by cutting and folding a part of an insert 24. The insert (s) 24 may also have a shape able to keep it straight inside the mold 31, for example a shape cross, or a wavy or star shape, visible in Figures 11 and 12. As can be seen in Figure 13, the groove 23 may have a star shape. In the example of Figure 13, one of the branches of this star opens on the side wall 22 of an anode according to one embodiment of the invention, to allow the evacuation of gas bubbles accumulating under the anode.

Le moule 31 peut comporter des moyens de support du ou des insert(s) 24 pour un maintien correct en position à l'intérieur du moule 31, notamment lors de l'introduction et du compactage de la pâte d'anode 30 dans le moule 31. Comme cela est montré sur la figure 14, les moyens de support peuvent être réalisés par au moins un organe de support 39 disposé à l'intérieur du moule 31, l'organe de support 39 comportant une rainure destinée à recevoir un insert 24. Dans l'exemple de la figure 14, l'organe de support 39 présente une section en L. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de 10 réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. 15 The mold 31 may comprise means for supporting the insert (s) 24 for a correct holding in position inside the mold 31, in particular during the introduction and compaction of the anode paste 30 in the mold 31. As shown in FIG. 14, the support means may be made by at least one support member 39 disposed inside the mold 31, the support member 39 having a groove for receiving an insert 24 In the example of FIG. 14, the support member 39 has an L-shaped section. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described above as examples but that it embraces on the contrary all variants. 15

Claims

REVENDICATIONS1. A method of manufacturing an anode (7 '), characterized in that it comprises the steps of: - arranging at least one removable insert (24) inside a mold (31), - filling the mold (31) of anode paste (30) made of carbonaceous material, - compacting the anode paste (30) in the mold (31), 10 - demolding the anode paste (30) thus compacted to obtain an anode (7 ') raw carbon material provided with the insert (s) (24), each insert (24) forming and defining a groove (23).

2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises an additional step of firing the green anode (7 ') in a furnace provided for this purpose.

3. Method according to claim 2, characterized in that it comprises an additional step of removing the insert (s) (24) 20 of the anode (7 ') fired.

4. The method of claim 2, wherein the insert burns and / or gasifies during the firing step. 25

Anode (7 ') made from a carbonaceous material provided with at least one groove (23), characterized in that the anode (7') comprises at least one insert (24), each insert (24) being placed in a groove (23) and occupying the volume defined by this groove (23) inside the anode (7 '). 30

6. Anode (7 ') according to claim 5, characterized in that at least one insert (24) has at least one lumen (25) and / or cutout (26) on its largest surface, each lumen (25) and / or cutout (26) traversed by bridges (38) of carbonaceous material connecting the internal walls of the anode (7 ') delimited by each groove (23). 35

7. Anode (7 ') according to claim 5 or claim 6, characterized in that the anode (7') has a side wall (22) and in that at least one groove (23) opens on at least one side of the side wall (22).

8. Anode (7 ') according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the anode (7') has an upper wall (20) and in that at least one groove (23) opens on the upper wall (20). 10

9. Anode according to any one of claims 5 to 8, characterized in that at least one insert is of a material capable of withstanding the compaction forces and the temperature in the mold in which the green anode is formed. 15

10. Anode according to any one of claims 5 to 9, characterized in that at least one insert is a material disappearing by combustion and / or gasification during the cooking of the anodes or can be removed after cooking. anodes. 20

11. Anode (7 ') according to any one of claims 5 to 10, characterized in that at least one insert (24) is plastic foam.

12. Anode (7 ') according to any one of claims 5 to 11, characterized in that at least one insert (24) is made of cardboard.

13. Anode (7 ') according to any one of claims 5 to 12, characterized in that at least one insert (24) comprises holding means in a standing position. 30

14. Anode (7 ') according to claim 13, characterized in that the holding means in the standing position comprise at least one lug (37).

15. Anode (7 ') according to any one of claims 5 to 14, characterized in that at least one insert (24) has a shape adapted to maintain it in a standing position. 25 5

Anode baked in carbonaceous material provided with at least one groove (23), characterized in that each groove (23) is traversed by at least one bridge (38) of carbonaceous material connecting the inner walls of the anode delimited by each groove (23).

17. Anode according to claim 16, characterized in that it comprises at least one insert (24) of carbonized cardboard during the operation of baking the anode, each insert (24) being disposed inside of a groove (23). 10