JP2008511760A - 単一炉を使用し、炉内温度制御による炭素熱還元方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】単一の炭素熱反応器／炉(11)を用いてアルミニウムを製造するプロセスであって、前記反応器／炉は、反応器の側部の下部に抵抗加熱式電極(16)(13)を具える単一の中空反応室を有しており、Ａｌ₂Ｏ₃とＣ(カーボン)を加えることで操業を開始し、前記混合物を溶融させて、約１８７５℃〜２０００℃の(Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃)スラグを生成し、炉(11)の温度を上げて、上部にＣ量が６〜８重量％のＡｌ相と底部にスラグ相(22)を生成し、次に、Ａｌ₂Ｏ₃をＡｌ−Ｃ／スラグ(21)(22)に加えてＡｌ₂Ｏ₃リッチのスラグを生成し、反応物の温度を下げて、脱炭反応(ステップ３０)を生じさせて、上部にＣが５重量％未満のＡｌ相を生成し、ステップ(40)を経て、前記Ａｌを取り出す。残りのスラグは開始物質として用いられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、炭素熱還元炉の単一反応室で低炭素アルミニウムを生成する方法に関し、反応室の中の反応物質の温度を制御して降温又は昇温行なうものである。

アルミナの直接炭素熱還元は、米国特許明細書第２９７４０３２号(Grunert et al.)及び第６４４０１９３Ｂ１号、並びに、S. Seetharaman & D. Sichen編集による“Proceedings 6th Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts”において、「“Carbothermic Aluminum”, K. Johansen, J. Aune, M. Bruno & A. Schei, Sweden-Helsinki Finland, June 12-17, 2002」に記載されている。
アルミナの炭素熱還元の全体反応は、次のとおり、認識されている。
Ａｌ₂Ｏ₃＋３Ｃ＝２Ａｌ＋３ＣＯ …… [1]
この反応は、一般的に、次の如きステップで起こるものと考えられている。
２Ａｌ₂Ｏ₃＋９Ｃ＝Ａｌ₄Ｃ₃＋６ＣＯ（蒸気） …… [2]
Ａｌ₄Ｃ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＝６Ａｌ＋３ＣＯ（蒸気） …… [3]
Ａｌ₂Ｏ₃＋２Ｃ＝Ａｌ₂Ｏ（蒸気）＋２ＣＯ（蒸気） …… [4]
Ａｌ₂Ｏ₃＋４Ａｌ＝３Ａｌ₂Ｏ（蒸気） …… [5]
Ａｌ＝Ａｌ（蒸気） …… [6]

反応[2]は、２０００℃以下の温度、一般的には、１９００℃〜２０００℃の間で行われる。重要なことは、アルミニウム生成反応である反応[3]が、約２０５０℃の高温で行われ、相当量の熱入力を必要とすることである。非常に重要なことは、反応[2][3]に記載された物質(species)に加えて、反応[6]のガス状Ａｌを含む揮発性物質とガス状の亜酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏは、反応[4]又は[5]で生成されることである。炭素熱還元プロセス全体としては、Ａｌ₂ＯとＡｌガスは、蒸気回収装置又は蒸気回収反応器と一般的に称される別個の反応器の中で、カーボンと反応させることによって回収される。

アルミニウムを生成するための炭素熱還元に関する他の特許として、米国特許明細書第４０９９９５９号(Dewing et al.)があり、ここには、２つの反応ゾーンが記載されており、オフガスは粒状物質の中を通過させられ、ガススクラバ内の未使用石炭又はグリーンコークの流れと向流である。米国特許第４０３３７５７号(Kibby)及び第４３８８１０７号(Kibby)は、スラグの温度を約１８５０℃の低温度に維持した状態で、溶融物の表面を約２１００℃まで加熱することにより、カーボン分を還元し、これにより金属中のＣ(カーボン)量を低減することを開示している。しかしながら、これは、蒸発が過剰に生ずるので、実施は困難と思われる。'７５７特許(Kibby)のプロセスは、アーク加熱とプラズマジェットを用いており、１８５０℃〜１９５０℃で開始し、次にアーク加熱で２１００℃まで昇温させて、Ｃ：１０重量％未満のＡｌを生成するものである。'１０７特許(Kibby)は、第２の炉又は別個の脱炭素ゾーンを用いており、高温の金属及びスラグを、炉から炉へ移動させる必要がある。

その他の先行技術として、例えば、米国特許第４３３４９１７号(Kibby)及び第４５３３３８６号(Kibby)があるが、両方とも、複数の反応器を用いるか、又は追加の脱炭素ゾーンを用いている。２００３年８月２３日に出願された米国特許出願第１０/６４６５０７号(J. Aune et al.)は、単一反応室を有する炭素熱還元炉用の電極装置を開示しており、側壁の電極は、各々が他方のものと接続され、底部ライニングの代わりに電気接点として用いられ、垂直方向の電極は両方とも液体スラグの中に沈められている。

炭素熱プロセスにおいて、２つの反応ゾーン又は複数の炉を用いると、コスト高を招き、不必要に複雑化する。要求されているのは、カーボン含有量が少ないアルミニウムを回収するための効率的かつ簡素化された方法である。それゆえ、本発明の主たる目的の１つは、コスト及びエネルギーの効率性をより高めることのできるアルミニウム生成プロセスを提供することであり、反応室(reactor compartment)が単一の炭素熱還元炉を使用し、反応室の温度制御を行なうものである。

＜発明の概要＞
本発明は、低炭素アルミニウムを生成するために単一の炭素熱反応器を用ることにより、上記要請に応え、上記問題を解消するものであって、(ａ) 単一の中空反応室を内部に有する単一炉の底部に複数の抵抗加熱式電極を配備し、上部に１又は複数の垂直方向電極を選択的に配備し、(ｂ) 炉の内部にＡｌ₂Ｏ₃とＣを添加してプロセスを開始し、それら混合物を溶融し、温度が約１８７５℃〜２０００℃の(Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃)スラグと過剰のＡｌ₄Ｃ₃を生成し、(ｃ) Ａｌ₄Ｃ₃をスラグに添加し、炉の温度を上げて、上部にＣ：約６重量％〜７重量％のＡｌ相と、底部に約２０５０℃〜２１００℃のスラグ相を生成し、(ｄ) Ａｌ₂Ｏ₃をＡｌ−Ｃ/スラグに加え、Ａｌ₂Ｏ₃の添加により、Ａｌ₂Ｏ₃リッチのスラグを生成し、温度を約１８００℃〜１９００℃に下げて、単一反応室内で脱炭素反応(decarbonization reaction)を生じさせ、上部にＣが約５重量％未満のＡｌ相と、底部に約１８００℃〜１９００℃の(Ａｌ₂Ｏ₃リッチ−Ａｌ₄Ｃ₃)スラグを生成し、(ｅ) 上部のＣ：約５重量％未満のＡｌ相を取り出し(tapping)、(ｆ) ステップ(ｂ)〜(ｅ)を繰り返すステップを含んでいる。このスラグを用いて、次のサイクルが開始される。次のサイクルは、幾らかのＣとＡｌ₂Ｏ₃を底部スラグに加えることにより開始し、ステップ(ｃ)〜(ｅ)が繰り返される。好ましくは、取り出されたアルミニウム相はＣが３重量％よりも少ないＡｌであり、ステップ(ｃ)で添加されるＡｌ₄Ｃ₃は、反応器に連繋された蒸気回収装置から供給される。

ステップ(ｂ)では、スラグを供給するのに、上部に少なくとも１つの垂直方向電極が引込み可能に配備されたアーク加熱が用いられる。ステップ(ｄ)でＡｌ₂Ｏ₃を加えることが非常に重要であるのは、炉内の温度を低下させて、相当量のＣをアルミニウムからスラグに移動させて、スラグの組成を変えることである。この方法では、炉又は反応器を唯１つ用いるだけであるので、炭素量の少ないアルミニウムを非常に簡単に生成することができる。

＜望ましい実施例の詳細な説明＞
本発明について、限定するものではない添付の図面を参照してさらに説明する。
図１は、炭素熱反応プロセスの一実施例を簡素化して示す図であって、Ａｌを生成し、オフガス中のＡｌ、Ａｌ₂Ｏ及びＣＯを、Ａｌ₄Ｃ₃、Ａｌ₂Ｏ₃及びスラグとして回収し、この材料を溶鉱炉(smelting furnace)へ送給するプロセスを示している。図１において、ガスの流れは破線で示され、固体及び溶融物質な流れは実線で示されている。

図１において、炭素熱還元溶解炉は、簡素化のために第１ステージと第２ステージを具えるものを示しており、炉からのオフガスは、配管(3)(4)を通り、密閉されたオフガス反応器(5)へ送られる。オフガス反応器(5)は、反応器のタイプにもよるが、約１６００℃〜２０５０℃の温度で運転されている。反応器は、２以上配備されることもでき、例えばステージ１の溶鉱炉(1)に対して１つ、ステージ２の溶鉱炉(2)に対して１つ設けられる。反応器(5)は、向流型移動床反応器又は流動床又は一連の流動床であってよい。反応器(5)に入るオフガスのＡｌ成分はカーボンと反応して、Ａｌ₄Ｃ₃、Ａｌ₂Ｏ₃及びＡｌ₄Ｃ₃−Ａｌ₂Ｏ₃スラグ材が生成される。このスラグ材は、配管(6)を経て、ステージ２へ送られる。

反応器(5)からのガスは主にＣＯを含んでおり、反応器に充填された活性炭の揮発分からのＨ₂を一部含む可能性はあるが、Ａｌ又はＡｌ₂Ｏは殆ど含まないか、全く含まない。反応器(5)からのオフガスは、高温ＣＯのようにエネルギー値が高く、ガスタービン又は従来のボイラーにおける電気エネルギーの生成に用いられることができる。アルミニウム蒸気は、反応してカーバイドになったり、凝縮してＡｌ₂Ｏ₃とＣになるか、又は、Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃スラグが生成される。Ａｌ₄Ｃ₃−Ａｌ₂Ｏ₃スラグと未反応カーボンは、配管(6)を経て、炭素熱還元溶鉱炉の第２ステージへ供給される。Ａｌ−Ｃ液体合金は、図１に示される如く、溶鉱炉のステージ２を出て行く。図１中、“Ｓ”は固体、“Ｖ”は蒸気、“ＬＩＱ”は液体を意味する。

図２は、本発明の方法における基本的なステップ、反応及び反応物を示している。この新規なプロセスでは、単一炉(single furnace)を用いるので、スラグのリサイクルは全く不要であり、スラグの抵抗加熱による過剰な蒸気化が回避される。プロセスの第１ステップでは、Ａｌ₂Ｏ₃とＣが加えられ、Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃スラグが生成され、このスラグは、過飽和のＡｌ₄Ｃ₃を過剰に含むことができる。炉の温度は約１８７５℃〜２０００℃で操業され、スラグが生成される。第２のステップでは、約２０５０℃〜２１００℃の温度で６−８重量％Ｃを含むＡｌ合金が生成され、さらなるエネルギーと追加のＡｌ₄Ｃ₃を必要とする。Ａｌ₄Ｃ₃の一部は、第１ステップで過剰のものが用いられ、残りは蒸気回収装置から得られる。次に、常温のＡｌ₂Ｏ₃が炉に加えられ、Ａｌ₂Ｏ₃リッチのスラグが生成され、温度は約１８５０℃に下降する。これにより、カーボンが除去されて、アルミナリッチのＡｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃スラグが生成する。これにより、カーボンの約６５重量％が除去され、それゆえ、アルミニウム中のカーボンは６重量％から２重量％に減少する。複数ステージの反応器ではないので、全体的なプロセスは簡素化され、高温の液体スラグを移動させる必要はない。

図２の第１ステップ(10)で、スラグが生成される。第２ステップ(20)では、スラグ相(22)の上部に、約５〜７重量％のＣを含む金属(21)が生成し、気体が放出される(簡易化のために図示は省略している)。第３ステップ(30)では、添加されるＡｌ₂Ｏ₃は常温(約２０℃〜約３５℃)である場合、抽出又は脱炭素反応は低温度で行われるので、蒸気損失は低減される。重要なことは、両方の温度を実質的に低下させるので、ステップ(40)でアルミナリッチのスラグとなることである。ここで、ＣはＡｌ相から出て行くので、アルミニウム相はＣが５重量％よりも少ない相となり、好ましくはＣが３重量％よりも少ない相(23)となって、取り出される。ステップ(30)(40)の一部は重複する。
本発明のプロセスをまとめると次の通りである。

＜スラグの生成＞
プロセスは次の通り開始する。まず、Ａｌ₂Ｏ₃とカーボンを加えて、約１９００℃〜２０００℃の温度で、７７％Ａｌ₂Ｏ₃−２３％Ａｌ₄Ｃ₃(モル％)及び一部過剰のＡｌ₄Ｃ₃の液体スラグを生成する。一部はＡｌ₂Ｏ及びＡｌ蒸気となり、蒸気回収反応器(5)へ送られる。プロセスが一旦定常状態になると、スラグ生成の開始点(starting point)は、先のサイクルでの脱炭素後に残存するスラグである。

＜金属の生成＞
金属は、約２０５０℃〜２１００℃の温度にて、次の反応によって生成される。
Ａｌ₂Ｏ₃＋Ａｌ₄Ｃ₃＝６Ａｌ＋３ＣＯ
蒸気回収反応器(5)から、炭化アルミニウムが加えられる。Ａｌの約１７％がＡｌ₂Ｏ及びＡｌとして蒸発する。エネルギーはスラグ層の電気抵抗加熱によって供給されるが、スラグの一部は炉の中に残存しなければならないため、スラグの全部を反応させることはできない。スラグの約２０％は反応せず、抵抗加熱のために残存する。全てのカーバイドが加えられた後、温度を上げると脱炭が起こり、スラグのカーバイド量と金属中のカーボン量が減少して、大量のＡｌ₂Ｏ及びＡｌの蒸発が起こる。

＜脱炭素＞
金属からカーボンを除去するために、炉にＡｌ₂Ｏ₃が加えられる。Ａｌ₂Ｏ₃の加熱溶解温度は、脱炭素に必要な温度よりも高いため、Ａｌ₂Ｏ₃を加熱し溶解するのにいくらかの電力を必要とする。エネルギーの一部はスラグの顕熱により得られる。スラグ−金属系は、約１８５０℃まで降温することができる。スラグは、Ａｌ₂Ｏ₃の中で富化し、カーボンは金属から出てスラグへ移動する(Ａｌ₄Ｃ₃)。金属が取り出され、得られたＡｌ₂Ｏ₃リッチの液体スラグは、スラグ生成のためにリターンさせる開始点である。

金属が取り出されると、温度を約１９００℃〜２０００℃まで上昇させて、もう一度、Ａｌ₂Ｏ₃とカーボンを添加して、金属生成のために、所望組成の液体スラグと過剰のＡｌ₄Ｃ₃を生成する。このプロセスにおいて、相当量のＣＯが生成され、Ａｌは、ガス状のＡｌ及びＡｌ₂Ｏとなる。図２に示されるように、これらのガス状物質は、蒸気回収反応器(5)においてＡｌ₄Ｃ₃に転換され、金属の生成が行われる間、炉にリターンされる。

ステップ(10)では、図２に示される如く、単一炉(11)は、一般的には、側壁と底部と単一の中空反応室(13)とを有しており、本発明だけに用いられるもので、内部にアンダーフローの分離壁／バッフル等を有しない。炉は、矩形、正方形、円形又は長円形又はそれに似た形状を有することができる。炉の側壁の内部には、図示の如く、底部に抵抗加熱式電極(16)が配備され、好ましくは反応器の側部に配置される。ステップ(10)では、好適には、上部に、垂直方向に引込可能な(retractable)外部電極(12)が少なくとも１つ用いられる。電極はアークを発生させて、初期状態又は定常状態の固体Ａｌ₂Ｏ₃及びＣを溶融する。これら固体は、Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃スラグと追加のＡｌ₄Ｃ₃を含む溶融スラグ相を生成するために添加される。

電極(12)(16)は、カーボン、グラファイト又は非消耗性不活性セラミック材料から作られ、各電極に対して、電流手段(19)により電気が独立して供給される。底部の抵抗加熱式電極は、好ましくは水平であり、金属の生成に用いられ、金属の過熱を少なくして、過剰の蒸気を生じさせる。底部電極(16)は、ステップ(20)(30)(40)に示される如く、底部の溶融スラグ相／層(22)に又はそれに隣接して配置されることが好ましい。ステップ(10)(20)において、Ａｌ₂Ｏ、蒸気、ＣＯ及びＡｌは、流れ(3)及び(3')として出て行く。ステップ(10)〜(30)におけるＡｌ₂Ｏ₃、Ｃ、Ａｌ₄Ｃ₃を供給する手段は、気密であることが好ましい。清浄アルミニウムの流れ(26)は、あらゆる装置に送られる。例えば、脱ガス装置へ送られたり、例えばＨ₂フラックス処理装置(fluxing apparatus)へ送られ、溶融物から酸化物を除去し、最終的に鋳造装置へ送られ、合金化されていない(unalloyed)一次形状物、例えば、約５０lb.(２２.７Kg)〜７５０lb.(３４１Kg)のインゴットが得られる。これらのインゴットは、保持炉又は混合炉の中で最終の合金化のために再溶融されてもよいし、溶融物は、フラックス処理装置から、アルミニウム合金形状物に最終合金化又は鋳造するための炉へ直接送られこともできる。

本発明の具体的実施例を例示して説明したが、当該分野の専門家であれば、本発明の詳細について、特許請求の範囲に規定された発明から逸脱することなく成すことはできるであろう。

このプロセスの一例を記載すると、金属生成ステージの開始は、１００モルの７７％Ａｌ₂Ｏ₃−２３％Ａｌ₄Ｃ₃スラグである。温度が上昇すると、反応(3)が起こる。スラグの組成を維持するために、スラグにＡｌ₄Ｃ₃が添加される。炉の中に、１５モルのＡｌ₂Ｏ₃と５モルのカーバイドが残るまで、反応が進行する。プロセスでは、３７２モルのＡｌが生成されるが、６２モルは蒸発するので、３１０モルの液体Ａｌが残り、これには約７.５重量％のＣが含まれる。

蒸発したＡｌにより、約１５モルのカーバイドが生成される。スラグ生成中に、十分なＡｌが蒸発して、１０モルのカーバイドが生成される。金属生成ステップでは、合計６２モルのカーバイドが必要である。カーバイドは、２８モルはスラグからの反応により、約２５モルは蒸気回収反応器(ＶＲＲ(vapor recovery reactor))から得られるが、約９モルのＡｌ₄Ｃ₃が不足する。この追加のカーバイドは、スラグ生成中に生成されることができる。それゆえ、実際の開始点は、１００ｋモルの７７％Ａｌ₂Ｏ₃−２３％Ａｌ₄Ｃ₃含有スラグと９ｋモルのＡｌ₄Ｃ₃である。約２５ｋモルのＡｌ₄Ｃ₃がＶＲＲから添加される

金属生成では、スラグ＋Ａｌ₄Ｃ₃はより高い温度(２０５０℃〜２１００℃)まで加熱され、約７.５重量％のＣを含む３１０ｋモルのアルミニウム金属が生成される。約２０ｋモルのスラグが残り、抵抗加熱に供される。

脱炭素では、７５ｋモルのＡｌ₂Ｏ₃が加えられ、９０ｋモルのＡｌ₂Ｏ₃と１２モルのＡｌ₄Ｃ₃が生成される。温度は約１８５０℃まで降温する。温度が低下すると、スラグと金属との間のカーボン分配比は大きくなる。金属のカーボン量は、約６.０％から２.５％に減少する。これは、スラグと金属とのカーボン分配比が２、金属８９０４ｋｇ及びスラグ９９００ｋｇであることに基づいている。金属が取り出され、残りのスラグは９０ｋモルＡｌ₂Ｏ₃−１２ｋモルＡｌ₄Ｃ₃であり、これがスラグ生成の開始点である。

金属が取り出された後、温度は約２０００℃まで上げられ、Ａｌ₂Ｏ₃とカーボンが添加されて、金属生成のために所望組成の液体スラグと過剰のＡｌ₄Ｃ₃が生成する。これは、約２２５ｋモルのＣと、３７ｋモルのＡｌ₂Ｏ₃を必要とする。スラグが生成した後、金属生成ステップが繰り返される。

本発明の望ましい実施例を説明したが、特許請求の範囲内で他の実施例も可能であることは理解されるべきである。

Ａｌ₂ＯとＡｌ蒸気を、Ａｌ₄Ｃ₃及び／又はＡｌ₂Ｏ₃固体(Ａｌ₄Ｃ₃−Ａｌ₂Ｏ₃スラグ)として回収するオフガス回収反応器を含む、アルミニウム生成の炭素熱還元プロセスを概念化した従来システムの一例を示すフローシートである。 単一炉を用いて低カーボンアルミニウムを生成する本発明のステップを示すフローシートである。

Claims (11)

1. 単一の炭素熱反応器を用いて炭素含有量が少ないアルミニウムを生成する方法であって、
   (ａ) 反応器の内部に単一の中空反応室を有する単一炉に、複数の抵抗加熱式底部電極を炉壁に配備し、また、１又は複数の垂直方向電極を選択的に配備し、
   (ｂ) 炉の内部にＡｌ₂Ｏ₃とＣを添加してプロセスを開始し、前記Ａｌ₂Ｏ₃とＣの混合物を溶融し、温度が約１８７５℃〜２０００℃の(Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌ₄Ｃ₃)スラグと過剰Ａｌ₄Ｃ₃を生成し、
   (ｃ) Ａｌ₄Ｃ₃をスラグに添加し、炉の温度を上げて、Ｃが約６重量％〜８重量％のＡｌ相を上部に、温度が約２０５０℃〜２１００℃のスラグ相を底部に生成し、
   (ｄ) Ａｌ₂Ｏ₃をＡｌ−Ｃ/スラグに加え、Ａｌ₂Ｏ₃の添加により、Ａｌ₂Ｏ₃リッチのスラグを生成し、温度を約１８００℃〜１９００℃に低下させて、単一反応室内で脱炭素反応を生じさせ、Ｃが約５重量％未満のＡｌ相を上部に、約１８００℃〜１９００℃の(Ａｌ₂Ｏ₃リッチ−Ａｌ₄Ｃ₃)スラグを底部に生成し、
   (ｅ) Ｃが約５重量％未満の上部Ａｌ相を取り出し、
   (ｆ) ステップ(ｂ)〜(ｅ)を繰り返す、ことを含んでいる方法。
2. 上部に配備される少なくとも１つの垂直方向電極は、ステップ(ｂ)でアーク加熱を行なうのに用いられる請求項１の方法。
3. ステップ(ｄ)では、Ａｌ₂Ｏ₃を加えることによってスラグの組成を変化させ、ＣをＡｌからスラグへ移動させるようになし、ステップ(ｄ)では、上部のＡｌ相はＣが３重量％未満であり、前記Ａｌ相はステップ(ｅ)で取り出される請求項１の方法。
4. オフガスは、ステップ(ｂ)で発生するＡｌ₂Ｏ₃、ＣＯ及びステップ(ｃ)で生成するＡｌを含んでおり、前記オフガスは、反応器へ送られて、ステップ(ｃ)のスラグへ加えられるＡｌ₄Ｃ₃及びＡｌ₂Ｏ₃又はＡｌ₄Ｃ_3-Ａｌ₂Ｏ₃スラグを生成する、請求項１の方法。
5. ステップ(ｄ)において、上部Ａｌ相はＣが３重量％未満であり、前記Ａｌ相はステップ(ｅ)で取り出される請求項１の方法。
6. ステップ(ｅ)の後、温度を約１８７５℃〜２０００℃まで上昇させ、Ａｌ₂Ｏ₃とＣが加えられてステップ(ａ)が開始する請求項１の方法。
7. ステップ(ｄ)で脱炭素が行われる際、ＣはＡｌ相からスラグへ移動する請求項１の方法。
8. Ａｌ₂Ｏ、ＣＯ及びガス状Ａｌは、オフガス反応器へ送られ、ここでＣが加えられて固体Ａｌ₄Ｃ₃及び固体Ａｌ₂Ｏ₃及びＡｌ₄Ｃ₃−Ａｌ₂Ｏ₃スラグが生成され、炉へリターンされる請求項１の方法。
9. Ａｌ₄Ｃ₃は、ステップ(ｃ)に戻される請求項８の方法。
10. 抵抗加熱式底部電極は、炉の側部で底部のスラグ相に隣接して配置され、カーボン、グラファイト又はセラミックを含む非消耗性不活性アノード材料から選択される材料から作られる請求項１の方法。
11. ステップ(ｄ)のスラグは、追加のＡｌ₂Ｏ₃及びＣと共に、次のサイクルの開始物質として用いられる請求項１の方法。

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