JP2019510137A - 鉛直型電解セル用装置及びシステム - Google Patents
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Abstract
ある実施形態では、開示される主題は、電解セルに関しており、当該電解セルは、セルリザーバと、セルリザーバの底部に保持され、セル内で、金属パッド及び溶融電解浴の少なくとも1つと接触するカソード支持体であって、電解セルの底部と繋がるように構成された支持底部を有する本体を備えるカソード支持体と、少なくとも1つのカソードプレートを保持するように構成されたカソード取付部分を有する支持体下部と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本出願は、2016年3月30日に出願された米国仮特許出願第62/315,414号に対する非仮特許出願であって、その優先権を主張し、当該米国仮特許出願の全体は、参照を以て本明細書の一部となる。
Claims (40)
- セルリザーバと
前記セルリザーバの下部に保持されたカソード支持体と、
を備える電解セルであって、
前記カソード支持体は、前記セルリザーバ内で金属パッドと溶融電解浴のうちの少なくとも1つと接触し、
前記カソード支持体は、
前記電解セルの下部と繋がるように構成された支持体下部と、
前記支持体下部の反対側にあって、少なくとも1つのカソードプレートを保持するように構成されたカソード取付部分を有する支持体上部と、
を有する本体を含む、電解セル。 - 前記カソード支持体のカソード取付部分は、前記カソード支持体の上面に設けられた表面溝を含んでおり、前記表面溝は、前記少なくとも1つのカソードプレートの1つを保持するのに十分な深さに構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記カソード支持体の前記カソード取付部分は、
1又は複数の溝を含む複数の第1のビームであって、前記1又は複数の溝は、前記複数の第1のビームの表面に形成されており、前記少なくとも1つのカソードプレートを保持するように構成されている、複数の第1のビームと、
前記第1の複数のビームを連結する複数の第2のビームと、
を備えている、請求項1に記載の装置。 - 前記カソード取付部分の前記少なくとも1つのカソードプレートは、第1のカソードプレートの縁部が、両側にて前記第1のカソードプレートと対置されるカソードプレートの縁部に接触するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記カソード支持体は複数のピンを含んでおり、各ピンはピン下部及びピン上部を有する、請求項1に記載の装置。
- 各ピン下部は、前記カソード支持体における対応する開口によって保持される、請求項5に記載の装置。
- 前記複数のピンは、前記少なくとも1つのカソードプレートを鉛直形態で支持するように離間して配置される、請求項6に記載の装置。
- 前記複数のピンは、第1の組のピン及び第2の組のピンを含む、請求項5に記載の装置。
- 前記第1の組のピンのピン下部は、前記カソード支持体に直線形態で配置され、前記第2の組のピンのピン下部は、前記カソード支持体に直線形態で配置される、請求項8に記載の装置。
- 前記第1の組のピンのピン下部の直線形態は、前記第2の組のピンのピン下部の直線形態と平行である、請求項9に記載の装置。
- 前記ピン上部は、非平面カソードプレートを鉛直形態で支持するように構成されている、請求項5に記載の装置。
- 前記第1の組のピン及び前記第2の組のピンの各々は、第1の形状を有するピン上部を有する第1のピンと、第2の形状を有するピン上部を有する第2のピンとを備えている、請求項8に記載の装置。
- 前記第1の形状は、前記第2の形状とは異なる、請求項12に記載の装置。
- 前記第1のピンのピン上部は第1の直径を有し、前記第2のピンのピン上部は第2の直径を有する、請求項12に記載の装置。
- 前記第1の直径は前記第2の直径と異なる、請求項14に記載の装置。
- 前記第1のピン及び前記第2のピンは、第1の直径のピン下部を有し、前記第1のピン及び前記第2のピンは、第2の直径のピン上部を有する、請求項12に記載の装置。
- 前記第1の直径は前記第2の直径と異なる、請求項16に記載の装置。
- 前記ピン上部は、横方向に非対称な形状を有する、請求項12に記載の装置。
- 前記複数のピンは二ホウ化チタンから構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のピンのうちの少なくとも1つのピン上部の半径は変化する、請求項5に記載の装置。
- 半径が変化する前記少なくとも1つのピンが、前記少なくとも1つのピンと前記カソードプレートとの間で所望のクリアランスが達成されるまで回転する、請求項20に記載の装置。
- 前記ピン下部は前記カソード支持体に嵌め込まれ、前記ピン上部は2つの突起を含み、前記少なくとも1つのカソードプレートの1つは前記2つの突起の間に位置する、請求項5に記載の装置。
- カソードプレートが複数のカソードプレートで構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のカソードプレートの少なくとも2つは、互いに機械的に組み合わされる、請求項23に記載の装置。
- 各カソードプレートは、隣接するカソードプレートと機械的に組み合わされるように構成された側縁部を含む、請求項24に記載の装置。
- 前記第1のカソードプレートの側縁部は凹状であり、隣接するカソードプレートの凸状の側縁部と組み合わされるように構成されている、請求項25に記載の装置。
- 前記複数のカソードプレートの縁部は、前記複数のカソードプレートを機械的に互いに組み合わせるピンを収容する穴を有する、請求項26に記載の装置。
- カソードプレートを組み合わせることで両縁部にて支持されたカソードプレートは、亀裂を含む、請求項26に記載の装置。
- 前記カソードプレートは、隣接するカソードプレートによって支持されており、前記カソード支持体には取り付けられていない、請求項24に記載の装置。
- 前記カソード支持体と前記カソードプレートの間に流路が形成されている、請求項29に記載の装置。
- アルミナの電気化学的還元によってアルミニウム金属を製造する方法において、
(a)電解セルの電解浴を通してアノードとカソードの間に電流を流す工程であって、前記電解セルは、
(i)セルリザーバと
(ii)前記セルリザーバの下部に保持されたカソード支持体と、
を備える電解セルであって、
前記カソード支持体は、前記セルリザーバ内で金属パッドと溶融電解浴のうちの少なくとも1つと接触し、
前記カソード支持体は、
前記電解セルの下部と繋がるように構成された支持体下部と、
前記支持体下部の反対側にあって、少なくとも1つのカソードプレートを保持するように構成されたカソード取付部分を有する支持体上部と、
を有する本体を含む、工程と、
(b)供給材料を前記電解セルに供給する工程と、
を含んでいる、方法。 - (c)前記供給材料を金属生成物に電解還元する工程を更に含む、請求項31に記載の方法。
- (d)前記金属生成物を前記カソードから前記セル下部に出して、金属パッドを形成する工程を更に含む、請求項32に記載の方法。
- セルリザーバと、
前記セルリザーバの底部に保持されたカソード支持体と、
前記カソード支持体に保持されたカソードプレートと、
を備えており、
前記カソードプレートは、隣接するカソードプレートと機械的に組み合わされるように構成された縁部を有する、電解セル。 - 前記カソードプレートは、上縁部と、反対側にある下縁部と、第1の側縁部と、第2の側縁部とを有しており、
前記第1の側縁部は、第1の隣接するカソードプレートの側縁部と機械的に組み合わされるように構成されており、前記第2の側縁部は、第2の隣接するカソードプレートの側縁部と機械的に組み合わされるように構成されている、請求項34に記載の電解セル。 - 前記第1の側縁部及び前記第2の側縁部は、前記第1の隣接カソードプレートの対応する傾斜した側縁部及び前記第2の隣接カソードプレートの傾斜した側縁部と機械的に組み合わされる傾斜した縁部である、請求項35に記載の電解セル。
- 前記カソードプレートは、前記第1の隣接するカソードプレートと前記第2の隣接するカソードプレートとによって前記カソード支持体の上方に支持されている、請求項35に記載の電解セル。
- 前記カソードプレートの第1の側縁部及び第2の側縁部が凸状であり、前記第1の隣接するカソードプレートの対応する側縁部と前記第2の隣接するカソードプレートの対応する傾斜した側端部とが凹状である、請求項35に記載の電解セル。
- 前記カソードプレートは、カソードタイルのアレイから形成されており、各カソードタイルは、隣接するカソードタイルと組み合わされている、請求項34に記載の電解セル。
- 各カソードタイルが六角形である、請求項39に記載の電解セル。
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