JPS58107491A - 浮遊性陰極、同構造体及びアルミニウム製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明＋Ｓ二硼化チタンの如き電気伝導性耐火物で製造
されており、ホール−エル−（Ｈａｌｌ　−Ｈ５ｒｏｕ
ｌｔ　）　　の方法によるアル＜＝ラムの電解製造に使
用される浮遊性陰極素子に係る・ホール−ニル−のセル
では陰極が並置されたカーボンブロックで構成されてい
るのが普通であり。

同系列の隣接電解槽と電気的ＫＩＩ続するための導体に
連結された金属パーがこれらブロックに差し込まれてい
る。このような陰極は作動中は厚み約２０１程の液体ア
ル電エウ五層で常に被覆される。

最近の電解槽では作動中に２００，０００アンペアもし
くはそれを上回る強さの電流が流れるため。

製造された金属と電解浴との間の界面に発生する波によ
り金属性のもしくは部分的に還元されたアルミニウム又
はナトリウムが陽極方向に押し戻されて再び酸化するよ
うな事態を回避すぺく、陽極と液体アル＜＝ラム層表面
との間に少くとも４０■の間隔が維持されるよう両極間
距離を設定しなければならない。そのため、１．５ボル
トを越える、即ち檜の両端子の合計電圧降下の３以上の
、大幅な電圧降下が更に生じる仁とになる。

液体アルミニウムによる陰極の湿潤性を増大し且つ製造
された金属と電解浴とが協働して生じる運動により該液
体アルンエクムが陽極方向へ戻される現象を滅ら丁ため
に開発された種々の方法の中でも、電気伝導性耐火化合
物を使用する方法は広く利用されており、特に硼化チタ
ン及び硼化ジルコニウムが一般的である。

通常、電気伝導性耐火物はグループ４Ａ、５Ａ及び６Ａ
の金属類の硼化物、炭化物及び窒化物から成る種族に属
するが、これ壕でのところはニー化チタンＴＩＢ、及び
ニー化ジルコニウムＺｒＪが主として使用されてきた。

これらの電気伝導性耐火物は下記の３つの特性を同時に
有している限り、別個でも一緒でも、ホール−ニルー製
電解槽に使用することができる。

−電気抵抗率が９５０乃至９７０℃で１，０００バーよ
り小さく、好ましくは１００μΩ１より小さいこと。

一液体アル建ニウムによる湿潤性が高いこと、−液体ア
ル＜ニウムと電解槽とに対し化学的及び物理的に不活性
であること。

ｔｏｏｏ　℃の場合硼化チタンは６０　ＡＱｃｘ　、硼
化ジルコニウム４！７４１Ω傷の抵抗率を示す、これは
液体アル１＝ウムの夫々２倍及び２．５倍に相当するが
、約４５００００ａΩ菌である電解浴の抵抗率の５００
０を下回る値である。また、これら両硼化物は液体アル
ミニウムによって完全に湿潤され、溶融氷晶石に対し十
分な不活性を示す。

しかし乍ら、硼化チタン及び硼化ジルコニウムは値段が
極めて高く、且つ塊状態では熱衝撃に影響され島いとい
う理由から、現在までのところこれら２つの材料で塊状
の陰極ブロックを形成することは難しく、実際の工業に
おいては蒸気相付着もしくは固体状拡散などの如き種々
の方法で得た厚みの薄い被覆物として、又は製造された
液体アルミニウム層から央出する炭素質陰極に差し込ま
れた中実素子として使用する傾向にある。これについて
はドイツの雑誌＠Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ”　ｐ　６４２〜
８４ｇ（１９８０年１０刀）及びｐ７１３〜１１８（１
９８０年１１月）Ｋ掲載され？、−Ｋ、ＢＩＬＩＪＨＡ
ＵＧ及びＨ，Ａ、ＯＹＥ　　著の２つの記事”　Ｉｎ＠
ｒｔ　Ｃａｔｈｏｄｅｓｆｏｒ　　ａｌｍｉｎｉｕｍ　
＠１ａｔｒｏｌｙｓｌｓ　　１ｍ　Ｈａｌｌ　−Ｈ≦ｒ
ａｕｌｔ　Ｃ＠ｉｌｓ”　Ｋ詳細な説明が記載されてい
る・ このように厚みの薄い、又は大きさの小さい、硼化チタ
ン又ｉｔ硼化ジルコニウムの被覆物を使用した場合、陰
極プ胃ツクの電気伝導率及び液体アルミニウムによる湿
潤性という問題は比較的十分に解決されるが、不幸にし
て該被覆物はこれと接触する液体アルミニウム中で漸次
溶解するため比較的早く消耗し易い。推算によればアル
ミニウム１トンを製造するのに消耗されるＴｌ１１ｇの
量は２００グツ五に到達し得、しかもＴＩＢ、の値段は
現在数百７ラン／に９にも及ぶ。また、消耗した陰極素
子を交換するＫは作業な全面的に停止し、電解槽の一部
を取外さなければならないが、これは実際に置県として
製造する場合は容認し離いことである。

ホール−エル−の方法でフル建エクムｔ′製造するのに
使用される硼化チタン製陰極素子は最初ＢＲＩＴＩｆｉ
ＨＡＬＵＭＩＮＩＵＭ　Ｃｏｍｅ　Ｌｔｄ、　　のフラ
ンス特許第１　１９１Ｓ　　５０！Ｉ号、第１　２０３
　０１５号。

纂１　２０１５８２１７号、第１　２２７９ｆｉ１号　
ｇｌ　　２２９　５３７号、第１　１４８　０６８号、
第１　１４１１４６８号とＫＡＩＩＩＩＲＡＬＵＭＩＮ
ＩＵＭのフランス特許第１　１６５　１３６号とに開示
され。

その後ＡＬＣＯＡのフランス特許第２　３３７　２０１
号、ＡＬＵ８ＵＩ８８１の７　ｊ　ンＸ４Ｉ許第２　４
３０　４６４号、ＰＰＧ　ＩＮＤＵＩＩＴＲＩＥＩＩ　
　の米国特許第４　１７７　１２８号、ＫＡＩ８ＥＢＡ
ＬＵＭＩＮＩＵＭの米国特許第４　０９１　８２４号な
どに開示されたが、置県的に実現されるまでには到らな
かつｔようである。

フランス特許第２４フｌ　４２ｂ号（ムＬυ８ＵＩ８８
１）にも陰極素子が開示されており、この場合はニー化
チタノを粒状又は片状の材料として檜の底にばらばらに
配置し、少くとも２ｍｍＫ等しい厚みの液体アル１＝り
ムで被覆する。

本山願人ムＬＵＭＩＮＩＵＭ　ＰＥＣＨＩＮＥＹ　　名
義のフランス特許出願第８１　０４０６９号には主とし
てホール−エル−の技術によるアルミニウムの一製法と
その製法て使用される陰極とが詳細な説明及び特許請求
の範囲中に記載されている。この製法は溶融氷晶石をベ
ースとする約９３０乃至９６０℃の浴中におき、液体ア
ルオニりム層で常時被覆されている炭素質基盤を有する
陰極系と炭素質陽極を少くとも１つ含む陽極系との間で
溶解アル建すを電解する方法であり、該嶽素質陰極基盤
上に複数のニー化チタン製素子な誼基盤にも素子相互間
でも結合させずに配置して一定の厚みを持つ床を形成す
ることと１ｗ体アル１＝ウム層の厚みなニー化チーン素
子床の厚みにできるだけ轡しくすることと、陽極系の平
面とニー化チタン素子床の上方平面との間の距離ｖｓｏ
乃至１０ｍＫ″′ｇ″ること１に：％像とする。

またこの製法で使用される陰極は炭素質の基盤から成り
、ニー化チタンの複数の素子が該層１１にも結合されず
相互間でも結合しないよう該基盤を被覆して一定の厚み
を持つ床を形成していることを特徴とする特 許 質基盤上に配置されてニー化チタン粒子床を支持する炭
素質中間サポートを含んでｈてもよい。

同じ（ＡＬＵＭＩＮＩＵＭ　ＰＥＣＨＩＮＩＹ　　名義
であるこのＩｊｊｔ４ｌＩ許の追加特許（［Ｉｇｌ　　
１２９０９号）の詳細な説明及び特許請求の範囲に最終
的に記載されたのは、不活性中間サポートと該サポート
に分離可能に固定されておりＴＩＢ．の如き電気伝導性
耐火物から成る活性素子とを備え、該不活性中間サポー
トと活性素子とで構成されたアセンブリが電解温度にお
いて液体アル１＝ウムの密度より大急い密度を有丁るこ
とを＊＊とする取外し可能な陰極素子である。

しかし乍ら，前述の特許出願第８１　　０４０１５９号
及び追加特許第８１　　１２９０１｝号の対象ｔる陰極
素子，即ち液体アルミニウムによりｆｌｌｌｌＬ得る電
気伝導性耐火材料製陰極素子の使用は場合によっては下
記の如自欠点を伴う。

一湿潤し得る素子を浸す液体金属層の厚みが薄く，該層
に局部的に水平方向の強い電流が流れるため，該金属を
流動させ且つ湿潤し得る伝導性素子を移動させてその結
果これら素子で構成されている床の均一性を変えてしま
うような電磁力が誘発される危険性がある。

一陽極効果が生じた場合、陽極の位置を低下させて液体
アルミニラ▲層と接触させ，それによって陽極面を消極
することが不可能である。

一製造された金属を定期的に採取すべく，陰極〈必要が
あり，ｖＩリザーバ容積の大きさと電気的絶縁に関する
種々の問題とに起因して槽底部の設計が複雑化し従って
コストが上昇する。

一槽の底にアル５ナと非溶解電餌質との沈ＩＩＩが蓄積
すると、厚みの薄い前記の床がこれら沈澱物により急速
に被覆され、その結果セルの機能に乱れが生じる。

一陽極の電圧が非調節的に降下した場合，不活性中間サ
ポートの素子と丁５Ｂｍ素子とが損傷し又は破壊さえす
る危険性がある。

本発明は以上の欠点の除去を目的とし．を体アルミニラ
▲により湿潤し得る電気伝導性耐火材料特にニー化チタ
ンをベースとする材料で形成された素子κ基礎をお（。

これらの素子は陰極碁雌κ直接は接続されず限定された
自由度をもって喬直方向に配置され，液体アルζ；り▲
より低い密度をもつ不活性中間サポートの支持により電
解浴と製造されたアル１＝り▲との間の界面に．電解過
程における誼界面の変動如何に拘らず，浮遊状に維持さ
れる。

また、これらの素子は着脱自在であり．調節又は非調節
雰囲気の調節子加熱室又は調節冷却室内に中間通路を形
成すれば電解作業を中断せずに配管し交換することがで
きる。

駅間の便宜上、下記の用語は以後次の如く定義する。

一浮遊論極素子：不活性中間サポートと少くとも１つの
活性陰極素子とから成る取外し可能なアセンブリであり
，ホール−エル−の檜の平常の使用条件下において平均
密度が液体アルミニウムの密度より小さ・いζとを特徴
とするもの。

一係留手段：ホールーエル一槽の平常の使用条件下κお
いて液体アルミニウムより大きい密度を持つ構造体であ
り，耐火性材料もしくはセラきツクで製造されているか
又は保饅層で被檄された金属で製造されており、少くと
も１つのストッパ、即ち１つ又は複数の浮遊陰極素子の
垂直方向における上方への行程を制限するデバイス、７
に有していることな４１黴とするもの。

一誘導手段：１つ又は複数の浮遊陰極素子の横動遊間を
制限するための機械的システム、この場合線陰極素子は
一直方向では自由に移動し得るが、その自由度は係留手
段により制限されることもある。該誘導手段及び係留手
段は部分的又は全面的に一体化されていてもよい。

一界面：電解により製造された液体アルミｘ−ウムと電
解質（ｌ融氷晶石）との間の界面。

ニー化チタンは電解温度（約９６０℃）において液体ア
ルミニウムより朧に大きい密度を持っているため（電解
質が２．３乃至２．１〜２．２であるのに対し約４．５
）、次の３種類の方法に従い浮遊陰極素子の構成に使用
し得る。

１、液体アルミニウムよりかなり小さい密度を持つ不活
性基盤上に該素子を配置し１両者から成るアセンブリの
密度が液体アルミニウム（２，３）より小さく電解質よ
り大きくな斉よう不活性基盤の質量／ＴＩＢ、の質量の
割合を調整する（不活性基盤という表現は該基盤自体の
主要機能が金属アル１ニウムの電気化学的析出用陰極と
しての役割にはないことを意味する）方法。

２、第１の方法と同様であるが、これに加えて素子を界
面に留めておく方法。この場合はこれら素子に一直方向
の１由度な与えるような係留手段を陰極基盤上に設置し
て用いる。

３、素子と浮きとから成るアセンブリの密度が電解質の
密度（９３０乃至９６０℃の温度範囲内で２．１乃至２
．２）より小さくなるよう、　ＴＩＢ富製素子にグラフ
ァイト（１！度９６０℃で１．６乃至２）製の浮きを取
り付ける方法、これによって全体が浴−金属間の界面上
に浮かぶ。この場合陰極方向への電気伝導は金属層中に
浸漬した伝導性の棒を介して実−される。

添付図面第１図乃至第１ｓ図は本発明の種々の実施法を
示している。　　　　　　　□第１図では、ＴＩＢ、製
の活性陰極素子ｌが平担な又は軽く湾曲した頭部とグラ
ファイト製の不活性中間サポート４の穴３の中に配置さ
れた棒２とで構成されている。該陰極アセンブリの平均
密度は液体アルミニウムの密度より小さい。平常機能中
線ボルト状素子の頭部１はアルン二つム層−電解質間の
界面近傍に位置する。

陰極重子１は穴３上に直接載置されていてもよいし、或
は液体フル１ニウムを製造に応じて流出させるのに都合
のよい間隔な形成するボス５又は小翼６を具備していて
もよい（第２図及び第３図）。

第４図及び纂５図を１浮遊陰極素子７がスタッド９を介
して陰極の基盤８に係留されるような別の具体例を示し
ている。該係留スタッドのｉ［ｉｌｌ、１Ｇは中間サポ
ート７のステップ１１と協働して該サポートの上方への
移動を制限するストッパの機能を果たす、活性陰極素子
１２は切れ目の入った管１３で構成されており、相互間
に製造されたアルオニりムが流出するに十分な自由空間
をあけてレール１４０周りに嵌装されている。これらの
管は円形、方形又はその他の形状の断面を有していてよ
い。

第５図の具体例ではグラファイト質量／　ＴＩＢ。

質量の比を該アセンブリの平均密度が電解質の密度より
小さくなるよう決定したため１通常は浮遊陰極素子が上
方に浮かんだ状態で係留されている。

どちらの場合も、止め位置と係留スタッドの高さと゛に
よって決定される浮遊素子の行１ｉは、少くとも電解中
及び金属取出し中における液体アルミニウム層の高さ変
化に等しくなければならない。

一般に、Ｔｉｔｈ製活性素子１２は界面１５より少くと
も１０■上方に出ていなければならない。

また、伝導性プレート７はその底の部分が金属の高さの
変動如何に拘らず該金属中に常に浸漬しているよう十分
に厚いものを使用することが重要である。製造された金
属層１８を介して炭素質陰極基盤８に電流を送るのは係
留スタッド９ではなくこのプレートだからである。いず
れの場合も。

陰極の役目を果たすのはＴｌＢ２製素子であり、これら
素子の上に電解で製造されたアルミニウムが付着するこ
とに留意されたい。

第６図は別の変形具体例を示しており、該具体例では浮
遊陰極素子が薄膜状のニー化チタン１８で核種されたグ
ラファイト製プレート１７で形成されている。ニー化チ
タンによる被覆は化学的蒸着又はプラズマトーチな用い
る吹付けにより実施する。鋏浮遊プレートは耐火コンク
リート製稠密ブロック１９により底部で係留されるが、
該ブロックは陰極基盤９上に位置する液体アル１＝ウム
１６の作用に対する耐性も有している。該稠密ブロック
１ｇは好ましくはアル２ニウムを循環させ電流を通過さ
せるための通路２０を具備しているとよい。

第１図の具体例の場合、又は第６図及び第８図に類似し
た構造の場合、浮遊構造体は支持レッグ２２などと協働
するローラ２１の如き誘導手段を具備し得る。該ローラ
は例えばＴｌｎ５又は音化ケイ素又はケイ素とアルミニ
ウムとのオキシＩＩ化物（８１ｍ１ｏｎ　）などで製造
されていてよい。第８図の場合、耐火性サポート２４は
金属中に完全に埋没している。穿孔されたサポー）　２
５Ｇ１　ＴＩＢｍのスタッドｌを保持しており、密度が
電解浴より小さい、該サポート２５はグラファイトなど
で形成し、場合によってはニー化チタン又は５１ｍ１ｏ
ｎの如き耐火物の薄膜で保饅する。

このような構造の利点は穿孔されたサポートとＴｌＢｓ
製スタッドとから成るアセンブリが、下方に移動させら
れても（陽極の位１が低下し過ぎているような場合）、
稠密耐火サポート内に完全に隠れてしまうことＫある。

従ってｅｌく・、でなければならない。

穿孔されたサポートとＴｌＢｓ製スタッドとから成るア
センブリの平均密度が浴より小さければ、該穿孔サポー
トは常時上方に浮かんだ状態で係留される。この平均密
度が浴の密度と金属の密度との関に含まれる値であれば
、該穿孔サポートの位１１目電解中の金属のレベルの変
化に従い変化する。

ｍ９図は上方ストッパ２５と下方ストッパ２６とを備え
た第８図の稠密耐火サポートの構造を詳細に示している
。該サポートの面の１つは着脱自在壁面２７を有してい
てもよく、このような壁面の着脱により金属及び浴の循
環が電磁力の作用で方向付けられ且つ制御される、− 第１０図乃至第１３図は第３実施変形例を示してお９．
これによればＴＩＢＩ製素子はいずれもグラファイト製
の浮きと組合わされている。ＴｌＢ１製活性陰極素子３
０はグツファイト製の環３１内に嵌入されており、不活
性材料製中間サポート３２は該グラファイト環３１の上
方への移動な制止する役割を果たす。皺中間すポートハ
レッグ即ち支持部＃（図示せず）Ｖ介して陰極基盤上に
支持されるが、これら支持部材についてを言特に説明す
る必要もない。

第１１図でｔｔＴｉＢ、製素子３３がグラファイト製の
浮き３５にねじ３４を介して固定されたプレートで構成
されている。この場合固定手段としては該ねじに限らず
他の任意の郷価手段を使用してよい。

第１２図及び第１３図でを言グラファイト製の浮き３６
が下部で閉鎖された立坑状部３γを有しており、皺立坑
状部に液体アルミニウムが充填されている。

ＴＩＢｔ製素子３８は不興又はリプ３９を介してグラフ
ァイト製の浮きに支持される第１３図の素子４０の如き
「盆状（ａｕマ・１１・）」の形態は製造されたアルミ
ニウムを採集し、通路４１を介して流出させるのに有利
である。

勿論、前述したいずれの具体例でも、ＴＩＢｍ製素子の
質量／グラファイト製素子の質量の比は通常の温度範囲
ｅ３ｏ乃至９１１０’Ｃにおいて平均密度が２．３乃至
２．２であるか又は２．２を下回り好オしくは２．１よ
り小さくなるよう相互の密度を考慮して決定しなければ
ならない。ここに挙けた密度の値は使用する電解質の密
度が組成の変更に伴い幾分異なっているような場合には
それに応じて変化させるべきであろう。

図面簡略化のため陽極系は図示しなかったが。

該陽極系がＴＩＢ、製活性素子上方部分に面して配置さ
れ且つ今日の技術的事情に適ったものであることは自明
である。

秀れた電気伝導性を持ち液体アルミニウムによって浸潤
し得るＴＩＢ、製陰極素子がもたらす公知の利点以外に
、本発明は従来ｌＩ域段階に留まっていた技術を産業的
段階に移行せしめるような多くの利点を提供する。

［ＴＩＢ、製素子は別個でもそうだがＩＦＩＫ全体が集
合していると交換が容品であり、且つ浮遊性であるため
操業中の力学的衝撃に対する脆性が従来より小さい０例
えば第８図の場合、陽極の配置又は除去に伴い衝撃が生
じて龜浮遊性素子２５はこれを係留する機能を持つ稠密
コンクリートブロック２４内に隠れることができる。下
にある金属の高さも水平方向の電流とこれに対応して生
じる電磁擾乱とを容認し得る値に減少させるに十分な値
に維持し得る。

アル叡す沈澱物が形成される危険性はあるが、該沈澱物
は金属の下方で檜の底に沈澱するため金属上方の浮遊素
子の表面には影響を及ぼさない。このような構造であれ
ば従来の檜も１１１ｍ　ｍ子使用の檜に簡単に改造でき
る。

しかし乍ら本発明によれば全く新規の構造を持つ電解槽
、即ち底Ｓを含む全てのライナが非伝導性耐火材料で形
成されており、陰極電流が電解槽上１１に配！された導
体を介して液体アルミニウム層内に集められるような電
解槽の実現も可能である。

第１４図及び第１５ＷＡはこのような電解槽の簡略説明
図であり、＃電解槽は金属製外枠４２と。

熱絶縁されたライナ４３と、電気絶縁された耐火ライナ
４４と、液体アル４％　ニウム層４６とを備えている。

本発明の陰極素子４６は菖７図の素子と同一タイプであ
り、その他電解質４７、陽極４８及び陽極電流取入れ口
４９（十字形）を有している。

陰極電流は電気伝導性の高い喬直コレクタ５１を備えた
素子ＢＯＫよって捕集されるが、誼素子５０は場合によ
り絶縁被覆物ｓ２で腐食から保護されており、先端Ｋ　
Ｔｉｎ、製キャップＩ＄３が装着されている。

このような構造では金属層に流れる水平電流が容認し得
ないような金属の動きを誘発するのではないかという危
惧もあろう、しかし乍ら実際にはそのような動きは陰極
素子を係留し誘導するデノ（イスの壁面により大幅に減
衰される。また、これら浮遊性陰極素子は事実上液体ア
ル１＝つ五層及び陽極間の隔膜として機能することが確
認されており、そのため前述の加電金属の動１！によっ
て有害な影響がファラデー効率に及ぼされることは一切
なく、対流現象により金属性の又は部分的に還元された
物質、４ＩＫアル電ニウム及びナトリウムが陽極方向へ
運ばれることもない。

従って、第１５＠に示されている加電装置を使用すれば
、従来の陰極ブロックにおける電圧降下（約４００　ｍ
Ｖ　）の大部分と槽相互間を連結する導体５４における
電圧降下（約ｔｏｏｍＶ）の一部とを回避することがで
きる。尚、骸導体５４は長さがかなり短縮されており、
従ってコストも低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数の取外し可能なＴｉＢｓ製活性素子を備え
た浮遊陰極素子の説ＷＩｉ４ＷＡ、ｇｇ図及び第３図は
ＴｌＢ１製活性素子の２つの異体例の説明図。 篤４図及び第５図は切れ目の入った管状のＴＩＢＩ製活
性素子と基盤上の係留手段とを備えた浮遊陰極素子の説
明図、第６図は稠密耐火性コンクリートブロック内に係
留された浮遊陰極素子の説明図。 第７図は浮遊陰極素子の側方誘導手段の説明図。 絡８図は耐火性サポートに一体的に固定された上方スト
ッパ及び下方ストッパを有する浮遊陰極素子の一変形例
の説明図、第９図はこれらストッパの評細説明図、第１
Ｑ図乃【第１３図は各ＴｌＢ１製活性素子がそれと対応
丁木浮き毎に具備されている個別蓋浮遊陰極素子の種々
の変形例の説明図。 第１４図乃至第１５図は電流がアル＜＝りム層に集めら
れ陰極出口が上方にある電解槽に浮遊陰極素子を使用し
た場合の説明図である。 １．１２．３０，３３．３８．４０．４８・・・活性陰
極素子。 ４．３！・・・不活性中間サポート。 ７・・・浮遊陰極素子。 ８．９・・・陰極基盤、　　Ｓ・・・係留スタッド。 １６・・・金属層。 １７・・・グラツアイト製プレート。 １８・・・ニー化チタン被膜、 １９・・・積置耐火コンクリートブロック。 ４５・・・液体アルミニウム層。 ４７・・・電解質、　　　　４８・・・陽極、′）、　
　　　　　□ ４９・・・陽極電流取入れ口。 ５１・・・陰極電流コレクタ。 ５２・・・絶縁被覆物。 ５３・・・中ヤツプ、　　　　　Ｓ４・・・導体。 代理人ｔＰ１士官　　Ｈｌ　　　広　　Ｃ代理人弁−士
今　　村　　　　元

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 口）炭素質陽極と溶融アルミニウム陰極層との関Ｋｌ？
   ！解氷晶石をベースとする浴が充填された電解層内でホ
   ール−エル−の方法に従い電解によってアルミニウムを
   製造するために使用する浮遊性陰極素子であって、ニー
   化チタンの如き電気伝導性耐火材料で形成された活性陰
   極素子を少くとも１つ含んでおり、液体アルミニウムと
   電解質とに対し不活性を示す中間サポートにより誼素子
   が支持されており、これら活性陰極素子及び不活性中間
   サポートから成るアセンブリの平均密度が電幣槽の平常
   使用条件下で液体アルミニウムの密度より小さいことを
   特徴とする浮遊性陰極素子。 （２）　　電解槽の平常使用条件下で、平均密度が液体
   アルミニウムの密度及び溶融氷晶石をベースとする電解
   浴の密度より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の浮遊性陰極素子。 （３）　　電解槽の平常使用条件下で、平均密度が液体
   アルミニウムの密度と溶融氷晶石なベースとする電解浴
   の密度との間の値であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の浮遊性陰極素子。 （４）　　係留及びストップ手段をも有しており該手段
   によって一直方向の移動幅が制限されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   浮遊性陰極素子。 （５）更に誘導手段をも有しており、該手段によって一
   直方向以外の方向における移動幅が制限されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至１１１４項のいずれ
   かに記載の浮遊性陰他素子。 １６１　　籾導手段の少くとも一部が係留手段に固定さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   の浮遊性陰極素子。 （））　１つの不活性中間サポートに対応する複数の活
   性陰極素子を含んでいることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至菖“６項のいずれかに記載の浮遊性陰極素
   子。 （８）各活性陰極素子が別個に不活性中間サポートに対
   応していることを特徴とする特許請求の範ｌ！Ｉ菖１項
   乃至第６項のいずれかに記載の浮遊性陰極素子。 １９１　　不活性中間サポートがグラファイト製である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のい
   ずれかに記載の浮遊性陰極素子。 ａ・　ホール−エル−の方法に従い溶融氷晶石中でアル
   ミナを分電解することによって実施するアルミニウムの
   製造への特許請求の範囲第１項乃至館９項のいずれかに
   記載の浮遊性陰極素子の使用であり、電解槽上部に配置
   された少くとも１つのコレクタにより陰極電流が直接液
   体アルミニウム層内で捕集されることを特徴とする硬ｎ
   。 ａυ　液体アルミニウム層と接触する電解槽の底が電流
   を殆んど又は全く伝導しない材料で形成されていること
   を４１１１とする特許請求の範囲第１０項に記載の浮遊
   性陰極素子の使用。