JPS6036687A - 電解槽及び電解方法 - 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】 本発明は化合物を電解する■ｆ電解槽び方法、並びに氷
晶石のような溶融電解質中のアルミナのような金ハ化合
物の電解によるアルミニウムのような金属の製造に関す
るものである。電解では化合物の分解を伴う電気化学的
酸化−還元を包含する。

電流は電解質を通って二つの電極間を流れ、電解質は化
合物の金属成分が相当する酸化反応と共に還元されるよ
うに、化合物単独、例えば塩化ナトリウムであってもよ
く、あるいは液体溶剤に溶解した化合物、例えば氷晶石
に溶解したアルミナであってもよい。電流は電極の間を
陽極から陰極に流れて、必要な起電力で電子を生じて、
金属の電解精錬のときのように、通常は所望の電解生成
物である金属成分に還元する。所望の反応を生じるのに
消費される電気エネルギーは化合物の・口□質及び電解
質の組成に左右される。しかしながら、実際の適用では
、特定の設計の電解槽の電力効率は、なかんずく、電解
槽の電圧及び電流の効率のような因子に基づく浪費エネ
ルギーを結果することがある。

電解槽中の電圧降下の大部分は電解質中で生じ、且つ陽
極−陰極間距離にまたがる電解質、すなわち電解浴の電
気抵抗に帰することができる。浴融氷晶石塔に溶解した
アルミナからアルミニウムを電解還元するための通常の
ホール・エル−（Ｈａｌｌ−Ｂ（ｅｒｏｕｌｔ　）電解
槽中の浴電気抵抗、１−なわち電圧降下では、分″ｐｈ
電位、すなわちアルミニウム生成のときのエネルギー、
及び浴抵抗のために電極間の間隔で発生する、一般には
捨てられる熱エネルギーに帰することのできる付加的電
圧を包含する。このような捨てられる熱エネルギーは、
電解槽内の全型、圧降下の６５％から４５％までに、比
較測定では分解電位に帰せられる電圧降下の二倍程まで
に接近するのが代表的である。陽極−陰極を隔てている
距離を減じるのは、このエネルギー損失を減じる一つの
方法である。

しかしながら、陽極−陰極間の距離を減じる場合には必
ず、陽極と陰極との短絡を防止しなければならない。金
属パッドに接近しているが隔てである炭素陽極を使用す
る通常のホール・エル−電解槽では、この短絡の原因は
パッド中の金属の誘導移動である。このような移動は大
部分、電気分解のときに使用する電流に伴う無視できな
い磁気力に基因することがあり得る。例えば、新式のホ
ール・エール電解槽では、磁場の強さ１５０ガウスが生
じ得る。この金属移動は、（１）パッドに電解槽の中央
では、５ｃＩＩＬ程のきわ立った深さができるような、
凸凹のパッド表面を生じることになるパッドでの垂直な
、静的な移動、（２１３０秒に１回転程度の頻度で電解
槽を回転するときの金属の深さの波状変化、及び（３）
普通である流速１０〜２０ｃ１ｒＬ／秒での金属流、の
形態となって現われる。このように、短絡を防止するた
めには、陽極−陰極の分離は常に、電解槽中で移動する
溶融生成物の最高の高さよりもわずかに上までしなけれ
ばならない。通常のホール・エル−電解槽で氷晶石に溶
解したアルミナからアルミニウムを製造する場合には、
このような陽極−陰極分離を最少距離、例えば４．０〜
４．５　（Ｉに保持する。

陽極−陰極間の距離を減じたために生じる、もう一つの
不利な結果は、電解によって陰極で生成する金属が陰極
生成物と接触して酸化される、電解槽の電流効率の顕著
な低下である。例えば、氷晶石に溶解したアルミナから
のアルミニウムの電解では、陰極で生成するアルミニウ
ム金属は陽極で生成する炭素酸化物に非常に接近するた
めにたやすく酸化されて、アルミナ又はアルミニウム塩
に戻ることがある。陽極−陰極間の分離距離を短縮すれ
ば、陽極生成物と陰極生成との間の接触が多くなって、
還元された金属の再酸化が著しく促進されるために、電
流効率が低下する。

通常のホール・エル−電解槽でアルミニウムを製造する
ときに通常使用する炭素陽極のような消耗性の陽極では
、電極間の間隔を精密釦制御するためには実質的な障害
がある。通常のホール・ノ・ルー電解槽では、陽極で生
成する酸素ガスは陽極自体の炭素と化合して、−酸化炭
素ガス及び二酸化炭素ガスのよう／よ炭素酸化！ｌクツ
を生成する。総括反応、 Ａ／２０３＋ンセＣ→２ＡＪ＋３／２０２による１１＃
極の酸化では、陽極の空気燃焼と共に、生成するアルミ
ニウム１ボンド当たり、炭素約０．４５ボンドを消費す
る。上手に設計した電解槽では、この炭素損失は、電極
間隔な理論的に維持して、ホール・−・ルー電解槽の金
属パッド陰極での金属蓄積物のために大いに相殺される
。しかしながら、多重綴糸陽極のある電解槽では、各に
は独特の電気特江があり、且つ異なる消費段階がある。

このような実際的な若干の要点については、通常のホー
ル・バルー電解槽の実施のときには、陽極の高さを度々
監視して調整しなければならない０ 陽極消費問題を克服するために採用する準則は、１ 分解電位の高い溶融ハロゲン化物に溶解している金属塩
化物からのアルミニウム又はマグネシウムのような金属
の電解製造を包含する、・・ウピン（Ｈａｕｐｉｎ　）
　の米国特許第３，７５５．［］　９９号明細書、及び
米国特許の第３，８２２，１９５号明細書、第４．１１
０，１７８号明細書、第４．１４　［１，５９４号明細
書、第４，１７９，３４５月明細書、及び第４，３０８
，１１３最明ａ１書のような関係特許明細書に開示しで
ある。酸素種が無い以上、炭素陽極と化合する酸素ガス
問題は避けられる。酸素が無い場合には、米国特許第３
，７５５，０９９号明細１の第１図に示しであるように
して、耐火性柱状物を挿入してできる相互の間隔を保っ
て、炭素電極を順次積み重ねることができる。柱状物の
寸法は、電極に例えば３／４インチ（１，９１ｃｒｒＬ
）もないような密接した間隔を保たせるようにする。−
ヒで参考にした特許明細書の図面の電極は電解槽壁で水
平に曲がらないように支持しであるのが分かる。

もう一つの準則は、電解炉の床にも壁にも接触しない炭
素電極のある電解炉を示している、デバ２ ルダ（Ｄｅｖａ、ｒｄａ　）の米国特許第３，５５４，
８９３号明細書である。例えは、電気絶縁性の耐火物質
であるスペーサーは、浴（浴密度は炭素の場合よりも高
い）が電極に及ぼす上向きのスラストに抗して電極を分
離している。スペーサーは電極には全く取り付けてなく
て、むしろ浮揚性の強いグラファイトに作用する浴の上
向きのスラストで適所に保持されている。デバルダの明
細書では、炭素電極は、氷晶石塔に溶解したアルミナの
電解分解で使用するために、陽極区画で消耗する。

デバルダは通常のホール・エル−電解槽に類似した電極
間帯域、すなわち電解槽の底部の金属パッドと最後又は
下方の炭素電極との間の広い陽極−除権分離を使用して
いる。デバルダは、ホール・エル−法に非常に類似した
金属パッドを使用している。他の見地では、デバルダの
明細書に示す電極は、炭素が十分消費されれば、ある時
点で沈み、且つ陰極のくぼん埼蔵所に金属が十分に増加
して、消耗して、弱い浮揚力を超すことになるものと思
われる。

ャコプス（Ｊａｃｏｂｓ　）の米国特許第３．７８５，
９４１号明細書は、先に検討したノ・ウピン、その他の
場合と同様に、塩化物の電解に関するものである。

この特許明細書では、塩化アルミニウム含有電解質は通
常の耐火性物質と反応する傾向があることを開示してい
る。この問題を克服するために、例えば、陽極と陰極と
の間のスペーサーにする物質として、窒化物を基質とす
る耐火性物質を採用している。ヤコプスは電解槽床で支
持する陰極を示している。

アルダ−（Ａｌｄｅｒ　）の米国特許第３，９３０，９
６７号明細書では、セラミック酸化物の陽極を包含する
、少なくとも１個の消耗性でない二重極電極を設けであ
る多重電解槽炉に電力を流通させる、酸化アルミニウム
からのアルミニウムの製造を示している。電極間距離は
、電解槽の床又は壁に曲がらないように固定しである電
極で一定に保持している。

フォスター（Ｆｏｓｔｅｒ　）の米国特許第４，２９７
，１８０号明細書では陰極表面を陽極の方に、しかも電
解槽の底部に作っである液体パッド上に突き出すための
陰極格子、又は中空体の使用を示している。

陰極要素は電解槽の床で支持するように示しである。

コ−ｘ　ン（Ｃｏｗｅｎ　）のｉｂ＋４−！１ｍ＞、　
ａ、２ｓｓ、６０９号明細書では、消耗ｔｈ電極の浸食
程１ｍに関係なく、引き続く２個の電極間の間隔なやは
り一定に維持する、消耗性型棒、及び引き続く２個の電
極間の間隔の使用を開示している。同じ厚であり、球形
をしているスペーサー要素シま、タンクの頂端部分と縮
み合わせである才子の神に取り付けた垂直の針金にねじ
でつないである。コーエンの特許明細書では、海水のよ
うな液体溶液の電解にｄ及している。コーエンは電Ｍ質
とは離た電解生成物の液体パッドを使用しているように
は思われない。

垂直′亀惟は電解工程では周知であり、甲くもホールの
米国特許Ｍ、４００，６６４号明細書で示された。これ
に開示されたホールの方法では、電植が内部電解槽表面
と一体になっている一部でない場合には、電極を液体ア
ルミニウム生成物と接触さ５ せるのを避けた。アルダ−の米国特許第３．９３０，９
６７号明細書では、本明細１で先に検討したように、電
解槽の床及び壁に、曲らないように固定しである二重極
゛４極の例を示している。

ランスレー（Ｒａ、ｎ５ｌｅｙ　）の米国特許第３，２
１５，６１５号明細書では、電解槽の内部の床表面に曲
がらないように固定しである傾斜陰極でアルミニウムを
製造するための傾斜単極電極の例を示している。

デパルダの米国特許第３，７３０，８５９号明細書では
、表面が傾斜している二重極電極組み立て装置を例示し
ている。デバルダのこの明＃ｌ■では電解槽での電極の
支持方法を開示していない。この明細書では、更に液体
金属パッドを通さないで、むしろ電解槽の外側の電源連
結棒を通して、陰極を電源に電気的に連結することを開
示している。

フッ化物の電解では、顕著な問題が現われて、よい例に
なり、電極を電解槽の床又は壁で支持すれば、通常か酷
な操作条件の下での電解槽の操作中に発生する、電解槽
の内部表面、例えば床又は壁のゆがみのために問題が現
われる。電極を電解６ 槽の床又は壁に固定するか、あるいはこれらで支持する
場合に、上台ピのゆがみで、特定の、あるいは特殊の電
極の配置又は位置調整が損なわれる。

本発明では、特許を請求したように、先に検討した問題
、及び更に、なかんずく、フッ化物の電解に関する間顕
を包含する問題、液体金属パッド陰極での操作と関連す
る問題、あるいは電解槽の床又は壁への電極の堅い取り
付けに関連する問題を旬含する問題のような、通常の電
解槽及び電解方法と関連する問題及び障害を軽減すると
いう目的がある。この電極の堅い取り付けの独特の障害
を工、特定の、本質的に固定した陽極−陰極間距離を・
具体化するどの試みでも臨界的な問題になる。

問題は、通常の電解槽で、槽内の高温及び槽内に含んで
いる腐食性物質に応じて、陽極−陰極間のどんな固定距
離でも損なう、電解槽の内部の床又は壁の表面の長時間
にわたる結果として現われる。

本発明には、中の陽極−陰極間の特定の距離を、従来可
能であったよりも長時間にわたって、非常に狭く維持す
ることのできる電解槽をどのようにして完成し、且つ操
作するかの問題を解決するという目的がある。その上、
ある見地では、本発明には、このような・電解槽を完成
し、且つ操作し、同時に、なかんずく、酸素と陽極の炭
素との化合に合致する電解槽の操作と関連のある見地の
ような問題のために従来制限されていた氷晶石の中のア
ルミナを電解してアルミニウムを作るのに都合がよいと
いう目的がある。

本発明の主目的は、電Ｎ質浴にまたがる電圧降下を減じ
、目、つ電解槽の電力効率を増大するような方法で、電
解槽内に本質的に固定し、且つ維持することができ、陽
極−陰極間の距離を狭くし、且つ均一にすることができ
る特定の幅のｉｔ極間帯域を作ることができることを包
含する。

更に別の目的は、このように狭クシ、且つ本質的に固定
した陽極−陰極間距離で、従来可能であったよりも長時
間にわたって］〜で作することができることである。

本発明の別の目的は、ある見地では、電解生成物である
液パッド以外の陰極表面を作ることができ、且つ例えば
フッ化物の＊解のときによく起こるような、電解槽の内
部の床又は壁からの移動で有害な影響を受けないで、陰
極表面がこのように成っている１ｈ’、　解槽及び過程
を操作することができ、同時に一つの電極と、寺軍率が
電解質よりも高い独立した液体パッドとの間の接触を維
持することができることを包含している。

本発明の別の目的は、ある見地では、従来実施すること
ができたよりも長い時間にわたって維持することのでき
る、狭くしてしかも本質的に不変の陽極−陰極間距離を
使用する電解槽及び工程で、釦、解槽内の氷晶石含有浴
に溶解しているアルミナからアルミニウムを製造するこ
とを包含する。

本発明に従って、 第一電極を電解槽の内部表面で本質的に全く支持しない
で保持することを特徴として、導電率が電解質のそれよ
りも高い独立した液体パッドがあり、電解質を入れるた
めの内部表面がある電解槽の中の電解質の中に第−電極
及び第二電極を入れ、幅を少なくとも２．４σよりも少
なく、又は１．７９ 鑞よりも少なく、あるいは０．３　ＣｒＩＬかも１．Ｏ
ｃＩｎまでが好ましい、本質的に特許を出願した、特定
の幅である、電極間帯域を該第−・’ｉｌｔ極と該第二
電極との間に作り、且つ維持し、 一つの電極を該パッドと電気的に接続し、且つ又好まし
くは該第二電極を該電解槽の該内部表面で本質的に全く
支持しないで保持する、ことから成る電解方法を提供す
る。

又、本発明に従って、 電解質９及び該電解質９よりも電気伝導率の高い独立し
た液体パッド１１を入れるための内部表面８．１２のあ
る装置４．６．７及び、該容器装置４．６、γの第一電
極２Ｌ２４及び第二電極１８．１９、 該第−電極２１．２４を該容器装置４．６．７の内部表
面８．１２で本質的に全く支持しないで保持していて、
該第−電極２Ｌ２４を該第二電極１８．１９に対応する
位置に保持して、該電解質９を入れるために、好ましく
は２．４ｍより狭いか、又は１．７側よりは狭い、ある
いは０．３６Ｉｎから０ ＬＯＣｍまでの特定の幅の電極間帯域１０９を作ること
を特徴とする装置、 該第二電極１８．１９をも又該容器装［４，６，７の内
部表面８．１２で本質的に全く支持しないで保持する、
一つの電極、好ましくは該第−電極２１．２４を該パッ
ド１１に電気的に接続する導′亀装置２８、 かもなる電解槽１をも提供する。

図面では、第１図は、多重電極組み立て部品である、本
発明による電解槽の立面断面図である。

第２図はショルダー・ピンを組み込んである、本発明に
よる電極組み立て部品の横断面の一部の立面図である。

第６図は、Ｕ−形ブラケット支持部品を組み込んである
、本発明による電極縮み立て部品の横断面の一部の立面
図である。

第４図は腕が２本ある、つり手から成る支持部品を組み
込んである、本発明による電極組み立て部品の横断面の
一部の立面図である。

第５図は第４図に示した支持部品の側面図及び立面図で
ある。

第６図、第７図、第８図及び第９図は浮き支持装置を組
み込んである、本発明による電解槽及び電極組み立て部
品の各の横断面の一部の立面図である。

第１０図は傾斜した、すなわち水平でない単極電極表面
を組み込んである、本発明による電解槽の立面図である
。

第１１図は本発明による傾斜１−だ電極組み立て部品の
立面図である。

第１２図は第１１図に示した電極組み立て部品の側面の
立面図である。

第１６図は本発明による傾斜した電極組み立て部品の立
面図である。

第１４図は第１６図の切断線ＸＩに沿って描いた、同図
に示した電極組み立て部品の陽極−陰極構造の末端の図
面である。

第１５図は電解槽の内部の壁又は床の表面で、本質的に
全く支持されないで保持されている陽極に対するたわみ
性電気接続部を組み込んである本発明による知１乃了槽
の立面図である。

ホール・エル−電解槽と関連して、本発明による電解槽
を示ｌ−である第１図を参考にする。電解槽１には外側
部２及び底部３があって、外（Ｉｔ！！鋼製外壁４にな
っている。鋼製外壁４は絶縁物質６で内張すしてあり、
内部は例えば炭素から成る導電性物質γで内張すしてあ
って、内部電解槽床８を包有している。床８は溶融′電
解質９及び中に電解の金属生成物を収集する独立した液
体金屑パッド１１を入れることのできる電解槽の容器装
置の内部表面の一部を形成する。金桐パッド１１には電
解質の導電率よりも高い電導率がある。本実施態様では
、内部容器表面の別の一部は凝固電解質側壁１２で作る
。側壁１２とは異なって、床８は電解用の電流を伝導す
ることができる。鋼のような物質から成る電流集電パー
１３を適合させ、炭素質電解槽内張り材７との電気的接
触を良くする。

単極陽極−陰極組み立て部品集団１４及び二極電極陽極
−陰＠１組み立て部品集団１６を包含する第１図に多重
電極組み守て部品を示しである。銅６ 又はアルミニウムのような高導電性物質から成るＩ＆８
極ロッド１１を単極陽極１８又は端末陽極１９に電気的
に接続する。陽極は電解槽のＩＮ食性環境に対して不活
性な物質から成るのが好ましく、例えば氷晶石である溶
融塩浴に溶解したアルミナからアルミニウムを製造する
場合には、特に酸素ガスのような四極生成物に対して不
活性にする。それにもかかわらず、本発明は不活性陽極
物質の使用に限定されるものではない。陽極ロッド１１
は内部電解槽表面、例えば′…″２解槽床８で形成され
る内部表面に対して外ｆｉｔ！Ｉの位置（図にはない）
から支持する。

単極陰極２１は、電解質を入れるために電極間帯域（後
記の図面で更に詐細に同定する）を形成するように、そ
して陰極が床表面８又は壁１２で本質的に全く支持され
ていないように、支持装置２２及びスペーサー２３のよ
うな位置調整装置から成る保持装置６”で、単極陽極１
８に対応する位置に保持する。ある実施態様では、支持
装ｆｔｔ　２２及びスペーサー２３から成る保持装置を
本図面で示４ し、−目つ後のは１面で他の実施態様を更に十分に示す
。

端末陰極２４及び二）ｒ＃、電極２６は、支持装置２Ｉ
及びスペーサー２３から成る保持装置で、相互及び二砂
電枠組み立て部品内の端末陽極１９に対応する位置を定
めるように同様に適合させる。二重電極組み立て部品用
の保持装置は更に十分に下記し、目つ次の図面で示す。

非導電性物質であるスペーサー２３は電解質及び陰極生
成物との接触に関連する腐食性環境に耐えることができ
る。このようなスペーサーの位置を、近接する陽極と陰
極との間に定めて、制定の幅の電極１ｊ１１帯域を作る
。用語［特定の（ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ月幅では、作った
場合に、電極間帯域で有効に作用ｌ−て、布１解生成物
を能率的に生成する、あらかじめ定めた、又は好ましい
距離、あるいは距離の範囲を示すことを量体する。例え
ば、本発明の重１解槽及び方法でアルミニウムを製造す
る場合では、製造ができるように計１７して、あらかじ
め決定しておきたいものである。

電解しようとする化合物のバルク物質２９を電解槽１の
頂部に仕込み、且つ市、解質９を入れる。

電解質は１、どの賜稜と陰極との間、例えば単極陽極１
８と単極陰極２１との曲、端末陽極１９と二極電極２６
の陰極頂部表面との間、及び二極電極２６の陽極底部表
面と端末陰極２４との間、に形成される電極間帯域にも
含まれる。どの電な間帯域で生成する液体市１解生成物
も、床８上の独立した個々の液体パッド１１に収集する
。金属化合物を電解して、陰極で金属を生成する場合に
は、液体電解生成物として生成する金属は、氷晶石電解
質浴に溶解したアルミナからアルミニウムを割（造する
場合のときの電解質浴よりも導電率が高いのが代表的で
ある。この金九を独立した個々の液体パッド１１に収集
する場合に、得られる液体金属パッドは電解質よりも高
い導電率を維持することができる。

陰極２１及び２４を液体パッド１１に電気的に接続する
接続装置は、陰極自体の延長部分２８の形態で第１図に
示しである。例示の実施態様では、延長部分は陰極」二
の尾状部分の形状をしている。

電流は単極陽極１８から単極陰極２１へ、あるいは、こ
れと平行方向で、端末陽極１９から二極電極２６の頂部
へ、及び二極電極２６から端末陰極２４へ流れる。陽極
から、特定の幅の電極間帯域を通って陰極に流れる直流
で、電極間帯域に包含される′＃Ｌ解質内で電気化学反
応を生じて、陰極で金属成分を還元し、且つ陽極で酸化
反応を生じる。電解槽１の電極表面で生成する金属成分
は、放電ボート（図にはない）を経て電解槽１から制御
して放電させることのできる液体パッド１１に収集する
。

電極集団１４又は１６の金属パッド１１の金属の高さ、
及び金属パッドの深さは、集団の上げ下げ及びパッドか
らの金属の取り出しによって制御する。このようにして
、単極電極組み立て部品内の陰極表面２１及び二極電極
組み立て部品の端末陰極２４をそれぞれ液体パッド１の
表面上に維持される主要陰極表面で規定する。主要市５
極表面、例えは主要陰極表面に【関して、本明細書で使
用する用胎「主要（ｐｒｉｍａｒｙ）　Ｊは近接する反
対荷電の電極表面に最も接近している電極表面を示すこ
とを意味し、このような主要電極表面は主として電解活
性の発生ずる所である。

次に第２図について述べるが、本発明による二極電極組
み立て部品を一般に１６ａで示す。陽極ロッド１７ａは
ニッケルのような導電体物質１０１に電気的に接続する
。導電体物質１０１を端末陽極１９に取り付け、又は溶
接して、ロッド１７ａから端末陽極１９への高市流量゛
、低電圧の直流の搬送をなめらかにする。スリーブ１０
３はこの接続領域を嬉出例えば電解質−空気界面での酸
素の作用、すなわち腐食の影曽から保饅する。

二極電極２６は複合物の積層構造をしており、例えば、
陰極部分、例えば本質的に水平二極電極組み立て部品の
場合に、本明細書で示す頂部部分は主要陰極表面１０４
として機能するのに特に適合する物質、例えばホウ化物
で作る。陽極物質、７！／ 例えば本質的に水平二極電極の底部部分は、主要陽極表
面物質として特に適切な物質、例えば以下で検討するセ
ラミック金属酸化物で作る。

本発明の電解槽で陽極としての働きをする電極は、どれ
でも、主要陽極表面１０２又は１０６のように「主要」
電極があると見なすことができるが、それは大部分の陽
極は電流を導く役に立つが、近接陰極に最も接近してい
る主要陽極表面は電極間の最短距離から成る通路に電流
を供給し、且つ電解質を通る抵抗の最少通路に電流を供
給する役に立つからである。同様に、陰極としての働き
をする二極電極２６には陽極の方向に突き出ている主要
陰極表面１０４があるものと考えることができる。

ある実施態様での陽極１９は金属、例えばアルミニウム
又はマグネシウムのような金属の製造の場合に必要な高
い操作温度のときを包含する電解槽の電解蛮、及び腐食
環境に不活性な物質で作るのが好ましい。氷晶石に溶解
したアルミナからアルミニウムを電解製造する場合では
、陽極１９用８ の物質を、セラミック金属酸化物のような不活性陽極物
質にすることができる。これに関してはビレオーク（Ｂ
Ｂｌｌｌｅｈａｕ　）及びオイエ（Ｏｙｅ）の［ホール
・エル−電解槽でのアルミニウム電解用不活性陽極（Ｉ
ｎｅｒｔ　Ａｎｏｄｅｓ　ｆｏｒ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ
　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙ−ｓｉｓ　ｉｎ　Ｈａｌｌ−Ｈｅ
ｒｏｕｌｔ　Ｃｅ１ｌ）Ｊアルミニウム（Ａｌｕｍｉ−
ｎｉｕ、ｍ　）第５７巻（１９８１年）第２号、ページ
１４６〜１５０．２２８〜２６１を参照されたい。

主要陰極表面１０４及び主要陽極表面１０６、及び端末
陰極２４のある二極電極２６はショルダー・ピン１０７
の形態の、本実施態様で示す支持装置Ｗを組み込んだ保
持装置で、相互及び端末陽極１９に対して位置を定める
。ショルダー・ピン１０γは電極２６及び陰極２４を陽
極１９から、つるすのに適合した支持部品から成る。シ
ョルダー・ピン支持装置は、本実施態様では、電解槽の
内部表面（図にはない）で本質的に全く支持しないで電
極を保持するような支持を電極組み立て品に対して施す
。

ショルダー・ピン１０７を締め具１０８で端末陽極１［
１９に取り付ける。締め具１０８は又近接の電極の位置
を調整する手段にもなる。このような調整装置は端末陰
極２４及び二極電極２６に対してショルダー・ビン１０
１を調整するのにねじで適合させるナツトのような機械
的な締め具、の形態をしていてもよい。このようにして
電極の位置を、スペーサ−２３に対して対応する位置に
適合させ、且つ特定の、本質的に不変の幅の電極間帯域
１０９を作るように調整することができる。若干の場合
には、締め具ナツト１０８を締った状態からはす１−て
、潜在的な破壊力、例えば電解槽内の熱的及び化学的力
に応じて許容できる電極の移動範囲にして、電極の完全
性を損うことなく、このような力に適応させる。

電解槽の腐食性環境に耐えることのできる電気絶縁物質
であるスペーサー２３の形態の、本明細書に示すような
位置調整装置は、例えば陽極１９と二極電極２６との間
に置いて、特定の幅の電極間帯域１０９を作る。スペー
サー２３も又位置を二極電極２６と端末陰極２４との間
に定めること１ ができる。別法としては、本明細舅で示した実施態様で
具体化したように、陰極２４の位置を陽極表面１０６に
対応して定めるように、末端陰極２４及び二極電極２６
の位置を定める機能のあるショルタ−１１４で、特定の
幅の電極間帯域１０９を形成するように、ショルダー・
ピン１０１を適合させることができる。

陽極１９の１０極表面１０２及び二極電極２６の陽極表
面１０６には電解で生成したがスを引き出すための傾斜
溝１１１がある。ガスを電極間帯域１０９から引き出し
て遠（凸方向に送る。溝１１１の中のガス移動で、電極
間帯域１０９を通って電解質を循環させる原動力を生じ
る。

端末電極２４にはその主要陰極表面１１３で生成した電
解生成物の流下を促進する溝穴又は送り孔１１２がある
。端末陰極２４の中の溝穴１１２にも、新鮮な電解質を
電極間帯域１０９に入れるための入口を設ける。二極電
極２６の頂部部分に、例えば＠他部分１０４（図にはな
いが）に溝を使用して、主要陰極表面１０４で生成する
電解生成２ 物の流下を促進することができる。このような陰極溝は
全域流下流を、電極間帯域１０９の中で循環しているｔ
解質と実質的に平行に向けるように配列するのが好ま［
７い。二極電極２６の溝は電極の中辛体を穴として伸び
ない、例えば水平な二極電極の中辛体を垂直に伸びない
のが好ましく、それは、このような穴は二極電極の主要
陰極表面で、金属の生成を妨げる電流側路を生じる膚が
あるためである。

第６図では、実質的に下方腕２０３のある１１−形ブラ
ケットの一端を形成する」二方腕２０２のある、つり手
支持ブラケット２２を、例として包含する、支持部品を
受け入れることのできる切り込みのある陽極１８を包含
する単極陽極−陰極組み立て部品を示す。支持ブラケッ
ト２２は内部電解槽床（図にはない）で本質的に全く支
持していない電極を支持するための支持装置から成る。

支持ブラケット２２は陰極２１を陽極１８からつるすの
に適合させる。支持ブラケット２２及びスペーサ−２３
は陰！２１乞支持し、陰＠！２１乞陽極１Ｂに対応する
位置に保持し、１つ特定の幅の電極間帯域１０９を維持
する保持装置から成る。陽極１８の末端隅２０４は大き
く（図にはない）することができ、且つ支持ブラケット
２２はこのような太きく１−２だ隅に載せるのに適りま
た形状にして、切り込み２０１を作るための機械加工操
作の必要をなくすることができる。

別の実施態様では、支持ブラケット２２の上方腕２０２
Ｙ陽極１８の上方隅２０５に載せることができる。この
ように１〜て、適切な支持装置ン維持しながら、切り込
み２０１を省くことができる。

支持ブラケット２２は！＠！、間蛍域１０９への電解質
流ン妨げる制限Ｚ残らず最小限にするような細長い構造
にするべきである。

第４図では、陰極２１を陽極１８で支持するための支持
装置、］、すなわち、つり手３０１の別の形態を示す。

つり手３０１には腕が２本あって、１本の腕３０２は本
体３０３の延長であり、腕３０２は陽極切り込み３０６
の中につり手３０１ン作るために、本体−ヒの他の腕３
０４に対応する実質的な角度で、例えば第４図の実施態
様に示しであるように、実質的に約９０°の角度で、位
置を定める。

支持ブラケット、あるいはつり手乞陽極に、又は陰極に
固定するのに、機械的な締め具、又は同様な固定装置（
図にはない）を使用することかできる。以下で検討する
ように、電極間帯域の特定の幅の維持にはスペーサー２
３乞使用する。

第５図では、つり手３０１を史に完全に説明するために
、つり手３０１の立面図及び側面図を示５ 丁。

次に第６図について述べるか、浮き支持具を包含する支
持装置７組み込んである二極箱１極組み立て部品７示す
。陽極１９の位置は二極電極２６及び浮き４０２に接触
するための付属物４０１のある端末陰極２４の上に定め
る。付属物４０１は図示したように、浮き４０２の中に
坤める。別法としては、第７図に示′１−ように、浮き
４０２に市なる付属物にする。

氷晶石である電解質に溶解したアルミナからアルミニウ
ムを製造する場合には、電流が浮き支持具ケ゛通って液
体パッドへ、例えは第６図に示１−だ実施態様のように
、浮き４０２を通って液体金属バッド１１へ流れること
ができるように、良好な導電体であるグラファイトで浮
き４０２を作ることができる。この実施態様の浮き４０
２は陰極２４ケバツド１１に接続するための導′亀性装
置から成る。史に、浮き４０２のグラファイトは、浮き
４０２がショルダー・ピン　スペーサ”−４０３に対し
て端末陰極２４及び二極電極２６ケ浮き上が６ らせるように、氷晶石電解質９よりも密度の軽い物質で
ある。そのために、陰極２４及び二極電極２６は、内部
表面、例えは電解槽の床８では全く支えられていない。

ショルダー４０４のあるンヨルダーｅピン　スペーサ−
４０３は端末陽極２９、二極電極２６及び端末陰極２４
０間が特定の幅になっている電極間帯域１０９の位置馨
維持する。ショルダー・ピンスペーサー４０３には陽ｆ
ｆ！！１９貫通Ｉ〜て伸び、締め具４０６で１．極間帯
域の反対側の陽極１９の末端に固定しである部分がある
。ショルダー・ピンスペーサーには、ｋ）らかじめ定め
た位置に電極を設置しである陽極−陰極組み立て装置の
内に位置決め装置を備えていて、特定の幅の電極間帯域
を作る。スペーサー２３はショルダー・スペーサー４０
３の一部分、例えば陰極２４と二極電極２６との間に示
した底部部分の代りに使用することができる。電極には
、近接する電極に適当な配列に作る溝又は入れ場５０５
ン設けて、スペーサー及び近接する電極の移動を押さえ
るのが好ましい。

案内４０７の位置は、浮き及び陰極が実質的に端末陽極
１９の真下の位置から移動しないように、電解槽床８の
中に定めることができる。別法としては、案内４０７’
＆電極の延長（図にはない）、例えば水平な陽極の実質
的に垂直な延長の形態にして、近接する水平な除権表面
馨水平な陽極の実質的に真下に維持することができる。

このような延技体は電気絶縁物質で作るべきである。

端末陰極２４には除権板ン補強′１−るための強化リブ
４０８がある。除権表面で生成し７た電解生成物の流下
ケ促進するために、陰極２４に溝穴又は送り孔１１Ｂの
位１ｆヲ定めて陰極格子７作る。例えば強化リブ４０８
にせり持ち受けで（図にはない）陰極２４のすぐ真下で
浮き４０２を陰極２４に接触させ、且つこれを支持する
ことができる。

二極′ａ極２６は、陰極部分４１１は陰極として機能す
るのに特に適合した物質、例えばホウ化物で作り、且つ
例えば実施態様では実質的に水平な二極電極２６の下側
として示しである陽極部分４１２は先に検討したように
、陽極物質として特に適した物質で作っであるように、
複合物の積層構造になっている。

次に、第７図について述べるが、浮き５０１は多孔′ぼ
セラミックのような電気絶縁物質で作る。

このような実施ｊ態様では、浮き５０１には、陰極２４
ケ頁通して伸びて陰極２４ケ作る部分５０２、及び対応
１７た位↑ｄの近接した二＠ｉ軍惨かあって、特定の幅
の電＠１間帯域乞作ることができる。陰極２４か電解質
よりも密度が低い場合には、環スペーサー５０３ケ同心
的に延長部分５０２に装着して、延長部分５０２−ヒの
陰極２４の位置を維持することができる。浮き５０１は
、電解質と接乃虫しても、力）るいは溶闇市解生成物中
Ｖ、浸漬しても、実質的に悪影響ケ受けない、浮遊性及
び導電性特性のある物質で作る。浮き５０１ケ電気絶縁
物質で作っである、このような実施態様では、金属パッ
ド１１の中へ伸ひ、目、つｌｓ袷２４Ｙバッド１１に電
気的に接続するための導電装置を備えている付属物５０
４を付けることができる。

氷晶石に溶解１７たアルミナからアルミニウムを製造す
る場合には、浮きは第６図の浮き４０２で示したように
導電性物質で作るのか好まｌ、　＜、月つ炭素、から成
る物質、例えばグラファイトで作るのが好ましい。′電
解浴９が氷晶石から成る場合には、グラファイトで作っ
た浮き４Ｌ１２が霜、解槽の金属パッド１１と接触して
陰極になるのか好ましい。このようにして、陽極で生成
（〜だ酸素ガスで燃焼するために生じるグラファイトの
消費を避ける。しかしながら、例えは保護被咎層によっ
て、グラファイト浮きが氷晶石塔に直接鮨出するのを保
欣Ｔるべきである。

次に８１！、　８図に言及して、導電性物質の被覆５１
２を施しである浮揚性物質の基体５１１から成る浮き支
持具を組み込んである箪、極組み立て部品を示す。基体
５１１は電気絶縁性又は４電件のどちらであってもよい
。基体５１１か電気絶縁物である場合には、導電性物質
から成る被俊５１２は伸びて金属パッド１１に接触し、
電気的接続を形成しなければｌｒらない。更に、電気絶
縁基体のような場合には、被覆５１２を、電圧降下？大
きくしな９ いで電解電流を導くのに十分な厚さＶｒ−するべきであ
る。被覆の厚さは被覆するのに使用する物質に左右され
て変わる。被覆５１２は陰極増強特性を備えた性質につ
いて選定した物質から成る。例えは、氷晶石電解浴に溶
解したアルミナからアルミニウムを製造する場合には、
好ましい被覆物質は、好ましくはニホウ化チタンのよう
なホウ化物から成る、耐火性の硬い金属である。この点
に関しては、基体５１１として選定する電気絶縁物質、
例えば多孔質セラミック上のニホウ化チタン被覆は、厚
すケ約０．０１０インチから約［］、１００インチまで
にする必要がある。

それにもかかわらす、被覆５１２のある浮き支持装置の
好まＩ−い実施態様では、基体５１１としての導電性物
質の使用音具体的に行った。例えば、氷晶石塔に溶解１
．た酸化アルミニウムの電解によるアルミニウムの製造
では、基体５１１をグラファイトにすることかできる。

このような実施態様では、グラファイトが広い横断面積
全面で、電解に必要とする電流ぞ低い電圧降下で導くの
で、被Ｄ 覆５１２の厚さＺ著しく減じて、例えは約０．００５イ
ンチから約０．０１０インチまでの範囲にすることがで
きる。更に、パッドと接触する基体５１１用に、電気絶
縁基体を使用する場合には、被覆５１２ケ単に主要陰極
表面だけに施さなけれはならないが、金属バ′ツドの中
に仲は１必要はない。

しかしながら、ホウ化物のよりな′＄ａｔ”ｒ施しであ
るグラファイトから成る浮き支持具は、フッ化電解浴、
例えは氷晶石に暴ｊｔＪされるグラファイト部分全体に
わたって被覆して、グラファイトの分解な防止するのが
好ましい。

被覆５１２は、高い導電率、笥１解で生成する溶融金属
生成物との高い湿潤性、及び溶融金属生成物に対′１″
る高い抵抗力、並びに電解質浴による腐食作用に対する
高い抵抗力を備え、それ自体の完全性を維持するだけで
なく、下にある基体をも保護する特性についても選定す
る。氷晶石の電解浴に溶解したアルミナを電解してアル
ミニウムを製造する場合には、被＝ｔｌｙｒホウ化物の
ような耐火性の、硬い金稿、例えばニホウ化チタンにし
て、これらの基準ケ満だｌ〜、且つ又低いコスト対利益
比についての実際問題に満足を与えることができる。

抜身５１２は、化学的蒸着、反応性の物理的蒸着、又は
プラズマ噴霧のような公知の波相方法で、基体５１１上
析出させることができる。

本発明の広範な記載に関連して、陽極は、企図している
市、ｂイ環況に対して不活性な物質で作ってもよく作ら
な（でもよい。陽極が、例えは氷晶石中の炭素陽翰のよ
うに消耗性陽極で、不活性でない場合には、浮き支持共
は、容器装置、例えは電解槽の内部床の内扉表面、で本
質的に全く支持していない電極、例えば置体、を支持す
るための好ましい実施態様である。このような好ましい
実施態様では、電解槽の操作中に陽極が消耗するにもか
かわらず、浮きは、特定の幅の電極間帯域を形成するよ
うに位ｆｔ＆めであるスペーサーに対して、陰極を浮き
上がらせる。

第９図では、第−電極、及び導電率が電解質よりも旨い
独立した液体パッドに接続しである第二電極、並びに内
部電解槽表面、例えは床又は壁、６ で本質的に全（支持１−てぃない第一＝衛；極、な支持
するための浮き装置かある、本発明の電解槽の実施態様
を示Ｊ。陽極１８ａは床８又は仰］ル゛１２では全（支
持Ｉ〜ないで、浮き６０１で支持しである。

本図面に示す実施態様では、浮き６０１は多孔質セラミ
ック物質のような電気絶縁物質で作る。浮き６０１は陽
極１８ａに接触し、更にあふれ出る金属（図にはない）
に接触し、且つ陰極２１＆に接触しているので、電気絶
縁物質が必要である。

陽極１８ａの位置ケ陰極２１ａに対応した位置にするた
めに、スペーサー装置６０２乞使用する。

スペーサー装＃６ｏ２は陰極２１ａを貫通して伸び、リ
ップ・ショルダー６０３で終わっているビン本体６０２
から成る。スペーサー装［６０２の他端は陽極１８ａケ
１通１〜て伸び、ねじ込み接続のために、ナツト６０４
のような締め具で終わる。

浮き６０１が無かったものとすれは、陽極１８ａはスペ
ーサー装置６０２に支えられて自由に一ヒ下する。Ｉ＆
１Ｔｈ２１ａは、床８で支持され、フッ化物電解質を使
用し、アルミナを電解してアルミニラ４ ムン製造するときのような、過酷な操作条件になってい
る電解槽の中で、長時間にわたって、ねじれ、且つ移動
スる。それにもかかわらず、スペーサー装置６０２と共
同して作用する浮き装置６０１は、床８の中で移動する
にもかかわらず、宵、極間帯域１０９の中で本質的に不
変の陽極−陰極間距離乞維持する。

陽極１８ａの下に配置しである浮き６０１を維持するた
めに、案内４０７の位置を定める。たわみ性のある接続
具６０６で陽極１８ａと電源に接続しである電線６０７
との間の電気的接触を行う。

スペーサー６０２にねじで適合させたナツト６０４の形
で実施態様に示しである調節装置では、スペーサー６０
２で作った陽極−陰極間の距離を変えることができ、そ
のために調節できる、すなわち可変性スペーサー装置が
できる。別法としては、スペーサー２３の形態の固定し
たスペーサー（先の図面に示した）、又はスペーサー６
０２に同心のスリーブ（次の図面に示す、例えは第１０
図に示す位ｉ１ケ調節する装置）を組み込んで、固定Ｉ
−た陽極−陰極間距離、例えば、陽極１８ａをこのよう
な固定したスペーサー又はスリーブ（図にはない）まで
引き下げることによって、１１％１８＆と陰！２１ａと
の間に作る陽極−陰極間距離ケ最小限にすることができ
る。

次に第１０図について述べるか、傾斜した、すなわち水
平でない単極陽極７０１及び同様な配置の単極陰極７０
２を陽極−陰極挿入して作った電極間帯域１０９のある
、本発明の電解槽ン示す。

陽極７０１はニッケル　ブス・コネクター１０１に電気
的に接続し、又各除権γ０２は、電極間帯域１０９での
電解から出る液体生成物を収集する液体パッド１１と電
気的に接触している。流下する金属を再酸化する可能性
ケ低下させるためには、傾斜させた、す１「わち先細り
の電極表面は陽極−陰極関係ケ本質的に平行にするのが
、垂直に挿入するよりも好ましい。先細り電極は放出ガ
ス？、陽極には沿って、陰極からは離［、て運ぶ。傾斜
関係でも陽極又は陰極を上下に動かして陽極−陰極の距
離調節がやはりやりやす（なる。

本実施態様では、それぞれ電極を支持し、且つ位置欠定
めて、特定の幅の電極間帯域１０９’！’形成する装置
ケ示１−が、ビ゛ンの支持装置７０３及びスＩ］　−ブ
の位ｆｆ’＆決める装置７０４で、それぞれ物質の性質
は先に図示［７、−目つ既に説明したスペーサ−２３と
同様である。陽極７０１及び陰極７０２欠スペーザ−ス
リーブ７０４に細め付けて、特定の幅の電極間帯域１０
９を形成することができるように、ビ′ン７０３は陽極
及び陰極を貫通して伸び、ビン７０３に合わせるねじ付
き締め具７０６、例えばナツトで終わる。

第１０図に示す傾斜単極電極組み立て部品では、端末電
極を除いて、各陽極及び各陰極は二つの隣接した反対荷
電の単ｅ電極表面と関連して作用する。傾斜電極表面も
又二重電極配列にｌ〜で、例えば二重電極組み立て部品
のどちらかの末端にある二つの端末陽＠！乞、中間で液
体パッドと電気的に接続しである端末陰極と共に、使用
することができる。このような二極電解槽（図にはない
）では、電流は外側の陽極から内方へ、一つ以上の二極
電７ ＠！ケ通り、最後に中央の端末陰極まで流れる。別法と
しては、外側電極？金属パッドと接触させることができ
、且つ電流を中央端末陽極がら一つ以上の二重電極を通
って、各が端末陰極の働き乞する外側電極に流すことが
できる。

第１１図では傾斜電極組み立て部品８０１のある、本発
明の電解槽の実施態様ケ示す。陰極８０２を陽極８０４
の下に特定の幅でビン８０３に、つるすように合わせる
。ビン８０３及び例えば図ではビン８０３にねじで合わ
せるナツトの形態で示しである調節装置８０５で電極を
スペーサー２３に対して調節する場合に、電極間帯域１
０９が本質的に不変の陽極〜陰極間距離になるように、
スペーサー２３の位置ビ陰極８０２と陽極８０４との間
に定める。電源に接続しであるブス８０６で電流をニッ
ケルのような電流搬送物質に伝える。

陰極８０２には第１２図に示したのよりも十分に溝穴又
は送り孔を設ける。

第１２図では知１極組み立て部品８０１の側面図を示す
。電極８０２の溝穴又は送り孔８１１ン示８ す。陰極８０２の下方の延長部分は、導電率が電解質よ
りも高い独立ｌ〜だ液体パッド（図にはない）、例えば
金属生成物のパッド、の中に浸漬するために、切り欠き
８１２のある尾部のように見える。

溝孔又は送り孔８１１及び切り欠き８１２ン設げて、陰
極８０２からの電解生成物液体の流下乞促進し、且つ更
に電極間帯域への、すなわち、電極間にある電解領域へ
の、’ＩＪｒｋｌｘ電解質の仕込みを促進する。

次に第１６図について述べるが、第１４図に更に詳細に
示しである陽極９０２で６側面を囲んで、これに設置１
７た、一部が露出した傾斜陰＠Ｌ９０３を囲む傾斜した
陽極９０２のある電極組み立て部品７示す。電気化学的
環境に対して不活性な電気絶縁物質であるビン９０４は
電極組み立て部品の深さ全体を通って、第１４図に更に
十分に図示ｔ７であるように、陰極バー９０３馨陽極９
０２から支持する。

第１４図では第１６図に表（７た傾斜電極組み立て部品
の陽極−除権構造乞、末端図切断線刈■に沿って描いた
末端図を示す。例えは、ビン９０４に対（２て同心のス
リーブの形態で一実施態様に示したように、電気絶縁性
スペーサー装置９０６は陰＆９０３の位ｋＹ陽極９０２
に対応して定める作用ケスる。ビン９０４にねじで合わ
せたナツトの形態の調節装置９０７を使用して、陽極−
陰極構造体の組み立てをしやすくする。

次に第１５図に言及するが、内部電解槽表面で本質的に
全く支持し１．「いで保持する第一電極、及び電解質よ
りも導電率の高い液体パッドに電気的に接続した第二電
極を組み込んだ電解槽を示す。

たわみ性装置６０６で陽極１８ｂと電源（図にはない）
との間を電気的接続を電線６０７ン介して行う。陽極１
８ｂＹ、床１８のような内部電解槽表面で本質的に全く
支持しないで保持する。本実施態様では陰Ｔｈ２１ｂに
は床８で支持する尾部２８ｂがあり、且つ陽極１８ｂは
陰極２１ｂで支持する。スペーサー２３及び調節装置１
０８は共同して陽極１８ｂ及び陰極２１ｂの位揃を調整
し、特定の幅の電極間帯域１０９を作る。電極間帯域１
０９は床８による移動、従って陰極２１ｂによる移動に
かかわらず変化しない。

本発明は一見地では、陰極乞陽袷に対応する位置に保持
し、同時電解槽の内部表面で本質的に全く支持されてい
ない電極乞支持し、且つ更に同時に電解生成物である液
体パッドに、陰極を電気的に接触させるための装置を紹
み込むための装置を提供する。それでもやはり、陰極が
内部電解槽表面では本質的に全く支持されないで保持さ
れている電極から成る場合でさえ、陰極は、接触が陰極
を強く支持するのに必要でない限り、又は接触が電極の
位置な定める妨げにならない限り、電解槽の内部表面に
接触してもよく、且つ陽極か内部電解槽表面に本質的に
全く支持されていないで保持されている電極から成る場
合には、特定電極間間隔２変える。しかしながら、陰極
は電解槽の内部表面と接触しないのが好ま（〜い。どち
らの場合でも、本質的な点は、電極が三次元空間で電解
質又は電解生成物を内蔵するためには、他の電極に関し
又だけは束縛されてもよいが、内部電解槽表面１ に関してはよくなという点である。

本発明では、４電率が電解質よりも扁い液体パッドに第
一電極を電気的に接続する導電性装置を提供する。この
ように接続をさせた電極は、三次元空間で別の電極に関
してだけ束縛された電極であることができる、例えば換
もすれは、内部電解槽表面で本質的に全（支持されない
で保持されている、あるいは、このように接続させた電
極は他の電極になることができる。後者の場合、すなわ
ち、液体パッドに接続させた電極は必然的に内部電解槽
表面で本質的に全く支持されないで保持される場合には
、保持されていない電極は好ま１．　＜は電源にたわま
せて電気的に接続することができる。このようにして、
このような電源は三次元空間では、内部電解槽表面で本
質的支持されないで保持されている電極の束縛を受けな
い。

若干の電解槽では、例えばヤコブスが米国特許第３，７
４５．１０７号明細書で示したように、電極を電解槽の
内部側壁を通して支持することができる。このような構
造上の欠点は、本発明による電２ 解槽及び方法によって適応させることかできる。

内部側壁７通すこのタイプの電極支持を本発明で適応さ
せる場合には、代表的には、他の’ａ＠ｉ’ｖ、内部電
解槽表面で本質的に全く支持しないで保持する′ＩＩＬ
極にし、且つ史に１■解質よりも４電率の高い液体パッ
ドに電気的に接続した電極にする。

本発明では電極の一つを他の電極に対応する位置に保持
して、電解質ン内蔵するための電極間帯域を作る装置を
包含する。このような保持装置は、一つの電極を別の電
極から支持するための装置で構成することができ、且つ
更に電極の位置７定めるための電気絶縁性物質から成る
装置で構成することができる。

本発明による電解槽の特殊な利点は幅乞特定した電極間
帯域を作り、且つ維持することができることである。更
に、このような電解槽内に、本質的に不活性な電極７組
み込む場合には、幅乞特定したｔ極間帯域ケ作って、電
極間を本質的に不変の、間隔を保った関係にし、陽極−
陰極間距離が本質的に不変の電極間帯域を完成すること
ができる。通常の電極組み立て部品では、電極の治耗性
に帰することのできる問題のためばかりでなく、通常の
電極は電解槽の床又は壁で支持しであるために、以前に
はこのように陽極−陰極間距離を不変にすることはでき
なかった。電解槽の内部の床又は壁で支持しである、こ
のような電極組み立て部品で、陽極−陰極間距離を一定
不変に維持する試みは、電解質及び液体電解生成物の浸
透、並びに電解槽の内部表面、例えはアルミニウム製造
用電解槽内部の床及び壁のふ＜ｒ１２、ねじれ及び変形
の原因になる、氷晶石甲のナトリウムのような電解質中
に存在する他の金属種の介在に帰することのできる電解
槽内張りの劣化と関連のある問題のために自滅１〜だも
のである。

実施態様の若干の図面で「スペーサー２３」で示した位
置醐整装置は、電気絶縁物質でなければならない、操作
温度の浴に対して、実質的に不活性でなければなら〕３
【いが、氷晶石に溶解し７たアルミナからアルミニウム
を製造する電解工業では、操作温度は代表的には約９２
０°Ｃから約１０００℃までの範囲であり、電解で生成
した溶融金属、又は懸濁、又は凝結、溶融金属の存在、
で安定でなければならない、又電解の陽極生成物、例え
は氷晶石に溶解したアルミナからのアルミニウムの製造
の場合、不活性陽極を使用する場合には酸素ガス、炭素
陽極を使用する場合には、ＣＯ及びＣＯ２と、実質的に
反応してはならない。窒化ホウ素、窒化ケイ素、オキシ
窒化ケイ素、オキシ屋化アルミニウムＺ包含する窒化物
及びオキシ窒化物のような物質、又はセラミック酸化物
のような酸化物／混合酸化物、又はカーバイド、又は導
電率の低い窒化物／カーバイド像合物は本発明の位置調
整装置用に適切な物質である。酸素腐食に抵抗力のある
適切なセラミック酸化物では酸化第二スズ、酸化第二コ
バルト、鉄酸化物又はニッケル酸化物と鉄酸化物との混
合物ン包含するが、これに限定するものでは′１．【い
。

ひと続きのスペーサー一つり手、すなわち、ひと続きの
部品、例えば電′＠！ヲ電解槽の内部表面では本質的に
全く支持ｔ７ないで、保持する装置４としら５ て機能Ｌ−１月つ又電極の位ｆＩｔを調整するための装
置としても機能して、特定の幅の′ａ極間帯域を作るこ
とを包含する、保持するための装置としての働きをする
支持ブラケットは、図面では「スペーサ−２３」で示し
たスペーサーは必要がないので、陽極−陰極電極間帯域
の表面積７減じないという利点がある。しかしｔｃから
、本発明の位置調整装置の実施態様に１〜ようとするス
ペーサー、例えば支持装置と離Ｊ”した部品から成る、
電極間に１４１人して電極を相互に対応する位置に維持
する構成要素には、適切な形状に作るのが容易であると
いう利点があり、旧つ更に引張り強さよりも、別の適切
な物質で、必要なだけの圧縮強さン、むしろ容易に与え
ることができるという利点がある。この点については、
電解槽の内部表面で本質的に全く支持しないで陰極を保
持１−る装置として、浮きを使用する場合には、支持ブ
ラケット、すなわち、つり手の必要かなく、従って実質
的に十分な引張り強さの必要性は全くない。

使用しようとする浮き支持装置は、これケ両箪６ 極の下に置く場合、例えば、ｊ戊都電極を、電解槽の内
部表面で本質的に全く支持しないで、水平に積み重ねて
保持１−７て、これ火’ｒｔ［に関係させる電圧降下が
通常水）α的に存在りない場合には、導電性があ−って
もよ（′ｏその一ヒ、浮きの導電性か良好な場合には、
電解生成物でｉ）る溶融金属パッドに陰極を接触さぜろ
場合のよ５に、近接している電極ケ、導電率が電解質よ
りも高い液体パッドと電気的に接触させる装置を構成す
るように浮きを適合させることかできる。

本発明の電解槽は電解生成物である液体パッドの表面以
外の陰極表面乞確立することから成り、打つこのような
陰極表面で生成した溶融金属のよつｔｃ、電解生成物の
流下を促す装置火包含ｊ７）。

本発明の電解槽は史に不活性陽極表面からの氷晶に溶解
したアルミナの電解生成物としての酸素ガスを運ぶよう
な、陽極からのガス７運ぶ装置を包含する。

主要陽極表向からガス７運び去る装置で、低電流効率問
題が縮小１〜、その結果電力効率が改善される。このよ
うなガス搬送装置は傾斜した、すなわち水平で／（ｃい
形態にすることができ、溝はガスケ主要１わ極表面から
運び去る方向に陽極を通って走っていイ）。その上、こ
のような顔料ガス搬送装置は′ｄｔ極間帯域ケ通って電
解質塩を循環させる手段をイＩｉｉ＋え、ガスは電極間
帯域内で許容でき７．）組成の［新鮮」な電解質乞確立
′１−るための推進カン備えている。電極間帯域２通る
電解質浴の流れで、金属が陰極から押し流される）、二
めに、電極間帯域ケ短絡するおそれがあイ）金籾の大き
な液滴生成が防止される。傾斜した、すなわち、こう配
のｋ）る溝＋７）ためにガスは速度ン増し２、ガスが溝
の中を移動するにつれて、ガスの厚さが減少１−る。溝
を十分大きく作ってあって、ガスの速度が遅くなるにつ
ねて厚くなるガスを調節できる場合には、実質的に水平
な溝を使用することができる。

陰惨上に生成゛する溶融金属の流下乞促進するための装
置で、主要−極表面で陰極上での金属の蓄積又は凝結に
帰することのできる問題が少なくなり、刊つ端末陰極と
Ｉ−で陰極格子又は多孔板の面を使用し、旧つ二極電接
の頂部を形成する主要陰極表面の溝を使用１〜て、これ
を設けることができる。アルミニウム製造の場合のこの
よっな陰極はホウ化物のようなｌ火付の硬い金属、好ま
しくはコストが有利１．ｃためにチタンのニホウ化物か
ら成る物質で作る。ニホウ化チタンでアルミニウム電解
生成物の薄腿でぬらされる陰極表面ができる。

ぬれた陰極で生じるアルミニウム生成物は陰極でぬれブ
、ｒい液滴の凝結体を生じないで、むしろ二重電極をあ
ふれ出るか、又は端末陰極の格子又は多孔板を通って滴
下し、電解槽の内部表面の下に内蔵される溶融金属の液
体パッドに至る。高価でない金属基体の被体として、例
えばニッケル基体にプラズマ噴霧で施したＴ　ｉＢ２被
覆として、Ｔｉ、Ｂ２表面を作ることができる。

本発明の実施態様では、陰極上に尾部部分の形態にする
ことのできる導電性の装置で、液体パッド上に維持され
ている主要陰極表面のために、パッドに陰極を電気的に
接続する導電装置を提供する。電極乞バッドに電気的に
接続するための導電良　○ 装置は、液体パッド中に浸濁している尾部部分以外の装
置、例えはパッドの中に浸漬しているブロック形の陰極
の延長部分でまかなうことかできる。

′に極の尾部部分は、このような設計では材料７少なく
し、旧つ非常に狭（特定しである陽極−陰極間距離を維
持するためには、増大することが非常に重要な流下流量
７更に増すことによって主要陰極表面からの還元金属電
解生成物の流’１を増大するので、ｇ４−電装置の好ま
しい実施態様である。

主要陰極表面の格子の好ましい設計、及びこの表面を陰
極表面に対する適切な物質と共に電解生成物の液体パッ
ドの表面にこのような表面ケミ気的に接Ｍ、する導電装
置の組み合わせで、この見地では本発明の電解槽の仙の
構成要素との主要な組み合わせができて、積年の問題及
び金属製造のための通常の電気精錬法で、特にアルミニ
ウム生成物するためのホール・エル−電解槽溶解で、短
絡の原因になる溶融生成物の誘発押し出しヶ包含する、
陽極−陰極間距離短縮を妨げる障害を克服する。このよ
うな金属の誘発押し出しは、常に電流の増大につれて激
しく成る。本発明の電解及び方法では、このような押し
出に帰することのできる問題ン克服し、必然的に高い電
流定格でアルミニウムのような金属の電気精砕ができる
。

本発明の方法の好ましい実施態様では、パッド」二の主
要陰極表面を維持するために、電解檜内の液体パッドか
ら物質を排出する、制御できる、方法乞包含する。この
ような排出は適切な時に陰極の格子又は多孔板からのあ
ふれ出し７避げて、陰極表面からの生成物流出乞防止す
るために重要になる。

本発明の電解槽は氷晶石に溶解したアルミナ、すなわち
酸化アルミニウムのような電解しようとする化合物を含
有する溶融塩浴の電解質から、アルミニウムのような金
属ケ製造するのに特に適切である。電解槽ではアルミニ
ウムの電解製造のときに、陽極−陰極間距離を約２．４
　ｃｍよりも狭く、好ましくは約Ｌ７ｃｍＪ：’）も狭
く、更に好ましくは約０．３ｃ＋ｒ＋から約１．０ｃｍ
までの範囲に特定することができ、月つ更に長時間にわ
たって、このような０ 狭い陽極−陰極間距離短縮持することかできる。

陽極−陰極間距離の狭いのは、電解槽に入れである電解
質を通るときの電圧降下ケ減じることかできるので好ま
しい。しかしながら、本発明の電解槽及び方法でさえも
、電気短絡を防止するため、及び電、解を連続的に操作
するのに、十分な抵抗熱を発生させるために、一段と低
いが限界は認めなければならない。

本発明の電解槽で特定した陽極−陰極間距離の好ましい
範囲にして、包含することのできる、特定の陽極−陰極
間距離、並びに本発明の電解槽及び方法の仲の操作パラ
メーターを、通常のホール・エル一方法と第１表に示す
データで比較する。ホール・エル−電解槽に設備のし直
しをして、本発明の電解槽及び方法の単極及び二極電解
槽での実施具体例をホール・エル−電解槽で、この方法
７行った場合と比較する。

第１表に示すよ５　ＩＣＸ通常のホールφエルー電解槽
の操作では、′眠解摺電１流負荷は約１７２．０００ア
ンペア、熱損失は約３　ｓ　ｏ、ｏ　ｏ　ｏｗ、電解摺
電川は約４．４９ボルトで約６．５３　ｋＷｈ　／ボン
ドに相当する。このホール・エル−法の電流効率は約９
６％、電力効率は約４７％である。

これに反して、本発明の電解槽及び方法では、電解槽電
流負荷は１７２．０００アンペア、熱損失は陽極−陰極
（Ａ、　−ａ　）間距離約２．４　ｃｍ未満で約１６５
．０００　Ｗ以下であり、電力効率の改善は著しい。

本発明の単一電極の実施例では、電解摺電圧は、ホール
・エル−法の４．４９ボルトから、本発明では約４．１
２ボルトまで下げることができる。同様に、ボンド当た
りの電力は改善されて、ｋＷｈ／ホント単位で、約６．
５６から約５．９９になる。電流負荷’！ｆ　２００　
ｋＡから２４０　ｋＡまで増せば、ポンド／ボット・日
は増し、陽極−陰極間距離が約１．７ｃＴ＋及び約０．
６ｃｆｒＬの場合、増加の割合はそれぞれ１６％及び４
０％であり、ボンド当たりの電力は低下する。

本発明による二重１極組み立て部品で操作すれは、効率
及び生産量は驚異的に増大する。例えば、二′＠Ｌ電極
で設備をし直して、電極間帯域３鳩を作った同じ電解槽
では、アルミニウムの生産量は増加してポット・日当た
り３０００ボンド未満から９．７００ポンド上回り、ボ
ンド当たりの電力量は低下する。二重電極の区画数を増
して電極間帯域を史に多くすれは、生産蓋は更に劇的に
増大する。

上記にかんがみ、本発明の電解槽の好ましい実施態様に
は、端末陽極と端本陰極との間で積層関係に位置ン定め
た少なくとも１個の二極電極の組み込みを包含する。

このような二極電解槽では、支持装置、すなわち一つの
電極を他の電極につるすための装置として、ショルダー
・ビン支持部品が好ましい。ショルダー・ビンは−続き
スペーサーつり手の形態のスペーサーとして働くことが
でき、且つ更に１個以上の二極電極を使用する電解槽で
は、特に電極組み立て部品乞保持するのに適応できる。

本発明はアルミニウム製造用の現今のホール・エル−電
解槽で設備をし直すのに特にｉ−よいが、本発明で生じ
る熱は通常のホール・エル−の操作でのよりも実質的に
少ない。このために親竹のホール・エル−電解槽を設備
し＠丁実施態様は、不発明の電極組み立て部品で設備し
直した通常のホール・エル−電解槽に特別上等の絶縁物
を組み入れることから取り、絶縁物は凝固電解質側壁Ｖ
　ＭＪ：持するために限定し、且つ制御して、電解槽の
側壁の内張りを保護する。

それにもかかわらず、すなわち、アルミニウム製造のた
めにホール・エル−電解槽の設備のし直しは別にＩ２て
、本発明の電解槽及び方法は、導電率の高いパッドか電
解質に隣接している化合物の金属成分ケ還元′１−る、
化合物のどんな電解にでも適合できる。分解電位の高い
溶融塩浴室Ｍ質に溶解した金属酸化物は本発明によって
電解され、旧つ電解質よりも導電率の高い液体パッドは
電解還元された金属生成物のパッドケ包含する。氷晶石
電解質浴に溶解した酸化アルミニウムの電解で生成する
アルミニウム金属パッドの場合のように、あるいは塩化
亜鉛又は塩化鉛の電解浴の電解の場合のように、本発明
による電解方式で使用する金属酸化物全部が電解床で液
体金属パッドに成るのではない。例えば、本発明による
電解槽及び方法、それから、分解電位の高い溶融塩、例
えばアルカリ金属フッ化物、から成る電解質浴に溶解し
た酸化マグネシウム７組み込めは、生成するマグネシウ
ムは電解質浴よりも密度が低いので、電解槽の６ 頂部で生じたマグネシウムの液体金属パッドを生成する
ことにプよる。電解槽の頂部でマグネシウムケ生成する
このような方式では、別々の溝及び障樟のような障壁装
置を使用（７て、陽極生成物、例えば酸化マグネシウム
又は塩化マグネシウムの電解の場合には、例えばそれぞ
れ酸素又は塩素から金属マグネシウムを隔離して維持し
なけれはならｌ、「い。それにもかかわらず、密度がマ
グネシウムよりも低い電解質浴を混合することによって
、電解槽の床、すｔ（わち低で、金属パッド中にマグネ
シラン生成させるのに本発明を使用することができる。

例えは、十分な量の塩化リチウムから成る浴中で、塩化
マグネシウムを電解して、電解槽の床」二に、このよう
な液体金属パツドン生成する。

本発明は又電解の金属生成物以外、液体物質で供給する
、必要な導電率特性７持つ液体パッドのある他の系、例
えは水銀陰極のある水性電解質系に適応できる。このよ
うな電解質系は塩化ナトリウムから、塩素及び水酸化す
）　ｌ）ラムを生成する電解槽の中にあって、ナトリウ
ムは電解で還元金７ 属として生成して水銀陰極に溶解し、次にこれを処理、
例えば水洗、して水酸化ナトリウムを作る。

本発明の電解槽の操作を開始すれば、はとんどの場合に
、例えば目的とする電解生成物金属類似物のような、導
電率か電解質よりも旨い、バットに相当する物質である
最初の液体パッドケ作り、例えば陰極と電解槽の電流搬
送ブス・バー又は内張りとの間に電気接触を作ることケ
包含する。最初の血気的接触は、陰極を最初の液体パッ
ドに電気的に接続させるための導電装置の構成要素を介
して行われ、パッドは電解槽に至る導線と、あるいは例
えば電解槽コレクター・バービ包む炭素質内張りと電気
的に接触する。

電解質浴を電解槽内くまなく循環させるように設計しで
ある電解槽は本発明の電解槽に使用するのに特に適切で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は多重電極組み立て部品である電解槽の立面断面
図であり、 第２図はショルダー・ビンを組み込んだ電極組み立て部
品の横断面の一部の立面図であり、第６図はＵ−形ゾラ
ケット支持部品を入み込んだ電惨組み立て部品の横断面
の一部の立面図であり、 第４図は２本の腕及びつり手から成る支持部品ア糾み込
んだ電極組み立て部品の横断向の一部の立面図であり、 第５図は第４図に示１〜だ支持部品の仰］面図及び立面
図であり、 第６図、第７図、第８図及び第９（菌は浮き支持装置を
組み込んだ、電解槽及び電極の組み立て部品の横断面の
一部の立面図であり、 第１０図は傾斜単極電極表面を組み込んだ電解槽の立面
図であり、 第１１図は傾斜電極組み立て部品の立面図であり、 第１２図は第１１図に示した電極組み立て部品の仙１面
の立面図であり、 第１６図は傾斜電極組み立て部品の立面図であり、 第１４図は第１６図の切断線Ｘ■に沿って描いた電極組
み立て部品の陽極−陰極構造の末端の図面であり、 第１５図は電解槽の内部表面では本質的に全（支持され
ないで保持されている陽極に対して、たわみ性電気接続
部ン組み込んだ電解槽の立面図であり＼ １は電解、２，４は外壁、３は底、６，９０ｂは絶縁物
質、７は内張り、８は紙、９は電解質、１１はパッド、
１２は側壁、１３はバー、１４は単極陽極−陰極組み立
て部品、１６は二極陽極−陰極組み立て部品、１７．１
７ａ、１　Ｂ、１８ａ。 １８ｂ、１９，１０ｂ、２０４，２０５，３０４゜４１
２．７０１，８０４，９０２は陽極、２１゜２１　ａ、
２１　’ｂ、２４．　１１３．　４１１．　７０２゜８
０２．９０３は陰極、２３．２８，４０３゜４０５．５
０２，５０３，６０２，７０４，９０６はスペーサー、
２６は二＋６ｊ！電極、２８１）は尾部、２９はバルク
物質、１０１は導電体、１０３゜７０４．９０７は調整
装置、１０７，８０４゜０ ９０４はビン、１０８，４０６，６０４，７０６゜８０
５．９０７は締め具、１０９は電極■１帯域、ｉｔｉ、
ｓｏｓは溝、１１２，５０５，８１１は溝穴、１１４，
４０４，６０３はショルダー、２０１．３０６．８１２
は切り込み、３０２は腕、３０３は本体、４０１．５０
４は付属物、４０２゜５０１．６０１は浮き、４０７は
案内、４０８は強化リプ、５０５は基体、５１２は被憶
、６０６はたわみ継ぎ手、６０７は電線、８０１．９０
１は電極組み立て部品、８０６はブス、■は第１４図を
描くための横断部の面の位置、２２，２７゜３０１．７
０３は支持装置 である。 代理人　浅　村　皓 ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　４ 第１頁の続き 優先権主張　［相］１９８坪４月２６日［相］米国（Ｕ
Ｓ）［株］４８８７５４［相］１９８簿４月２６日［相
］米国（Ｕ　Ｓ）［株］４８８７５６■１９８坪４月２
６日［相］米国（Ｕ　Ｓ）［株］４８８７８３■発明者
　メルビン　ヘンリイ　アメリカ合衆国ペンブラウン　
−１ ０発　明　者　ウィリアム　カール　アメリカ合衆国ペ
ンパダーリン　ドライブ４７ シルバニア州フリーボード、ドロウア シルバニア州ピッツバーグ、ホウツク 手続補正書−幻 昭和５９　ｉｌｂ　月４０ 特許庁長官殿 １、事件の表ハス １１１１ｒｌｌ　５９４’ｆ’Ｉ！ｉｆｉ’Ｋｉ［１ｆ
ｆｉ　８３６１５　ｒｔす ２、発明の名称 電解槽及び電解方法 ３、補正をする者 事件との関係　特１ｒ１出願人 ４、代理人 ８、補正の内容　別紙のとおり 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和よγ年↑−ｒ許願第　Ｊ’ｊｌ／ｒ　弓２、発明の
名称 ３、補正をする者 事件トノＩ’Ｂ（ｆ：　特：ｉ′ｌ出１（ｌｉ人（イｌ
　（ｊリ ノ＼、 駁−１］・−１；Ｊ １’）　Ｉ−１付 昭和す７年　７月３／１］ ）増加する発明の数 ぐ −１の１・！Ｊシ″Ｉ出ＩＷ［＋Ｌ（法人）代−Ｊ銘氏
名の摘　よ′　°冒　２　、委任状、及び・５その訳文
各１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電解質よりも電導率の高い独立した液体パッドが
   あり、且つ該電解質及び該パラげを入れるための内部表
   面がある電解槽内の電解質の中に、第−電極及び第二電
   極を入れるが、該第−電極を該電解槽の内部表面で本質
   的に全く支持しないで、保持することを特徴とし、 第一電極と第二電極との間に、幅を２．４ｃＩｒＬより
   も狭く、又は１．７Ｃｒｎよりも狭く、あるいは０．３
   （１７＋１から１．０　ｃＩＩｌまでに維持するのが好
   ましい、本質的に特許出願し、特定する電極間帯域を設
   けて維持し、 一つの電極を、該パッドと電気的に接続し、且つ又好ま
   しくは該電解槽の内部表面で本質的に全く支持しないで
   該第二電極を保持する、ことから成ることを特徴とする
   電気分解の方法。 （２）電解質（９）及び該電解質よりも導電率の高い独
   立した液体パッド（１１）を入れるための、内部表面（
   ８，１２）のある装置（４，６，７）及び 該容器装置（４，６，７）内の第一電極（２１゜２４）
   及び第二電極（１８，１９）、 該第−電極（２１，２４）の位置を該第二電極（１８，
   １９）に対応する位置に定めて、２．５ｃＴＬよりも狭
   いか又は１．７１１ｍよりも狭い、あるいは０．３　ｃ
   ｒＩＬから１．０ｍまでが好ましい、特定の幅の電極間
   帯域（１０９）を作り、該第−電極（２１゜２４）を、
   該容器装置（４，６，γ）の内部表面（８，１２）で本
   質的に全く支持しないで、保持することを特徴とする装
   置、及び 一つの電極、好ましくは該第−電極（２１゜２４）を該
   パッド（１１）Ｋ電気的に接続し、且つ好ましくは第二
   電極（１８，１９）をも容器装置（４，６，７）の内部
   表面で本質的に全く支持しないで保持する導電性装置（
   ２８）、から成ることを特徴とする電解槽（１）。 （３）電極（２１）を支持する装置（２２）から成リ、
   且つ更に電極（１８，２１）の位置を定めて、特定の幅
   の電極間帯域（１０９）を作る装置（２３）から成る、
   保持装置を特徴とする上記第（２）項に記載の電解槽。 （４）肩ビン（１０７）、支持ブラケット（２２）、又
   は二本腕のつり手（３０１）であり、必要に応じて支持
   構材をηｆ極に固定する装置を包有する、電気絶縁物質
   である不活性支持構材から成るのが好まＩ−い、第一電
   極（２１，２４）を第二電極（１８，１９）で支持する
   装置から成る保持装置、を特徴とする、前記第（２）項
   に記載の電解槽。 （５）保持装置は更に第一電極（２１，２４）の位置を
   第二電極（１８，１９）に対応する位置に定めて、特定
   の幅の電極間帯域（１０９）を作るための電気絶縁物質
   である不活性なスペーサー装置（２３）から成ることを
   特徴とする、上記第（（４）項に記載の電解槽。 （６）　固定装置は第一電極（２１，２４）及び第二電
   極（１８，１９）の位置を調整して、本質的に不変の、
   特定の幅のある電極間帯域（１０９）を作るための、ナ
   ラｌ−（１０８）のような装置から成ることを特徴と１
   ゛る、前記第、　（４）　、７Ｊｌに記載の電解槽。 （力　位Ｗ調整装置は窒化物、又はオキシ窒化物化合物
   、好ましくは窒化ホウ素、窒化ケイ素、又はオキシ空化
   ケイ素から成る物質で作ったスペーサーから成ることを
   特徴とする前記第（３）項又は第（５）項に記載の電解
   槽。 （８）保持装置は容器装置（４，６，７）の内部表面（
   ８，１２）では本質的に全く支持していない第−電極（
   ２４）を支持するのに適した浮き装置（４０２，５０１
   ，６０１）から成り、且つ第一電極（２４）には浮ぎ装
   置に接触するために下向きに伸びている付属物（４０１
   ，５０４）があるのが好ましく、月つ（又は）該容器装
   置（４，６゜７）の内′部表面は内部電解槽床（８）か
   ら成り、且つ該電解槽は更に該床（８）に位置して、第
   一電極（２４）を実質的に第二電極の下に止めて、おく
   垂直の案内（４０７）から成る、 ことな特徴とする前記第（２）項又は第（３）項に記載
   の電解槽。 （９）浮き装置（５０１）は、金属パッド（１１）と接
   触する付属物（５０４）のある、一つの電極（２４）の
   中を通って伸びている電気絶縁物質（５０２）である、
   ひと続きの溝材から成るか、あるいは 浮き装置（４０２）は電導性物質から成り、且つ該パッ
   ド（１１）と接触することを特徴とする、上記第（８）
   項に記載の電解槽。 （１０電極は第一傾斜電極（７０２，８０２，９０８）
   及び第二傾斜電極（７０１，８０４，９０２）であり、
   旧側面図が円錐台形である、実質的に垂直な板から成る
   ことを特徴とする、前記第（２）項又は第（３）項に記
   載の電解槽。 ０υ　電極は 陽極表面（１０２）のある第二端末電極（１９）、陰極
   表面（１１３）のある第一端末電極（２４）、位置が該
   第一端末電極（２４）と該第二端末電極（１９）との間
   にあり、且つ陽極表面（１０６）及び陰極表面（１０４
   ）がある少なくとも一つの二極電極（２６） 一つの陽極表面の位置を、一つの陰極表面から、特定の
   陽極−陰極距離に定めるための電気絶縁物質である装置
   （２３）、 容器装置（４，６，７）の内部表面（８，１２）で本質
   的に全く支持しないで、電極を支持する装置（１０７）
   、 から成ることを特徴とする、前記第（２）項に記載の電
   解槽。 ０の　第一電極（２１，２４）は陰極であり、第二電極
   （１８，１９）は陽極であり、且つ電解槽は下記、 （ａ）　ホウ素化合物のような耐火性の、硬度の高い金
   属から成る、本質的に不活性の、非炭素物質から成り、
   且つ送り孔又は溝穴（１１２）のような、陰極から電解
   生成物液体を流下しやすくする装置（１１２）から成る
   のが好ましい陰極（２４）、 （ｂｌ　セラミック酸化物のような本質的に不活性の、
   非炭素質の主要陽極表面（１０２）があり、且つ佃斜し
   た溝（１１１）のような、陽極からガスを庫ぶ装置Ｃ１
   １１）から成るのが好ましい陽極（１８，１９）、 の一方又は両方から成ることを特徴とする、上記第（１
   ）　’Ｊｉから第（１１１項までの中のいずれかの項に
   記載の電解槽。