NL9400591A - Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide - Google Patents

Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide Download PDF

Info

Publication number
NL9400591A
NL9400591A NL9400591A NL9400591A NL9400591A NL 9400591 A NL9400591 A NL 9400591A NL 9400591 A NL9400591 A NL 9400591A NL 9400591 A NL9400591 A NL 9400591A NL 9400591 A NL9400591 A NL 9400591A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
carbon
carbon monoxide
aluminum
electrolyte
metal
Prior art date
Application number
NL9400591A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Rudolf Nico Bronkhorst
Gert Prof Dr Koenig
Original Assignee
Rudolf Nico Bronkhorst
Gert Prof Dr Koenig
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rudolf Nico Bronkhorst, Gert Prof Dr Koenig filed Critical Rudolf Nico Bronkhorst
Priority to NL9400591A priority Critical patent/NL9400591A/en
Publication of NL9400591A publication Critical patent/NL9400591A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

The invention relates to the injection of carbon monoxide and carbon condensate into the electrolyte of the known "Hall-Heroult" process. This process achieves the electrolytic reduction of aluminium oxide to aluminium. Surprisingly it proved possible, in the production of carbon monoxide, as known under the name Boudouard equilibrium, for the equilibrium at which the maximum amount of carbon monoxide vis-à-vis carbon dioxide is formed to be likewise at the temperature of about 950 degree Celsius, which is about the same as the electrolyte temperature in the "Hall-Heroult" process. The carbon monoxide and carbon condensate is bubbled through the electrolyte where it then dissolves and electrolytically combines with the oxygen of the aluminium oxide in order then to form carbon dioxide and therefore aluminium.

Description

ALUMINIUM REDUCTIE PROCES MET INJECTEREN VAN KOOLMONOXYDE De uitvinding heeft betrekking op het injecteren van koolmonoxyde en koolstof-condensaat in het elektrolyt van het bekende "Hall-Heroult" proces. In dit proces wordt de elektrolytische reductie van aluminiumoxyde tot aluminium bereikt.Verrassend is het mogelijk gebleken dat bij de produktie van koolmonoxyde zoals bekend onder de naam "Boudouard-Gleichgewicht" het evenwicht waar het maximum koolmonoxyde tegenover kooldioxyde ontstaat/ ook is op de temperatuur van ongeveer 950 graden Celsius, wat ongeveer hetzelfde is als het elektrolyt temperatuur in het "Hall-Heroult proces.De koolmonoxyde en koolstof-condensaat wordt door het elektrolyt geborreld waar het dan oplost en door elektrolyse verbindt met de zuurstof van de aluminiumoxyde om dan kooldioxyde en dus aluminium te vormen.The invention relates to the injection of carbon monoxide and carbon condensate into the electrolyte of the known "Hall-Heroult" process. ALUMINUM REDUCTION PROCESS WITH INJECTION OF CARBON MONOXIDE. In this process, the electrolytic reduction of aluminum oxide to aluminum is achieved. Surprisingly, it has been found that in the production of carbon monoxide as known under the name "Boudouard-Gleichweight", the equilibrium at which the maximum carbon monoxide versus carbon dioxide is / is at the temperature of about 950 degrees Celsius, which is about the same as the electrolyte temperature in the Hall-Heroult process. The carbon monoxide and carbon condensate is bubbled through the electrolyte where it then dissolves and electrolyses with the oxygen of the alumina to then carbon dioxide and so to form aluminum.

ACHTERGROND EN PERSPEKTIEF VAN DE UITVINDING Naar schatting wordt er huidig 18 miljoen ton aluminium per jaar wereldwijd geproduceerd, waarvan vrijwel 99 procent doormiddel van het "Hall-Heroult" proces.BACKGROUND AND PERSPECTIVE OF THE INVENTION It is estimated that currently 18 million tons of aluminum are produced worldwide each year, nearly 99 percent of which through the "Hall-Heroult" process.

In de stand van de techniek zijn er nog twee basis verschillen van toepassing, die van de verbruikbare anode in dit proces n.1.1/ de zogenaamde "Prebaked" voorgebakken anode, en 2/ de zogenaamde " Soderberg" ononderbroken anode.In the prior art, two more basic differences apply, that of the consumable anode in this process n.1.1 / the so-called "Prebaked" pre-baked anode, and 2 / the so-called "Soderberg" continuous anode.

De uitvinding is onafhankelijk van het type anode of elektrode en toepasbaar op allen, en heeft dus ook specifieke voordelen voor cerami^ie en metalen elektroden die een niejjwe denkrichting zijn.The invention is independent of the type of anode or electrode and applicable to all, and thus also has specific advantages for ceramic and metal electrodes which are a new mindset.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which:

Vijf gasdoorlatende elementen 16 tot en met 20 worden getoond. De tekening toont in doorsnee een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld,typisch van een aluminium reductie eenheid "pot" of "cell" met de toevoeging van een meerderheid gasdoorlatende elementen waarvan minstens één voor deze uitvinding nodig is.Five gas-permeable elements 16 through 20 are shown. The drawing shows in general a non-limiting exemplary embodiment, typically of an aluminum reduction unit "pot" or "cell" with the addition of a majority of gas-permeable elements, at least one of which is required for this invention.

De van petro-kooks vervaardigde koolstof "prebaked" anode 10 getoond en positieve elektrische pool, staat in elektrische verbinding door het elektroliet 13 getoond en door het aluminium 14 getoond met de koolstof kathode 15 getoond wat dus de negatieve pool uitmaakt, produktie van aluminium door dit elektrolytisch proces is algemeen bekend,waar aluminiumoxyde 11 oplost in gesmolten zouten elektrolyt 13 zoals kryoliet A1F3.3NaF en dan wordt onderworpen in dit proces aan de doorvloei-ing van een zeer hoge stroom b.v. 80 000 ampère en lage volt spanning.De energie verbruik is hedendaags als voorbeeld ongeveer 13kWh/kg aluminium.The carbon "prebaked" anode 10 made from petro-coke is shown and the positive electrical pole is shown in electrical connection through the electrolyte 13 and shown through the aluminum 14 with the carbon cathode 15 showing the negative pole, production of aluminum by this electrolytic process is well known where aluminum oxide 11 dissolves in molten salts electrolyte 13 such as cryolite A1F3.3NaF and is then subjected to the flow of a very high current in this process 80 000 amperes and low volt voltage. The current energy consumption is as an example about 13kWh / kg aluminum.

De samenstelling van het bad 13 en 14 met toevoeging van typisch 3 procent aluminiumoxyde A1203 is zeer belangrijk omdat de oplossing van het aluminiumoxyde, koolmonoxyde en koolstof-condensaat zowel als het stroomrendement en de afscheiding van het aluminium 14 hiervan afhangt. Ook zou het bad AlF3.3NaF . CaF2 . LiF en MgF2 kunnen bevatten.Door 15 getoondtword de kathode en negatieve kontakt element getoond die in de stand van de techniek laag poreus is en van antraciet-kooks in een semi-grafiet vorm gemaakt wordt. Deze kathode zou ook poreus gemaakt kunnen worden en als gasdoorlatend element gebruikt kunnen worden. De poreuzen gasdoorlatende elementen en inrichtingen 16,17,19 en 20 zijn algemeen bekend in de staal-industrie. 27 toont het anode koppelstuk en 12 toont een voorstelling van de vuurvaste voering die omringd wordt door een nietgetoonde isolatie en stalen buitenbegrenzing.The composition of the bath 13 and 14 with the addition of typically 3 percent alumina Al 2 O 3 is very important because the solution of the alumina, carbon monoxide and carbon condensate depends both on the flow efficiency and the separation of the aluminum 14. Also, the bath would be AlF3.3NaF. CaF2. May contain LiF and MgF2. Shown is the cathode and negative contact element which is low porosity in the prior art and made from anthracite coke in a semi-graphite form. This cathode could also be made porous and used as a gas-permeable element. The porous gas permeable elements and devices 16, 17, 19 and 20 are well known in the steel industry. 27 shows the anode coupler and 12 shows the refractory lining surrounded by insulation (not shown) and steel outer boundary.

Met 21 wordt een schematische uitbeelding getoond van een gas productie eenheid met de invoer van 22 getoond lage of hoge graad petro-kooks alsook anode resten. 23 toont de zuurstof invloei. De uitvoer gas 24 getoond is dus koolmonoxyde op hoge temperatuur als voorbeeld tussen 800°C en 1000°C, met begrenzing van 700 tot 1200°C.Deze koolmonoxyde wordt doorgevoerd naar de verschillende gasdoorlatende elementen, 25 getoond.At 21 a schematic representation of a gas production unit is shown with the input of 22 shown low or high degree petro-coke as well as anode residues. 23 shows the oxygen influx. Thus, the output gas 24 shown is high temperature carbon monoxide as an example between 800 ° C and 1000 ° C, with limitation from 700 to 1200 ° C. This carbon monoxide is passed through to the various gas permeable elements, shown.

Met 26 wordt aangetoond de fijnverdeelde koolmonoxyde borrels die door één of meerdere gasdoorlatende elementen met genoegzame druk vloeien. Deze koolmonoxyde lost grotendeels op in het gesmolten elektroliet en reageert dan elekto/endothermisch met de aluminiumoxyde in de vorming van aluminium en kooldioxyde, deze temperatuur verlies wordt vervangen door de elektrische stroom door-vloeiing.26 shows the finely divided carbon monoxide bubbles that flow through one or more gas-permeable elements with sufficient pressure. This carbon monoxide largely dissolves in the molten electrolyte and then reacts electo / endothermally with the aluminum oxide to form aluminum and carbon dioxide, this temperature loss is replaced by the electric current flow.

Claims (7)

1. Aluminium reductie processen met specifiek in deze uitvinding het INJECTEREN VAN KOOLMONOXYDE EN KOOLSTOF -CONDENSAAT die door één of meerderen gasdoorlatende elementen in het gesmolten bad van metaal en elektroliet uitmonden, doorstromen en grotendeels oplossen en dan elektro-chemie^met aluminiumoxyde reageren om aluminium metaal te vormen.1. Aluminum reduction processes with specific in this invention injecting CARBON MONOXIDE AND CARBON CONDENSATE which flow through one or more of the gas permeable elements into the molten bath of metal and electrolyte, flow through and largely dissolve and then react electrochemistry with aluminum oxide to form aluminum metal. 2. Het proces volgens conclusie 1 vermindert het verbruik van de koolstof anoden omdat de zuurstof van de aluminium -oxyde zich primair met het alreeds o'pgeloste koolmon-oxyde en mogelijk opgeloste koolstof verbindt.The process of claim 1 reduces the consumption of the carbon anodes because the oxygen of the aluminum oxide primarily combines with the already dissolved carbon monoxide and possibly dissolved carbon. 3. Het proces volgens conclusie 1 en 2 verlaagt het energie verbruik door het mogelijkmaken van omzetting van aluminiumoxyde tot aluminium en kooldioxyde dichter tot het theoretisch minimum.The process of claims 1 and 2 reduces energy consumption by allowing conversion of alumina to aluminum and carbon dioxide closer to the theoretical minimum. 4. Het proces volgens conclusie 1 en 2 kan mogelijk sneller functioneren dan het proces in de stand van de techniek.The process of claims 1 and 2 may function faster than the prior art process. 5. Het proces volgens conclusie l,2,3,en4 vermindert het algehele energie verbruik alsook het verbruik van de anoden doordat de toevoeging van thermische energie uit de gas productie eenheid meer economisch is.The process according to claim 1, 2, 3, 4 reduces the overall energy consumption as well as the consumption of the anodes in that the addition of thermal energy from the gas production unit is more economical. 6. Het proces volgens conclusie 1,3,4 en 5 verleent zich tot de nieuwe technologie n.l. leeglopende vuurvast hard-metaal kathodes en inerte anodes alsook metaal katalysators.The process according to claims 1,3,4 and 5 extends to the new technology namely. deflated refractory hard metal cathodes and inert anodes as well as metal catalysts. 7. Het proces volgens conclusie l,4,en6 verhindert de vor- -wme van slijk op de kathode en is daardoor ook energie besparend. Hierbij 1 blad tekening7. The process according to claim 1, 4, and 6 prevents the formation of sludge on the cathode and is therefore energy saving. Hereby 1 sheet drawing
NL9400591A 1994-04-14 1994-04-14 Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide NL9400591A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400591A NL9400591A (en) 1994-04-14 1994-04-14 Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400591A NL9400591A (en) 1994-04-14 1994-04-14 Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide
NL9400591 1994-04-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9400591A true NL9400591A (en) 1995-11-01

Family

ID=19864065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9400591A NL9400591A (en) 1994-04-14 1994-04-14 Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9400591A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150060295A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Elliot B. Kennel Electrochemical cell for aluminum production using carbon monoxide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150060295A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Elliot B. Kennel Electrochemical cell for aluminum production using carbon monoxide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6093304A (en) Cell for aluminium electrowinning
US3562135A (en) Electrolytic cell
US6607657B2 (en) Carbon-containing components of aluminium production cells
US5286359A (en) Alumina reduction cell
CN1492949A (en) Method and electrowinning cell for production of metal
GB1169012A (en) Furnace and Process for Producing, in Fused Bath, Metals from their Oxides, and Electrolytic Furnaces having Multiple Cells formed by Horizontal Bipolar Carbon Electrodes
US4737247A (en) Inert anode stable cathode assembly
CA2917342C (en) Electrolyte for obtaining melts using an aluminum electrolyzer
US4659442A (en) Method of reducing the loss of carbon from anodes when producing aluminum by electrolytic smelting, and an inert anode top for performing the method
Ransley The Application of the refractory carbides and borides to aluminum reduction cells
NO840881L (en) CELL FOR REFINING ALUMINUM
EP3918113B1 (en) A process for production of aluminium
NL9400591A (en) Aluminium reduction process involving the injection of carbon monoxide
CA2506219A1 (en) Inert anode assembly
EP1112393B1 (en) Bipolar cell for the production of aluminium with carbon cathodes
US4135994A (en) Process for electrolytically producing aluminum
US5534119A (en) Method of reducing erosion of carbon-containing components of aluminum production cells
US6682643B2 (en) Aluminium electrowinning cells having a V-shaped cathode bottom and method of producing aluminium
US4744875A (en) Steel refining with an electrochemical cell
RU2415973C2 (en) Procedure for production of aluminium by electrolysis of melt
US3692645A (en) Electrolytic process
US3192140A (en) Removal, by suction, of anodic gases formed in electrolytic cells employed for aluminum production
US3736244A (en) Electrolytic cells for the production of aluminum
EP0380645A1 (en) Apparatus and method for the electrolytic production of metals
RU2716726C1 (en) Method of applying protective coating on electrolytic cell cathodes for aluminum production

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed