NO165689B - Foring for aluminiumelektrolyse-reduksjonscelle. - Google Patents
Foring for aluminiumelektrolyse-reduksjonscelle. Download PDFInfo
- Publication number
- NO165689B NO165689B NO842350A NO842350A NO165689B NO 165689 B NO165689 B NO 165689B NO 842350 A NO842350 A NO 842350A NO 842350 A NO842350 A NO 842350A NO 165689 B NO165689 B NO 165689B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- lining
- alumina
- electrolyte
- layer
- cell
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 43
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims description 2
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- -1 sodium aluminate Chemical class 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 44
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
- C25C3/085—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes characterised by its non electrically conducting heat insulating parts
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)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører foring for celle for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium av den art som er beskrevet i krav l's ingress.
Siden oppdagelsen av prosessen til Hall og Heroult har nesten alt aluminium (Al) blitt fremstilt ved elektrolyse av aluminiumoksyd (A1203) oppløst i en elektrolytt basert på smeltet kryolitt (Na3AlD6) . Al avsettes smeltet i en karbonkatode som også tjener som en smelte-beholder. Imidlertid er ikke karboncelleforinger fullstendig tilfred-stillende, fordi de er dyre, de reagerer langsomt med smeltet Al under dannelse av aluminiumkarbid, de er gjennomtrengelige for smeltet kryolitt, de absorberer metallisk natrium og er følgelig ikke dimen-sjonstabile.
I tidens løp har det vært mange forslag om å bruke celleforinger basert på AI2O3i stedet for karbon. AI2O3har den store fordel fremfor karbon at brukte foringer ganske enkelt kan brukes som charge for en annen celle, og derved unngå material tap og miljøproblemer. Til forskjell fra karbon er AI2O3en elektrisk isolator, slik at celler
foret med AI2O3krever katodestrømsarolere. Igjen har det vært mange forslag, for å bruke titandiborid (Tir^) eller andre elektrisk ledende keramiske hardmetaller (RHM) for dette formål. Men HB2 er temmelig dyrt og sprøtt og vanskelig å behandle, slik at celler som bruker RHM-strømsamlere hittil ikke har vært noen stor kommersiell suksess. Imidlertid foretas stadig forsøk på å forbedre teknologien til TiB2-holdige materialer, slik at det er sannsynlig at celler med foringer basert på A1203og RHM katodestrømsamlere stadig vil få større betydning.
A1203er bestandig mot angrep av Al og kan følgelig brukes til å danne cellebunnen. AI2O3kan også brukes til å danne celleveggene, forutsatt at et beskyttende sjikt av størknet elektrolytt holdes på dem.
Aluminiumoksyd er en temmelig god varmeisolator, slik at i prinsippet er temmelig tynne sjikt av A1203virksomme for å redusere varmetap fra cellen. Uheldigvis er celleelektrolytten en mobil væske, og de kvaliteter av AI2O3som er mest økonomiske i bruk for kledning av celler er gjennomtrengelige for smeltet elektrolytt. Det er mulig å anbringe et ugjennomtrengelig beskyttende sjikt av sammen-smeltede aluminiumoksydfliser, men dette gjør cellene meget dyrere, og i alle tilfeller trenger væsken til slutt gjennom.
A120^ mettet med smeltet elektrolytt er en relativt god varme leder, slik at tykkere sjikt er brukt for å redusere varmetap. Dette øker utgiftene ved kledningen og reduserer volumet innenfor et gitt skall som er tilgjengelig for elektrolyse og øker derved kapitalkostnadene. Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å overvinne dette problemet.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en celle for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av en aluminiumoksydholdig elektrolytt basert på smeltet kryolitt, idet cellen har en foring basert på aluminiumoksyd for å romme elektrolytten, hvilken foring inneholder et sjikt som er rikt på en alkali- eller jordalkalimetallforbindelse, fortrinnsvis et alkalimetall-fluorid, oksyd, karbonat eller aluminat eller et jord-alkalimetalloksyd eller karbonat i fri eller kombinert form, som etter at elektrolytten har trengt gjennom foringen, oppløses i eller reagerer med elektrolytten for å heve sto^rkningspunktet til denne.
US patent nr. 3.261.699 beskriver tilsetning av fluorider
av alkalimetaller, jordalkalimetaller og/eller aluminium til A^O^-keramiske materialer for bruk som elektrolyttiske celleforinger. Grunnen til tilsetningen er ikke klart angitt. Det skilles ikke klart mellom alkali- og jordalkalimetall-i. 1:0 r i der på den ene side, og AlF^ på den annen side. Jord-aika iimetal1 fluorider er ikke effektive og AlF^ er positivt skadelige for formålet ved foreliggende oppfinnelse. Det er ikke foreslått at additivet bør være begrenset til ett bestemt sjikt i foringen.
US patent nr. 3.60 7.685 beskriver celleforinger satt sammen av aluminiumoksydkorn med et bindemiddel av kalsiumklorid eller kalsiumalurninat. Heller ikke her er det foreslått at bindemiddelet skal være begrenset til ett spesielt sjikt
i foringen.
US patent nr. 4.165.263 beskriver dannelsen av en størk-ningslinjebarriére i en celle basert på en kloridelektro-lytt ved å avsette et natriumkloridrikt sjikt i celleforingen fra det opprinnelige bad, hvilket sjikt har et størk-ningspunkt over den normale celleforingstemperatur. Denne teknikk innbefatter overheting i begynnelsen av cellen, hvilket ikke er ønskelig. Det er ikke angitt a inta et sjikt når celleforingen bygges opp, som vil reagere med den gjennomtrengende elektrolytt under drift.
På de vedlagte tegninger viser:
fig. 1 et fasediagram av en del av det binære system NaF -
A1F3; og
fig. 2a, b og c er snitt gjennom A^O-^-baserte celleforinger som viser temperaturprofiler.
I fig. 1 inneholder kryolitt (Na^AlFg) 25 mol-% A1F3og
smelter ved 1009°C. Driftstemperaturen for elektrolyseceller for Al er generelt fra 950°-980°C. For å holde elektrolytten flytende tilsettes A1F3(og andre salter), dg A1F3i celleelektrolytten er generelt fra 28-35 mol-%, det bånd som er markert som A i figuren.
Fig. 2 omfatter tre snitt gjennom AljO-^-baserte celleforinger; c) er en utførelses form av oppfinnelsen, mens a) og
b) er ikke. I hvert tilfelle er toppenden 10 av snittet i kontakt med de flytende innhold av en elektrolyttisk celle
ved en temperatur på 950°C.
I fig. 2a) har celleelektrolytten ikke trengt gjennom foringen, hvis temperatur er vist fallende i lineært forhold til avstanden fra cellens innside.
Fig. 2b) viser det samme snitt etter at celleelektrolytten har trengt gjennom. To ting har hendt. Ettersom elektro lytten har trengt nedover, har væsken forbedret sjiktets varmeledningsevne, med det resultat at isotermene er lenger fra hverandre. Ettersom den gjennomtrengende elektrolytt avkjøles til sin likvidus, begynner kryolitt å felles ut,
og temperatur-sammensetningsprofilen for den gjenværende væske beveger seg nedover linje B (fig. 1) inntil det eutektiske punkt C nås ved 6 90°C. Ved dette punkt, markert som 12 i fig. 2b), er elektrolytten fullstendig størknet,
og ytterligere gjennomtrengning finner ikke sted.
Fig. 2c) er et snitt gjennom en forskjellig A^O-^-basert celleforing, hvori det foreligger et sjikt 14 som er rikt på en alkali- eller jordalkalimetallforbindelse, såsom natrium i form av NaF. Ettersom den gjennomtrengende celleelektro-lytt har nådd dette sjikt, har NaF oppløst seg i det og forandret sammensetningen derav så meget at det nå inneholder mindre enn 25 mol% AlF^. Når denne modifiserte elektrolytt avkjøles til sin likvidus, begynner kryolitt å felles ut, og temperatur-sammensetningsprofilen for den gjenværende væske beveger seg ned linjen D (fig. 1) inntil det eutektiske punkt E nås ved 888°C. (I en smelte mettet med Al^O^ er denne temperatur ca. 880°C.) Ved dette punkt, markert med 16 i fig. 2c), er all modifisert elektrolytt størknet, og ytterligere gjennomtrengning finner ikke sted. Til slutt er et ugjennomtrengelig sjikt av størknet elektrolytt dannet som fysisk forhindrer enhver ytterligere gjennomtrengning.
Ved å sammenligne fig. 2c) med 2b) er det klart at ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er graden av elektrolyttgjennom-trengningen i ce1leforingen sterkt redusert, og de forskjel-lige isotermer (f.eks. 650°C) er nærmere cellens innside, hvilket betyr at en tynnere foring kreves for å oppnå en ønsket varmeisoleringsgrad.
NaF er et egnet materiale å bruke for sjiktet 14, men er noe dyrt og giftig. Andre mulig natriumforbindelser er Na20 eller NaOH som er hygroskopiske og vanskelige å håndtere,Na2C0.jsom medfører problemer med CC^-utvikling, og natrium aluminat NaAlC^som foretrekkes, og som reagerer med-celleelektrolytten : -
En annen forbindelse som kan brukes er CaCO-j, som er bil J ly, men gir opphav til CC^-utviklingsproblemer Kaliumf orbind-elser kan brukes, men er dyrere enn de tilsvarende natriumforbindelser. Natriumforbindelser har den store fordel fremfor kalium- og kalsiumforbindeIser at brukte foringer ganske-'; enkelt kan brytes opp og brukes som charge for en annen celle uten behov for mellomliggende rensing. Nar natrium er nevnt i den følgende beskrivelse, må det være klart at andre alkali- og jordalkalimetallforbindelser kan brukes.
I fig. 2c) er det natriumrike sjikt 14 vist å oppta området mellom 800°-900°C-isotermer. Sjiktet kunne vært forskjøvet oppover (men med en viss risiko for gjennombrudd av elektrolytt) , eller nedover (med noe økning i elektrolyttajennom-trengningen) . Det kunne ha vært gjort tykkere, f.eks. ved :! utvide det opp til 950°C-isotermen, i utstrekning 30-50 av foringens tykkelse. Hele foringen kunne prinsippie1t være gjort meget natriumholdig. Dette ville ha vært effektivt for å redusere elektrolyttisk gjennomtrengning, men ville ha gitt opphav til brukte foringer som inneholdt så meget natrium at de ikke kunne brukes som cellecharge uten stort forbruk av AlF^ for å reagere med seg. Således gir foreliggende oppfinnelse celler hvori hele foringen er rik på natrium. Ifølge oppfinnelsen inneholder celleforingen et rsat-riumrikt sjikt. Dette sjikt innbefatter fortrinnsvis 8 80 C-isotermen (når cellen er i drift). Og sjiktet inneholder fortrinnsvis ikke mer natrium enn nødvendig for å forhindre gjennomtrengning ved elektrolytten. Aluminiumoksyd (betegn-elsen brukes på både a-aluminiumoksyd A^O^og (3-aluminiumoksyd NaA1^0^7) kan brukes alene eller sammen med vanlige bindemidler og/eller andre féringsmaterialer. Imidlertid er det en fordel hvis aluminiumoksydet foreligger i en form som er termodynamisk stabil i forhold til alkali- eller jord-alkalimetallf orbindelsen som tilsettes. I tilfelle et nat- riumaluminatadditiv, betyr dette at 3-aluminiumoksyd foretrekkes fremfor a-aluminiumoksyd. I sjiktet som inneholder alkali- eller jordalkalimetallforbindelsen, omfatter en foretrukket foring former, f.eks. kuler av aluminiumoksyd, helst |3-aluminiumoksyd, i et pakket sjikt av (3-aluminiumoksydpulver. Når foringen er bygget opp ved å presse sammen et partikkelformet materiale, er det en enkel sak å innføre et natriumrikt sjikt på en ønsket avstand under arbeidsover-flaten til foringen.
a M r. ^, is finn f-.H4
EKSEMPEL
En 16 KA aluminiumreduksjons-Hall-Heroult-celle fikk føl-gende bunnforing (oppover fra bunnen).
1. 200 mm ikke-malt a-aluminiumoksydpulver.
2. 200 mm ikke-malt a-aluminiumoksydpulver inneholdende 11,7 vekt-% natriumaluminat (NaAl02) tørket natten over ved 300°C. 3. 100 mm flate aluminiumoksydformer ca. 2 cm i størrelse, med mellomrommene mellom formene fylt med pulveret inneholdende 6 5 vekt-% ikke-malt a-aluminiumoksyd og 36 vekt-% NaA102. 4. 350 mm flate aluminiumoksydformer som i sjikt 3 med mellomrommene mellom formene fylt med knust flatt aluminiumoksyd 42 vekt-%, a-aluminiumoksydpulver 13 vekt-% og natriumaluminat 45 vekt-%.
Dette ga den totale dybde av foringen på 850 mm. Under drift var denne foring i direkte kontakt med 150-200 mm tykk dam av smeltet metallisk aluminium og 150-200 mm av NaF-AlF^-CaF3smeltet elektrolytt med et vektforhold (NaF/AlF^) på 1,2 5 og inneholdende 5 vekt-% CaF2 . Aluminiumoksydkonsen-trasjonen i den smeltede elektrolytt under drift var 2-3 vekt-%, og celletemperaturen ble holdt mellom 970° og 990°C. Det ble ikke gjort noe for å hindre kontakt av elektrolytten eller slammet med toppen av bunnforingsaggregatet.
Under drift var elektrolytt-tapene fra væskesonen som ble tilskrevet at væsken trengte inn i f6ringen, overraskende
lavere enn sådanne som normalt observeres ved vanlige karbon-forede celler. Det forelå ingen nevneverdig oppløsning eller tap av aluminiumoksydaggregatf6ring og aluminiumoksydinnhold av elektrolytten, elektrolyttsammensetning, og anodeeffekt-frekvens ble ikke påvirket av ikke-karbonbunnforingen.
Cellen var i drift i et tidsrom på 32 dager. Den ble der-etter stengt og post mortem analyse ble foretatt. Elektrolytt ble bare funnet å ha trengt 150 mm inn i foringen. Under dette sjiktet var et 40 mm tykt sjikt hvori det var rekrystallisering av aggregat mellom de flate aluminium-oksydf ormene. I nærheten av grensen for badgjennomtrengning ble det skiveformede aluminiumoksyd funnet å transformeres til B-aluminiumoksyd (NaAl^O^) . Aggregatet under dette sjiktet forble pulverformet og makroskopisk uforandret.
Det må påpekes at det natriumrike sjiktet som var bygget inn i bunnforingen (650 mm av en total foringstykkelse på 850 mm) var meget tykkere enn faktisk nødvendig for å inneholde elektrolytten. Et tynnere sjikt ville brukes i en celle for kommersiell drift.
Claims (10)
1. Foring for celle for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium fra alumina-inneholdende kryolittelektrolytt, hvor cellen har en fåring basert på alumina og inneholder den nevnte elektrolytt,
karakterisert vedat nevnte foring inneholder et sjikt som er rikt på en alkali- eller jordalkalimetallforbindelse forskjellig fra jordalkalimetallfluorider hvilket sjikt oppnår 880°C isotermen når cellen er under drift, hvilket etter at elektrolytten har trengt igjennom foringen, løses i eller reagerer med elektrolytten slik at dens solidus heves.
2. Foring for celle ifølge 1,karakterisert vedat sjiktet innbefatter alumina i en form som er termodynamisk stabilt med hensyn til de benyttede alkali- eller jordalkalimetallforbindelser.
3. Foring for celle ifølge 1 eller 2,karakterisert vedat sjiktet i foringen er rikt på en alkalimetallforbindelse.
4. Foring for celle ifølge krav 3,karakterisert vedat alkalimetallforbind-elsen er en natriumforbindelse.
5. Foring for celle ifølge krav 4,karakterisert vedat natriumforbindelsen er natriumaluminat.
6. Fåring for celle ifølge en av kravene 1-5,karakterisert vedat foringen innebefattende sjiktet er bygd opp av kompakt partikulært material.
7. Foring for celle ifølge en av kravene 1-6,karakterisert vedat sjiktet innbefatter &-alumina.
8. Foring for celle ifølge en av kravene 1-7,karakterisert vedat sjiktet omfatter aluminaformer i et pakket sjikt av 3-aluminapulver.
9. Foring for celle ifølge krav 8,karakterisert vedatsj iktet omfatter former av tabulær-alumina i et pakket sjikt av pulverisert P-alumina og natriumaluminat.
10. Foring for celle ifølge krav 8,karakterisert vedat sjiktet omfatter former av P-alumina i et pakket sjikt av pulverisert P-alumina og natriumaluminat.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB838316058A GB8316058D0 (en) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Aluminium electrolytic reduction cell linings |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO842350L NO842350L (no) | 1984-12-14 |
| NO165689B true NO165689B (no) | 1990-12-10 |
| NO165689C NO165689C (no) | 1991-03-20 |
Family
ID=10544149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO842350A NO165689C (no) | 1983-06-13 | 1984-06-12 | Foring for aluminiumelektrolyse-reduksjonscelle. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647357A (no) |
| EP (1) | EP0132031B1 (no) |
| JP (1) | JPS6013089A (no) |
| KR (1) | KR850000045A (no) |
| AT (1) | ATE43365T1 (no) |
| AU (1) | AU566355B2 (no) |
| BR (1) | BR8402855A (no) |
| CA (1) | CA1228330A (no) |
| DE (1) | DE3478316D1 (no) |
| ES (1) | ES8504273A1 (no) |
| GB (1) | GB8316058D0 (no) |
| NO (1) | NO165689C (no) |
| NZ (1) | NZ208462A (no) |
| ZA (1) | ZA844332B (no) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8522138D0 (en) * | 1985-09-06 | 1985-10-09 | Alcan Int Ltd | Linings for aluminium reduction cells |
| JPS63250807A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒体内面巻線方法 |
| US4877507A (en) * | 1987-07-14 | 1989-10-31 | Alcan International Limited | Linings for aluminum reduction cells |
| EP0399786A3 (en) * | 1989-05-25 | 1992-05-27 | Alcan International Limited | Refractory linings capable of resisting sodium and sodium salts |
| US5362366A (en) * | 1992-04-27 | 1994-11-08 | Moltech Invent S.A. | Anode-cathode arrangement for aluminum production cells |
| US5314599A (en) * | 1992-07-28 | 1994-05-24 | Alcan International Limited | Barrier layer against fluoride diffusion in linings of aluminum reduction cells |
| US5538604A (en) * | 1995-01-20 | 1996-07-23 | Emec Consultants | Suppression of cyanide formation in electrolytic cell lining |
| US5885510A (en) * | 1997-02-07 | 1999-03-23 | Alcoa Chemie Gmbh | Methods of making refractory bodies |
| US6165926A (en) * | 1998-06-24 | 2000-12-26 | Alcoa Chemie Gmbh | Castable refractory composition and methods of making refractory bodies |
| FR2986012B1 (fr) | 2012-01-20 | 2017-12-01 | Saint Gobain Ct Recherches | Cuve d'electrolyse. |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3457158A (en) * | 1964-10-02 | 1969-07-22 | Reynolds Metals Co | Cell lining system |
| US3723286A (en) * | 1971-11-08 | 1973-03-27 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Aluminum reduction cell |
| US4033836A (en) * | 1976-10-21 | 1977-07-05 | Aluminum Company Of America | Electrolytic reduction cell |
| JPS53125213A (en) * | 1977-04-08 | 1978-11-01 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo | Cathode member of aluminum electrolytic bath |
| US4175022A (en) * | 1977-04-25 | 1979-11-20 | Union Carbide Corporation | Electrolytic cell bottom barrier formed from expanded graphite |
| US4165263A (en) * | 1978-10-02 | 1979-08-21 | Aluminum Company Of America | Method of preparing an electrolytic cell for operation |
| JPS55125288A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-26 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | Cathode furnace bottom for aluminum electrolytic furnace |
| JPS55125289A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-26 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | Cathode furnace bottom for aluminum electrolytic furnace |
| CH653711A5 (de) * | 1981-04-22 | 1986-01-15 | Alusuisse | Elektrolysewanne. |
| US4383910A (en) * | 1981-05-21 | 1983-05-17 | Reynolds Metals Company | Alumina reduction cell |
| US4411758A (en) * | 1981-09-02 | 1983-10-25 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Electrolytic reduction cell |
-
1983
- 1983-06-13 GB GB838316058A patent/GB8316058D0/en active Pending
-
1984
- 1984-05-31 AT AT84303661T patent/ATE43365T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-05-31 EP EP84303661A patent/EP0132031B1/en not_active Expired
- 1984-05-31 DE DE8484303661T patent/DE3478316D1/de not_active Expired
- 1984-06-05 CA CA000455891A patent/CA1228330A/en not_active Expired
- 1984-06-06 US US06/617,722 patent/US4647357A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-06-07 ZA ZA844332A patent/ZA844332B/xx unknown
- 1984-06-12 KR KR1019840003300A patent/KR850000045A/ko not_active Application Discontinuation
- 1984-06-12 AU AU29270/84A patent/AU566355B2/en not_active Ceased
- 1984-06-12 BR BR8402855A patent/BR8402855A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-06-12 NZ NZ208462A patent/NZ208462A/en unknown
- 1984-06-12 ES ES533333A patent/ES8504273A1/es not_active Expired
- 1984-06-12 NO NO842350A patent/NO165689C/no unknown
- 1984-06-13 JP JP59121678A patent/JPS6013089A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8316058D0 (en) | 1983-07-20 |
| KR850000045A (ko) | 1985-02-25 |
| JPS6345476B2 (no) | 1988-09-09 |
| US4647357A (en) | 1987-03-03 |
| NO842350L (no) | 1984-12-14 |
| ES533333A0 (es) | 1985-04-01 |
| CA1228330A (en) | 1987-10-20 |
| DE3478316D1 (en) | 1989-06-29 |
| EP0132031A1 (en) | 1985-01-23 |
| EP0132031B1 (en) | 1989-05-24 |
| ES8504273A1 (es) | 1985-04-01 |
| JPS6013089A (ja) | 1985-01-23 |
| NZ208462A (en) | 1987-06-30 |
| ATE43365T1 (de) | 1989-06-15 |
| AU2927084A (en) | 1984-12-20 |
| BR8402855A (pt) | 1985-05-21 |
| ZA844332B (en) | 1985-01-30 |
| AU566355B2 (en) | 1987-10-15 |
| NO165689C (no) | 1991-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1240635A (en) | Cell component for an electrolytic aluminum production cell | |
| US6770187B1 (en) | Method for electrochemically producing an alkali metal from an aqueous solution | |
| Solheim et al. | Liquidus temperatures for primary crystallization of cryolite in molten salt systems of interest for aluminum electrolysis | |
| US4455202A (en) | Electrolytic production of lithium metal | |
| US5378325A (en) | Process for low temperature electrolysis of metals in a chloride salt bath | |
| NO165689B (no) | Foring for aluminiumelektrolyse-reduksjonscelle. | |
| NO318238B1 (no) | Celle for aluminiumfremstilling, sideveggsfôring i cellen, og fremgangsmate for aluminiumfremstilling | |
| NO831651L (no) | Aluminiumelektrolysecelle. | |
| US4973390A (en) | Process and apparatus for producing lithium from aluminum-lithium alloy scrap in a three-layered lithium transport cell | |
| CA1202600A (en) | Aluminum reduction cell with barrier layer including glass over carbonaceous material | |
| NO163966B (no) | Aluminiumreduksjonscelle. | |
| CA2506219A1 (en) | Inert anode assembly | |
| CA1222477A (en) | Diffusion barrier for aluminium electrolysis furnaces | |
| US4033836A (en) | Electrolytic reduction cell | |
| RU2281987C2 (ru) | Пористый керамический материал, смачиваемый алюминием | |
| EP0816534A1 (en) | An electrolytic magnesium production process using mixed chloride-fluoride electrolytes | |
| EP1366215B1 (en) | Thermally insulating structural components resistant to high temperature corrosive media | |
| AU2007226245B2 (en) | Aluminium electrowinning cell with enhanced crust | |
| CA1232867A (en) | Cell for electrolytic purification of aluminum | |
| GB2052135A (en) | Salt composition cable as a fused electrolyte in accumulators | |
| EP1392892B1 (en) | Aluminium electrowinning cells having a drained cathode bottom and an aluminium collection reservoir | |
| Kvande | Electrolyte Compositions for Aluminium Production-Options and Desirable Properties | |
| NO162473B (no) | Elektrolysecelle til reduksjon av aluminiumoksid. |