NO319400B1 - Fremgangsmate for skifting av brukte anoder i beholdere for elektrolyse av aluminium samt en avgass-samleinnretning for gjennomforing av fremgangsmaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kontrollen av gassformige avløp som dannes ved frem-gangsmåter for fremstilling av aluminium ved brenn-elektrolyse. Den angår mer spesielt samling av toksiske gass-forbindelser, særlig fluorid-forbindelser, frisatt fra brukte anoder og fra bad-skorpen efter at de er fjernet fra elektrolysebeholderne.

Metallisk aluminium fremstilles industrielt ved brenn-elektrolyse, det vil si ved elektrolyse av aluminiumoksyd i et bad av smeltet kryolitt ved den velkjente Hall-Héroult-prosessen. Imidlertid fører elektrolysereaksjonen, sekundær-reaksjonene og de høye driftstemperaturer, til dannelse av gassformige avløp som i det vesentlige inneholder karbonmonoksyd og -dioksyd samt fluorid-forbindelser.

Utslippet av disse avgasser til atmosfæren kontrolleres og regulere strengt ikke bare med henblikk på elektrolyserom-omgivelsene for å sikre personale som arbeider nær beholderne, men også når det gjelder atmosfærisk forurensning. Forurensningsreguleringer legger i mange land vesentlige begrensninger på kvalitetene av avgasser som avgis til atmosfæren.

Det finnes i dag løsninger som tillater at disse avløp ekstraheres, gjenvinnes og behandles på pålitelig og tilfredsstillende måte. En hyppig benyttet oppløsning involverer å utstyre disse elektrolyttiske beholdere med en avgass-samleinnretning. Denne innretning dekker de elektrolyttiske kar og omfatter en hette og midler for sug og kjemisk behandling av avgassene. Kjente prosesser for behandling av avløp inkluderer særlig gjenvinning av fluorid-gasser ved omsetning med aluminiumoksyd. Hetten omfatter tilgangsmidler som hetter og tappedører som tillater å komme inn i karet. Tappedøren som generelt befinner seg ved en av endene av karet på trafikk-allée-siden tillater at en andel av det flytende aluminium som produseres under elektrolysen, kan ekstraheres på enkel måte.

Hetteinnretningen definerer en begrenset sugesone som legges under et vakuum i forhold til omgivelsene, noe som tillater at avløpene på effektiv måte kan gjenvinnes. Gassamleutbytter på helt opp til 99 % oppnås under kontinuerlig drift i de seneste, industrielle installasjoner slik at utslippsmengdene av fluoridgass-forbindelser til atmosfæren er meget lengre enn de av myndighetene fastlagte terskelverdier.

Imidlertid forandres forurensningsregelverket stadig og standardene som er i kraft blir stadig strengere. I enkelte aluminiumproduserende land vil utslippene av fluorforbindelser som i dag vanligvis er begrenset til mindre enn 1 kg F (totalt fluor) pr. tonn fremstilt aluminium (F/tonn Al) sannsynligvis blir begrenset til mindre enn 0,5 kg/F/- tonn Al i nær fremtid. Foreliggende søkere har derfor lett efter løsninger for ytterligere å redusere de atmosfæriske utslipp fra fabrikker som fremstiller aluminium ved brenn-elektrolyse for særlig å tilfredsstille de strengeste standarder men som også er tilfredsstillende med henblikk på produksjonsomkostningene.

I denne forskning gikk søkerne ut fra det faktum at kjente prosesser for produksjon av aluminium ved brenn-elektrolyse og som i det vesentlige forløper kontinuerlig, imidlertid involverer regulær intervensjon i elektrolysekarene, noe som gjør det nødvendig å åpne hettene og derved å bryte omhyllingen av undertrykkssonen. Dette er særlig tilfelle under operasjoner for å skifte brukte anoder.

Med de kjente prosesser gir operasjonene for å skifte brukte anoder som involverer og åpner fjembare hetter, individuell aksess til anodene som skal skiftes og fjerning av disse anoder fra elektrolysekarene og derfor fra undertrykkssonene av hettene over disse kar. Skorpen fjernes så fra karene under skifting av anodene enten ved at de trekkes med av de brukte anoder som fjernes fra karene eller ved at de med hensikt fjernes for blant annet å lette posisjoneringen av erstatningsanodene. Anodene og badskorpen som fjernes fra beholderen på denne måte er meget varme, det vil si at de har en temperatur generelt over 800°C og må som en konsekvens underkastes en avkjølingsfase til omgivel-sestemperatur. Generelt blir anodene og badskorpen så behandlet for å gjenvinne be-standdelsmaterialene, vanligvis når de har nådd en temperatur nær omgivelsestempera-tur.

Nu er det imidlertid slik at de brukte anoder og badskorpen som fjernes fra elektrolysekarene under skifte av anode utvikler betydelige mengder gassformige forbindelser under avkjølingsfasen. Disse gassformige forbindelser består i det vesentlige av fluorid-forbindelser. Utviklingshastigheten for gassformige forbindelser er til å begynne med meget høy og synker deretter hurtig i timen efter fjerning fra elektrolysekarene, særlig på grunn av temperaturreduksjonen. Utviklingshastigheten for fluorforbindelser er karakteristisk i størrelsesorden 10 til 100 g fluor/minutt for de brukte anoder alene.

Selv om således undertrykksinnretningene generelt er konstruert slik at åpningen av hettene kun lite påvirker effektiviteten ved suget under operasjonen med skifting av brukte anoder, fører fjerningen av anodene og av skorpen fra undertrykkssonen til en direkte emisjon til atmosfæren av toksiske gassforbindelser, særlig fluoridforbindelser, utviklet under behandlingen og avkjølingen.

Foreliggende søkere har derfor lett efter midler for i betydelig grad å redusere mengden av gassformige forbindelser som settes fri direkte til atmosfæren fra de brukte anoder og badskorpen som fjernes fra elektralysekaret under operasjoner med skifting av brukte anoder og under avkjølingene av anodene og skorpene.

Imidlertid er det kjent få midler for tilfredsstillende å oppnå de satte mål, særlig når det gjelder investeringsomkostninger og prosesskontroll og mer spesielt med henblikk på grensen på 0,5 kg F/tonn Al for emisjon av fluoridforbindelser.

Det er i den senere tid i DE 42 21 882 Al foreslått å anbringe de brukte anoder i en transport- og mellomlagringsinnretning. Denne innretning består av en beholder som har et eller flere rom utstyrt med tette lokk og der de brukte anoder oppbevares. Efter luk-king av lokkene heves det indre trykk i beholderen på grunn av oppvarming av den indre atmosfære og akkumulering av gassene som utvikles fra de brukte anoder. Gassene slip-pes ut til omgivelsene ved føring gjennom filteret for oppfanging av de toksiske gasser. Imidlertid nødvendiggjør denne løsning midler for å oppnå en tilstrekkelig tetning av beholderen som befinner seg ved et høyere trykk i forhold til omgivelsestrykk og der tetningen må kontrolleres nøyaktig, noe som medfører en økning av produksjonsomkostningene. Videre er størrelsen for filtrene og derfor deres effektivitet begrenset av dimensjonene for beholderen og de overskytende trykk som tillates i beholderen.

Foreliggende oppfinnelse angår for det første en fremgangsmåte for skifting av brukte anoder i kar for fremstilling av aluminium ved brennelektrolyse og som tillater gjenvinning av gassforbindelser som utvikles fra de brukte anoder og fra skorpen som fjernes fra elektrolysebadet, særlig under skifting av anoder og under avkjøling av anoden og skorpen, og som tillater at de atmosfæriske utslipp av gassforbindelsene reduseres vesentlig for særlig å oppnå atmosfæriske utslipp av fluorforbindelser godt under 0,5 kg F/tonn Al og som er forenelige med eksisterende prosesser og innretninger for fremstilling av aluminium ved brenn-elektrolyse.

Foreliggende oppfinnelse angår i henhold til dette en fremgangsmåte for skifting av brukte anoder og fjerning av badskorper fra kar for fremstilling av aluminium ved brennelektrolyse idet karene er utstyrt med en avgass-samleinnretning omfattende en hetteinnretning, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at de brukte anoder og/eller badskorper efter fjerning fra fremstillingskarene temporært lagres i en lagringssone av samleinnretningen for å gjenvinne avgasser som settes fri av de brukte anoder og/eller badskorper under avkjølingsfasen.

Oppfinnelsen angår også en samleinnretning for gassavløp som tillater at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres effektivt og under betingelser som er forenelige med de kjente prosesser for fremstilling av aluminium ved brenn-elektrolyse.

I henhold til dette angår oppfinnelsen et elektrolytisk kar for fremstilling av aluminium ved brennanalyse, utstyrt med en avgass-samleinnretning omfattende en hetteinnretning og forbundet med sugemidler og avgassbehandlingsmidler, og karakteriseres ved at samleinnretningen videre omfatter en lagringssone for temporær lagring av brukte anoder og/eller badskorper under avkjølingsfasen for gjenvinning og behandling av avgasser satt fri under avkjølingsfasen.

Under forskingen har foreliggende søkere funnet at mengdene av fluorid-forbindelser som settes fri under skifte av anoder og under avkjølingen av anodene og skorpen, ut-gjør en vesentlig andel av de atmosfæriske utslipp som observeres i anlegg for fremstilling av aluminium ved brennelektrolyse, selv om de ikke overskrider dagens standarder. Derfor utnytter foreliggende oppfinnelse den viten at en reduksjon av disse emisjoner vil tillate en vesentlig reduksjon av den totale mengde av fluoridoppfinnelser som utvikles pr. tonn fremstilt aluminium, også kjent som "totale, spesifikke emisjoner av fluorider" og som herefter kun angis som "spesifikke emisjoner". Som påvist ved de sammenligningsforsøk som er beskrevet nedenfor, resulterer fabrikk-kontroll-forholds-reglene i en vesentlig økning i gass-emisjonene under anode-bytte-operasjonene.

Foreliggende oppfinnelse er også basert på den observasjon at på tross av en i utgangs-punktet høy utviklingshastighet ble hovedandelen av den totale mengde av gassformige produkter som ble utviklet fra de brukte anoder og badskorpen i realiteten satt fri efter anodebytte-operasjonene og mer spesielt under avkjølingsfasen.

Til slutt har søkerne også funnet at ved å modifisere hetteinnretningen over de elektrolyttiske kar var det, på overraskende måte mulig å gjennomføre avkjølingsfasen under tilfredsstillende betingelser mens det samtidig tillot en gjenvinning av en stor andel eller sågar hovedandelen av de gassformige forbindelser som ble utviklet fra anodene og uten i vesentlig grad å forstyrre produksjonen av aluminium.

Det er således funnet at under visse betingelser var det mulig å gjennomføre anodebytte-operasjonene såvel som avkjølingsfasen for anodene og skorpen på en slik måte at hovedandelen av de gassformige forbindelser som ble utviklet fra anodene og badskorpen kunne gjenvinnes uten å forårsake vesentlige forstyrrelser verken under selve anodeskif-teoperasjonen eller på fremstillingen av aluminium. Anodebytteprosessen kan sågar være slik at emisjonene som observeres under anodebyttet kun i liten grad avvek fra de emisjoner som ble observert under kontinuerlig drift, det vil si under periodene mellom anodeskifteoperasjonene, i hvilke perioder hetten vanligvis er fullstendig lukket.

Fremgangsmåten for skifte av brukte anoder i elektrolysekar ifølge oppfinnelsen karakteriseres så ved at en stor andel og fortrinnsvis hovedandelen av de gassformige fluorid-forbindelser som utvikles fra brukte anoder og fra badskorpen som fjernes fra elektrolysekarene under avkjølingsfasen gjenvinnes ved bruk av en avgass-samle-innretning på elektrolytiske kar slik at den relative andel av de spesifikke emisjoner som skyldes anodebytteoperasjonene, signifikant reduseres. En slik hovedandel er fortrinnsvis minst lik 50 % og aller helst lik 70 %.

I den foretrukne utførelsesform involverer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lagring under avkjølingsperioden av de brukte anoder eller badskorpen eller av anodene og badskorpen samtidig i den avløpsoppsamlende innretning i elektrolysekarene for å tillate gjenvinning, ved hjelp av avgass-samleinnretningen på karene, av en stor andel og fortrinnsvis hovedandelen av de gassformige forbindelser som utvikles under avkjølingsfa-sen.

Samleinnretningen for avgassene på de elektrolyttiske kar ifølge oppfinnelsen og som omfatter en hette for beholdere for fremstilling av aluminium ved brenn-elektrolyse, sugeinnretninger og avløpsbehandlingsinnretninger, karakteriseres som nevnt ved at den tillater en temporær lagring av brukte anoder og badskorper slik at de gassformige forbindelser som utvikles av de brukte anoder og/eller av badskorpen effektivt gjenvinnes av sugeinnretningene og behandles ved behandlingsmidlene under avkjølingen og avgassingen av de brukte anoder og/eller skorpen.

Samleinnretningene for avgassene ifølge oppfinnelsen omfatter fortrinnsvis også en lagringssone hvilken sone omfatter tilgangsmidler, tillater temporær lagring av brukte anoder og badskorpe og kan bringes til å kommunisere med sugemidlene ved bruk av kob-linger slik at gassforbindelser som utvikles av de brukte anoder og/eller av badskorpen effektivt gjenvinnes av sugemidlene og behandles ved bruk av behandlingsutstyret under avkjølingen og avgassingen av de brukte anoder og/eller skorpen.

Oppfinnelsen skal illustreres ved hjelp av de vedlagte figurer der:

Figur 1 er et skjematisk sideriss av en foretrukken utførelsesform av avgass-samleinnretningen (1) ifølge oppfinnelsen og som omfatter en avgassings- og avkjølings-beholder (2), en hette (3) og ikke viste midler for avsug og behandling av avgasser, og Figur 2 viser et eksempel på målinger av gassformige fluorid-emisjoner kjent som HF, som en funksjon av tiden i timer, gjennomført under de nedenfor beskrevne sammen-ligningsforsøk. Kurve A tilsvarer typiske verdier som oppnås når skifte av anoder gjen-nomføres i henhold til den kjente teknikk mens kurve B tilsvarer de verdier som ble målt når skifte av anodene ble gjennomført ifølge oppfinnelsen.

I en foretrukken utførelsesform medfører anodebytteprosessen ifølge oppfinnelsen, i tillegg til de kjente anodebyttetrinn som særlig inkluderer fjerning av brukte anoder og deler av badskorpen fra elektrolysekarene, den temporære lagring, under avkjølings-fasen, av anodene og/eller skorpen i avgass-samleinnretningen i en eller flere elektrolysekar, fortrinnsvis i en spesiell sone i samleinnretningen, betegnet lagringssonen. Det er fordelaktig å kunne være i stand til å isolere sonen fra resten av samleinnretningen for visse operasjoner i prosessen.

Anodebytteoperasjonene, særlig de som involverer fjerning av brukte anoder og deler av skorpen, operasjonene forbundet med lagring og selve lagringen, gjennomføres for effektivt å gjenvinne gassformige forbindelser som utvikles av anodene og skorpen. Således fjernes anodene og/eller skorpen fra deres brukssted og overføres til lagringssonen for å unngå utvikling av gassformige fluorid-forbindelser utenfor innretningen. Hvis fremgangsmåten medfører fjerning av anodene og/eller skorpen til utenfor samleinnretningen, for eksempel fjerning og overføring til lagringssonen i de fleste tilfeller, bør denne tid være tilstrekkelig kort til ikke å redusere fremgangsmåtens effektivitet. Alle operasjonene som går foran lagring og som fører til flytting av brukte anoder og badskorpe utenfor samleinnretninger gjennomføres hurtig, generelt i løpet av mindre enn 10 minutter og fortrinnsvis i løpet av mindre enn 5 minutter.

Varigheten for den temporære lagring er fortrinnsvis slik at anodene og skorpen ikke endelig fjernes fra samleinnretningen inntil de har avgitt hovedandelen av den totale mengde gassformige forbindelser som utvikles av anodene og skorpen under avkjølings-fasen. Varigheten for den temporære lagring og som avhenger av flere faktorer, kan be-stemmes enten ved prøvetaking eller ved hjelp av sensorer som for eksempel tempera-tursensorer som tillater å bestemme temperaturen i anodene og skorpen.

I en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsens fremgangsmåte blir de brukte anoder og badskorpen temporært lagret i en hjelpesone i samleinnretningen, kjent som hjelpesugesonen, som erstatter lagringssonen for derved å minimalisere forstyrrelsene i produksjonen av aluminium på grunn av anodebytteprosessen. Denne hjelpesone kan hvis ønskelig fortrinnsvis være isolert fra resten av samleinnretningen, særlig for å minimalisere mengden gassformige forbindelser som unnslipper når man gjennomfører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Fortrinnsvis gjennomføres anodebyttene suksessivt i en serie elektrolysekar slik at operasjonene som kombineres med lagring og avkjøling av brukte anoder og badskorpe med fordel kan kombineres. Det er fordelaktig samtidig å lagre brukte anoder og badskorpe i den samme samleinnretning. Det er, under bytte av anoder i en gitt beholder, også fordelaktig å gjennomføre lagring og avkjøling av de brukte anoder i en avgass-samleinnretning som er forskjellig fra den til karet der anoden er byttet idet badskorpen som trekkes av under fjerningen av disse anoder lagres enten i den samme samleinnretning eller i en annen. I visse tilfeller og avhengig av de industrielle installasjoner som benyttes kan det være fordelaktig å lagre flere anoder samtidig i samme lag-rings- eller hjelpesugesone. 1 henhold til andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan hjelpelagrings- eller sugesonen samtidig inneholde flere brukte anoder eller flere par av brukte anoder, karakteristisk 1, 2 eller 3 par anoder. Sonen kan med fordel inneholde en eller flere brukte anoder og badskorper samtidig. Disse variasjoner tillater at effektiviteten ved bytte av brukte anoder i elektrolyseanlegg vesentlig kan økes under samtidig forenklet organisering.

Lagringssonen i avgass-samleinnretningen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis lokalisert ved den ene ende av avgass-samleinnretningen. Lagringssonen består fortrinnsvis av en sugesone som understøtter samleinnretningen og som kan være isolert fra sugemidlene i samleinnretningen. Lagringssonen omfatter fortrinnsvis ene eller flere anodebærere som tillater at anodene kan sikres under lagringsperioden.

I henhold til en foretrukken utførelsesform av avgass-samleinnretningen ifølge oppfinnelsen omfatter hjelpesugesonen en avgassings- og avkjølingsbeholder som fortrinnsvis befinner seg ved den ene ende av hetten og som kan bringes til kommunisering med sugemidlene ved bruk av koblingsanordninger slik at gassforbindelser som utvikles fra de brukte anoder og/eller badskorpen effektivt gjenvinnes av sugemidlene og behandles ved bruk av behandlingsutstyret under den temporære lagring av de brukte anoder og/eller skorper.

I henhold til varianter av denne utførelsesform kan beholderen samtidig inneholde flere brukte anoder eller flere par av brukte anoder, karakteristisk 1,2 eller 3 anodepar. Beholderen kan med fordel samtidig inneholde en eller flere brukte anoder og badskorpe.

Beholderen omfatter tilgangsmidler som en eller flere hetter og som tillater at en eller

flere brukte anoder og/eller skorper kan innføres hurtig og enkelt efter at de er fjernet fra elektrolysekarene. Tetningene for disse tilgangsmidler kan sammenlignes med de vanli-ge tilgangsmidler for hettene slik at det ikke er behov for noen spesiell teknologi. Imidlertid er det fordelaktig at tilgangsmidlene tillater at en eller flere brukte anoder og skorper kan innføres i samme beholder og derved tillate at implementeringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen optimaliseres. Beholderen omfatter fortrinnsvis også en eller flere bærere som tillater at anodene kan sikres under avkjølings- og avgassingsperioden.

Kjente hetter omfatter generelt en tilgangsvei som er kjent som tappedør og som særlig tillater at flytende metall fjernes fra beholderen. Midlene for kobling av avgass-samleinnretningene ifølge oppfinnelsen inkluderer fortrinnsvis en kobling til tappedøren.

Under henvisning til figur 1 som viser en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen omfatter samleinnretningen (1), sett fra siden, en avgassings- og avkjølingsbeholder (2), en hette (3) og ikke viste midler for avsug og behandling av gassformige avløp. Beholderen (2) omfatter en boks (4) utstyrt med tilgangsmidler som hetter (9) som kan være fjernbare eller bevegelige, og midler for kobling til hetteinnretningen (3), særlig en munning (14) i den bakre del av boksen (4).

Beholderen (2) omfatter fortrinnsvis en eller flere anodebærere (8) med festemidler (12) som tillater at brukte anoder (5) festes ved sin elektriske forbindelsesstav (11) i en bestemt posisjon under avkjølings- og avgassingsperioden for derved særlig å tillate mer effektiv avgassing av de brukte anoder. Anoden eller anodene posisjoneres fortrinnsvis slik at badskorpe (10) og brukte anoder (5) kan anbringes i beholderen (2) samtidig der

skorpen (10) fortrinnsvis avsettes i et trau (16) som befinner seg i bunnen av boksen (4).

Anodebærerne (8) så vel som festemidlene (12) må tilpasses anodesystemet i beholderen og som kan variere fra et anlegg til et annet. Avhengig av det individuelle tilfellet kan de for eksempel tillate at en eller flere anoder utstyrt med en enkelt stang hver eller et eller flere par av anoder utstyrt med en enkelt stang pr. par anoder som skal bæres og sikres.

Beholderen (2) er fortrinnsvis festet til enden av hetteinnretningen (3) der det er en tii— gangsvei kjent som tappedøren (6). Koblingsmidlene inkluderer fortrinnsvis en kobling til tappedøren (6) av den avgassoppsamlende innretning. Pakninger (15) er fortrinnsvis anbragt i linje med forbindelsen mellom beholderen (2) og tappedøren (6) for å sikre at skjøten mellom den bakre åpning (14) av beholderen og tappedøren (6) for derved å redusere trykktapet i sugeinnretningen.

Tappedøren (6) tillater at det indre volum (18) av beholderen står i kommunikasjon med sugesonen (7) i hetteinnretningen (3) når fliken eller flikene (17) i tappedøren (6) er eller blir åpnet.

Koblingsmidlene omfatter eventuelt et fleksibelt eller stivt sugerør som tillater ytterligere pumping på beholderen, særlig før åpning av tappedøren eller forskyvninger av beholderen.

Koblingsmidlene dimensjoneres for å tillate tilfredsstillende sug i beholderen. Sugemidlene og koblingen til beholderen tillater fortrinnsvis en adekvat sugegrad for å opp-rettholde et tilfredsstillende undertrykk mellom omgivelsene og det indre av beholderen på for eksempel 250 Pa.

Beholderen (2) er fortrinnsvis fjernbar og transportabel for særlig å tillate lett transport av de brukte anoder og/eller skorpen ved enden av avkjølings- og avgassingsperioden. Beholderen (2) omfatter fortrinnsvis også håndteringsmidler som gaffelføringer (13) som tillater at den lastes på transportmidler, eller ikke viste gripe eller festemidler som tillater at beholderen kan heves, forskyves og transporteres for å lette behandling og posisjonering.

Beholderen omfatter også fortrinnsvis isolerte bærere (20) som tillater at beholderen kan hvile på trafikkalléen (19) mens man sikrer tilfredsstillende elektrisk isolasjon mellom beholder og allée for særlig å unngå risikoen for kortslutninger (elektrokusjon).

Beholderen er anordnet og eventuelt isolert fra beholderen (21) slik at avkjølingen av de brukte anoder ikke påvirkes av varmen av elektrolysebeholderne.

For å sammenligne oppfinnelsens teknologi med den kjente teknikk er det gjennomført sammenligningsforsøk på en serie 300 kA-elektrolysebeholdere. Under disse prøver ble et par anoder byttet suksessivt på 30 ved siden av hverandre stående beholdere i én rek-ke. Mengden fluorid-forbindelser som ble utviklet under den kontinuerlige drift og under disse operasjoner ble bestemt fra målinger som ble tatt ved bruk av permanente de-tektorer i anlegget, anordnet i området for takutluftningen i elektrolyserommet.

I en første serie forsøk ble de brukte anoder fjernet og erstattet ved konvensjonelle me-toder og ingen spesielle forholdsregler ble tatt for å begrense utviklingen av gassformige forbindelser fra de brukte anoder og badskorpen som ble trukket av fra sugesonen i elektrolysekarene.

I en andre serie tester ble anodene byttet i henhold til oppfinnelsen. For dette formål ble 30 flyttbare 5 m<3> beholdere med en struktur tilsvarende den til beholderen som vist i figur 1, fremstilt av stål. Disse beholdere omfattet særlig to bevegelige tilgangshetter og en anodebærer som tillot at to anoder kunne sikres samtidig. Periferien for forbindelsen mellom beholderen og tappedøren var utstyrt med en rørpakning bestående av armert gummi. Beholderne ifølge oppfinnelsen ble anbragt ved en ende av elektrolysekarene og koblingen til hetteinnretningene av elektrolysekarene ble oppnådd ved å åpne flikene i tappedørene og hettene ble holdt lukket inntil anoder og skorpe var avsatt i beholderne.

Under disse tester ble anodene også fjernet og erstattet ved normale prosedyrer og så hurtig anordnet i beholderne sammen med badskorpen. Den totale tid for overføring mellom elektrolysekarene og oppholdsbeholderne var alltid meget kortere enn 10 minutter, vanligvis kortere enn 5 minutter. Hettene ble åpnet akkurat før lagring av anodene og skorpen og deretter lukket igjen umiddelbart efter disse operasjoner og holdt lukket inntil fullført avkjøling og avgassing av de brukte anoder og skorper.

De samme målinger tatt under testene tillot å beregne mengden av fluoridgass som ville vært avgitt til atmosfæren under overføringsoperasjonen og, ved deduksjon, det som ble gjenvunnet ved avgass-samleinnretningene. Den totale mengde fluorid-forbindelser som ble avgitt til atmosfæren som en funksjon av tiden er vist i figur 2. Disse målinger viser at oppfinnelsen tillater at nivået av fluoridforbindelser, uttrykt som spesifikke verdier, bringes fra sin normale verdi, det vil si rundt 0,5 kg F/tonn Al, til en meget lavere verdi, det vil si til rundt 0,3 kg F/tonn Al, med andre ord en total reduksjon på 0,2 kg F/tonn Al.

Selv om disse forsøk ble gjennomført på en serie 300 kA elektrolysekar kan oppfinnelsens teknologi selvfølgelig anvendes på serier av beholdere med en hvilken som helst intensitet.

Foreliggende oppfinnelse tillater således resirkulering av det fluor som utvikles ved de kjente behandlingsmidler for installasjoner for fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminium, særlig ved reaksjon med aluminiumpulvere ment for elektrolyse-prosesser.

Oppfinnelsen kan anvendes i industrielle installasjoner av alle størrelser.

Innretningen ifølge oppfinnelsen har fordelen ved enkel automatisering av visse operasjoner for skifting av brukte anoder. Særlig og i den foretrukne utførelsesform er oppfinnelsen fordelaktig på grunn av det faktum at beholderen er festet til hetteinnretningen og som en konsekvens innenfor området for anodehåndteirngsmidler som er inherente i kjente industrielle installasjoner for elektrolyse av aluminium. Oppfinnelsens teknologi har også fordelen av enkel tilpasning av eksisterende avgass-samleinnretninger som kun krever begrensede investeringer.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte for skifting av brukte anoder og fjerning av badskorper fra kar for fremstilling av aluminium ved brennelektrolyse idet karene er utstyrt med en avgass-samleinnretning omfattende en hetteinnretning, karakterisert ved at de brukte anoder og/eller badskorper efter fjerning fra fremstillingskarene temporært lagres i en lagringssone av samleinnretningen for å gjenvinne avgasser som settes fri av de brukte anoder og/eller badskorper under avkjølingsfasen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den involverer temporær lagring, under avkjølingsfasen, av de brukte anoder eller bad-skorpen eller av anodene og skorpene samtidig i avgass-samleinnretningene ved elektrolysekarene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at lagringssonen er isolert fra resten av avgass-samleinnretningen for visse operasjoner i prosessen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert v e d at alle operasjoner som går foran den temporære lagring og som fører til utfø-ring av de brukte anoder og badskorper til utenfor avgass-samleinnretningen, gjennom-føres i løpet av under 10 minutter.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 2 til 4, karakterisert ved at skiftingen av anode gjennomføres suksessivt over en serie av elektrolysekar slik at operasjonene med lagring og avkjøling av de brukte anoder og badskorpen fordelaktig kombineres.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 2 til 5, karakterisert ved at, under anodebytte i et gitt kar, den temporære lagring gjennomføres i en annen gass-samleinnretning enn den til karet der anoden byttes.

7. Elektrolytisk kar for fremstilling av aluminium ved brannanalyse, utstyrt med en avgass-samleinnretning omfattende en hetteinnretning og forbundet med sugemidler og avgassbehandlingsmidler, karakterisert ved at samleinnretningen videre omfatter en lagringssone for temporær lagring av brukte anoder og/eller badskorper under avkjølingsfasen for gjenvinning og behandling av avgasser satt fri under avkjølingsfasen.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter en lagringssone som i sin tur omfatter tilgangsmidler som tillater den temporære lagring av brukte anoder og badskorpe og som kan bringes til kommunikasjon med nevnte sugeinnretninger ved bruk av koblingsmidler slik at de gassformige forbindelser som utvikles av de brukte anoder og/eller av badskorpen effektivt gjenvinnes ved hjelp av sugeinnretningene og behandles ved bruk av behandlingsutstyret under avkjølingen og avgassingen av de brukte anoder og/eller skorper.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at lagringssonen er lokalisert i en ende av innretningen.

10. Innretning ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at lagringssonen utgjør en hjelpesugesone som kan isoleres fra sugemidlene i avgasssamle-innretningen.

11. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 10, karakterisert ved at lagringssonen omfatter en eller flere anodebærere som tillater at anodene kan festes under lagringsperioden.

12. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at hjelpesugesonen omfatter en avgassings- og avkjølingsbeholder som omfatter tilgangsmidler og som kan bringes til å kommunisere med sugemidlene ved bruk av egnede sammen-koblinger.

13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at beholderen er anbragt ved en av endene av avgass-samleinnretningen.

14. Innretning ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at tilgangsmidlene tillater at en eller flere brukte anoder og/eller skorper innføres i den samme beholder.

15. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 14, karakterisert ved at beholderen omfatter en eller flere anodebærere som tillater at anodene festes under lagringsperioden.

16. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 15, karakterisert ved at hetten omfatter en tappedør og at koblingsmidlene inkluderer en kobling til tappedøren.

17. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 13 til 17, karakterisert ved at beholderen er fjernbar og transporterbar.

18. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 17, karakterisert ved at koblingsmidlene omfatter et fleksibelt eller stivt sugerør.

19. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 18, karakterisert ved at beholderen omfatter isolerte bærere som tillater at beholderen hviler på en trafikk-allé under sikring av tilfredsstillende elektrisk isolasjon mellom beholder og allée.

20. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 19, karakterisert ved at beholderen er anordnet og eventuelt isolert fra karet slik at avkjølingen av de brukte anoder ikke påvirkes av varmen fra elektrolysekarene.

21. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 20, karakterisert ved at beholderen samtidig kan inneholde flere anoder eller par av brukte anoder.

22. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 13 til 21, karakterisert ved at beholderen samtidig kan inneholde brukte anoder og badskorper.

23. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 22, karakterisert ved at beholderen omfatter håndteringsmidler som tillater at den forskyves, transporteres og posisjoneres.