NO833470L - Fremgangsmaate til elektrolytisk fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumklorid - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår elektrolytisk fremstilling av metaller, og mer spesielt angår den fremstilling av metaller ved elektrolyse av metallklorider oppløst i et smeltet salt.

Fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumklorid i en alkalimetallkloridsmelte har vært vanskelig å gjennomføre kommersielt på grunn av tallrike tekniske problemer. Blant slike problemer er en gradvis tiltagende forrin-gelse av elektrolysecellens driftseffektivitet med en markert forandring i dens elektriske driftsegenskaper og minsking av dens utbytte av metallisk aluminium. Skjønt man ikke full-stendig skjønner det på det nærværende tidspunkt, antas det at noen av de problemer som lenge har eksistert, skyldes tilstedeværelse av uønskede bestanddeler og findelte partikkelformige materialer i det smeltede saltbad. Det partikkelformige materiale trekkes til katoden, tydeligvis ved elek-r. triske krefter, hvor det danner et halvgjennomtrengelig belegg. Dette belegg av oksyder eller andre partikkelformige materialer på katodeoverflaten bevirker hemning av transport av detkomplekse aluminiumion på grunn av dets høye forhold mellom størrelse og ladning. I motsetning til dette beveges alka-limetallionene ved den elektriske potensialgradient og trenger lett gjennom den partikkelformige film og uttas ved katoden, både på grunn av at de er så tallrike og at det er et lavt forhold mellom størrelse og ladning. Disse reduserte metaller, spesielt natrium og kalium, kommer inn i grafitt-(eller lignende) -elektrodegitteret med følgende utvidelse av dette og overflateavskalling av elektroden under ytterligere økning av de partikler som finnes i systemet. På denne måte hindres bevegeligheten av aluminiumklorid til katodeoverflaten både ved konveksjon og diffusjon markert.

Foruten det ovennevnte forårsaker tilstedeværelsen av oksyd- og hydroksyd-forurensninger i smeiten også ugunstig forbruk av karbonanodene. Slike forurensninger er lett opp-løselige i smeiten og spaltes elektrolytisk samtidig med aluminiumkloridet. Oksygen som frigis ved anoden, danner karbonmonoksyd og karbondioksyd med medfølgende forbruk av anodene og uønskede økninger i anode-katode-mellomrommet.

Andre problemer som kan oppstå ved fremstilling av aluminium, står i forbindelse med de bad eller elektrolytter som anvendes til elektrolysen. For eksempel angir Ishikawas US-patent 4 135 944 at anvendelse av CaCl2eller MgCl2sammen med NaCl istedenfor LiCl resulterer i et mindre kostbart elektrolyttbad med en øket strømeffektivitet som når opp til fra ca. 90 til nesten 100%. Det er imidlertid blitt funnet at anvendelsen av CaCl2i betydelige mengder reduserer elektrisk ledningsevne hos elektrolytten, hvilket resulterer i større forbruk av elektrisk kraft pr. enhet metall fremstilt.

Videre kan anvendelsen av høye nivåer av CaCl2som over-stiger 40 vekt%, og i en viss utstrekning avhengig av nivået av A1C13, ha den virkning at badet eller elektrolytten deles i to væskelag eller faser, hvilket kan skape problemer såsom høye spenninger inne i cellen. Det kan således sees at det finnes konkurrerende interesser fra et anvendelsessynspunkt for CaCl2. Det vil si at det må være tilstede tilstrekkelig CaCl2i slike bad til at det tilveiebringes en økning i strøm-utbytte, og likevel må CaCl2være tilstrekkelig lavt til at badets ledningsevne ikke reduseres i uønskelig grad, og likevel må CaCl2~nivået holdes tilstrekkelig lavt til at det ikke skjer faseseparasjon.

I japanske patenter 1978-131, 211 og 1978-116, 211 er CaCl2anvendt i et AlC^-elektrolyttbad sammen med LiCl istedenfor NaCl. I 1978-116-patentet består badet av 2-20 vekt% A1C13, 12-42 vekt% CaCl2og 38-86 vekt% LiCl. Patentet 1978-131 anvender det samme område av AlCl^med et litt lavere LiCl-område (35-7 8 vekt%), men anvender en kombinasjon av CaCl2med MgCl2i et område på 20-45 vekt%. Disse patenter erkjente tydeligvis de problemer som er forbundet med anvendelsen av CaCl2i et elektrolyttbad og forsøkte å løse dem ved å gjeninnføre LiCl-bestanddelen, som det ovennevnte Ishikawas US-patent 4 135 944 søkte å fjerne.

Det ville være mest ønskelig å anvende CaCl2i badet mens man forminsket eventuelle skadelige virkninger av slik anvendelse.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et saltbad som løser de problemer man har støtt på på området og tillater anvendelse av CaCl2 uten at det innvirker ugunstig på elektrisk ledningsevne eller uten at man støter på andre problemer som følger med anvendelsen av CaCl .

Et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe et smeltet saltbad for elektrolytisk fremstilling av metaller.

Et annet formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe et smeltet saltbad for elektrolytisk fremstilling av aluminium.

Et ytterligere formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe et smeltet saltbad for elektrolytisk fremstilling av metaller, som innbefatter anvendelse av lave nivåer av CaCl2eller MgCl2for opprettholdelse av høye strømutbytter og høye nivåer av elektrisk ledningsevne.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte som vil undertrykke løseligheten av aluminium.

Enda et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et elektrolyttbad som vil resultere i dannelse av mindre aluminiumsmådråpe-størrelse idet det således tillates mindre anode-katode-mellomrom for økede strømutbytter.

Disse og andre formål vil bli åpenbare ved gjennomsyn av tegning, beskrivelse og krav.

I henhold til disse formål er det tilveiebrakt en forbedret fremgangsmåte til elektrolytisk fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumklorid i en celle som inneholder en elektrolytt av smeltet salt. Fremgangsmåten erkarakterisert veden reduksjon i løselighet av det reduserte metall og en mindre metallsmådråpe-størrelse som tillater mindre anode-katode-mellomrom hvilket resulterer i redusert cellemotstand. Forbedringen omfatter at elektrolysen utføres i en elektrolytt bestående i det vesentlige av 0,5-15 vekt% aluminiumklorid, 0,5-40 vekt% av et jordalkalimetallklorid valgt fra gruppen bestående av kalsium, magnesium, barium og strontium, fra 10 til 80 eller 90 vekt% litiumklorid og opp til 80 vekt% natriumklorid. Fig. 1 er et prosess-skjema som illustrerer en forbedret elektrolytt for fremstilling av aluminium fra aluminiumklorid i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er et vertikal-endesnitt av en celle som er egnet til fremstilling av metall under anvendelse av et bad i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser en celle som er egnet til elektrolytisk fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumklorid oppløst i et smeltet saltbad i henhold til den foreliggende opp-

finnelse.

Cellekonstruksjonen innbefatter en ytre stål-kjølekappe

10 som omgir cellens stålsider 12. Et kjølefluid (kjølemid-del)for eksempel vann, strømmer gjennom kappe 10 for fjerning av varme fra cellen. Kjølemidlet kommer inn i kjøle-kappen ved kjølemiddel-inntaksåpninger 11 og fjernes ved utgangsdyser 15. En lignende kjølekappe 14, med representa-tiv kjølemiddel-inntaksåpning 14a og kjølemiddel-uttaksåpning 14b dekker cellens lokk 16. Lokket 16 er direkte utsatt for klor- og salt-damper og er fremstilt av et egnet klor-motstandsdyktig metall såsom den legering som nominelt inneholder 80% nikkel, 15% krom og 5% jern og selges under varemerket Inconel. Alle vannrør som går til og fra åpningene i kjølekappene, er forsynt med elektriske avbrudd av gummislange slik at elektrisk strøm ikke kan gå til eller fra cellen langs de ellers metalliske rør. En konstruksjonsbeholder 18, for eksempel av stål, inneslutter og understøtter cellen og kjøle-kappen. I alminnelighet er det blitt funnet å være god prak-sis å isolere cellen fra gulvet, for eksempel ved at behol-deren 18 settes på et isolerende materiale såsom et herdeplast-materiale fremstilt av tøy eller papir impregnert med fenol-formaldehyd-harpiks, for eksempel det materiale som fås under varemerket Micarta fra Westinghouse Electric Corporation.

De bad-inneholdende indre overflater av cellen, d.v.s.

de som er dannet av sidene 12 og stålbunnen 20, er f6ret med en kontinuerlig, korrosjonsmotstandig, elektrisk isolerende kledning (ikke vist) av plast- eller gummimateriale. Gode resultater er blitt oppnådd med en kledning som består av alternerende lag av varmherdende epoksy-basert maling og glass-fiberklede. Andre plast- eller gummimaterialer er mulige. Innenfor kledningen kan det anbringes en glassbarriere. Cellen er også f6ret med ildfast sidevegg-murstein 24 fremstilt av termisk isolerende, elektrisk ikke-ledende, f.eks. nitrid-, materiale som er motstandsdyktig overfor et haloge-nidbad inneholdende smeltet aluminiumklorid og spaltningspro-duktene av dette.

En ytterligere kledning 36 av grafitt er anbrakt på sideveggene langs siden av og over anodene 46 for tilveiebrin-gelse av ytterligere beskyttelse mot den korrosive påvirkning

av badet og den klorgass som dannes ved driften av cellen.

Det kan være fordelaktig ikke å forlenge denne kledning 36

helt opp til lokket 16; tvert imot kan faren for kortslutning bortskaffes ved at den ikke rekker opp til lokket 16.

Celle-hulrommet innbefatter en samlekum 26 i sin under-del for oppsamling av det dannede aluminiummetall. Samle-kummen er begrenset ved et kar 28 laget av grafitt. Den øvre del av kar 28 rekker opp langs siden av katodene 50. Kar 28 sitter på den ildfaste bunn 32 innbefattende glassbarrieren.

Celle-hulrommet innbefatter også et bad-reservoar 34 i

sin øvre sone. En første åpning, tappeåpning 38, som går gjennom lokket 16 inn i badreservoaret 34, tilveiebringer innsetting av et vakuum-tapperør ned i samlekum 26, gjennom en indre passasje for fjerning av smeltet aluminium. En andre åpning, tilførselsåpning 42, tilveiebringer inntaksanordning for innmating av aluminiumklorid i badet. En tredje åpning, ventilasjonsåpning 44, tilveiebringer en uttaksanordning for utlufting av klor. Under drift av cellen kan et vakuum-tappe-apparat være forbundet med åpning 38, mens en tilførsels-mekanisme vil være festet til åpning 42, og åpning 44 vil være tilknyttet en rørledning for bortskaffing av den klorrike avløpsstrøm.

Inne i ceilehulrommet er det en flerhet av platelignende elektroder oppdelt i to stabler. I retningen perpendikulært på planet ifølge fig. 1, i hvilken retning dybden av elektrodene ligger, rekker elektrodene så langt at de støter mot cellens kledning. Hver stabel innbefatter en øvre anode 46, ønskelig et vesentlig antall bipolare elektroder 48 (11 er vist)., og en nedre katode 50, idet alle er laget for eksempel av grafitt. Disse elektroder er anbrakt over hverandre med mellomrom, slik at det avgrenses en serie interelektrode-mellomrom inne i cellen. Hver elektrode er fortrinnsvis hori-sontalt stilt inne i en vertikal stabel.

Hver katode 50 er understøttet av en flerhet av grafitt-sideunderstøttelsespilarer (f.eks. pilarer 60) og midtunderstøt-telsespilarer (f.eks. pilarer 61\. I elektrodens dybderetning er det andre pilarer bak dem som er vist. Disse skjulte pilarer er anbrakt med mellomrom fra dem som er vist og mellom hverandre slik at bad-sirkulasjon gjennom samleJcuro_:25...er mulig.

Resten av elektrodene er stablet oppå hverandre med mellomrom som opprettholdes ved ildfaste mellomstykker 53 i interelektrode-mellomrommene og er forbundet med, og anbrakt med mellomrom fra, sideveggene ved individuelle isolerende tapper 54. Disse mellomstykker 53 er dimensjonert slik at de anbringer elektrodene med små mellomrom, slik at de for eksempel anbringes i en avstand fra de motstående overflater med mindre enn 1,9 cm.

Over stablene hviler holderklosser 47 på de øvre overflater av anodene 46 for å holde stablene på plass.

I den illustrerte utførelsesform er 12 interelektrode-mellomrom dannet mellom motstående elektroder i hver stabel, ett interelektrode-mellomrom mellom katode 50 og den laveste av de bipolare elektroder 10 mellom på hverandre følgende par av mellomliggende bipolare elektroder og ett mellom den høyeste av de bipolare elektroder og anode 46. Hvertinter-elektrode-mellomrom er avgrenset oppe av en elektrode-under-overflate (som fungerer som anodeoverflate) og nede av en øvre elektrodeoverflate (som fungerer som katodeoverflate). Mellomrommet mellom disse er omtalt som anode-katode-avstanden (elektrode-elektrode-avstanden er den effektive anode-katode-avstand, på grunn av den sopende virkning av badet som fjerner aluminiumet ettersom det dannes),. Anodeoverf låtene kan ha klor-fjernende kanaler slik at kloret kommer hurtig ut av de elektrolyse-effektive interelektrode-mellomrom.

Badnivået i cellen kan variere under drift, men vil normalt ligge over anoden 46 slik at alt mellomrom nede i cellen som ellers ikke er opptatt, fylles.

Innvendig i elektrodenes ytre periferier, d.v.s. i denne utførelsesform mellom de atskilte elektrodestabler, er det anbrakt en gassopptrekkspassasje 55 som opprettholdes ved mellomstykker 57. Viddene av elektrodene i stablene er valgt slik at gassopptrekkspassasjen 55 har sin største bredde mellom anodene 46, idet bredden minker nedover stablene og den minste bredde er mellom de laveste bipolare elektroder. Gassopptrekks-passasjen 55 tilveiebringer den oppadgående sirkulasjon i badet mellom interelektrode-mellomrommene innvendig i elektrodenes ytre periferier til reservoaret 34 etter passasje av badet gjennom interelektrode-mellomrommene mellom elektrodene. Strømmen beveges ved gassopptrekks-effekten av den klorgass som dannes internt ved elektrolyse i inter-elektroderommene.

De ovennevnte klorfjernende kanaler kan gå helt inn i passasjen 55, mens de blokkeres på sine motsatte ender.

Det er blitt funnet at dette hjelper på at man får klorgas-

sen til å starte i den rette retning, d.v.s. mot og inn i passasje 55. Straks kloret begynner å strømme i den ønskede retning, og forutsatt at de forskjellige strøm-tverrsnitt i cellen er blitt riktig dimensjonert, fortsetter kloret med å gå i denne retning. Således er blokkeringen av én side av kanalene ikke uunnværlig. Gasstrømmen kan startes i den ønskede retning ved andre hjelpemidler, for eksempel ved anvendelse av mekanisk pumping av badet eller ved innføring av en gasspuls ved bunnen av passasje 55. Dimensjoneringen av passasje 55 og resten av strøm-tverrsnittene i en hvilken som helst bestemt celle utføres fordelaktig under anvendelse av vannmodelleringsteknikker.

De viste demninger 59, anbrakt slik at de støter opptil utgangsenden av gassopptrekkspassasjen over anodene,

tjener til forhindring av uønsket reklorering av det elektro-lyserte metall. De øvre deler av demningene rager over badets øvre nivå og tvinger badets sidestrøm over elektrodene gjennom kanalene 63 i retning av pilene C og D. Kanalene 63 har åpning på begge sider av hver demning 59 under badets overflate mens bad-overflaten ligger under toppen av demning 59. Den resulterende strømbane motstår den tendens som stykker av smeltet metall som bringes oppover i passasjen 55, har til å bryte bad-overflaten og bli reklorert av det metall-oksyde-rende klor i reservoar 34 over badets overflate. Det ville være best hvis mesteparten av det metall som ble produsert på kato-deoverf låtene ville falle hed i passasje 55 til'samlekum 26 fordi alt metall som beveges oppover, kan bli reklorert hvis det bryter gjennom badets øvre overflate. Dette vil påvirke strøm-utbyttet ugunstig. Det er for å beskytte mot denne mulig-

het at demningene 59 er tilveiebrakt. Fortrinnsvis er bad-strømningshastigheten i retning av pilene C og D stor nok til at det oppnås en sopevirkning på toppen av anodene 46

på den samme måte som de katodiske overflater i interelektrode-

mellomrommene renses.

Mellom hver elektrodestabel og de ildfaste sidevegger

24, d.v.s. ved elektrodenes ytre periferier, er to badtilfør-selspassasjer 56 som rekker forbi hvert elektrode-mellomrom og forbi de bipolare elektroder, anode 46 og katode 50. Hver passasje 56 opprettholdes ved tapper 54, ved hvilke det

på hver side av cellen er en serie huller stilt på linje mellom celleveggene og elektrodene, idet disse linjestilte huller danner de to passasjer 56. Badets bevegelse i passasjene 56

er først nedover forbi anoder 46, idet det således først går inn i de ytre områder av de øverste interelektrode-mellomrom hvor deler av badet spaltes fra under tilførsel til og soping av de øverste interelektrode-mellomrom. Idet det fokuseres på den ene eller den annen av de to sider, strømmer resten av badet deretter nedover forbi utsiden av den neste elektrode til utsiden av det neste interelektrode-mellomrom, o.s.v.

En endelig del av badet kan strømme videre gjennom åpningene

på utsiden av katodene 50 inn i og gjennom samlekum 26 og deretter opp i passasje 55. Det vil således sees at passasjene 56 gjør det mulig at badet kan sirkulere nedover perifert for elektrodene, idet den motiverende sirkulasjonskraft dannes ved gassopptrekks-virkningen i passasje 55 innenfor elektrodenes ytre periferier.-'

Som angitt ovenfor kan utformingen av dimensjonene av de forskjellige deler av gassopptrekks- og badtilførsels-passasjene fordelaktig utføres under anvendelse av prinsippene for vannmodellforsøk for å sikre at det dannede metall sopes ut av hvert elektrode-mellomrom uten vesentlig opphopning av metall på katodeoverflåtene. Når det gjelder det bredere aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, er det imidlertid ikke nødvendig at badstrømningshastigheten er høy nok til at metall sopes ut. Den behøver bare være tilstrekkelig til å hindre at det opp-løste aluminiumklorid er oppbrukt på slutten av badets vandring gjennom angjeldende elektrodemellomrom.

Anoden har en flerhet av elektrodestaver 58 innsatt deri, som tjener som ledere for positiv strøm, og katoden har en flerhet av kollektorstaver 62 innsatt deri, som tjener som ledere for negativ strøm. Stavene går gjennom cellen og kjøle-

kappeveggene og er passende isolert fra disse.

Det refereres nå til fig. 1. Et bad som har forbedret elektrisk ledningsevne når det anvendes i en celle av denne type, består som angitt tidligere hovedsakelig av fra ca.

0,5 til 15 vekt% aluminiumklorid, fra 0,5 til 40 vekt% av jordalkalimetallklorid valgt fra gruppen bestående av kalsiumklorid, magnesiumklorid, bariumklorid og strontiumklorid, opp til 90 vekt% litiumklorid og opp til 80 vekt%, f.eks. ca. 10-75 vekt%,natriumklorid. Med hensyn til kalsium- eller magnesiumklorid er det foretrukket at ettav kloridene eller en kombinasjonen av begge holdes eller anvendes i området 0,5-11 vekt%, og mer foretrukket ca. 2 til 11 vekt%. Det er et viktig trekk ved denne oppfinnelse at jordalkalimetallklo-ridene fra gruppen bestående av kalsium, magnesium, barium og strontium anvendes i disse forhold, hvilket vil bli illustrert i det følgende. Fortrinnsvis holdes mengden av litiumklorid i området 10-80 vekt% og typisk i området 20-50 vekt%, og fortrinnsvis er mengden av det anvendte natriumklorid i området 30-70 vekt%. Et typisk elektrolyttbad inneholder 50-60 vekt% natriumklorid, 30-40 vekt% litiumklorid, 8 vekt% av minst ett av kalsiumklorid og magnesiumklorid og 2 vekt% aluminiumklorid.

Med det formål å illustrere oppfinnelsens effektivitet ble det utformet et bad inneholdende 54 vekt% NaCl, 44 vekt% CaCl2og ca. 2 vekt% AICI3. Et bad med denne sammensetning ble kjørt i en elektrolysecelle i benk-målestokk i et tidsrom på seks timer ved 800°C og i fem timer ved 750°C. Badet med denne sammensetning ble imidlertid ansett for å være uegnet . fordi dets elektriske ledningsevne bare var 2,0 ohm cm Det vil si at den elektriske ledningsevne var omtrent halv-parten av det som kan oppnås i en konvensjonell bipolar elektrolysecelle, for eksempel som illustrert på fig. 2, hvor det konvensjonelle bad består av NaCl, LiCl og AlClj. Det vil således forstås at et bad med en slik lav ledningsevne ville være uegnet til .kommersielle prosesser. Fordeler man får ved dette bad innbefatter imidlertid liten aluminium-smådråpe-størrelse og i det vesentlige ingen ildfasthets- og grafitt-slitasje ved høyere driftstemperaturer enn normalt. Det antas at disse fordeler oppnås på grunn av en redusert mengde av

aluminium oppløst i badet.

At man har en liten mengde aluminium oppløst i badet,

er viktig ved at oppløst aluminium reagerer med Cl2og reduseres strømutbyttet. Videre kan reaksjonsproduktet av opp-løst aluminium og Cl2reagere med ildfast materiale og grafitt i cellen idet det forårsakes nedbrytning av slike materialer og dannes partikkelformig materiale som er skade-lig for cellen. Når det gjelder de mindre smådråper fjernes de lettere fra katodeoverflaten av det strømmende bad. Videre forminsker de mindre smådråper kortslutning mellom anoden og katoden.

For å illustrere den elektriske ledningsevne hos et bad inneholdende store mengder CaCl2i henhold til oppfinnelsen ble det laget og utprøvet et andre bad. Badet inneholdt 32 vekt% NaCl, 32 vekt% CaCl2, 3 vekt% A1C13og 32 vekt% LiCl. I denne test var den elektriske ledningsevne hos badet øket til ca. 3,2 ohm"''" cm"^ på grunn av utskiftningen av NaCl og CaCl2 med LiCl. Mens dette ennå var ca. 20% lavere enn led-ningsevnen hos et konvensjonelt bad uten CaCl2var fordelene ved CaCl2som ble bemerket i det første bad, beholdt og vil være effektivt til oppveielse av alle ulemper som kommer av lavere elektrisk ledningsevne i badet.

I et ytterligere forsøk på å øke den elektriske ledningsevne ble mengden av LiCl øket. Badet ble således forandret til en blanding som besto av 30,4 vekt% NaCl, 30,4 vekt% CaCl2, 36,5 vekt% LiCl og 2,7 vekt% A1C17, og etter utprøving ble

-1 -1

den elektriske ledningsevne funnet å være 3,4 ohm cm Det ble funnet at den elektriske ledningsevne ble øket lett;

den var imidlertid ennå lavere enn den som normalt finnes i en kommersiell bipolar celle.

For å beholde fordelene ved CaCl2, d.v.s. redusert aluminium-løselighet, og på samme tid minimere dets ulemper, ble det kjørt tester med meget lave nivåer av CaCl2. Således ble det laget et bad inneholdende 61 vekt% NaCl, 31 vekt% LiCl,

3 vekt% CaCl2og 5 vekt% AlCl-j.

Den elektriske ledningsevne hos dette bad var ca. 3,7 ohm~"Lcm~1 eller innenfor 10% av det konvensjonelle bad. Elektriske ledningsevner i dette område er oppnåelig opp til for eksempel 12% CaCl2. Det ble også bemerket at selv ved lave nivåer tilveiebrakte tilsetningen av CaC^ mye av de fordeler som tidligere er omtalt, men uten uakseptabel nedsetting av elektrisk ledningsevne eller risiko for to-fase-dannelse. Det antas at den mengde CaC^ som trenges for oppnåelse av en betydelig reduksjon i løselig aluminium, er avhengig av konsentrasjonen av aluminiumklorid; jo lavere AlCl^-konsentrasjon, dess mindre CaCl'2fordres.

Celler med tilstrekkelig elektrolytt-sirkulasjon kan drives ved lave nivåer av AlCl-j (mindre enn 2,5 vekt%).

Øket strømutbytte, mindre metallsponstørrelse og mindre skade på det ildfaste materiale kan oppnås med beskjedne tilsetnin-ger av CaCl2og andre jordalkalimetallklorider, f.eks. MgC^.

Mens oppfinnelsen er blitt beskrevet med henblikk på

foretrukkede utførelsesformer er de tilknyttede krav ment å omfatte andre utførelsesformer som ligger innefor oppfinnelsens ånd.

Claims (10)

1. Forbedret fremgangsmåte til elektrolytisk fremstilling av aluminium ved elektrolyse av aluminiumklorid i en celle, hvor elektrolysen utføres i et metallklorid-elektrolyttbad kjennetegnet ved lavere aluminiumløselighet, karakterisert ved at elektrolysen utføres i en elektrolytt bestående i det vesentlige av 0,5-15 vekt% aluminiumklorid, 0,5-40 vekt% av et jordalkalimetallklorid valgt fra gruppen bestående av barium-, kalsium-, magnesium-og strontiumklorid, opptil 90 vekt% litiumklorid og opptil 80 vekt% natriumklorid.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor nevnte bad inneholder mindre enn 12 vekt% av nevnte jordalkalimetallklorid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor jordalkalimetallklorid-innholdet er 0,5-7 vekt%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor jordalkalimetallklori-det er kalsiumklorid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor mengden av litiumklorid er 20-50 vekt%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor alkalimetallkloridet er i området 30-70 vekt%.

7. Forbedret fremgangsmåte til elektrolytisk fremstilling av aluminium fra et smeltet bad, idet forbedringen består av en elektrolytt bestående i det vesentlige av 0,5-15 vekt% aluminiumklorid, fra 0,5 til mindre enn 12 vekt% av ett eller flere jordalkalimetalloksyder valgt fra klassen bestående av kalsiumklorid, magnesiumklorid, bariumklorid og strontiumklorid,

20-50 vekt% litiumklorid og 30-70 vekt% natriumklorid, idet elektrolytten ytterligere er karakterisert ved lav løselighet for redusert aluminium og dannelsen.av smådråper av aluminiummetall under reduksjonsprosessen.

8. Forbedret fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor jordalka-limetallkloridet består av kalsiumklorid i en mengde i området 2-11 vekt%.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor elektrolytten består av 30-40 vekt% litiumklorid, 2,0-11 vekt% kalsiumklorid, 50-60 vekt% natriumklorid og mindre enn 4 vekt% aluminiumklorid.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, hvor aluminiumklorid er mindre enn 2,5 vekt%.