RU2003129656A

RU2003129656A - Пористый керамический материал, смачиваемый алюминием

Info

Publication number: RU2003129656A
Application number: RU2003129656/02A
Authority: RU
Inventors: НОРА Витторио ДЕ (BS); НОРА Витторио ДЕ
Original assignee: Мольтех Инвент С.А. (Lu); Мольтех Инвент С.А.
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2005-02-10
Also published as: DE60202265D1; EP1366214B1; EP1366214A1; ES2230467T3; DE60202265T2; ATE284983T1; US20040149569A1; NZ527306A; WO2002070783A1; RU2281987C2; CA2438526A1

Claims

1. Смачиваемый алюминием составной элемент электролизера для электрохимического получения алюминия из оксида алюминия, растворенного в расплавленном электролите на основе фторида, причем указанный составной элемент содержит открытопористую или сетчатую керамическую структуру, поверхность которой во время использования подвергается воздействию расплавленного алюминия и смачивается им, при этом структура выполнена из

- керамического материала, инертного и стойкого по отношению к расплавленному алюминию, в частности материала, содержащего по меньшей мере один оксид, карбид, нитрид или борид, выбранный из: оксидов алюминия, циркония, тантала, титана, кремния, ниобия, магния и кальция и их смесей в виде простого оксида и/или в виде смешанного оксида; и нитрида алюминия, AlON, SiAlON, нитрида бора, нитрида кремния, карбида кремния, боридов алюминия, цирконатов и алюминатов щелочноземельных металлов и их смесей; и

- смачиваемого алюминием материала, который содержит оксид металла и/или частично окисленный металл, который(е) способен(ны) взаимодействовать с расплавленным алюминием с образованием на открытопористой или сетчатой керамической структуре поверхностного слоя, содержащего оксид алюминия, алюминий и металл, полученный из указанного оксида металла и/или частично окисленного металла, при этом металл указанного оксида металла и/или частично окисленного металла выбран, в частности, из марганца, железа, кобальта, никеля, меди и цинка, а также их комбинаций.

2. Составной элемент по п.1, в котором открытопористая или

сетчатая керамическая структура содержит покрытие из смачиваемого алюминием материала на инертном и стойком керамическом материале.

3. Составной элемент по п.2, в котором смачиваемое алюминием покрытие представляет собой нанесенное из суспензии покрытие, содержащее частицы указанного способного к взаимодействию оксида металла и/или частично окисленного металла в высушенном коллоидном носителе, выбранном из оксида алюминия, оксида церия, оксида лития, оксида магния, оксида кремния, оксида тория, оксида иттрия, оксида циркония, оксида титана и оксида цинка, а также их смесей и предшественников.

4. Составной элемент по п.3, в котором нанесенное из суспензии, смачиваемое алюминием покрытие дополнительно содержит частицы по меньшей мере одного соединения, выбранного из боридов, карбидов и нитридов металлов.

5. Составной элемент по п.4, в котором нанесенное из суспензии, смачиваемое алюминием покрытие содержит частицы указанного способного к взаимодействию оксида металла и/или частично окисленного металла и частицы диборида титана в высушенном коллоидном оксиде алюминия.

6. Составной элемент по п.4 или 5, в котором частицы борида, карбида или нитрида металла покрыты смешанными оксидами металла, полученного из высушенного коллоидного носителя, и металла, полученного из борида, карбида или нитрида металла.

7. Составной элемент по п.6, в котором нанесенное из суспензии, смачиваемое алюминием покрытие получено из суспензии, содержащей частицы оксида металла, которые при термической обработке объединяются с оксидом металла, полученным из высушенного коллоидного носителя, с образованием смешанных оксидов, которые являются смешивающимися с указанными смешанными оксидами, покрывающими частицы борида, карбида или нитрида металла.

8. Составной элемент по п.1, в котором открытопористая керамическая структура получена из композиции, которая состоит из смеси инертного и стойкого керамического материала и смачиваемого алюминием керамического материала.

9. Составной элемент по любому предшествующему пункту, в котором открытопористая керамическая структура образована на усиливающем металлическом каркасе.

10. Составной элемент по любому предшествующему пункту, который содержит внутреннюю вставку, действующую в качестве балласта.

11. Составной элемент по любому предшествующему пункту, который представляет собой катод или катодную футеровку.

12. Составной элемент по любому из пп.1-10, который представляет собой стабилизатор ванны расплавленного алюминия в форме пластины.

13. Составной элемент по любому из пп.1-10, который представляет собой каркас боковой стенки или футеровки боковой стенки электролизера, причем указанный каркас может быть заполнен расплавленным алюминием с образованием пропитанной алюминием боковой стенки или футеровки боковой стенки электролизера.

14. Составной элемент по любому из пп.1-10, который является каркасом соединительного тела клинообразной формы, предназначенного для соединения поверхности днища электролизера с прилегающей боковой стенкой, при этом каркас может быть заполнен расплавленным алюминием с образованием пропитанного алюминием соединительного тела.

15. Смоченный алюминием составной элемент электролизера для электрохимического получения алюминия, содержащий открытопористую или сетчатую керамическую структуру, имеющую поверхностный слой, содержащий оксид алюминия, алюминий и другой металл, получаемый путем воздействия на смачиваемый алюминием составной элемент по любому предшествующему пункту расплавленного алюминия.

16. Смоченный алюминием составной элемент по п.15, который заполнен и покрыт алюминием, который защищает открытопористую или сетчатую керамическую структуру от воздействия расплавленного электролита или агрессивных газов во время использования.

17. Смоченный алюминием составной элемент по п.15 или 16, который представляет собой катод или катодную футеровку.

18. Смоченный алюминием составной элемент по п.15 или 16, который представляет собой стабилизатор ванны расплавленного алюминия в форме пластины.

19. Смоченный алюминием составной элемент по п.16, который представляет собой боковую стенку или футеровку боковой стенки электролизера.

20. Смоченный алюминием составной элемент по п.16, который представляет собой тело клинообразной формы для соединения поверхности днища электролизера с прилегающей боковой стенкой.

21. Электролизер для электрохимического получения алюминия из оксида алюминия, растворенного в электролите на основе фторида, содержащий по меньшей мере один смачиваемый алюминием составной элемент согласно любому из пп.1-14 и/или по меньшей мере один смоченный алюминием составной элемент согласно любому из пп.15-20.

22. Электролизер по п.21, который содержит катод или катодную футеровку согласно п.11 или 18.

23. Электролизер по п.22, который содержит катодное тело, имеющее поверхность, футерованную катодной футеровкой пластинчатой или клинообразной формы.

24. Электролизер по п.23, в котором катодное тело соединено с катодной футеровкой связующим слоем.

25. Электролизер по п.24, в котором футерованная катодная поверхность является частью горизонтального или наклонного катодного днища.

26. Электролизер по п.25, в котором катодное днище является горизонтальным и футеровано катодной футеровкой клинообразной формы, образующей на нем смачиваемую алюминием дренирующую наклонную катодную поверхность.

27. Электролизер по пп.22, 23 или 24, в котором катод или катодная футеровка расположена над днищем электролизера, которое приспособлено для сбора расплавленного алюминия, полученного на и дренированного из катода или катодной футеровки.

28. Электролизер по любому из пп.22-27, содержащий катод или катодную футеровку согласно п.9, верхняя часть которого(ой) покрыта смачиваемым алюминием начальным слоем.

29. Электролизер по п.21 или 22, содержащий один или несколько стабилизаторов ванны согласно п.12 или 19, плавающих на ванне расплавленного алюминия, содержащейся в электролизере.

30. Электролизер по любому из пп.21-29, который содержит боковую стенку или футеровку боковой стенки электролизера согласно п.19.

31. Электролизер по п.30, содержащий футеровку боковой стенки согласно п.19, которая покрывает боковую стенку, изготовленную из углеродсодержащего материала.

32. Электролизер по любому из пп.21-31, содержащий по меньшей мере одно соединительное тело клинообразной формы согласно п.20, соединяющее днище электролизера с прилегающей боковой стенкой.

33. Композиционная открытопористая или сетчатая керамическая структура, поверхность которой является смачиваемой расплавленным алюминием, при этом структура выполнена из:

- смачиваемого алюминием материала, который содержит оксид металла и/или частично окисленный металл, который(е)

способен(ны) взаимодействовать с расплавленным алюминием с образованием на открытопористой или сетчатой керамической структуре поверхностного слоя, содержащего оксид алюминия, алюминий и металл, полученный из указанного оксида металла и/или частично окисленного металла, при этом металл указанного оксида металла и/или частично окисленного металла выбран, в частности, из марганца, железа, кобальта, никеля, меди и цинка, а также их комбинаций.

34. Композиционный металлокерамический материал, содержащий открытопористую или сетчатую керамическую структуру, которая имеет поверхностный слой, содержащий оксид алюминия, алюминий и другой металл, причем указанный композиционный металлокерамический материал получается путем воздействия расплавленного алюминия на композиционную открытопористую или сетчатую керамическую структуру согласно п.33.