Claims (15)
1. Электролизер, в частности, для получения алюминия, включающий катод (12), на верхней стороне катода (12) слой (14) жидкого алюминия, на нем слой (16) расплава, а поверх слоя (16) расплава анод (18), причем катод (12) на своей верхней стороне имеет образованное из двух или более выступов (30) поверхностное профилирование, причем поверхностное профилирование катода (12) выполнено и размещено таким образом, что в каждом случае выступ (30) предусмотрен на по меньшей мере двух из двадцати участков поверхности верхней стороны катода (12), которые в каждом случае размещены вертикально под теми областями поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, в которых в имеющемся на поверхности (15) раздела распределении эталонного потенциала волнообразования имеются пики (34) с двадцатью наивысшими максимальными значениями, причем эталонный потенциал волнообразования определяется как потенциал волнообразования, который при эксплуатации электролизера (10) с использованием - вместо катода (12) с поверхностным профилированием - эталонного катода без поверхностного профилирования, но в остальном с таким же выполнением, что и катод (12) с поверхностным профилированием, имеется на участке поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава.1. An electrolyzer, in particular, for producing aluminum, including a cathode (12), on the upper side of the cathode (12) a layer (14) of liquid aluminum, a melt layer (16) on it, and an anode (18) over the melt layer (16) moreover, the cathode (12) on its upper side has a surface profiling formed from two or more protrusions (30), and the surface profiling of the cathode (12) is made and arranged in such a way that in each case the protrusion (30) is provided on at least two of twenty sections of the surface of the upper side of the cathode (12), which in each case vertically placed under those areas of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16), in which there are peaks (34) with the twenty highest maximum values in the distribution of the reference wave-forming potential on the interface (15), with the reference wave-forming potential is defined as the wave-forming potential, which during operation of the electrolyzer (10) using - instead of the cathode (12) with surface profiling - a reference cathode without surface profiling, n otherwise the same implementation as the cathode (12) with a surface profiling, has in the surface region (15) between the partition layer (14) of liquid aluminum and a layer (16) of the melt.
2. Электролизер, в частности, для получения алюминия, включающий катод (12), на верхней стороне катода (12) слой (14) жидкого алюминия, на нем слой (16) расплава, а поверх слоя (16) расплава анод (18), причем катод (12) на своей верхней стороне имеет образованное из двух или более выступов (30) поверхностное профилирование, причем поверхностное профилирование катода (12) выполнено и размещено таким образом, что в каждом случае выступ (30) предусмотрен на по меньшей мере двух из двадцати участков поверхности верхней стороны катода (12), которые в каждом случае размещены вертикально под теми областями поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, в которых в имеющемся на поверхности (15) раздела распределении эталонного потенциала волнообразования имеются пики (34) с двадцатью наивысшими максимальными значениями, причем эталонный потенциал волнообразования определяется как потенциал волнообразования, который при эксплуатации электролизера (10) с использованием - вместо катода (12) с поверхностным профилированием - эталонного катода без поверхностного профилирования, но в остальном с таким же выполнением, что и катод (12) с поверхностным профилированием, причем эталонный катод размещен в отношении его высоты в электролизере (10) таким образом, что между эталонным катодом и анодом (18) предусмотрен такой же объем для слоя (14) жидкого алюминия и слоя (16) расплава, что и в электролизере (10) с катодом (12) с поверхностным профилированием, имеется на участке поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава.2. An electrolyzer, in particular, for producing aluminum, including a cathode (12), on the upper side of the cathode (12) a layer (14) of liquid aluminum, a melt layer (16) on it, and an anode (18) over the melt layer (16) moreover, the cathode (12) on its upper side has a surface profiling formed from two or more protrusions (30), and the surface profiling of the cathode (12) is made and arranged in such a way that in each case the protrusion (30) is provided on at least two of twenty sections of the surface of the upper side of the cathode (12), which in each case vertically placed under those areas of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16), in which there are peaks (34) with the twenty highest maximum values in the distribution of the reference wave-forming potential on the interface (15), with the reference wave-forming potential is defined as the wave-forming potential, which during operation of the electrolyzer (10) using - instead of the cathode (12) with surface profiling - a reference cathode without surface profiling, n otherwise, with the same implementation as the cathode (12) with surface profiling, and the reference cathode is placed in relation to its height in the electrolyzer (10) so that between the reference cathode and the anode (18) the same volume is provided for the layer (14 ) of liquid aluminum and the melt layer (16), as in the electrolyzer (10) with the cathode (12) with surface profiling, is located on the surface section (15) of the interface between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16).
3. Электролизер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что3. The cell according to claim 1 or 2, characterized in that
в каждом случае выступ (30) предусмотрен на по меньшей мере X из Y участков поверхности верхней стороны катода (12), которые в каждом случае размещены вертикально под теми областями поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, в которых в имеющемся на поверхности (15) раздела распределении эталонного потенциала волнообразования имеются пики (34) с Y наивысшими максимальными значениями,in each case, a protrusion (30) is provided on at least X of Y surface sections of the upper side of the cathode (12), which in each case are placed vertically under those areas of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the layer (16) melt in which in the distribution of the reference wave-forming potential available on the interface surface (15) there are peaks (34) with Y highest maximum values,
причем X=4 и Y=20, предпочтительно X=6 и Y=20, особенно предпочтительно X=10 и Y=20, а наиболее предпочтительно X=14 и Y=20, и/илиmoreover, X = 4 and Y = 20, preferably X = 6 and Y = 20, particularly preferably X = 10 and Y = 20, and most preferably X = 14 and Y = 20, and / or
причем X=2 и Y=10, предпочтительно X=3 и Y=10, особенно предпочтительно X=5 и Y=10, а наиболее предпочтительно X=7 и Y=10, и/илиmoreover, X = 2 and Y = 10, preferably X = 3 and Y = 10, particularly preferably X = 5 and Y = 10, and most preferably X = 7 and Y = 10, and / or
причем X=1 и Y=5, предпочтительно X=2 и Y=5, особенно предпочтительно X=3 и Y=5, а наиболее предпочтительно X=4 и Y=5.moreover, X = 1 and Y = 5, preferably X = 2 and Y = 5, particularly preferably X = 3 and Y = 5, and most preferably X = 4 and Y = 5.
4. Электролизер п. 1 или 2, отличающийся тем, что4. The electrolyzer of claim 1 or 2, characterized in that
по меньшей мере один из выступов (30), размещенных на участках поверхности верхней стороны катода (12), которые в каждом случае размещены вертикально под теми областями поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, в которых в каждом случае в имеющемся на поверхности (15) раздела распределении эталонного потенциала волнообразования имеется пик (34), имеет свою максимальную высоту на участке, который размещен вертикально под участком поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, на котором пик (34) распределения эталонного потенциала волнообразования имеет свое максимальное значение.at least one of the protrusions (30) located on the surface sections of the upper side of the cathode (12), which in each case are placed vertically under those areas of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16), in which, in each case, in the distribution of the reference wave-forming potential available on the interface (15), there is a peak (34), has its maximum height in the section that is placed vertically below the section of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the layer (16 ) of the melt, on which The rum peak (34) of the distribution of the reference wave-forming potential has its maximum value.
5. Электролизер по пункту 1 или 2, отличающийся тем, что5. The cell according to paragraph 1 or 2, characterized in that
геометрическая форма контура по меньшей мере одного из выступов (30) на виде сверху по меньшей мере, по существу, подобна геометрической форме контура соответствующего пика (34) распределения эталонного потенциала волнообразования на виде сверху.the geometric shape of the contour of at least one of the protrusions (30) in a plan view is at least substantially similar to the geometric shape of the contour of the corresponding peak (34) of the distribution of the reference wave-forming potential in a plan view.
6. Электролизер по п. 5, отличающийся тем, что6. The electrolyzer according to claim 5, characterized in that
геометрические формы контура всех выступов (30) на виде сверху по меньшей мере, по существу, подобны геометрической форме контура соответствующего пика (34) распределения эталонного потенциала волнообразования на виде сверху.the geometric shapes of the contour of all the protrusions (30) in the plan view are at least substantially similar to the geometric shapes of the contour of the corresponding peak (34) of the distribution of the reference wave-forming potential in the plan view.
7. Электролизер по п. 6, отличающийся тем, что7. The electrolyzer according to claim 6, characterized in that
геометрическая форма контура по меньшей мере одного из выступов (30) на виде сверху, по меньшей мере местами, выполнена по меньшей мере приблизительно в форме многоугольника и/или в форме эллипса, причем многоугольник имеет, в частности, 3, 4, 5 или 6 углов.the geometric shape of the contour of at least one of the protrusions (30) in a plan view, at least in places, is made at least approximately in the form of a polygon and / or in the form of an ellipse, and the polygon has, in particular, 3, 4, 5 or 6 corners.
8. Электролизер по п. 7, отличающийся тем, что8. The electrolyzer according to claim 7, characterized in that
трехмерная форма по меньшей мере одного из выступов (30) по меньшей мере по существу подобна трехмерной форме соответствующего пика (34) распределения эталонного потенциала волнообразования или соответствует ей.the three-dimensional shape of at least one of the protrusions (30) is at least substantially similar to or corresponds to the three-dimensional shape of the corresponding peak (34) of the distribution of the reference wave-forming potential.
9. Электролизер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что9. The electrolyzer according to claim 1 or 2, characterized in that
по меньшей мере один выступ (30) сужается в вертикальном направлении (z) вверх.at least one protrusion (30) tapers upward in the vertical direction (z).
10. Электролизер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что10. The electrolyzer according to claim 1 or 2, characterized in that
катод (12) состоит из двух или более катодных блоков и/или что анод (18) состоит из двух или более анодных блоков (24).the cathode (12) consists of two or more cathode blocks and / or that the anode (18) consists of two or more anode blocks (24).
11. Электролизер по п. 10, отличающийся тем, что11. The electrolyzer according to claim 10, characterized in that
поверхностное профилирование катода (12) выполнено нерегулярным по меньшей мере в одном направлении.surface profiling of the cathode (12) is made irregular in at least one direction.
12. Катод для алюминиевого электролизера, верхняя сторона которого имеет поверхностное профилирование с двумя или более проходящими по меньшей мере по существу в первом направлении (y) катода (12) первыми перегородками (30) и по меньшей мере одной второй перегородкой (30), проходящей по меньшей мере по существу в направлении (х), перпендикулярном первому направлению (y) катода (12).12. A cathode for an aluminum electrolytic cell, the upper side of which has a surface profiling with two or more first baffles (30) passing through at least substantially in the first direction (y) of the cathode (12) and at least one second baffle (30) passing at least substantially in the direction (x) perpendicular to the first direction (y) of the cathode (12).
13. Катод по п. 12, отличающийся тем, что13. The cathode according to p. 12, characterized in that
верхняя сторона катода (12) при рассматривании поперечного сечения катода (12) имеет углубление в форме по меньшей мере по существу V-образной ванны, причем упомянутые по меньшей мере две первых перегородки (30) и упомянутая по меньшей мере одна вторая перегородка (30) предпочтительно размещены на поверхности по существу V-образного углубления.the upper side of the cathode (12), when considering the cross section of the cathode (12), has a recess in the form of at least a substantially V-shaped bath, said at least two first partitions (30) and said at least one second partition (30) preferably placed on the surface of a substantially V-shaped recess.
14. Катод по п. 13, отличающийся тем, что14. The cathode according to claim 13, characterized in that
углубление простирается на по меньшей мере 75%, предпочтительно на по меньшей мере 90%, особенно предпочтительно на по меньшей мере 95%, а наиболее предпочтительно на 100% поверхности катода (12).the recess extends at least 75%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95%, and most preferably 100% of the cathode surface (12).
15. Способ изготовления электролизера (10), в частности, электролизера (10) для получения алюминия, который имеет катод (12), на верхней стороне катода (12) слой (14) жидкого алюминия, на нем слой (16) расплава, а поверх слоя (16) расплава анод (18), причем способ включает стадии:15. A method of manufacturing an electrolyzer (10), in particular, an electrolyzer (10) for producing aluminum, which has a cathode (12), on the upper side of the cathode (12) a layer (14) of liquid aluminum, a melt layer (16) on it, and on top of the melt layer (16), the anode (18), the method comprising the steps of:
- определение распределения эталонного потенциала волнообразования, имеющегося на поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава в электролизере,- determination of the distribution of the reference wave-forming potential available on the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16) in the cell,
- получение включающего множественные выступы (30) поверхностного профилирования на верхней стороне катода (12), причем в каждом случае выступ (30) предусмотрен на по меньшей мере двух из двадцати участков поверхности верхней стороны катода (12), которые в каждом случае размещены вертикально под теми областями поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава, в которых в имеющемся на поверхности (15) раздела распределении эталонного потенциала волнообразования имеются пики (34) с двадцатью наивысшими максимальными значениями,- obtaining including multiple protrusions (30) surface profiling on the upper side of the cathode (12), and in each case, the protrusion (30) is provided on at least two of the twenty surface sections of the upper side of the cathode (12), which in each case are placed vertically under those regions of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16), in which the distribution of the reference wave-forming potential on the interface (15) contains peaks (34) with twenty highest maximum values niyami,
причем эталонный потенциал волнообразования определяется как потенциал волнообразования, который при эксплуатации электролизера (10) с использованием - вместо катода (12) с поверхностным профилированием - эталонного катода без поверхностного профилирования, но в остальном с таким же выполнением, что и катод (12) с поверхностным профилированием, имеется на одном участке поверхности (15) раздела между слоем (14) жидкого алюминия и слоем (16) расплава.
moreover, the reference wave-forming potential is defined as the wave-forming potential, which during operation of the electrolyzer (10) using, instead of the cathode (12) with surface profiling, a reference cathode without surface profiling, but otherwise with the same execution as the cathode (12) with surface by profiling, there is on one section of the interface surface (15) between the liquid aluminum layer (14) and the melt layer (16).