SU654184A3 - Бипол рный электрод ванны дл получени алюмини - Google Patents

Бипол рный электрод ванны дл получени алюмини

Info

Publication number
SU654184A3
SU654184A3 SU742055634A SU2055634A SU654184A3 SU 654184 A3 SU654184 A3 SU 654184A3 SU 742055634 A SU742055634 A SU 742055634A SU 2055634 A SU2055634 A SU 2055634A SU 654184 A3 SU654184 A3 SU 654184A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
anode
cathode
melt
bipolar electrode
oxide
Prior art date
Application number
SU742055634A
Other languages
English (en)
Inventor
Альдер Ханспетер
Original Assignee
Швейцарише Алюминиум Аг (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Швейцарише Алюминиум Аг (Фирма) filed Critical Швейцарише Алюминиум Аг (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU654184A3 publication Critical patent/SU654184A3/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium

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)

Description

площади, не мен   при этом внешних размеров электролизера. Однако такой бипол рный электрод недостаточно надежен вработе и быст выходит из стро . Предлагаемый бипол рный электрод отличаетс  тем, что между анодной и Катодной част ми находитс  промеж точный слой, пропускающий электрический ток и  вл ющийс  инертным по отношению к аноду и катоду при рабочей температуре. Промежуточный слой состоит из металла, выбранного из группы, содержащей серебро, никель, медь, кобальт и молибден, или его соединений, выбранных из группы, содержащей карбиды, нитриды, бориды, силициды или их смесь, Этб позвол ет повысить надежность и срок службы электрода. Электрический ток пропускаетс  че рез много чейковый электролизер минимум с одним нepacxoдye шIM бипол рным электродом, состо щим из электро ных материалов, устойчивых один к другому. Причем анионы, в частности ионы кислорода, растворенных соединений металлов разр жаютс  на поверх ности анода, состо щей из электронно-провод щего окисленного керамического материала, а ионы металла, в частности ионы алюмини , разр жа ,ютс  на поверхности катода, состо щего и иного материала, чем анодна поверхность (в частности, из графита ) . Ячейка электролизера состоит из следующих элементов: расплав - элек тронно-провод щий анод - катод -. расплав. Так как анод и катод при в сокой температуре часто неустойчивь один к другому, они разделены проме жуточным слоем. Дл  свободной поверх ности анода, наход щейс  в контакте с коррозионным расплавом, прежде всего принимаютс  во внимание окиси в качестве основных веществ, например окись олова, железа, хрома кобальта, никел  или цинка. Однако эти окиси часто не могут быть плотн агломерированы без добавок, кроме того, при 1000°С они обнаруживают относительно высокое удельное сопро тивление. Поэтому дл  улучшени  свойств чистой окиси необходимы до (5авки минимум из одной окиси другого металла концентрацией 0,0120 вес.%, преимущественно 0/05- Я вес.%. Дл  повышени  агломерации, плот ности и проводимости рекомендуютс  добавки окисей следующих металлов, которые могут примен тьс  отдельно или . в комбинации Fe, Sb, Си, Мп, Nb, Zn, Cr, Со, W Cd, Zr, Та, Jn, Ni, Ca, Ba, BJL. Дл  получени  окисленных керамических элементов такого типа можно работать согласно известным метоДам керамической технологии. Смесь окисей измельчают, путем, прессовани  или шликерного лить  помещают в форму и агломерируют путем нагревани  до высокой температуры. Нар ду с этим смесь окисей в качестве покрыти  нанос т на носитель, причем этот носитель с успехом служит в качестве разделительного сло  между анодной и катодной поверхност ми электродов. Смесь окисей с помощью холодного и гор чего прессовани , плазменного или пламенного напылени , детонационного покрыти , физического или химического выделени  из газовой фазы или другого известного метода нанос т на носитель случае необходимости, дополни- ; тельно агломерируют. Прочность сцеплени  на носителе улучшаетс , если перед нанесением сло  сделать поверхность носител  шероховатой (механическим , электрическим или химическим путем), или если на нее наварить металлическую сетевую ткань. Такие оксидные аноды имеют хорошую температурную устойчивость, небольшую растворимость в расплаве при 1000с, небольшое удельное сопротивление , устойчивое окисление, а также малую пористость, которой можно пренебречь. Примен ютс  аноды преимущественно пористостью менее чем 5%, состо щие на 80-99% из ShO2.. При рабочей температуре они имеют удельное сопротивление максимум 0,004 ом/см и растворимость в криолитовом расплаве менее чем 0,08%. Эти услови  выполн ютс , например, при добавке 0,5-2% СиО и 0,5-2% SbyO к основе SnO. Окисленный керамический материал на базе окиси олова быстро изнашиваетс  при погружении в расплавленный электролит с суспендированным алюминием. Коррози  может быть значительно уменьшена при подаче на поверхность анода, наход щуюс  в контакте с расплавом, напр жени . При этом минимальна  плотность тока должна составл ть 0,001 А/см, однако с успехом примен етс  минимум 0,01 А/см , в частности минимум 0,025 А/см . Если бипол рный электрод, на который подаетс  ток с минимальной плотностью, расположен в много чейковом электролизере так, что свобод; а  поверхность анода не полностью догружена в расплав, тогда в том месте, где поверхность анода находитс  в контакте одновременно с расплавом и атмосферой, может произойти еще более заметное изнашивание оксидного керамического материала . Атмосфера, кроме воздуха, состоит из анодного газа, в частности кислорода, паров расплава и (по возможности) фтора. Поэтому электроды расположены преимущественно т что по меньшей мере свободна ,, рабоча  поверхность акода полностью погружена в расплав. Катод, как правило,состоит из углерода в виде кальцинированных блоков или графита. Однако он может быть изготовлен также из другого устойчивого к расплаву металла с хо рошей электронной проводимостью (например, борида, карбида, нитрида или силицида), преимущественно элементов W основной группы и дополнительной группы металлов пери дической системьа элементов или их смесей, в частности карбида титана, борида титана, борида или карбида кремни . Так же как анод, .катод согласно известному технологи ческому способу может быть нанесен виде покрыти  на промежуточный слой Между анодным и катодным слоем может быть расположен промежуточный слой, который преп т-ствует непосред cTBeHHOikiy контакту между оксидной керамикой и катодом. Оксидна  керам ка при рабочей температуре может быть восстановлена за счет катодног сло , cdcTOHiaero из углерода. Промежуточный слой должен облада хорошей электропроводностью. В качестве материалов используют металлы, преимущественно серебро, никель, медь, кобальт, молибден, а также соответствующий определенным услови м карбид, нитрид, борид, сил цид или их смеси. Серебро имеет преимущество потому, что оно жидкое при рабочейтемпературе выше и вместе с тем обеспечивает особенно хороший контакт. Одновременно такой промежуточный слой с проводиместью- металла облегчает равномерное распределение тока по всей пластине электрода. Отдельные части бипол рного электрода скреплены материалом, который устойчив при рабочих услови х и  вл етс  плохим электропроводником. Преимущественно примен етс  преломл  ющий нитрид или окись, например нитрид бора, нитрид кремни , окись алю мини  или окись магни . При использовании в электролизе бипол рный электрод с двух сторон находитс  в контакте с расплавом. Расплавленный электролит может сое то ть из фторидов и прежде всего из криолита или из смеси окисей. Разр дка ионов - 0 происходит на граничной поверхности между расплаво и керамикой, образовавшийс  кислород улетучиваетс  через расплав. На катоде ионы металла уменьшаютс . В- много чейковом электролизере не колько электродов могут располагатьс в р д между концевым катодом и концевым анодом. На фиг. 1 показаны отдельные част  неиспользованных бипол рных электродов; на фиг. 2 дан вертикальный разрез электролизера дл  получени  алюмини , оборудованного бипол рными электродами; на фиг. 3 - горизонтальный разрез одной части электролизера с электродными пластинами, укрепленными в выемках; на фиг. 4 - вертикальный разрез А-А на фиг. 3. Электрод 1 имеет раму 2, котора  состоит из плохопровод щего, устойчивого к расплавлению материала, например электролитически расплавленной или МдО. В этой раме имеютс  агломерированна  анодна  пластина 3, состо  да  из оксидного керамического материала, промежуточный слой 4, образованный хорошопровод щей пластиной , и катодна  пластина 5. Промежуточный слой 4 при рабочей температуре должен преп тствовать реакции между анодной 3 и катодной 5 пластинами. Подвешивание электрода в электролизере облегчаетс  образованием на раме 2 двух  зычков 6, Много чейковый электролизер (см. фиг. 2) набран из вертикально расположенных электродов. Они преимущественно расположены под углом, чтобы по возможности преп тствовать вторичному окислению осевшего алюмини  в результате поднимающегос  вверх кислорода . Токоподвод 7 ведет к концевому аноду, а токоподвод 8 - к концевому катоду. Уровень расплава устанавливаетс  так, чтобы он находилс  на участке верхнего кра  рамы электрода . Таким образом, не покрыта  рамой поверхность анода полностью погружена в расплав. За счет этого исключаетс  контактирование атмосферы со . свободной поверхностью анода и ее разрушение. Осевший на катоде алюминий собираетс  в сборниках 9, в то врем  как анодный газ отводитс  через отверстие 10 в крышке II  чейки, выложенной огнеупорным кирпичом. Футеровка 12 ванны не действует на катод, она покрыта электроизол ционным слоем 13, устойчивым к расплаву и к жидкому алюьшнию. Отдельные части электродов 1 без рамы могут держатьс  до применени  вспомогательных средств (см. фиг. 3 и 4). Электролизер сконструирован так, что анодна  пластина 3, промежуточный слой 4 и катодна  пластина 5 электродов с затвердевшим электролитовым материалом отдельно закреплены в выемках, образованных футеровкой 12 ванны. Там расплав затвердевает в результате температуры, существующей в выемках ванны и уменьшающейс  к стенке, что обусловлено перепадом температур у стенок электролитической ванны. Дополнительное затвердевание может проводитьс  местами за счет охлаждающих каналов 14, вмонтированных в ванну. Кроме того, может быть пред усмотрено нагревательное устройство, которое использует, преимущественно, охлаждающие каналы дл  транспортиро ки гор чей среды-. При необходимости оно осуществл ет повторное расплавле ние затвердевшего расплава. Дл  счерпывани  жидкого алюмини  предусмотрены каналы со стоком, из которого алюминий путем гравитации попадает в сборный желоб. Предпочтительно алюминий рывками выходит отдельно из каждого канала дл  того, чтобы преп тствовать местному замыканид ) и вместе с тем потер м тока. Пример. В качестве исходного материала дл  анода используют окись олова чистотой 99,9%, теоретической плотностью 6,94 г/см и крупностью 5 мкм. К этому материалу добавл ют 2% окиси меди и 2% окиси сурьмы кажда  чистотой 99,9% и ТОЙ же крупностью, что и окись олова и затем в течение 10 мин в сухом виде перемешивают в мешалке. Около 500 г этой смеси загружают в м гкую латексную форму с квадратной выемкой 14,5 14,5 см, вручную слабо прессуют и направл ют в загрузочную камеру изостатического пресса. Давление в те чение 3 мин повышаетс  от О до 2000 кг/см , затем в течение 10 сек остаетс  на максимуме и после этого в течение нескольких секунд понижаетс . Неагломерированную ( зеленую пластину вынимают из формы. Размеры пластины:,,,08 см плотность 3,4 г/см. Зеленый прессованный элемент нагревают в электролизере между двум  алюминиевыми пластинами в течение 18 час, начина  от комнатной температуры и до 35ос, на 2 час оставл ют при этой температуреи в течение следующих суток (24 час) охлаждают до 400с. После достижени  этой температуры агломерированное изделие вынимают из электролизера и после охлаждени  до комнатной температуры взвешивают, измер ют и определ ют плотность. Размеры: 10,3 0,70 см, измеренна  плотность: 6,58 г/см , теоретическа  плотность 6,91 г/см- (95,2%). Пластину вместе с квадратной никелевой пластиной 10,1 -10,1х 0,5 см и. графитовой пластиной 10,3 х.10,3 1,0 см плотностью 1,84 г/см вдвигают в раму из нитрида бора плотностью 1,6 г/см. Никелевую пластину берут немного меньшего размера, чтобы компенсировать свое почти второе большее термическое расширение по сравнению с другими материалами. Наружные размеры рамы из нитрида бора: длина (без .  зычков) 14,3 см, высота 12,3 см, ширина 4,2 см. Выемка квадратной формы дл  анода, промежуточного сло  и катода: длина 10,3 см, высота 10,3 см, ширина 2,2 см. . , . ., - Пр моугольное окошко:длина 8,3 см, высота 7,3 см, стенка 1,0 см. Дл  системы SnO - никель-графит сопротивление рассчитываетс  с предположением идеального контакта между материалами (см. таблицу).

Claims (2)

1.Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюмини ,
м., Металлурги , 1971, с. 152-160,
2.Патент США 3352767, кл. 204-67, 1967,
A т л
3 f 5
; г
SU742055634A 1973-08-13 1974-08-13 Бипол рный электрод ванны дл получени алюмини SU654184A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1164673A CH587929A5 (ru) 1973-08-13 1973-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU654184A3 true SU654184A3 (ru) 1979-03-25

Family

ID=4375493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU742055634A SU654184A3 (ru) 1973-08-13 1974-08-13 Бипол рный электрод ванны дл получени алюмини

Country Status (25)

Country Link
US (1) US3930967A (ru)
JP (1) JPS5244730B2 (ru)
AR (1) AR212959A1 (ru)
AT (1) AT338008B (ru)
BE (1) BE818737A (ru)
BR (1) BR7406538D0 (ru)
CA (1) CA1083523A (ru)
CH (1) CH587929A5 (ru)
DD (1) DD115157A5 (ru)
DE (1) DE2438891A1 (ru)
EG (1) EG11563A (ru)
ES (1) ES429008A1 (ru)
FR (1) FR2240966B1 (ru)
GB (1) GB1448800A (ru)
IN (1) IN140286B (ru)
IT (1) IT1019865B (ru)
NL (1) NL162146C (ru)
NO (1) NO742889L (ru)
OA (1) OA04762A (ru)
PH (1) PH12358A (ru)
RO (1) RO78427A (ru)
SE (1) SE412929B (ru)
SU (1) SU654184A3 (ru)
TR (1) TR17588A (ru)
ZA (1) ZA744462B (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039401A (en) * 1973-10-05 1977-08-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Aluminum production method with electrodes for aluminum reduction cells
CH594064A5 (ru) * 1973-12-20 1977-12-30 Alusuisse
JPS5230790A (en) * 1975-09-04 1977-03-08 Kyocera Corp Anode made of ceramics for electrolysis
DD137365A5 (de) * 1976-03-31 1979-08-29 Diamond Shamrock Techn Elektrode
US4146438A (en) * 1976-03-31 1979-03-27 Diamond Shamrock Technologies S.A. Sintered electrodes with electrocatalytic coating
JPS56501683A (ru) * 1979-12-06 1981-11-19
US4478693A (en) * 1980-11-10 1984-10-23 Aluminum Company Of America Inert electrode compositions
US4374761A (en) * 1980-11-10 1983-02-22 Aluminum Company Of America Inert electrode formulations
US4374050A (en) * 1980-11-10 1983-02-15 Aluminum Company Of America Inert electrode compositions
US4399008A (en) * 1980-11-10 1983-08-16 Aluminum Company Of America Composition for inert electrodes
CA1181616A (en) * 1980-11-10 1985-01-29 Aluminum Company Of America Inert electrode compositions
US4401543A (en) * 1980-12-11 1983-08-30 Hiroshi Ishizuka Electrolytic cell for magnesium chloride
US4379033A (en) * 1981-03-09 1983-04-05 Great Lakes Carbon Corporation Method of manufacturing aluminum in a Hall-Heroult cell
US4491510A (en) * 1981-03-09 1985-01-01 Great Lakes Carbon Corporation Monolithic composite electrode for molten salt electrolysis
US4454015A (en) * 1982-09-27 1984-06-12 Aluminum Company Of America Composition suitable for use as inert electrode having good electrical conductivity and mechanical properties
US4622111A (en) * 1983-04-26 1986-11-11 Aluminum Company Of America Apparatus and method for electrolysis and inclined electrodes
US4664760A (en) * 1983-04-26 1987-05-12 Aluminum Company Of America Electrolytic cell and method of electrolysis using supported electrodes
US4504366A (en) * 1983-04-26 1985-03-12 Aluminum Company Of America Support member and electrolytic method
US4596637A (en) * 1983-04-26 1986-06-24 Aluminum Company Of America Apparatus and method for electrolysis and float
US4504369A (en) * 1984-02-08 1985-03-12 Rudolf Keller Method to improve the performance of non-consumable anodes in the electrolysis of metal
BR8707792A (pt) * 1986-08-21 1989-08-15 Moltech Invent Sa Eletrodo para eletroproducao de sal em fusao processo e celula
US4865701A (en) * 1988-08-31 1989-09-12 Beck Theodore R Electrolytic reduction of alumina
US5286359A (en) * 1991-05-20 1994-02-15 Reynolds Metals Company Alumina reduction cell
AU760052B2 (en) * 1998-08-18 2003-05-08 Moltech Invent S.A. Bipolar cell for the production of aluminium with carbon cathodes
US7235161B2 (en) * 2003-11-19 2007-06-26 Alcoa Inc. Stable anodes including iron oxide and use of such anodes in metal production cells
RU2452797C2 (ru) * 2009-11-30 2012-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ производства металлов с керамическим анодом
DE102012211325A1 (de) 2012-06-29 2014-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher
CN114308912B (zh) * 2022-03-15 2022-05-24 山西互感器电测设备有限公司 预焙阳极表面清洁装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2480474A (en) * 1945-12-14 1949-08-30 Reynolds Metals Co Method of producing aluminum
NL109837C (nl) * 1957-01-05 1964-11-16 Montedison Spa Oven voor het bereiden van aluminium door elektrolyse van een smelt
GB962599A (en) * 1961-08-03 1964-07-01 Montedison Spa Electrolytic furnace for aluminium production
OA02156A (fr) * 1965-10-21 1970-05-05 Montecatini Edison S A Four et procédé pour la production, en bain fondu, de métaux à partir de leurs oxydes, et four à électrolyse à cellules multiples, composées par des éléctrodes de carbone horizontales bipolaires.
CH441776A (de) * 1966-05-17 1967-08-15 Marincek Borut Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Schmelzflusselektrolyse von Oxiden
US3586613A (en) * 1967-03-31 1971-06-22 Dow Chemical Co Electrolytic reduction of oxides using plasma electrodes
US3562122A (en) * 1967-12-21 1971-02-09 Continental Oil Co Preparation of platinum metal oxide reduction catalyst
NO122558B (ru) * 1968-03-26 1971-07-12 Montedison Spa
US3617462A (en) * 1968-05-06 1971-11-02 Ppg Industries Inc Platinum titanium hydride bipolar electrodes
BE759874A (fr) * 1969-12-05 1971-05-17 Alusuisse Anode pour l'electrolyse ignee d'oxydes metalliques
US3775099A (en) * 1970-07-17 1973-11-27 Ethyl Corp Method of winning copper, nickel, and other metals
US3785941A (en) * 1971-09-09 1974-01-15 Aluminum Co Of America Refractory for production of aluminum by electrolysis of aluminum chloride

Also Published As

Publication number Publication date
GB1448800A (en) 1976-09-08
OA04762A (fr) 1980-08-31
JPS5244730B2 (ru) 1977-11-10
CH587929A5 (ru) 1977-05-13
PH12358A (en) 1979-01-29
TR17588A (tr) 1975-07-23
FR2240966B1 (ru) 1978-01-27
AT338008B (de) 1977-07-25
JPS5044907A (ru) 1975-04-22
ATA658374A (de) 1976-11-15
NL162146C (nl) 1980-04-15
ES429008A1 (es) 1977-03-01
AR212959A1 (es) 1978-11-30
NO742889L (ru) 1975-03-10
NL162146B (nl) 1979-11-15
AU7200974A (en) 1976-02-05
DE2438891A1 (de) 1975-02-20
CA1083523A (en) 1980-08-12
DD115157A5 (ru) 1975-09-12
SE7409237L (ru) 1975-02-14
EG11563A (en) 1978-03-29
FR2240966A1 (ru) 1975-03-14
IN140286B (ru) 1976-10-09
US3930967A (en) 1976-01-06
RO78427A (ro) 1982-04-12
NL7410782A (nl) 1975-02-17
SE412929B (sv) 1980-03-24
IT1019865B (it) 1977-11-30
BE818737A (fr) 1974-12-02
ZA744462B (en) 1975-07-30
BR7406538D0 (pt) 1975-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU654184A3 (ru) Бипол рный электрод ванны дл получени алюмини
US4338177A (en) Electrolytic cell for the production of aluminum
US4670110A (en) Process for the electrolytic deposition of aluminum using a composite anode
US4342637A (en) Composite anode for the electrolytic deposition of aluminum
US4187155A (en) Molten salt electrolysis
SU708999A3 (ru) Анод электролизера дл получени алюмини из расплавленных электролитов
US4093524A (en) Bonding of refractory hard metal
US3578580A (en) Electrolytic cell apparatus
US4146438A (en) Sintered electrodes with electrocatalytic coating
US3661736A (en) Refractory hard metal composite cathode aluminum reduction cell
US4057480A (en) Inconsumable electrodes
US4919771A (en) Process for producing aluminum by molten salt electrolysis
US3215615A (en) Current conducting element for aluminum production cells
US4098651A (en) Continuous measurement of electrolyte parameters in a cell for the electrolysis of a molten charge
US4115215A (en) Aluminum purification
JPS6025512B2 (ja) 溶融塩電解用電極
CA1037420A (en) Electrodes for aluminum reduction cells
US4118304A (en) Electrolytic alumina reduction cell with heat radiation reducing means
US4111765A (en) Silicon carbide-valve metal borides-carbon electrodes
US3390071A (en) Cathode construction for aluminum reduction cell
CA1224746A (en) Cell for the refining of aluminum
US4409073A (en) Process for the electrolytic reduction of metals and an improved particulate carbon electrode for the same
US2959533A (en) Production of aluminium by fused salt electrolysis with vertical or inclined cathodes of carbon and aluminium
GB1046705A (en) Improvements in or relating to the operation of electrolytic reduction cells for theproduction of aluminium
EP0115689A2 (en) Reactionsintered oxide-boride ceramic body and use thereof in electrolytic cell in aluminum production