140967. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektróda előállítására
^ 140967. ratóriumban kalcinált petrolkokszot vizsgálva, a következő értékeket kaptuk: Kalcináló hőmérséklet Reaktivitás 950 C° 0.30 1100 0° 0.22 1300 C° 0.19 1500 C° 0.18 Az itten •megadott reáktivitási értékeket viszonylagos értékekként kell figyelembe venni, amelyekhez az általunk megállapított mérési módszerrel jutottunk. Az elektrolitos fürdő és az elektróda közötti nedvesedési viszonyok mérései azt eredményezték, hogy a koksz kalcinálási hőmérséklete a nedvesedésre lényeges fontosságú. Nagy hőmérsékleten kalcinált kokszot az elektrolitos fürdő lényegesen rosszabbul nedvesíti, mint kis hőmérsékleten kalcinált kokszot. Ki nem elégítő nedvesítés rosszabb áramátvitelhez vezet. Elektrokémiai túlfeszültségek mérései azt az eredményt adták, hogy nagy hőmérsékleten kalcinált koksznak lényegesen nagyobb elektrokémiai túlfeszültsége van, mint kis hőfokon kalcinált koksznak. Nagy túlfeszültség rosszabb áramátvitellel jár. A kalcináló hőmérsékleten kívül a kalcináló időtartamnak is jelentősége van. Azt találtuk, hogy nagyobb hőmérsékletet használva rövidebb kalcináló idő ugyanazt a reaktivitást, túlfeszültséget és az elektrolitos fürdőnek ugyanazt a nedvesítési viszonyait eredményezheti, mint kisebb hőmérséklet alkalmazásával hoszszabb kalcináló időtartam. Kimutattuk, hogy a fenti körülményeknek az alumíniumgyártásban a szénelektródák „lemorzsolódása" tekintetében lényeges szerepük van. Ha az elektródát kisebb hőmérsékleten sütjük, mint amilyent alkalmaznak az elektróda szárazanyagát alkotó koksz kalcinálásakor, akkor a kisebb sütőhőmérsékleten elkokszolt kötőszernek más tulajdonságai lesznek, mint a szárazanyag kokszának. Amint előbb említettük, ez a körülmény különösen önsülő elektródákkal kapcsolatban mutatkozik. A kötőszerkoksz és a szárazanyag fentemlített eltérő tulajdonságai miatt, az elektrolitos fürdő és az elektróda közötti határfelületen a villanyos áram elsősorban a kötőszerkokszon megy át. Ennek pedig az a következménye, hogy az anódon fellépő elektrolitos reakciók miatt a kötoszerkoksz gyorsabban használódik el, mint a szárazanyag szemcséi, mely utóbbiak ilymódon szabad fekvésűekké válnak és lemorzsolódnak. A különböző reaktivitás ahhoz is vezet, hogy az anód elemi szene és az anódgáz C02 -ja közti szekunder reakció elsősorban a kötőszerkokszot támadja meg. Azt találtuk, hogy a zavaró szénporlemorzsolódást úgy tudjuk elkerülni, hogy az elektródamassza előállításához használt kokszot előzetesen csak olyan hőfokra hevítjük, amely a szárazanyagnak ugyanazokat a vegyi és fizikai tulajdonságokat biztosítja, mint amilyeneket a kötőszer az elektróda sülése közben előálló elkokszolódás folyamán felvesz, úgyhogy ezt a kokszot nem kalcináljuk jobban, mint magában véve a kötőszer kokszát. Önsülő elektródáknál a kalcináló hőmérséklet olyan hőmérsékletaek felel meg, amely.az elektródát felhasználó kemencében; van, pl. alumíniumgyártásban 950 C°. Az ilyképen keletkező elektródamassza ekkor tökéletesen egynemű elektródát ad, mely egyenletesen oxidálódik; az elektrolízis ugyanis azonos mértékben hat a szárazanyag szemcséire, mint a kötőszer kokszára, és a szárazanyag szemcséi azonos mértékben reagálnak az anódigáz C02 -Jával, mint a kötőszerkoksz. Az ismertetett rendszabály különösen előnyösnek látszik, ha az elektródamasszában szurokkokszot használunk. Ilyen elektróda sütés útján 100%-os szurokkokszelektródát ad, melynek alkatrészeit az előállítás folyamán nem kezeltek 950 C°-nál nagyobb hőmérsékleten, Petrolkoksz és kalcinált -antracit alkalmazásakor ugyanezek a viszonyok lépnek fel, úgyhogy az ismertetett rendszabály előnyös ezekkel az anyagokkal kapcsolatban is. Ezzel az eljárással az alkalmazott kokszban általában nem érjük el a teljes villanyos vezetőképességet. A különbség azonban oly csekély, hogy az a gyakorlatban említésre méltó szerepet nem játszik. Kísérleteink során azonban azt is megállapítottuk, hogy a szárazanyag túl gyenge kalcinálása esetén az elektróda zsugorodása miatt repedések keletkezhetnek. Így például, ha, alumíniumkemencék elektródáinak előállításához petrolkokszot kalcinálunk, akkor a kalcináló hőmérsékletnek, 10—20 óra kalcináló időtartamot véve fel, nem szabad kisebbnek lennie, mint 950 C°. Megállapítottuk azonban azt is, hogy kötőszer elkokszolásával készített koksz különféle jellemző tulajdonságait némileg módosíthatjuk, ha ahhoz a kokszolás előtt alkalmas katalizátorokat adunk. Azt találtuk, hogy alkalmas katalizátor hozzáadásával lehetséges 950 C°-on kalcinált .kötőszerkoksznak olyan reaktivitását, túlfeszültségét és nedlvesedését elérni, amelyek voltaképen azoknak a tulajdonságoknak felelnének meg, amelyekkel különben 1100 C°-on kalcinált kötőszerkoksz rendelkezik. Ezt az érdekes körülményt az előbb mondottakkal kapcsolatban előnyösen fel lehet használni, minthogy olyan szárazanyagot, amelyet aránylag nagy hőmérsékleten —• pl. 1100 C -on kalcináltunk — mégis tudunk nyersanyagként hasznosítani. Ilyen kalcinált szárazanyag nem zsugorodik az elektródában, melynek hőmérséklete nem haladja meg a kb. 950 C°-ot, amikor is ekként elkerültük a repedések képződésének veszélyét az elektródában. Az ilyen kalcinált. koksz, ha — mint fentebb ismertettük — közönséges kötőszert használunk, szénlemorzsolódást fog okozni az alumíniumkemencében. Alkalmas katalizátor hozzáadásával azonban a kötőszerkoksz kalcináló hőmérsékletét 950 C°-ról 1100 €°-ra „emeihet-
