154227. lajstromszámú szabadalom • Alumínium és alumíniumötvözetek előállítása alumíniumkloridból
9 amper/0,929 m2 (1 square foot) áramsűrűséggel és 1,905 cm (0,75 inch) elektróda távolsággal elektrolizáltunk olyan alumíniumoxiddal bélelt cellában, melynek függőleges szénrúd az anódja, s kereskedelmi minőségű alumíniumból készült 5 kád a katódja. 25 perc elektrolízis után 13,5 súly% magnéziumot tartalmazó alumíniumötvözetet kaptunk, az átlagos áramkihasználás 90% volt. Az alumíniumötvözetet 6,35 cm (2!V2 inch) 10 átmérőjű alumíniumoxid tégelybe átvittük és argon alatt megolvasztottuk, miközben elegendő mennyiségű alumíniumot adtunk hozzá, hogy 6,12 súly% magnéziumot tartalmazó alumíniumötvözetet nyerjünk. Ezután a fémolvadék fel- 15 színe alá 19,05 cm-re i(71 /2 inches) merülő 0,635 cm (V4 inoh) átmérőjű tantálcsövön keresztül percenként 4500 ml klórnak megfelelő mennyiségű (S.T.P-n mérve) alumíniumkloridgőzt buborékoltattunk keresztül. Az alumíniumklorid 20 bevezetését a fenti arányban mindaddig folytattuk, amíg alumíniumklorid az eltávozó gázokban kimutatható volt. E műveletek során a fém hőmérsékletét 800—950 C°-on tartottuk. Az analízis szerint az előállított fém alumí- 25 nium, mely 0,002 súly%-nál kevesebb magnéziumot tartalmazott. A következőkben ismertetjük a találmány szerinti eljárás kivitelezésére szolgáló berendezést, melyet vázlatosan a mellékelt rajzok ábrázol- 30 nak. A csatolt ábrákat és a leírást csak szemléltetés céljából közöljük, ezek a találmány oltalmi körét semmi esetre sem korlátozzák. A rajzokon ugyanazon utalási számok egyező vagy megfelelő alkatrészeket jelentenek. 35 A rajzok jelentése a következő: 1. ábra az alumínium elektrolizálására szolgáló berendezés függőleges metszete. 2. ábra az 1. ábra 2—2 vonala mentén vett metszet. 40 3. ábra az 1. ábra 3—3 vonala mentén vett felülnézeti metszet. 4. ábra a találmány kivitelezésére szolgáló berendezés egy előnyös változata felülnézetben. 5. ábra a 4. ábra 5—5 vonala mentén vett 45 függőleges metszet. '6. ábra a 4. ábra 6—6 vonala mentén vett függőleges metszet. 7. ábra a 4. ábra 7—7 vonala mentén vett függőleges metszet. 50 8. ábra a 4. ábra 8—8 vonala mentén vett függőleges metszet. A csatolt rajzok 1—3. ábráin az 1 berendezés elvi vázlata látható, mely 2 külső burkolattal és 55 3 hőszigetelő béléssel van ellátva. Egy 4 belső grafit- és/vagy szénbélés a berendezés tartalmát magába foglalja és a 6 kapcsolókból a 7 folyékony katódfém-rétegbe áramot visz. A 11 elektrolizáló kamra vagy cella oldalai 5 tűzálló 60 béléssel elektromosan szigetelve vannak. Az 1 berendezés 8 és 9 grafit- és/vagy szénfalakkal és 1,0 grafit, szén és/vagy tűzálló fallal belül négy részre van elválasztva, mégpedig a 11 elektrolizáló cellára, a 12 szivattyúkamrára, a 65 10 13 reaktorkamrára vagy edényre és a 14 visszavezető kamrára. A 11 elektrolizáló cella 15 sóolvadék-elektrolitot tartalmaz, amelynek a fajsúlya kisebb, mint az alatta elhelyezkedő 7 katódfém-rétegé. A 16, 17 célszerűen grafit vagy szénanódok a 15 elektrolitba merülnek, és a 18 fedőlaphoz vannak erősítve. Az anódok a 19 kapcsolóval vannak összekötve. A 18 fedőlap alsó része, melyet a 16, 17 anódok nem védenek 20 tűzálló tömbökkel vannak bélelve. 21 klórgázelvezető a 18 fedőlapon és a 20 tűzálló tömbön át a 15 elektrolit feletti légtérrel közlekedik. A 6 és 19 kapcsolókhoz egyenáramot vezetünk. A 12 szivattyúkamrára, illetve a 13 reaktorkamrára 2,2, és 23 fedőlapok vannak szerelve. A 22 és 23 fedőlapok alsó részét 24 tűzálló tömb-bélések védik. A 18, 22 és 23 fedőlapok szigeteltek és gázátnemeresztőek. A 13 reaktorkamra falait és a 12 szivattyúkamra tetejét 2í5 tűzálló tömbbélés védi. 27 tömbszelencén át motorral (a rajzon nem látszik) meghajtott 26 függőleges tengely nyúlik be a 22 fedőlapon át, mely tűzálló borkulatú 28 keverőlapátokkal van felszerelve, amelyek úgy vannak meghajtva, hogy a 7 folyékony fémet keverjék, amely a 11 elektrolizáló cellából egy 29 csatornán a 12 szivattyúkamrába kerül. A 7 folyékony fém a 12 szivattyúkamrából túlfolyik és egy 30 kaszkádon át a 13 reaktorkamrában levő 31 fémkádba kerül. Az alumíniumkloridgőzöket a 32 fővezetéken és 33 tűzálló permetező csöveken át a 23 fedőlapon keresztül a 13 reaktorkamrába vezetjük, és ott a 31 fémkádon átbuborékoltatjuk. A 34 elágazó csövek a 33 permetező csövek alsó végével össze vannak kötve és 35 lyukakkal vannak ellátva, melyeken .keresztül az alumíniumkloridgőzök a 31 kádba jutnak. A 10 fal gátat képez, melyen keresztül az alumíniumolvadék és a melléktermékek a 14 visszavezető kamrába átfolynak és innen a 36 visszavezető csatornán keresztül a 11 elektrolizáló cellában levő sós fázisba visszajutnak. A 37 lejtősen kiképezett kifolyó csatorna a kitermelt alumínium időszakos megcsapolására szolgál, és a 38 elmozdítható záródugóval általában el van zárva. Az alumínium vagy alumíniumötvözet a 37 kifolyó csatornában összegyűlik és felső szintje általában közvetlenül a 36 visszavezető csatorna alatt van. A klorid-imelléktermék igyekszik a fém vagy fémötvözet felületén elhelyezkedni és innen a fémolvadékkal a 36 visszavezető csatornán át a reaktorkamrába visszakerül. Ha a kitermelt alumíniumot a 37 kifolyó csatornában megcsapoljuk, a csapolást megszakítjuk mielőtt a csapoló nyíláson klorid-melléktermék is kiürülne. Ha a 38 záródugót visszahelyezzük, a képződött fém fokozatos felgyülemlése következtében a klorid-melléktermék a 37 kifolyó csatornában ismét a fém felületére helyezkedik és azután további fémmel a 36 visszavezető csatornán át ismét a kamrába kerül. 5
