154227. lajstromszámú szabadalom • Alumínium és alumíniumötvözetek előállítása alumíniumkloridból

154227 13 14 fedőlapon keresztül a 13 reaktorkamrába vezet, a 33, 33a csövek alsó vége kiszélesedik. A 33 belső cső csaknem a 1<3 reaktorkamra alsó végéig ér, a 33a külső cső nem nyúlik be ilyen mélyen a 13 kamrába. A 33, 33a csövet tetszőleges nyomású alumíniumkloridgáz-forrással vannak öszszekötve. Közvetlenül a 33a külső cső alsó végződése felett, alsó végével egy 59 felfelé irányuló átfolyó a 13 reaktorkamrához csatlakozik és az 59 átfolyó felső vége a 43 próbavevő-kamrával van összekötve. A 60 csatorna a 13 reaktorkamra felső szélét a 43 próbavevő-kamrával köti össze. A 61 csatorna a 43 próbavevő-kamrát a 47 csatornával köti össze. A reaktorkamra fenekén a termelt fém elvezetésére 62 csatorna van, amely 63 felfelé tartó csatornán egy 64 közbenső kamrába csatlakozik, amely 65 függőleges átfolyóval a 66 fémtartállyal van összekötve. A 65 függőleges átfolyó a 22 fedőlapon, 69 tömbszelencén keresztül benyúló 68 tengelyhez erősített 67 tolózárral szabályozható. A fémek a 66 fémtartályba történő lefolyását a 67 tolózár szabályozza. Egy 71 csappal elzárt 70 pótkiürítőcső a 62 kivezető csatornával szintén össze van kötve. A munkafolyamat a következő: A 11 elektrolizáló cellát 7 alumínium- vagy alumíniumötvözet-olvadékkal és efelett elhelyezkedő, az előzőkben ismertetett típusú, célszerűen magnéziumkloridot tartalmazó sóolvadék-elektrolittal megtöltjük. A cellára az elektrolit elektrolízisének véghezvitele céljából egyenáramot kapcsolunk. A fémes redukálószer (pl. magnézium) kiválik és az alumíniumolvadék-katódon oldatba megy. Az olvadék-katódfém és a benne oldott redukálószer a 44 csatornákon és 46 vezetékeken a 11 cellát elhagyja és a 12 szivattyúkamra alsó részébe kerül, ahonnan a 28 keverőlapát az 51 átfolyó csatornán és az 53 résen át a 13 reaktorkamrába juttatja, amely a szokásos körülmények között a fémolvadékkal van megtöltve. A fémolvadék a 13 reaktorkamrában a 33, 33a csöveken bevezetett felszálló alumíniumklorid gőzökkel ellenáramú mozgásban halad lefelé. Az alumíniumklorid és a redukálószer közötti reakció, — mely utóbbi ebben a szakaszban feleslegben van, — az alumíniumklorid teljes felhasználásához és a redukálószer kloridjának képződéséhez vezet. A klorid-melléktermék a 13 kamrában levő fémolvadék felszínén helyezkedik el. A fémolvadék egy része, amely a redukálószerben leredukálódott, és amely bizonyos arányban klorid-mellékterméket is tartalmazhat, az 59 átfolyón a 43 próbavevő kamrába nyomul, míg a klorid-melléktermék a 13 reaktorkamrából túlfolyik s a 60 csatornán át kerül a 43 próbavevőkamrába. Ez a fémolvadék a klorid-melléktermékkel együtt a 61 csatornán, 47 vezetéken és 45 csatornákon át a 11 elektrolizáló cellába visszacirkulál. A 13 reaktorkamrában maradó fémolvadék a 1L3 kamra alsó részébe nyomul, ahol a 33 belső csövön belépő alumíniumkloridgőzökkel ismét reakcióba lép. Az alumíniumkloridgőzök elegendő feleslegben vannak ahhoz, hogy a fémolvadékból a redukálószernek lényegileg tökéletes eltávolítását biztosítsák. A felesleges alumíniumklorid a 13 reaktorkamrában felfelé száll és közben a fémolvadékban levő további redukálószer mennyiségekkel reagál. A termelt alumínium vagy alumíniumötvözet a 13 kamra alját a 62, 63 csatornákon hagyja el és a 64 közbenső kamrába kerül. A termelt alumíniumot a 64 közbenső kamrából a 67 tolózár segítségével szakaszosan a 66 tartályba ürítjük. A fém mennyiségét általában a 11 elektrolizáló cellában termelt redukálószer mennyisége határozza meg. Mivel az alumíniumklorid a szokásos körülmények között teljesen elhasználódik, nyomokban inert gázok lehetnek időnként benne. Ezek a sóolvadék-réteg fölé szállnak és a 22 fedőlapról függő és ahhoz erősített 72 tűzálló kondenzedénybe kerülnek. Ennek az edénynek a nyitott alsórésze éppen a folyékony só felszíne alá merül. Az inert gázok innen a 73 kieresztőcsövön, mely egy 74 edényben levő megfelelő zárófolyadéknak (pl. olvasztott ólom) éppen a felszíne alá merül, a légkörbe jutnak. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás alumínium és alumíniumötvözetek elektrolízis útján történő előállítására, olvadékelektrolízissel, ahol alapanyagként alumíniumkloridot használunk, azzal jellemezve, hogy legalább egy alkálifém-, alkáliföldfém- és/vagy ritka földfémhalogenidet és egy fémes redukálószer kloridját tartalmazó sóolvadék elektrolitot fém- vagy ötvözetolvadék-katód felhasználásával elektrolizálunk, a fémes redukálószert az elektrolitból elektrolízissel kiválasztjuk, miközben a fémes redukálószer a fém- vagy ötvözetolvadékban oldódik, és a fém- vagy ötvözetolvadékot és a benne oldott fémes redukálószert alumíniumkloriddal reakcióba visszük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja alumínium vagy alumíniumötvözet előállítására, azzal jellemezve, hogy magnéziumkloridot tartalmazó sóolvadék-elektrolitot alumínium- vagy alumíniumötvözetolvadék-katód felhasználása mellett elektrolizálunk, a katódfém-olvadékban oldódó magnéziumot elektrolízissel kiválasztjuk, a magnéziumot tartalmazó katódfémet alumíniumkloriddal reakcióba viszszük, végül a képződő alumíniumot vagy alumíniumötvözetet eltávolítjuk. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az alumíniumklorid és az elektrolit közötti reakciót lényegileg megakadályozzuk. 4. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az alumíniumolvadék- (vagy alumíniumötvözetolvadék) katódfémet a benne oldódott fémes redukálószerrel együtt egy reaktorkamrába visszük, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7