156688. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium és alumíniumötvözetek előállítására alumíniumkloridból

158688 3 _• 4 5. Az üzemanyag betáplálásához szükséges meglehetősen nagy munkaráfordítás. Ismeretesek irodalmi adatok, melyek szerint az alumíniumnak vízmentes alumíniumkloridból elektrolízissel történő előállítására kísérleteket végeztek, az alumíniumkloridot valamely fémhalogenid olvadékában oldva. Ennek az eljárásnak az elterjedését számos hátránya akadályozta meg. Az alumíniumklorid illékony szilárd anyag, mely kb. 178 °C-on szublimál. Bár a gőznyomása alkálifémklorid-olvadék fürdőkben nagymértékben csökkenthető, az alumíniumklorid ezekből a fürdőkből az alumínium olvadáspontján (661 °C) vagy e körül dolgozva könnyen kidesztillálható. E folyamatok ismeretében a műveleteket alacsony hőmérsékleten vagy nyomás alatt hajtják végre. Az alumíniumkloridot tartalmazó eutektikumok vagy alacsony olvadáspontú sókeverék-olvadékok az elektromos áramot alig vezetik, különösen az alumínium olvadáspontja alatti hőmérsékleten. Az alumíniumklorid olvadék-oldatai az eljárás során alkalmazott hőmérsékleten a grafitra és a szénre — amelyek lényegileg az egyedüli alkalmas anódmasszák, melyek a képződő klórnak ellenállnak —• korróziós hatást gyakorolnak. Alacsony hőmérsékleten az alumínium szilárd alakban kiválik, keveredve az elektrolittal, amit a fémkristályoktól csak nehezen lehet elválasztani, és a cella feszültsége a szokásos áramsűrűség esetén igen.megnő. Magas hőmérsékleteken a cella feszültségét csökkenteni lehet és folyékony fém nyerhető, de az ehhez szükséges, nyomás alatt működő berendezés költséges és erős korrózió lép fel. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, mely az alumíniumklorid-tartalmú elektrolit használatának hátrányait kiküszöböli, az alumíniumklorid mint üzemanyag előnyös tulajdonságainak megtartása mellett, oly módon, hogy alumíniumklorid az elektrolitban az eljárás során egyáltalában nem, vagy csak kis mennyiségben lehet jelen. A találmány szerinti eljárás egyik kiviteli módja szerint alumínium és alumíniumötvözetek előállíthatók, ha elektrolitként olyan sóolvadékot használunk, amely legalább egy alkálifémhalogenidet tartalmaz, fém- vagy fémötvözetolvadék-katódot alkalmazunk, mely az elektrolitból kivált fémes redukálószert tartalmaz oldva, s a fémes redukálószert tartalmazó fémvagy ötvözetolvadékot az alumíniumklorid kettőssójával vagy sóolvadék-oldatával reakcióba visszük. Az elektrolit az alkálifémhalogenid mellett egy vagy több .alkáüféMfémihalogenidiet és/vagy ritka földfémhaiogenidet is tartalmazhat. Az alumíniumkloridot a fém- vagy ötvözetolvadékkal előnyösen oly. módon visszük reakcióba, hogy az elektrolizáló kamrába csak elhanyagolható mennyiségű alumíniumklorid kerüljön. i Közelebbről megvilágítva, a találmány tárgya eljárás alumínium elektrolízissel történő előállítására oly módon, hogy az elektrolizáló kamrában vagy cellában legalább egy alkáliíémhalogenidet tartalmazó sóolvadék-elektrolitot elektrolizálunk. A katód az elektrolízis során az elektrolitból kivált fémes redukálószert tartalmazó alumínium--Vagy alumíniumötvözeí:olvadék. Az elektrolízis során az alumíniumvagy alumíniumötvözet-olvadékot és a redukálószert egy reaktorkamrába vagy edénybe átviszszük, az alumíniumkloridot a fémes redukálószerrel a reaktorkamrában vagy edényben reakcióba visszük, a fémes redukálószer így nyert kloridját az elektrolizáló kamrába vagy cellába átvisszük, a fémes redukálószert kisebb koncentrációban tartalmazó alumíniumolvadékot az elektrolizáló kamrába vagy cellába visszaviszszük és a fémolvadék-terméket a reaktorkamrából vagy kádból kiürítjük. Az elektrolit az alkálifémhalogenid mellett egy vagy több alkáliföldfémhalogenidet és/vagy ritka földfémhaiogenidet is tartalmazhat. A találmány szerinti eljárás egy másik kiviteli módja azon alapszik, hogy a fémes redukálószer és az alumíniumklorid —• mely utóbbi előnyösen gőzállapotban van —• közötti reakciót olyan kamrában vagy edényben hajtjuk végre, mely az elektrolizáló kamrától el van különítve, úgy, hogy az elektrolizáló kamrába alumíniumklorid csak csekély mennyiségben vagy egyáltalán ne jusson, s ily módon az alumíniumkloridnak az elektrolízis folyamán képződő klórral történő szennyeződése, vagy az azzal előálló vesztesége, és anóamasszára gyakorolt korróziója nagymértékben megelőzhető. / A fémes redukálószer és az alumíniumklorid közötti reakciót célszerűen kétfokozatú reaktorkamrában vagy edényben kivitelezhetjük, ahol egy sófázis, mely az alumíniumkloridot kettőssó alakjában képes abszorbeálni, a gőzállapotú alumíniumkloriddal és a fémes redukálószert tartalmazó alumíniumolvadékkal egyidejűleg reakcióba lép. Ebben az esetbén a redukálószer és az alumíniumklorid-kettőssó reakciója következtében az alumíniumban a redukálószer koncentrációja csökken., Áz alumíniumot az első fokozatból az elektrolizáló kamrába visszük, és a sófázist —• mely a redukálószer kloridját és az alumíniumklorid telített kettőssóját vagy oldatát tartalmazza — az elektrolizáló kamrából friss alumíniumolvadékkal és redukállószerrel a második fokozatban az alumíniumklorid teljes, vagy csaknem teljes elfogyásáig reagáltatjuk. Az alumínium a második fokozatból az első fokozatba visszakerül, mivel a redukálószer kloridját tartalmazó, de az alumíniumklorid tartalmától megfosztott sófázist az elektrolizáló kamrába visszavisszük. A találmány szerinti eljárás egyik kiviteli módja szerint az elektrolit kis részét mint az alumíniumkloridot abszorbeáló sófázist használhatjuk. Az elektrolitot az első fokozatba olyan 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9