157534. lajstromszámú szabadalom • Kriolit kád aluminium elektrolizises előállításához

7 157534 hosszanti oldalfalától mért távolsága 20—30 cm és előnyösen 30—40 cm, vagy ennél nagyobb legyen. Helyesen tervezett és működtetett kemencékben a fürdő és az előregyártott anyag érintkezési rétegeinek hőmérséklete ilyen esetben alacsonyabb 925 C°-nál, előnyösen 900 C°-oiál. Többcellás kemencék esetén az elektrolizáló kemence működése közben a belső kád részei közül a kád alja okozza a legtöbb nehézséget. Az elektromosan nem vezető femek — ellentétben a hagyományos kádlakkal, melyeknek alján a Joule-effelktus következtében jelentős helyi hőfejlődés történik — lehűlésre hajlamos, s emiatt a fölötte levő fürdőréteg megdermedhet. Ez esetben a félig fagyott fürdőrétegek meglassíthatják vagy megakadályozhatják . az alumínium lesüllyedését a fenékre. így az alumínium nem jut el a külön gyűjtőedényekbe, s a működés során rontja a többcellás kemence teljesítményét. Az említett nehézség elkerülésére a többcellás kemencéket célszerű úgy méretezni, hogy a fürdőt tartalmazó kád fenéké az említett fürdőbe merülő biopoláris elektródok alsó pereiméhez a lehető legközelebb legyen. Az ilyen megoldás alkalmazásakor azonban az előregyártóit anyagból készült kád-fenék iá vele érintkező túl forró rétegek hatására a füldőbe kioldódhat, s így bizonyos mértékben kopik. Ez a hátrány úgy kerülhető el, hogy az előregyártott kriolit-kádfeneíket a túl forró fürdővel szemben speciális, magas olyiadásponitú, a kriolit-anyagtói eltérő hőálló anyagokkal (pl. sziliciumnitrid-kötésű sziliciumlkarbid^alapú hőálló anyagok), vagy olvadt alumínium-réteggel, vagy mindkettővel (pl. az előregyártott kriolitkád fenekébe beépített, a fenti speciális hőálló anyagokkal bevont alumíniumolvadék-tárolák) védjük. Röviden összefoglalva, az előregyártott, szilárdfialú kriolitkádak gyakorlatilag semmiféle, a működés közben fellépő kémiai reakcióban nem vesznek részt, és a már vázolt megfelelő körülményék biztosítása esetén nem fordul elő oldódás sem az elektrolízis-fürdőbe. A kádakat képező kriölit kitűnő fluor- és hőálló anyag. A kádak rendkívül rossz elektromos .vezetők és igen jó hőszigetelést biztosítanak, ugyanis a fent ismertetett módon előállított szilárd anyagok hővezetőképessége a szén, vagy bármely költségesebb tűzálló anyag hővezetőképességénél sokkal kisebb. A találmány szerinti kádak önköltsége csekély, mert a kiindulási anyag — különösen a sziliciumnitrid-kötésű sziliciunikarbid árával összehasonlítva — olcsó, és előállítása nagyon egyszerű. Szabadalmi igénypontok: - 1. Olvadt fluorid-fürdőben eloszlatott alumíniumoxid olvadékelektrolízisérie szolgáló egycellás vagy többcellás kemence krioKt-taiitalniú anyagból álló egy vagy több előregyártott idomdarafoból kiképzett belső káddal, azzal jellemezve, hogy az előregyártott idomdarabok 80 súlyO/o-nál több kriolitot tartalmaznak, és adott esetben a belső kád feneke fölött egy vagy több védőréteg van elhelyezve. 2. Az 1. igénypont szerinti kemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az előregyártott idomdanalbok tiszta, természetes vagy szintetikus kriolitból állnak. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az előregyártott idomdaraboik disapergált széndarát, és adott esetben eloszlatott alumíniumoxidot tartalmaznak. 4. A 3. igénypont szerinti kemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az előregyártott idomdanalbok szilárd állapotban eloszlatott alumíniumoxidot tartalmaznak. 5. Az 1. igénypont szerinti kemence kiviteli alakjla, azzal jellemezve, hogy a védőanyag sziliciumnitrid-kötésű sziliciumkarbid-alapú hőálló anyagból áll. 6. Az 1. igénypont szerinti kemence belső kádjániák változata, azzal jellemezve, hogy az előregyártott idömdarabok krioliton kívül 20— 75 súly% mennyiségben széndarát és alumíniumoxidot tartalmaznak. 7. Eljárás az 1. igénypont szerinti kemence kriolit-tartalmú idomdarafojainak előállítására, azzal jellemezve, hogy öntőmintába vagy formába tiszta olvadt kriolitot öntünk, a kriolitolvadékot hűtéssel megszilárdítjuk, majd az idomdiaraibot elválasztjuk az öntőmintától vagy formától. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a tiszta kriolitot előzetesen kis áramerőséggel és váltóárammal működő kis elektrolizáló kemencében alvasztjuík meg. 9. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az öntőmintába vagy formába az öntés előtt széntartalmú darát és/vagy lényegében tiszta kriolittartalmú darát töltünk. 10. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kriolitos oldatot előzetesen kis áramerőséggel és váltóárammal működő kis elektrolizáló kemencében olvasztjuk meg. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás foganat o-10 15 20 25 S0 35 40 45 50 55 60 4