168156. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fém, mint alumínium előállítására
15 168156 16 A távozó gázt - mely még mindig kb. 64 g/m3 gázhalmazállapotú alumíniumkloridot tartalmaz — az 56 vezetéken át az 58 kondenzáló zónába vagy kondenzátorba vezetjük. Ez utóbbi lehet egy másik, előre meghatározott — gyakran kb. 5 100C°-nál alacsonyabb hőfokon üzemeltetett csőköteges hőcserélő vagy alumíniumklorid örvényágy, melyben a maradék alumíniumklorid lecsapódik. Elválasztás után az alumíniumklorid az 59 vezetékeken keresztül 60 szedőbe gyűlik össze kris- io tályos formában. Ez az összegyűlt alumíniumklorid azután a 61 vezetéken keresztül ugyanabba vagy egy másik elektrolizáló cellába táplálható vissza elektrolitikus bontásra. A távozó és aránylag tiszta gázt ezután a 62 vezetéken át egy vagy több 63 15 szűrőzsák-egységre vagy -berendezésre vezetjük, mely kiszűr minden visszamaradt szilárd szennyezést, különösen a kisméretű szilárd szennyezést. A 63 szűrőzsák-egységben összegyűlt szilárd anyag lényegében alumíniumkloridból áll és amennyiben 20 tisztasága megfelelő, úgy a 64 vezetéken keresztül a 60 gyűjtőedénybe vezethető vissza, onnan pedig kívánság esetén az 50 cellába táplálható. A 63 szűrőből távozó, aránylag tiszta klórgázt és kevés nitrogént a 65 vezetéken át a felhasználási 25 helyre vezetjük. Ez a klórgáz egyéb forrásból származó klónál együtt 66 alumíniumklorid előállítására szolgáló zónába vezethető, ahol alumíniumoxidot tartalmazó anyaggal redukálószer — pl. szén - jelenlétében reagáltatjuk. A klórnak legalább 30 egy része és a szén e reakcióba vegyületük formájában - pl. széntetraklorid vagy karbonilklorid — alakjában is bevihető. Alternatív módon ez a klór a 71 vezetéken át egy 67 hűtőbe vezethető, a kapott cseppfolyós klór pedig 68 35 vezetéken át 69 tárolóba. Mint a 70 nyíl mutatja, a 66 zónában termelt alumíniumklorid ugyanabban vagy egy másik elektrolizáló cellában használható fel. 40 Alkálifémklorid-olvadék előállítása alumíniumklorid elektrolízis céljára A 6. ábrán ábrázolt, elektromos árammal, gázzal vagy egyéb (fel nem tüntetett) módon fűtött 45 kemencébe 76 vezetéken át alkálifémkloridokat táplálunk. A betáplált alkálifémkloridokat 77 olvadékká olvasztjuk meg hőfok emelése útján. A 75 kemencében levő olvadék fölé 78 vezetéken át nitrogént vagy egyéb iners gázt, pl. argont vagy 50 hasonlót vezetünk oly módon, hogy elegendő nyomáskülönbséget létesítsünk ahhoz, hogy az olvadékot a 79 szűrőn keresztül átszűrjük és a 80 vezetéken át 81 elektrolizáló cellába nyomjuk. A 81 cellába a 82 vezetéken át betáplált alumí- 55 niumklorid elektrolizálható. A képződött 83 alumíniumot az ábra a 81 cellában kiülepedett állapotban tünteti fel. A képződött klór a 84 vezetéken át távozik. A 81 cellában a sóolvadékot 85 jelöli. A 75 kamrában levő olvadékba az 60 alumínium 76 vezetéken vagy e-célra szolgáló (az ábrán fel nem tüntetett) nyíláson keresztül juttatható be acélból, hogy a vasat és egyéb nehézfém szennyezéseket kicsapja. A vas, illetve nehézfémek a kicsapás előtt az olvadékban oldódó 65 kloridok vagy egyéb halogenidek alakjában vannak kötve. Az alumínium oxigénnel vagy hidroxiddal is reagál oldhatatlan alumíniumoxid képződése közben, mely a vassal és egyéb oldhatatlan szilárd anyagokkal együtt a 75 kemence aljára ülepszik ki. A kiülepedett anyagok és a 86 iszap a 87 nyíláson üríthetők le. Kívánság esetén a 76 vezetéken vagy külön (az ábrán nem ábrázolt) nyíláson át 1—2 súly% alumíniumklőrid szintén betáplálható abból a célból, hogy az olvadékban esetleg jelenlevő hidroxiddal reagáljon, az alumíniumoxidot kicsapja és sósavgázt képezzen (amennyiben a reagáló hidroxid víz). Minden olyan szilárd anyagot, amely csapadékréteg és 86 iszap alakjában nem ülepszik ki, a 79 szűrő visszatart attól, hogy a 80 vezetéken át 81 cellába jusson és ott az elektrolízist zavarja. A 79 szűrő kialakítása olyan lehet, hogy az lényegében áthatolhatatlan az olvadék szilárd szennyezései és csapadékai túlnyomó része számára. A fürdőből kis mennyiségű alkálifémkloridot magával ragadó alumínium a 81 cellából lecsapolható és 89 vezetéken keresztül 88 ülepítőbe vezethető. A 90 alkálifémklorid a 88 ülepítőben a 91 alumínium felületéről lefölözhető vagy leönthető és 92 vezetéken át kívánság szerint a 75 előolvasztó-kamrába juttatható. A 88 ülepítőből lényegében tiszta, olvadt alumínium ülepíthető le csapolással vagy hasonló művelettel. A 7. ábrán szemléltetett szűrő a 95 csővezeték 94 perforált vége köré csavart négy rétegből áll. A rétegek a következők: 96 olvasztott kvarcból készült szövet, 97 szén-nemez, 98 alumíniumoxidszilíciumoxidpapír és 99 szintén olvasztott kvarcból készült szövet. A találmány céljára előnyös kivitelű szűrőnél a 95 cső előnyösen egy lényegében hengeres, perforált 94 hüvelybe nyúlik (melyet az ábra a perforáció szemléltetése céljából csak tört metszetben mutat) csaknem annak végéig. Ez lehetővé teszi, hogy a szűrő az olvadékot a 95 csőbe akkor is áteressze, ha a szűrő csúcsa vagy vége csak kevéssé merül az olvadék szintje alá. A négyréteges szűrőközeg adott esetben szorítókapcsokkal rögzíthető a 94 hüvelyre (a szorítókat az ábra nem tünteti fel). Az alábbi példa a találmány szerinti alumíniumklorid elektrolízisnél használt alkálifémklorid-olvadék előállítását szemlélteti. 906 kg 60% NaCl-ot és 40%DCl-ot tartalmazó alkálifémklorid-sót 8 óra alatt a 6. ábrán vázlatosan szemléltetett 75 kemencében megolvasztottunk. További 8 óra alatt hozzáadtunk 0,5 súly% (4,53 kg) alumíniumot és 1-2 súly% (9-18 kg) AlCl3 -ot és a képződött csapadékot kiülepítettük. A sóolvadék feletti gőzteret 0,28 m3 /óra' iners gázzal (nitrogénnel) öblítettük át abból a célból, hogy a levegő páratartalmának a kemencébe-jutását megakadályozzuk. A kapott olvadékot egy harmadik 8 órás időtartam alatt iners gázzal (nitrogénnel) a 6. és 7. ábrán 79-el jelölt szűrőn egy elektrolizáló cellába nyomattuk, át. A szűrő egy perforált fém alátétre tekert 1,3 mm vastag olvasztott kvarcból készült szövetből, egy 3,2 mm vastag alumíniumoxid- szilíciumoxidpapírból, 6,3 mm vastag szén-nemezből és egy második, 1,3 mm vastag olvasztott kvarcból A
