176637. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés aluminium előállítására
11 176637 12 mentesebb áramkört biztosít. Ez előnyös lehet a rendszer elektromos stabilitása szempontjából. Egy további kiviteli alaknál (14. ábra) az ellenállásos melegítő csövek 38 alsó lábai ferdék, míg a 39 felfelé menő lábak vertikálisak lehetnek. Ilyen esetekben, a melegítés viszonylagos sebességétől és a nyomásnövekedéstől függően, a salaknak a csövön való átfolyásakor gázfejlődés kezdődhet a (III). egyenlet szerinti reakcióból, mielőtt a cső alsó része felemelkedik. Más szavakkal az érintkezés az alacsony hőmérsékletű zóna és a magas hőmérsékletű zóna között a 38 lábban annak alsó vége felé van. Mivel a gáz, amely a 38 enyhén lejtős alsó lábba visszatér, kisebb szívóhatást fejt ki, mint amilyet a vertikális felső lábban levő gáz, a szívóhatás a kívánt irányban az 5 kamra felé megmarad és a (III) egyenlet szerinti reakció során fejlődött gázt, mielőtt a salak eléri a cső alját, a viszonylag hideg leszálló salak a 38 lábban ellenáramban kimossa. Dy módon ez a gáz füsttől megszabadított állapotban az 1 kamrán keresztül, ahol a (II) egyenlet szerinti reakció lejátszódik, eltávozik. A 15. és 16. ábrákon bemutatott más kiviteli alaknál a 3 elektródok elektromosan a salakkal lehetnek összekötve az U-alakú 2 ellenállásos melegítő cső alján ahelyett vagy amellett, hogy a (II) egyenlet szerinti reakció lejátszódására szolgáló 1 kamra vagy az 5 termékgyűjtő kamra megfelelő helyéhez csatlakoznának. Ezt oly módon valósíthatjuk meg, hogy mindegyik 3 elektródot egy olvadt alumíniumból álló oszlopba süllyesztjük, amely a 2 ellenállásos melegítő cső aljáról induló, felfelé nyitott 21 függőleges csőben van elhelyezve. Ebben az esetben a magas hőmérsékletű zóna a 21 függőleges cső jobb oldalán kezdődik a fejlődött gázok bejutásával együtljáró nehézségek elkerülése érdekében. Az elektródok elhelyezésének további módosítását szemlélteti a 17. ábra, amely a 7. és 8. ábrák szerinti készülék módosított formájának az alaprajza és négy darab 3 elektródot tartalmaz, amelyek úgy vannak kötve elektromosan, hogy a fütőáram el van választva a 2 átmenetektől, így elkülöníthető a salak fűtése, miközben az a gyűjtőkamrákból az anyagadagoló kamrákba folyik. Az elmondottakhoz hasonló módosítások végezhetők az ábrákon bemutatott készülékek más formáinál is. Az ábrákkal kapcsolatban leírt rendszer akár AC, akár DC energiával dolgozhat, azaz váltóárammal és egyenárammal egyaránt üzemeltethető (AC = alternating current = váltóáram, DC = direct current = egyenáram). Bár az AC használata általában olcsóbb, mint a DC használata, egyetlen AC fázist használó nagy egységek nem kívánatosak, mivel egyensúlyhiány jön létre az elektromos elosztó rendszerben. A 18. ábra azt mutatja, hogy hogyan lehet a találmány szerinti eljárást alkalmazni 3-fázisú AC-energia használatára. így lehetővé válik nagy egységek alkalmazása AC-re viszonylag nagy feszültség és kis áramerősség esetén a velejáró gazdasági előnyökkel együtt. A 4-18. ábrák jól szemléltetnek számos lehetséges elrendezést a találmány szerinti-eljárás kivitelezésére. Más, találmány szerinti megoldásokat használó, elrendezések ugyancsak a találmány körébe tartoznak. Az 5. ábra szerinti gázmosó elrendezés használható a 2, 3. és 4—18. ábrák szerinti módosított készülékeknél is. Számos különböző módszer használható olvadt timföldnek a készülékbe való bejuttatására. A legegyszerűbben a legmegfelelőbben úgy járunk el, hogy a készüléket először megtöltjük termittel (Al + Fe203) és azt meggyújtjuk. A megolvadt timföldet ezután olvadt állapotban tartjuk elektromos áram átvezetése útján. A 19A ábra vázlatosan bemutatja a 2. és 3. ábrák szerinti rendszer hőmérsékletváltozását. A (III) egyenlet szerinti reakció T(iii) hőmérsékletén folyékony salak lép be az A kamrába és itt a hőmérséklete gyorsan lecsökken akkor, amikor érintkezésbe kerül a bevitt szénnel. A hőmérsékletesés a (II) egyenlet: szerinti endoterm reakciónak köszönhető. A hőmérsékletcsökkenés a T(ii) egyensúlyi hőmérséklet elérésig tart. Abban az esetben, ha az A kamrában jelentős hőveszteségek vannak, a folyadék hőmérsékletesése tovább folytatódik mindaddig, ameddig az be nem lép a (HD) melegítő csőbe. A melegítő csőben megindul az energia bevitele elektromos árammal, ahogy a 19B ábrán látható. A hőmérséklet addig emelkedik, ameddig a T(iii) értéket el nem éri. Az energiabevitel folytatása nem vezet további hőmérsékletemelkedéshez, hanem a (III) egyenlet szerinti reakció lejátszódását segíti elő. A képződött gáz növeli a salak elektromos ellenállását és az energiabevitel aránya növekszik. A C kamrában ismét csökken a hőmérséklet a hőveszteségek miatt. Az (RD) visszaszállító csőben az elektromos energia ismét növeli a hőmérsékletet, amely elérheti a T(iü) értéket vagy ez alatt marad. Abban az esetben, ha a (III) egyenlet szerinti reakció ismét megindul, a gázbuborékok megnövekedett ellenállása ismét növeli a bevitt energiamennyiséget. A 19A és 19B ábrákon a kihúzott vonal az (RD) visszaszállító csőhöz tartozó szakaszban azt az esetet szemlélteti, amelynél a hőmérséklet nem éri el a T(iii) értéket. A szaggatott vonal azt az esetet mutatja, amelynél a hőmérséklet eléri a T(iii) értéket az (RD) csőben ugyanannál a pontnál. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás alumínium előállítására, azzal jellemezve, hogy egy cirkuláló olvadt timföldsalak-áramot létesí.ünk, amely kombinált szenet tartalma? alumíniumkarbid vagy alumíniumoxikarbid alakját ban, az olvadt timföldsalak-áramot váltakozva elrendezett kis és nagy hőmérsékletű zónák sorozatán vezetjük keresztül, az egyes alacsony hőmérsékletű zónákat legalább részben a timföld és a szén közötti reakcióra megkívánt hőmérsékleten vagy az felett, de a képződött alumíniumkarbid és az olvadt timföld közötti reakcióra, megkívánt hőmérséklet alatt tartjuk, a magas hőmérsékletű zónában felszabadult alumíniumfémet összegyűjtjük és kinyeijük, az olvadt ttfíiföldsalakot az említett magas hőmérsékletű zónából egy következő alacsony 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
