87866. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium elektrolitikus finomítására
a kryolithon ússzon, minden 80 s. r. kryolithhoz kb. 20 s. r. báriumfluoridot kell adagolni. Ha kalciumfluoridot kell használni, 40 s. r.-t kell keverni 60 s. r. kryo-6 lithhoz. A fent említett kryolith-báriumfluoridkeverék 960° fölötti hőfokokon teljesen megolvad, míg 40 vagy több súlyszázalék kalciumfluoridot tartalmazó kalciumfluorid-kryolithkeverék olvadt álla-10' pótban való tartásához 1000° fölötti hőmérsék szükséges. Ez a körülmény a fürdő oly magas üzemi hőmérsékét tenné szükségessé, amely nem kívánatos és néha gyakorlati szempontokból be nem tart-15 ható. De viszont 80 fölötti atomsúllyal bíró alkaliföldfémek egy vagy több fluoridjának és kryolithnak keveréke általában jól bevált; a rádium természetesen közelfekvő okokból nem jöhet tekintetbe. 20 így pl. 20—60 súlyszázalék báriumfluoridot tartalmazó kryolith-báriumfluorid keverékek 1000° alatt könnyen olvadnak s 1000°-nál 2.38 és 3.15 g pr. ecm. sűrűségűek. Ezen keverékek legsűrűbbje is még elég 25 könnyű ahhoz, hogy az alumínium elektrolytikus finomításánál anóda gyanánt használható sokféle alumíniumötvözet bármelyikén is úszhasson. A fentjelzett céloknak megfelelő sűrű-30 ségű határok között fekszik a kb. 20 és 60% közti stronciumfluoridot tartalmazó olvadt kryolith-stronciumfluoridókeverék is, az ilyen keverékek közül azonban a kb. 40%-nál több stroncium-fluoridot tartal-35 mazóak általában nem oly könnyen olvadók, mint a megfelelő mennyiségű báriumfluoridot tartalmazó keverékek. bárium fluorid 30.0—38% nátriumfluorid 25.0—30% 60 aluminiumfluorid .... 30.0—38%' timföld 0.5— 7% Kalcium és magnézium fluoridok (mint elkerülhetetlen fertőzmény) kb. 2% 65 Az ilyen fürdő 900° fölötti minden hőfokon teljesen folyós és lehetővé teszi a finomításnak kb. 950°-on való eszközlését. A lürdő a hőíméirséken elegendő állandó, jó elektromos vezetőképességgel és alkal- 70 inas sűrűséggel bír, kellő mennyiségű (7%; timföldéit kéipes oldani. Az elektrolyt nátrium- és aluminiumfluoridtartalmát természetesen legalább részben kryolith alakjában adagolhatjuk, 75 melynek általában elfogadott összetétele ÍSNaF.AIF3. Megfigyeltük, hogy a hőmérsék emelkedésével ezen olvadt fürdők sűrűsége gyorsabban csökken, mint az olvadt alu- 80 miniumé és ezért ajánlatos a két sűrűség között bőséges biztonsági különbségről gondoskodni, úgy hogy még ha az elektrolyzáló cella túl is hevülne, a fürdő sűrűsége ne csökkenjen annyira, hogy lehe- 85 tővé tegye a felső aluminiumrétegnek a fürdőn keresztül a fenékre való lesűlyedését. A fenti összetétellel bíró fürdő sűrűsége 950°-nál 2.5 és 2.7 között, 1100°-nál pedig kb. 2.4 és 2.6 között van, úgy hogy e hő- 90 mérsékeken a tiszta alumínium úszni fog a fürdőn, minthogy az alumínium sűrűsége 950°-nál kb. 2.30, 11000-nál pedik kb. 2.26 g pr. ccm. Ajánlották már azelőtt timfölddel teli- 95 tett kryolithnak, továbbá kryolith és báriumklorid elegyének elektrolyt gyanánt való használatát, de megállapítottuk, hogy a timföldnek a kryolith-hoz való adagolása nem hogy növelné, de sőt csökkenti 100 a sűrűséget. A báriumklorid növeli ugyan a fürdő sűrűségét, de nem olyan mérvben, mint a kalcium-, stroncium- vagy báriumfluorid. 40% báriumkloridból és 60% kryolithból képezett fürdő 1000°-on akkora sűrű- 105 ségű, hogy a 99.75% tisztaságú alumínium még épen képes rajta úszni, de ha a hőmérsék 1050°-ra emelkedik, sűrűsége anynyira csökken, hogy könnyebb lesz az alumíniumnál, úgy hogy az utóbbi benne le- 110 sűlyed. Hogy 1000°-nál kb. 2.48 sűrűséget érjünk el, ami 1000°-nál a fürdő és az alumínium között kb. 0.19 sűrűségkülönbséget jelentene, 1050°-nál pedig 0.17 sűrűségkülönbséget, 60 s. r. báriumkloridból és 40 115 A fent ismertetett típusú fürdővel való dolgozás közben megfigyeltük, hogy a 40 kathodán tetemes mennyiségben válik le fémnátrium; mely gőzalakú lévén, keresztülhatol az olvadt aluminium-kathodon s zavarokat okoz az áramnak a kathodfémből való elvezetése körül. Az úszó alumi-45 niumrétegből az áramot kivezető széntartalmú rudak ugyanis a nátrium által megtámadtatnak s esetleg szétporlasztatnak; e hátrányt azonban az olvadt fürdő sűrűségének számottevő befolyásolása nél-50 kül csökkenthetjük, ha az aluminiumfluorid mennyiségét a nátriumfluoridéhoz képest növeljük, noha a viszonyok ilyen módosítása észrevehetően fokozza a fürdő elektromos ellenállását. 55 A gyakorlatban alkalmasaknak bizonyult fürdők vagy elektrolytek egy példája gyanánt a közelítőleg következő öszszetételű keverék ajánlható:
