88742. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium gyártására
— 8 — téksínnel; az (53) cső pl. az (59) hajlékony vezeték révén táplálható .árammal. A gyakorlatban rendszerint elégséges a fürdőnek időszakos; desoxidálása, aszerint, hogy 5 (gyakorlati megfigyelések alapján) milyen gyorsan jut oxigén a fürdőbe. Aluminiumfinomító elektrolytikus eljárásokban az energiahatásfok nagymérvben függ a hőveszteségek meggátolására irá-10 nyúló intézkedésektől. Elméletileg a finomítás majdnem semmi energiát sem igényel; a gyakorlatban azonban egyéb alkalmas hőforrás híján annyi elektromos energiát kell elhasználni, hogy az. anóda, 15 a fürdő és a kathoda olvadt állapotban tartassék úgy, hogy annak megfelelően a táplálandó elektromos energia majdnem teljesen egyenértékű az eltávozó hőmenynyiséggel. Mihelyt a cella hőszigetelését 20 a gyakorlatilag elérhető legtökéletesebb mérvig tökéletesítettük, a fűtött test azonos méretei mellett fellépő hő veszteségeket még tovább csökkenteni már nem tudjuk s ba a hőveszteségek minimálisak lesznek, a 25 cella által fogyasztott elektromos energia is minimális lesz. Energiatakarékosságra, való tekintettel a cellát lehel őleg legalacsonyabb feszültséggel kell működtetni. Ennek megfelelően az ellenállás főrészét 30 képező elektrolytot lehetőleg vékony rétegben alkalmazzuk s úgy találtuk, hogy 6—10 cm vastag réteg általában kielégíthető. A fürdőnek azonos megengedhető mélysége mellett a megengedhető árarn-35 sűrűség egy az anódának, a fürdőnek és a kathodának olvadt állapotban való tartására elégséges alsó határ és azon felső határ között változhat, amelynél a fürdő már túlságosan gőzölög, vagy amelynél az 40 anód fertőzményeinek túlságos nagy része oldódik már ki. Ezen határok az alkalmasnak talált különböző összetételű fürdőknél kb. 800° és 1100°, mi mellett a legcélszerűbb üzemi hőmérsék kb. 950°. Az 45 áramsűrűség megengedett alsó határa a cella méreteivel ellentétes értelemben változik, minthogy nagy cellánál a köbtartalom egységére vonatkoztatott hőveszteség kisebb, mint egy kis cellánál, mert a hő-50 sugárzó felület a köbtartalomhoz képest kisebb. Olyan cellánál, melyben az elektrolyt keresztmetszete 89 dm2 , általában ajánlatos 8500 ampéret használni, noha a műve-55 let 7500 és 12000 ampére közti áramokkal is foganatosítható. Ennek megfelélően a fentemlített elektrolytkeresztmetszetfelülettel bíró cellában a legcélszerűbb áramsűrűség 95 A pr. dm2 , mimellett a megengedhető legalacsonyabb áramsűrűség 60 $4, a legnagyobb pedig 134 A pr. dm-. Az említett legcélszerűbb áramsűrűség esetén a cella pólusai közti összes feszültség kb, (.' V. Nagyobb cellák alacsonyabb áram sűrűségekkel és alacsonyabb feszültség- 65 gel működtethetők. A cella méretének, a fürdő összetételének és vezetőképességének, a hőszigetelés hatékonyságának stb, változásai szerint az ismertetett elektrolytikus finomító eljárás a fürdő kereszt- 70 metszetére vonatkoztatott kb. 54 és kb. 268 A pr. dm2 áramsűrűségek között gyakorlatilag foganatosítható. Általában a gyakorlatilag legalacsonyabb feszültség kb. 3.5 V, míg a feszültséget felfelé természö- 75 tesen mi sem határolja. Az olvadt fürdőn vagy elektrolyton úszó aluminiumrétegnek elég terjedelmesnek kell lenni ahhoz, hogy a cella oldalbélését az egész kerület mentén érintse és elég 80 vastagnak kell lennie, hogy a béléssel szorosan érintkezzék, oly célból, hogy az üzemhőmérséken kisebb-nagyobb mérvben fellépő s a hőmérséklet emelkedésével növekedő fürdő-elillanás meggátoltassék, 85 vagy csökkentessék. Az olvadt alumínium felületi feszültségére való tekintettel a felső rétegnek számottevő vastagsággal kell bírnia s kívánatos, hogy a vastagság mindig legalább 5 cm. legyen. 90 Mindaddig, amíg az anódötvözet alumíniumtartalma nem csökken lényegesen 30 súlyszázalék alá, rendszerint nem okoz nehézséget a kereskedelmi igényeknek megfelelő tisztaságú káthodfémet ter- 95 melni. Ha azonban az anódötvözet alumíniumban elszegényedik, a fürdő szelektív hatása fokozatosan leromlik, az anódából nagyobb mennyiségű tisztátlanság vonatik ki s a kathodára e tisztátlanság- 100 ból több és több fog kiválni. Ha azonban az akuminiuimtartaloim túlságos csökkenésekor az elszegényedett ötvözetet eltávolítjuk és frissel helyettesítjük, az alumíniumot igen tiszta alakban kaphatjuk 105 meg. Az elszegényedett ötvözetet tetszés szerinti módon hasznosíthatjuk, ha azonban a rezét újból fel akarjuk használni, az ötvözetet rézfinomító kemencébe VLSZ-szűk, amelyben a benne lévő vastól, titán- 110 tói és siliciumtól ismert oxidálási és elsalako'zási művelet révén szabadíthatjuk meg. Ha azonban e tisztátlanságoík ímenynyisége nem nagy, az ötvözetet pl. a Halieljárás révén termelt tisztátlan alumíniummal hiigíthatjuk fel s visszatölthet- 115
