154569. lajstromszámú szabadalom • Olvadékelektrolizáló-cella alumínium kinyerésére

3 154569 4 nél minimális — az anód alá számottevően be nem nyúló — elektrolitból és timföldből álló lefagyott réteg alakul ki, ezenkívül a fenékiszap-képződés is lényegesen kisebb mértékű, mint hasonló technológiával üzemeltetett magasabb fémrétegvastagságú kádaknál. Ugyancsak kísérletileg igazolt, hogy a katódfenéken a magas alumínium-rétegvastagság, különösen önsülő anód esetén, az anód közepe és széle közötti hőmérséklet-kiegyenlítődés szempontjából kedvező. Az anód közepe alatti túlhevülés csökkenése révén javul az anód állapota és növekszik az áramhatásfok. Az előbbiekből következik, hogy az üzemvitel szempontjából az anódkerület mentén — a timföldadagolás helyén — alacsony, míg az anód alatt — főleg az anód közepe táján — magas alumínium-rétegvastagság a kedvező. Az iszapképződés csökkentése szempontjából kedvező alacsony alumínium-rétegvastagsággal való üzemelést megnehezíti •— különösen nagyobb méretű kádaknál — a katódfenéknek az anód közepe felé üzemelés közben bekövetkező egyre növekvő mértékű megemelkedése, amely éppen ott csökkenti az alumínium-rétegvastagságot, ahol a fentiek értelmében leginkább kedvező a magas rétegvastagság. A jelenleg általánosan alkalmazott, gyakorlatilag vízszintes síkfelületűre kiképzett katódfenék az iszaposodás, üledékképződés szempontjából kedvezőtlen, s nem biztosítja a fémrétegvastagságnak kedvező kialakíthatóságát. A jelen találmány célja a timföldiszap és üledékképződés következtében előálló fenékellenállás-növekedés csökkentése és (vagy) az alumínium-rétegvastagságnak a jelenlegitől kedvezőbb kialakíthatóságának biztosítása, a katódfenék olvadt alumíniummal érintkező felületének megfelelő kialakítása révén. A találmány tárgya olyan katódfenék, melynek a folyékony alumíniummal érintkező, célszerűen megválasztott egyes részeit — a továbbiakban fenékemelvényeit •— magasabbra, más részeit — a továbbiakban fenékmélyedéseit — alacsonyabbra képezzük ki és e részéket a vízszintes síkkal tetszőleges .szöget bezáró síkfelületekkel és (vagy) tetszőleges görbe felületekkel — a továbbiakban fenékösszekötőkkel — kötjük össze. Az 1. és 2. ábrákon egy olyan kiviteli alakot mutatunk be, amelynél a katódfenéknek a folyékony alumíniummal érintkező •—FI— kör alakú és —F2— négyzet alakú fenékemelvényeit magasabbra, az —Al— fenékmélyedéseit pedig alacsonyabbra képeztük ki és az —FI— fenékemelvények között az —Öl— fenékösszekötő-felületek, az —F2— fenékemelvények és az —Al— fenékmélyedések között pedig az —02— fenékösszekötő-'felületek vannak. A —7— hengeres, és —8— négyzeteshasáb áramvezető testek elektródagrafitból vannak. A katódfenék —Al— fenékmélyedéseinek anyaga kokszalapanyagú, szurokkötőanyagot tartalmazó döngölőmassza. A 3. és 4. ábrákon bemutatott kiviteli alaknál a katódfenéknek a folyékony alumíniummal érintkező —F3— fenékemelvénye az anód kerülete mentén, az —A3— fenékmélyedése pedig az anód alatt van, és ezek az —03— függőleges 5 fenékösszekötő-felülettel vannak összekötve. A —10— áramvezető testek elekttródagrafitból vannak. Az ,5. és 6. ábrákon olyan kiviteli alakot szemléltetünk, amelynél a katódfenéknek a fo-10 lyékony alumíniummal érintkező —F5— fenékemelvénye az anód kerülete mentén, az —A5— fenékmélyedése pedig az anód alatt van, és ezek az —05— és —06— ferde fenékösszekötő-felületekkel vannak összekötve. 15 Az 1. és 2. ábrák szerinti kiviteli alak előnye az, hogy a hőmérséklet kiegyenlítődés szempontjából kedvező magas fémrétegvastagsággal való üzemelés esetén is biztosítja a folyékony fém és a katódfenék között szükséges iszap- és 20 üledékmentes áramátadó felületet. A 3—6. ábrákon bemutatott kiviteli alakok előnye egyrészt az, hogy a katódfenék külső részén, tehát a timföldadagolás helyén alacsony fémrétegvastagság tartásával minimálisra csök-25 kentjük az iszap és üledék mennyiségét, • a katódfenék közepe felé pedig, tehát az anód alatt, a hőmérséklet kiegyenlítődés szempontjából kedvező, magasabb fémrétegvastagság tartását biztosítjuk. J0 Az 1—6. ábrák szerint elkészített kádak további gazdasági előnye az, hogy a közönséges szénblokk árához képest kb. kétszeres árú elektródagrafit alkalmazása esetén sem növekszik meg lényegesen a kádépítési költség, mert j5 csak a fenék egy részét képezzük ki abból. További előnyt jelent a katódáramvezetőknek az ábrákon bemutatott elrendezése. A javasolt megoldások ugyanis kis katódellenállást biztosítanak akkor is, ha a katódáramvezetőket nem 40 vezetjük be a kád hosszirányú középvonaláig. Ily módon a kád legjobban igénybevett helyén — az anód közepe alatt — a katódáramvezető jelenlétével nem bontjuk meg a fenék monolit jellegét, miáltal a fenékélettartam megnövek-45 szik, a fenékhőszigetelés kevésbé itatódik át fluorsókkal. Szabadalmi igénypontok: 50 1. Elektrolizálócella, katódteknővel, ebbe felülről függőlegesen benyúló szénalapanyagú vízszintes alsó felületű anóddal, vagy anódokkal, azzal jellemezve, hogy a katódfenéknék a fo-55 lyékony alumíniummal érintkező fenékemelvényei magasabbra, fenékmélyedései alacsonyabbra vannak kiképezve, és ezek a vízszintes síkkal tetszőleges szöget bezáró síkfelületű és (vagy) tetszőlegeis görbe felületű fenékössze-60 kötőkkel vannak összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti cella kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a katódfenéknek a folyékony alumíniummal érintkező fenékemelvényei egymástól különállóan, több helyen van-65 nak magasabbra kiképezve. 2