156688. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium és alumíniumötvözetek előállítására alumíniumkloridból

5 - arányban adagoljuk, hogy a második fokozatot elhagyó sófázis csak elhanyagolható mennyiségű alumíniumkloridot tartalmazzon. Attól függően, hogy az elektrolizálo kamrába vagy cellába visszacirkuláló fém redukálószertartalmát mennyire kívánjuk csökkenteni, két vagy több fokozatban visszük reakcióba, alumíniumkloridot azonban minden esetben csak az első fokozatba vezetünk be. A visszacirkuláló alumíniumba elektrolitikus úton kivállott redukálószer és az alumíniumklorid kettőssója között egy vagy több fokozatban végbemenő ellenáramú reakció biztosítja, hogy az elektrolizálo kamrába a reaktorból viszszacirkuláló sófázis —• mely utoljára a redukálószer feleslegével érintkezett—• alumíniumkloridot lényegileg nem tartalmaz. Az alumínium, melyet az első fokozatba visszaviszünk, még mindig elegendő redukálószert tartalmaz ahhoz, hogy ebben a fokozatban tovább reagáljon. Az első fokozatban a sófázis az alumíniumkloridgőzzel folyamatosan reagál, és olyan ütemben abszorbeálja azt, ahogy a kettőssé alumíniumklorid része a feleslegben levő redukálószerrel reagál. Így a további fokozatokba ke-^ rülő sófázis az első fokozatot még bizonyos alumíniumklorid-tart alommal hagyja el, melyet a további redukálószer-mennyiségnek kell abból eltávolítani. A reakcióba lépő alumíniumklorid átlagos mennyisége a reaktorba kerülő redukálószer mennyiségével mindig egyenértékű, először mert az első fokozatban a redukálószer a bevezetett alumíniumkloridgőzzel reaikícióha lép, és másodszor, .mert a második tokozatban jelenlevő redukálószer (a kettőssóban levő) alumíniumkloriddal annak teljes vagy csaknem teljes elfogyásáig reagál. Ezt a friss elektrolitnak az első fokozatba megfelelő arányban történő beadagolása biztosítja, ha a redukálószer egy áikálifoldfém. Nem szükséges az elektrolit egy részét a reaktor-rendszeren átvezetni, ha redukálószerként alkálifémei használunk. Ilyenkor ugyanis a klorid-termék képezi az alumíniumkloriddal a szükséges kettőssót és az áramlás mennyiségét önműködően szabályozza. Ha a fenti megkívánt mennyiségű anyagokat használjuk, az első fokozatban levő redukáió.szerben némi felesleg mutatkozik, mely a kettőssóban jelenlevő alumíniumkloriddal reakcióba lép. A kettőssóban így további alumíniumkloridgőz tud abszorbeálódni. Az alumíniumkloridgőz átlagos mennyisége, mely a kettőssóban abszorbeálódik lényegileg egyenértékű az alumíniumból kiváló redukálószerrel, ez viszont azzal a redukálószermenynyiséggel egyenlő, ami az elektrolizálo kamrában képződött. A találmány szerinti eljárás sikeres kivitelezése céljából az elektrolizálo áramot és.a bevezetett alumíniumkloridgőzök mennyiségét nem kell állandóan és pontosan összehangolni. 156583 • 6 A rendszer alumíniumkloridgőzt olyan menyny is égben abszorbeál, amilyen gyorsan az lereagál, vagyis amilyen gyorsan a redukálószer képződik és a reaktorba betápláljuk, és ezt az 5 alumíniumkloridgőz bevezetésének automatikus ellenőrzésére könnyen felhasználhatjuk. Abban az esetben, ha a redukálószer egy alkálifém, alumíniumklorid az elektrolizálo kam-10 rába számbajöhető mennyiségben nem léphet be. Az alumíniumklorid a reaktor első fokozatát csak mint kettőssó hagyhatja el, és csak" akkor képződik, ha ebben a fokozatban a redukálószer a kloriddal reagál. Ebből az követke-15 zik, hogy az utóbbi fokozatban a redukálószernek mindig feleslegben kell lennie, és ez a kettőssón kívül jelenlevő összes alumíniumkloridot lényegileg le tudja kötni. Abban az esetben, ha a redukálószer egy alkáliföldfém, az 20 elektrolitot az első fokozatba beadagoljuk, hogy az az alumíniumkloriddal kettőssót képezzen, s olyan mennyiségben adagoljuk be, hogy a fenti kívánalmaknak megfeleljen. 25 Az alumíniumkloridnak az elektrolizálo kamrán át történő veszteségét mindkét esetbén lényegileg kiküszöböljük, sőt a halogén-termék szennyeződését és az., alumíniumkloridnak az anó.dra gyakorolt hatását is megelőzzük, vagy 30 elhanyagolható fokra csökkentjük. A fémes katód olyan fém vagy fémötvözet, amely az alkalmazott hőmérséklet-tartományban olvadék, a felhasznált fémes redukálószernek elég jó oldószere és alumíniumkloriddal 35 nem reagál. Alumínium vagy alumíniumötvözetek előnyösen használhatók. Á találmány szerinti eljárás előnyös kiviteli módja, ha a sóolvádék-elektrolit komponenseiként alkálifémhalogenidet vagy alkáli- és alkáliföldf'émihajo-40 genidek keverékét alkalmazzuk. Az elektrolit-olvadék össztételének olyannak kell lenni, hogy az elektrolízis folyamán a katódon kiváló fém vagy fémek (vagyis a fémes 45 redukálószer) a fémolvadék-katódban (vagyis az alumínium- vagy alumíniumötvözet-olvadékban) elég jól, a sós fázisban kevéssé oldódjék, és ha a fém a fémolvadék-katódban feloldódott, elég reakcióképes legyen, hogy az alumínium-50 kloridgőzöket redukálja. Mint már előzőleg említettük a fémes redukálószert egy —• az elektrolizálo kamrából elkülönített. — reaktorkamrába átvisszük. Itt a fémes redukálószer és az alumíniumklorid-ket -55 tőssó reakcióba lép. Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a redukálószer mennyiségét azon a szinten tartsuk, mely a reakció kellő fokban történő lefolyását biztosítja. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy az alumíniumklorid-ket-60 tőssók egy alumínium-magnézium-ötvözet magnéziumtartalmát igen . alacsony értékre (pl. 0,005%) jó hatálsfokkal csökkentik,, és ezért a magnézium, mely a fenti kívánalmaknak legjobban megfelel, a legelőnyösebb fémes redu-65 kálószer. 3