168156. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fém, mint alumínium előállítására

9 168156 10 A találmány fenti kiviteli alakja nagy-tisztaságú alkálifémklorid-olvadék szolgáltatását biztosítja, az alumíniumklorid folytonos és gazdaságos elektrolízise céljára. A fent részletezett, különféle előnyök biztosi- 5 tása útján az alumínium alumíniumklorid elektrolízissel történő redukciója iparilag realizálható eljárássá válik. A találmány révén elért műszaki haladás megoldotta az alapvető problémákat, melyeknek fennállása hosszú időn át megakadályozta 10 a. fejlődést ezen a területen és gazdaságos, iparilag realizálható eljárás szolgáltatását tette lehetővé, különösen alumíniumnak alumíniumkloridból történő előállítására. 15 A leírás 1. ábrája a találmány szerinti, fém előállítására szolgáló, egy sor egymás fölött elhelyezett elektródot tartalmazó elektrolizáló cella metszeti képe. A 2. ábra az l.ábra 2-2 síkja mentén készített 20 metszetének nagyított képe, mely az 1. ábrán ábrázolt cellában használt bipoláris elektród alsó oldalát (anód-felületét) szemlélteti. A 3. ábra a 2. ábrán bemutatott bipoláris elektródnak a 3—3 sík mentén készített függőleges 25 metszeti képe. A 4. ábra a 2. ábrán szemléleteit bipoláris elektród baloldali végének a 2. ábra 4-4 síkja mentén készített metszeti képe. Az 5. ábra a távozó klór, alumíniumklorid, 30 alkálifémklorid és alkáliföldfémklorid regenerálási műveletének sorrendjét és nevezett anyagoknak az elektrolizáló cellába történő visszatáplálását szemlélteti. A 6. ábra az alkálifémklorid előtisztítás talál- 35 mány szerinti kiviteli alakjának vázlatos folyamatábrája. A 7. ábra az alkálifémklorid-olvadék előtisztításánál használható szűrőszerkezet vázlatos, hosszmetszeti képe. 40 A rajzok az alumíniumnak a találmány elvei szerinti előállításánál előnyösen használt cella-konstrukciót ábrázolják. Az 1. ábrán szemléltetett cella olyan 1 külső acélburkolattal van ellátva, melyet 3 45 tűzálló-anyagból készült fal- és fenékbélés bélel. A tűzálló-anyag hőszigetelő, elektromosan nem vezet, és az alumíniumklorid-olvadékot tartalmazó halogenid-fürdővel, valamint annak bomlástermékeivel szemben ellenálló. A cellatér alsó része az elő- 50 állított áumíniumfém gyűjtésére 4 üreget foglal magában. Az üreg feneke és falai előnyösen grafitból készülnek. A cellatér felső része 7 fürdőtartályt is magában foglal. A cellát 8 tűzálló tető és 9 fedél zárja le. A 8 tetőn és 9 fedélen át 55 benyúló 10 csonk a vákuum csapolócsőnek egy - a következőkben leírt - belső járaton keresztül 4 üregbe történő lementésére szolgál, az olvadt alumínium eltávolítása céljából. A 11 második csonk az alumíniumklorid fürdőbe táplálására szol- 60 gál. A 12 harmadik csonkon keresztül távozik a klór. A cellatérben egy sor lemez alakú elektród van elhelyezve, egy 14 felső záróanód, előnyösen több 15 bipoláris elektród (melyek közül az ábra négyet 65 tüntet fel), és egy 16 alsó zárókatód. Fenti elektródok előnyösen mind grafitból készültek. Ezek az elektródok egymás fölött vannak elhelyezve előnyösen oly módon, hogy valamennyi vízszintesen helyezkedik el egy függőleges elektród-soron belül. A 16 katódot minden oldalán a 6 üregfal támasztja alá. A többi elektród egymásra van rakva úgy, hogy közöttük 18 tűzálló-anyagból készült távtartók bizonyos távolságot tartanak. A 18 távtartók mérete olyan, hogy az elektródok egymás ellentétes oldalaival egymáshoz 19 mm-nél kisebb távolságra helyezkedjenek el. Az ábrán az elektródok ellentétes oldalai között öt darab 19 elektródok közti tér alakul ki. Egy ilyen tér a 16 katód és a 15 legalsó bipoláris elektród között, három az egymást követő 15 közbenső bipoláris elektródpárok között, és egy a legfelső 15 bipoláris elektród és a 14 anód között. Mindegyik elektródok közti teret egy (anódfelületként működő) elektród-felső felület és egy (katód-felületként működő) elektród-alsó felület határol, és a közöttük levő, pl. 12,7 mm távolságot nevezzük anód-katód távolságnak. Az elektródtól elektródig terjedő távolság a tényleges anód-katód távolság abban az esetben, ha nincs közöttük számottevő vastagságú fémréteg. A sófürdő nívója a cellában az elektrolízis alatt változik, de általában a 14 anód felett van és így a cellában minden, egyébként üres teret kitölt. A Manódnak több 24 elektródrúdja van, melyek pozitív áramvezetőként szolgálnak, a 16 katódban pedig több 26, negatív áramvezetőként * szolgáló kollektorrúd van. A 24 és 26 rudak túlnyúlnak a cellafalon és a 11 acélburkolattól megfelelő módon el vannak szigetelve. Mint már említettük a 4 üreg a sófürdőt valamint az olvadt alumíniumot tartalmazza és utóbbi az elektrolízis folyamán az üregben, a fürdő alatt gyűlhet össze. Ha a 4 üregben a sófürdő és az alumínium külön-külön melegítendő, akkor oda egy kisegítő fűtővezeték szerelhető be. A következőkben az 1, 2, 3 és 4 ábrák alapján a sófüídőnek a cellában tett útját írjuk le. A cellában elhelyezett 7 felső tartályból a fürdő 30, nyíllal jelzett - általában a 7 tartály és az egymás fölé elhelyezett elektródok jobb oldalán végighúzódó - vezeték-szakaszon jut a 19 elektródok közti terekbe és a 4 üregbe. Ezt a sófürdő-betápláló vezetéket egy sor - az elektródok peremén kialakított, megfelelően méretezett és formázott — nyílás képezi. A sófürdő általában a 14 anód jobb oldala mentén — az 1. ábrán szemléltetett módon — a 14 anód peremének egy aránylag széles nyílásán át halad lefelé és így jut a legfelső 19 elektródok közti tér jobb oldalára. A fürdő lefelé haladtában a legközelebbi 19 elektródok közti tér jobb oldalára jut, a 14 anód alatt elhelyezett soronkövetkező elektród sófürdő-betápláló nyílásán keresztül, és így tovább. A sófürdő egy része a 16 katód jobb oldalán levő nyíláson keresztül a 4 üregbe juthat. Az elektródok peremén kialakítotl sófürdő-betápláló vezeték lehet olyan kiképzésű is hogy -mint ezt a 2. ábra szemlélteti— a 31 5