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

n 168156 12 furatok szélén 32 kivágott oldalréseket alakítunk ki. Ebben az esetben a 31 kör alakú furatok átmérője valamennyi 15 bipoláris elektródnál, és a 16 katódnál is azonos, és ezekbe a futatokba a vákuum-ürítő vezeték kívánság esetén bevezethető. 5 A 32 rések közül ezzel ellentétben a legszélesebb a legfelső, 15 bipoláris elektródé, az ez alatt elhelyezkedő elektródok rése pedig fokozatosan keskenyedik. Az 1. ábra e rések méretének fokozatos csökkenését szemlélteti vázlatosan, a 2., 3. és 10 4. ábrák pedig egy közbenső bipoláris elektród 36 furatának és 37 résének kiképzését mutatják. A sófürdőt visszavezető vezeték rései felfelé szélesebbek, vagyis a rés a legfelső bipoláris elektródon szélesebb mint a legalsón és az alsó szinttől felfelé 15 haladva szélesedik, hogy az egyes, egymásutáni elektródok közti terekből további mennyiségű klórt és sófürdőt legyen képes befogadni. E sófürdőt visszavezető „gázlift" vezeték nyílásai úgy vannak méretezve, hogy minden egyes szinten 0,9-3 mm2

/ 20 /normál liter/óra klór tudjon rajtuk átáramlani (a normál állapot 1 atmoszféra nyomásra és 21,5 C°-ra vonatkozik). A gáz és a sófürdő valamennyi 19 elektródok közti téren keresztül történő áramoltatása a felső- 25 vagy anódfelület kiképzésével szelektíven irányítható. A felületképzés egyik előnyös módját 2., 3. és 4. ábrák mutatják be. Minden 15 bipoláris elektródnak (csakúgy mint a 16 katódnak) egy 40 sima katódfelülete van, amely a 19 elektródok 30 közti tér legalsó határoló-felületeként működik, , valamint egy harántirányban csatornákkal ellátott 41 anódfelülete (csakúgy mint a 14 anódnak) amely a 19 elektródok közti tér felső határoló felületét képezi. Minden egyes elektród anód- 35 felülete alá van metszve vagy hátra van munkálva a 42 kerület mentén, melyben a 31, 32, 36 és 37 sófürdővezeték-nyílások vannak elhelyezve. Ez az alámetszés az elektródok kerületén minimálisra csökkenti az elektrolízist és ezáltal a cella olda- 40 Iáinál és éleinél a rövidzárlat veszélyét csökkenti. Minden anódfelület egy sor, egymástól bizonyos távolságra elhelyezett, négyszög-keresztmetszetű 45 hornyot vagy csatornát foglal magában, melyek 45 hosszirányban minden elektród hátramunkált — sófürdőt visszavezető járattal ellátott - oldalélei felé terjednek. E hornyoknak az a szerepe, hogy a 41 anódfelületről felfelé elvezessék a klórt, ezáltal azt a katódfelületen kivált alumíniumtól eltávolítsák és 50 ezzel minimálisra csökkentsék az alumínium újra-klórozódásának veszélyét. A 45 csatornák a sófürdőt betápláló vezeték felé eső oldalon nem futnak az élig, hanem 46 összekötő-csatornába torkollnak. A 46 csatornát 47 perem határolja, 55 mely gáz-gátként működik és megakadályozza a klórgáz visszajutását a 30 sófürdőt betápláló vezetékbe. A 45 és 46 csatornákhoz hasonló hosszanti és keresztirányú csatornák vannak minden 15 bipoláris elektród alsó felületén, valamint a 14 60 anód alsó felületén is. Minden elektród anód-felületén a csatornák összfelülete kisebb, mint a teljes anódfelület fele. A horonyfelületet és horonymélységet úgy kell megválasztani, hogy a 41 alsó anódfelületről a klór könnyen eltávolítható legyen. 65 A sóolvad ék-fürdő előállítása A könnyűfémnek, különösen alumíniumnak találmány szerinti előállítására használt elektrolit egy sóolvadék-fürdő, mely lényegében egy vagy több, az alumínium- vagy magnéziumkloridnál nagyobb bomlási feszültségű halogenidben oldott alumíniumvagy magnéziumkloridot tartalmaz. Az alumíniumklorid-fürdő elektrolízise során a cella anódfelületén klór, katódfelületén pedig alumínium képződik. Az alumíniumot a kisebb fajsúlyú sóolvadékból ülepítéssel elválasztjuk, a klór pedig a cellából kiszellőztethető. A találmány szerint a sóolvadék-fürdőt a képződött klórgáz élénk „gázlift "-hatásával cirkuláltatjuk a cellán át és a sóolvadék-fürdőbe a kívánt alumíniumklorid-koncentráció fenntartása céljából szakaszosan vagy folytonosan alumíniumkloridot táplálunk. A sóolvadék-fürdőt általában alkálifémkloridokból készítjük, de egyéb alkálifém-halogenidek és alkáliföldfém-halogenidek is használhatók. Előnyös összetételű alkálifémklorid alapú fürdő készíthető 50—75 súly% nátriumkloridból és 25-50 súly% lítiumkloridból. Alumínium-elektrolízissel történő előállítása céljából ebben a halogenid sófurdőben olyan mennyiségű alumíniumkloridot oldunk, hogy a fürdő 0,5-10 súly% alumíniumkloridot tartalmazzon. Alkalmas összetételű sófürdő pl. az alábbi: 53 súly% NaCl, 40 súly% LiCl, 0,5súly% MgCl2

, 0,5 súly% KCl, 1 súly% CaCl2

, 5 súly%AlCl3

. A sófürdőt általában olvadt állapotban, az olvadt alumínium hőfoka feletti, 660 C° és 730 C° közötti - előnyösen körülbelül 700 C° - hőmérsékleten használjuk. Magnézium előállítása esetén előnyös sófürdő-összetétel a 80-98,5 súly% lítiumklorid és 1,5—20 súly% magnéziumklorid. A könnyűfém fémkloridból történő előállítása eljárást az alumínium bipoláris elektród-cellában kivitelezett előállításának alább részletezett, előnyös műveleti módszer szerinti leírásával szemléltetjük. Meg kívánjuk jegyezni, hogy a rajzokon ábrázolt cella-konstrukció szemléltető példa csupán. Mint fent említettük A 7 tartályból a 30 betápláló vezetéken betáplált sófürdőt egy olyan elektrolizáló cella 19 elektródok közti tereiben elektrolizáljuk, mely cella egymás fölött bizonyos távolságra elhelyezett egy darab 14 anódot, legalább egy darab 15 közbenső bipoláris elektródát és egy darab 16 katódot tartalmaz. A cella valamennyi 41 anódfelületén klór és valamennyi 40 katódfelületén alumínium képződik. Az elektród áramsűrűség előnyösen 0,9-3,0 amper/cm2

. Az adott cella-konstrukciónak megfelelő gyakorlati, műveleti áramsűrűség az üzemelési körülmények megfigyelése útján könnyen meghatározható. A termelt klór felfelé hatol és mozgását („gázlift"-hatás) a fürdő cirkuláltatására használjuk fel, az alumíniumot pedig az áramlásban levő sófürdő 6