170773. lajstromszámú szabadalom • Eljárás könnyűfém, így alumínium vagy magnézium elektrolízissel történő előállítására
170773 9 10 fedél zárja le. A 8 tetőn és 9 fedélen át benyúló 10 csonk a vákuum csapolócsőnek egy — a következőkben leírt — belső járaton keresztül 4 üregbe történő lementésére szolgál, az olvadt alumínium eltávolítása céljából. Ali második csonk az alumíniumklorid fürdőbe táplálására szolgál. A 12 harmadik csonkon keresztül távozik a klór. A cellatérben egy sor lemezalakú elektród van elhelyezve egy 14 felső záróanód, előnyösen több 15 bipoláris elektród (melyek közül az ábra négyet tüntet fel) és egy 16 alsó zárókatód. Fenti elektródok előnyösen mindig grafitból készültek. Ezek az elektródák egymás fölött vannak elhelyezve előnyösen oly módon, hogy valamennyi vízszintesen helyezkedik el egy függőleges elektródsoron 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 Manód között. Mindegyik elektródok közti teret egy (anódfelületként működő) elektródalsó felület határol, és a közöttük levő, például 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 14 anódnak 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 sófürdőnek 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 sófürdőbetápláló nyílásán keresztül, és így tovább. A sófürdő egy része a 16 katód jobb oldalán levő nyíláson keresztül a 4 üregbe juthat. Az elektródok peremén kialakított sófürdő-betápláló vezeték lehet olyan kiképzésű is, hogy — mint ezt a 2. ábra szemlélteti — a 31 furatok szélén 32 kivágott oldalréseket alakítunk ki. Ebben az esetben a 31 köralakú furatok átmérője valamennyi 15 bipoláris elektródnál és a 16 katódnál is azonos, és 5 ezekbe a furatokba a vákuum-ürítő vezeték kívánság esetén bevezethető. 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 10 csökkenését szemlélteti vázlatosan, a 2., 3. és 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 15 alsó szinttől felfelé haladva szélesedik, hogy az egyes, egymás utáni elektródák közti terekből további menynyiségű klórt és sófürdőt legyen képes befogadni. E sófürdőt visszavezető „gázlift" vezeték nyílásai úgy vannak méretezve, hogy minden egyes szinten 0,9—3 mm2 /nor-20 mái 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 té* ren keresztül történő áramoltatása a felső- vagy anód-25 felület kiképzésével szelektíven irányítható. A felületkiképzés egyik előnyös módját a 2., 3. és 4. ábrák mutatják be. Minden 15 bipoláris elektródnak (csakúgy mint a 16 katódnak) van egy 40 sima katódfelülete, amely a 19 elektródák közti tér legalsó határoló-felületeként mű-30 ködik, valamint egy harántirányban csatornákkal ellátott 41 anódfelülete (csakúgy mint a 14 anódnak), amely a 19 elektródák közti tér felső határoló felületét képezi. Minden egyes elektród anódfelülete alá vanmetszve, vagy hátra van munkálva a 42 kerület mentén, melyben a 31, 35 32, 36 és 37 sófürdővezeték-nyílások vannak elhelyezve. Ez az alámetszés az elektródák kerületén minimálisra csökkenti az elektrolízist, és ezáltal a cella oldalainál és éleinél a rövidzárlat veszélyét csökkenti. Minden anódfelület egy sor, egymástól bizonyos tá-40 volságra elhelyezett, négyszög-keresztmetszetű 45 hornyot vagy csatornát foglal magában, melyek hossz irányban minden elektród hátramunkált — sófürdőt visszavezető járattal ellátott — oldalélei felé terjednek. E hornyoknak az a szerepe, hogy a 41 anódfelületről felfelé 45 elvezessék a klórt, ezáltal azt a katódfelületen kivált alumíniumtól eltávolítsák, és ezzel minimálisra csökkentsék az alumínium újra-klórozódásának veszélyét. A 45 csatornák a sófürdőt betápláló vezeték felé eső oldalon nem futnak az élig, hanem egy 46 összekötő-csatornába 50 torkollnak. A 46 csatornát 47 perem határolja, mely gázgátként 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, 55 valamint a 14 anód alsó felületén is. Minden elektród anódfelületén 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. 60 A sóolvadék-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 fe-65 szültségű halogenidben oldott alumínium- vagy magné-5
