Pece na elektrolytické získavanie hliníka s uvoľňovaním kyslíka na anódach, spôsob výroby hliníka a bezuhlíková anóda

Číslo patentu: 286563

Dátum: 15.12.2008

Autor: De Nora Vittorio

Je ešte 12 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pec na elektrolytické získavanie hliníka pozostáva z najmenej jednej bezuhlíkovej anódy na báze kovu (10) s elektricky vodivou kovovou konštrukciou (12, 13, 15), ktorá je ponorená v podstate paralelne k protiľahlej katóde (20, 21, 22). Takáto kovová konštrukcia (12, 13, 15) obsahuje sériu paralelných horizontálnych anódových členov (15), z ktorých každý má elektrochemicky aktívny povrch (16), na ktorom sa počas elektrolýzy anodicky uvoľňuje kyslík. Elektrochemicky aktívne povrchy (16) sú všeobecne v rovine rovnobežnom usporiadaní, aby vytvorili aktívny anódový povrch. Anódové členy sú navzájom oddelené medzerami medzi členmi, ktoré tvoria prietokové otvory (17) na cirkuláciu elektrolytu (30) hnanú únikom anodicky uvoľňovaného kyslíka. Elektrolyt (30) môže cirkulovať nahor a/alebo nadol v prietokových otvoroch (17) a prípadne aj okolo anódovej konštrukcie (12, 13, 15).

Text

Pozerať všetko

Tento vynález sa týka pece na elektrolytické získavanie hliníka z oxidu hlinitého (albumíny) rozpusteného v tavenom elektrolyte obsahujúcom nejaký fluorid, ako napr. kryolit (íluorid hlinitosodný), vybavenej bezuhlíkovými anódami na báze kovu, konštruovanými pre takéto pece na elektrolytícké získavanie hliníka.Technológia výroby hliníka elektrolýzou oxidu hlinitého rozpusteného v tavenom kryolite pri teplotách okolo 950 °C je stará viac ako sto rokov.Tento proces, vynájdený takmer súčasne Hallom a Héroultom, sa nerozvinul tak ako iné elektrochemické procesy. Anódy sa stále vyrábajú z uhlíkatých materiálov a musia byť vymieňané každých niekoľko týždňov. Pri elektrolýze sa kyslík, ktorý by sa mal uvoľňovať na povrchu anódy, zlučuje s uhlíkom a vytvára mečisťujúci C 02, malé mnoBtvo CO a nebezpečné plyny obsahujúce fluór. Skutočná spotreba anódy je až 450 kg na tonu vyrobeného hliníka, čo je o viac ako tretinu nad teoretickým množstvom 333 kg/t.Použitie kovových anód v peciach na elektrolytické získavanie hliníka by výrazne zlepšilo proces získavania hliníka tým, že by znížilo množstvo nečistôt a náklady na výrobu hliníka.Patent USA 4,999,097 (Sadoway) opisuje anódy pre bežné pece na elektrolytické získavanie hliníka, vybavené oxidickým povlakom obsahujúcim najmenej jeden z oxidov zirkónia, hafnia, tória a uránu. Aby sa zabránilo spotrebe anódy, je vaňa nasýtená takými materiáhni, ktoré tvoria povlak. Takéto povlaky sú však zle vodivé, a preto sa nepoužívajú.Patent USA 4,504,369 (Keller) zverejňuje spôsob výroby hliníka vbežnej peci s použitím masívnych anód z kovových oxidov s centrálnym prietokovým otvorom na dodávanie zložiek anódy a hliníka do elektrolytu na spomalenie rozpúšťania anódy.Patent USA 4,614,569 (Duruz/Derivaz/Debely/Adorian) opisuje kovové anódy na elektrolytické získavanie hliníka, povlečené ochrannou vrstvou oxyíluoridu céru, vytvorenou bud priamo na mieste v peci, alebo vopred nanesenou, pričom tento povlak je udržiavaný počas elektrolýzy pridávaním malého množstva zlúčeniny céru do taveného lcryolitického (fluoridu hlinitosodného) elektrolytu. To umožňuje dosialmuť ochranu povrchu proti útokom elektrolytu a v určitom rozsahu aj proti plynnému kyslíku, ale nie proti vznikajúcemu jednoatómovému kyslíku.V nasledovných dokumentoch boli navrhnuté niektoré konštrukcie anód s uvoľňovaním kyslíka pre pece na elektrolytické získavanie hliníka. Patent USA 4,681,671 (Duruz) zverejňuje vertikálne anódové dosky alebo vertikálne lopatky prevádzkované za nízkych teplôt v peciach na elektrolytické získavanie hliníka. Patent USA 5,310,476 (Sekhar/de Nora) zverejňuje anódy s uvoľňovaním kyslíka, tvorené dvojicami anódových dosiek spojených v tvare strechy. Patent USA 5,362,366 (de Nora/Sekhar) opisuje nespotrebovateľné tvary anódy, ako sú dvojice anódových dosiek spojených v tvare strechy, ako aj nadol zahnuté pružné listy alebo drôty, alebo zväzky drôtov. Patent USA 5,368,702 (de Nora) zverejňuje vertikálne valcové alebo kónické anódy s uvoľňovaním kyslíka pre viacnásobné jednopólové pece. Patent USA 5,683,559 (de Nora) opísuje pec na elektrolytické získavanie hliníka so zahnutými anódovými doskamí s uvoľňovaním kyslíka, ktoré sú usporiadané do konfigurácie tvaru strechy oproti katódam zodpovedajúceho tvaru. Patent USA 5,725,744(de Nora/Duruz) zverejňuje vertikálne anódové dosky s uvoľňovaním kyslíka, najlepšie porózne alebo sieťované, v usporiadaní viacnásobnej jednopólovej pece na elektrolytické získavanie hliníka, pracujúcej pri zníženej teplote.Aj keď uvedené referencie naznačujú trvalé úsilie na zlepšovanie prevádzky pecí na elektrolytické získavanie hliníka využitím anód s uvoľňovaním kyslíka, žiadna z nich ešte nenašla komerčné prijatie.Predmetom vynálezu je poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými bezuhlíkovými anódami na báze kovu.Predmetom vynálezu je tiež poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými anódami, ktoré majú veľkú povrchovú plochu a vysokú elektrochemickú aktivitu na uvoľňovanie kyslíka a ktoré dovoľujú rýchly únik plynného kyslíka a cirkuláciu elektrolytu bohatého na oxid hlinitý medzi anódami a protiľahlou katódou.Predmetom vynálezu je poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými bezuhlíkovými anódami na báze kovu, ktorých konštrukcia dovoľuje lepšiu cirkuláciu elektrolytu a ktoré sa jed noducho a ekonomicky vyrábajú.Ďalším predmetom vynálezu je poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými bezuhlíkovými anódami na báze kovu, ktorých konštrukcia dovoľuje lepšiu cirkuláciu elektrolytu a ktoré sú vyrobené z dlho odolného anódového materiálu, čo vedie ku komerčne prijateľnému vyrobenému hliníku, a ktoré je možné tvarovať podľa potreby.Ďalším predmetom vynálezu je poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými bezuhlíkovými anódami na báze kovu, ktorých konštrukcia dovoľuje lepšiu cirkuláciu elektrolytu a ktoré sú vyrobené z materiálu anódy s nízkou rozpustnosťou v elektrolyte.Dôležitým predmetom vynálezu je poskytnúť pec na elektrolytické získavanie hliníka s jednou alebo viacerými bezuhllkovými anódamí na báze kovu, ktorých konštrukcia dovoľuje lepšiu cirkuláciu elektrolytu,ktoré je možné udržiavať rozmerovo stabilné a ktoré nadmeme neznečisťujú vyrobený hliník.Vynález poskytuje pec na elektrolytické získavanie hliníka z oxidu hlinitého rozpusteného v tavenom elektrolyte obsahujúcom ñuorid. Pec obsahuje najmenej jednu bezuhlíkovú anódu na báze kovu s elektricky vodivou kovovou konštrukciou s elektrochemicky aktívnym povrchom anódy, na ktorom sa počas elektrolýzy anodicky uvoľňuje kyslík, a povrch anódy je ponorený v elektrolyte v podstate paralelne k protiľahlej katóde. Takáto kovová konštrukcia obsahuje sériu paralelných horizontálnych anódových členov, z ktorých každý má elektrochemicky aktívny povrch, na ktorom sa počas elektrolýzy anodicky uvoľňuje kyslík, pričom elektrochemicky aktívne povrchy sú všeobecne v rovnobežnom usporiadaní, aby vytvorili uvedený aktívny povrch anódy. Anódové členy sú navzájom oddelené tak, aby vytvorili pozdĺžne prietokové otvory na cirkuláciu elektrolytu, hnanú rýchlym únikom anodicky uvoľňovaného kyslíka.V závislosti od konñgurácie pece môžu niektoré alebo všetky príetokové otvory slúžiť na prietok elektrolytu bohatého na hliník do zóny elektrolýzy medzi anódami a katódou a/alebo na prietok elektrolytu chudobného na oxid hlinitý mimo zóny elektrolytu. Ak je anódový povrch horizontálny alebo naklonený, tieto prietoky stúpajú alebo klesajú. Časť cirkulácie elektrolytu môže prebiehať aj okolo kovovej konštrukcie anódy.V podstate rovnomemé rozloženie prúdu je možné zabezpečiť z prúdového napájača cez vodivé priečne kovové konektory k anódovým členom a k ich aktívnym povrchom.Na rozdiel od známych konštrukcií anódy s uvoľňovaním kyslíka pre pece na elektrolytické získavanie hliníka poskytuje anóda podľa tohto vynálezu s rovnobežným usporiadaním anódových členov elektrochemicky aktívny povrch presahujúci cez rozpätie, ktoré je oveľa väčšie než hrúbka anódy.Elektrochemicky aktívny povrch anódy je obvykle v podstate horizontálny alebo naklonený k vodorovnej polohe.V osobitných prípadoch môže byť elektrochemicky aktívny povrch vertikálny alebo v podstate vertikálny,pričom horizontálne anódové členy sú navzájom oddelené nad sebou a sú usporiadané tak, že cirkulácia elektrolytu prebieha cez prietokové otvory. Napríklad anódové členy môžu byť usporiadané ako okenné žalúzie vedľa vertikálnej alebo v podstate vertikálnej katódy.V jednom súbore sú usporiadané dve v podstate vertikálne (alebo zbiehajúce sa dolu pod malým uhlom od zvislého smeru) priľahlé, navzájom oddelené anódy medzi dvojicou v podstate vertíkálnych katód, pričom každá anóda a jej protiľahlá paralelná katóda sú oddelené medzielektródovou medzerou. Priľahlć anódy sú oddelené medzerou na elektrolyt prúdiaci nadol, v ktorej prúdi nadol elektrolyt bohatý na oxid hlinitý, pokiaľ necirkuluje cez prietokové otvory v príľahlých anódach do medzíelektródových medzier. Elektrolýza elektrolytu bohatého na oxid hlinitý prebieha v medzielektródových medzerách, pričom vzniká kyslík uvoľňovaný na anóde, ktorý poháňa elektrolyt ochudobnený na oxid hlinitý nahor k povrchu elektrolytu, kde je elektrolyt obohacovaný oxidom hlinitým a vyvoláva prietok nadol elektrolytu obohateného oxidom hlinitým.Ako anódové členy môžu byť použité oddelené lopatky, tyče, prúty alebo drôty. Tyče, prúty alebo drôty môžu mať všeobecne pravouhlý alebo kruhový prierez, alebo mať prierez všeobecne polkruhový v homej časti a ploché dno. Altematívne môžu mať tyče, prúty alebo drôty všeobecne zvonovitý alebo hruškovitý prierez.Každá lopatka, tyč, prút alebo drôt môže mať všeobecne priame alebo altematívne vo všeobecnosti sústredné usporiadanie, pričom každá lopatka, tyč, prút alebo drôt tvoria slučku na minimalizáciu koncových účinkov prúdu počas použitia. Napriklad každá lopatka, tyč, prút alebo drôt môžu byť vo všeobecnosti kruhové, oválne alebo mnohouholníkové, osobitne pravouhlé alebo štvorcové, prednostne so zaoblenými rohmi.Každý anódový člen môže byť súborom obsahujúcirn elektricky vodivý prvý alebo nosný člen, ktorý podporuje alebo nesie najmenej jeden elektrochemicky aktívny druhý člen, pričom povrch druhého člena tvorí elektrochemicky aktívny povrch. Aby sa vylúčili zbytočné mechanické napätia v súbore od rôznych mechanických napätí medzi prvým a druhým členom, môže prvý člen niesť viaceré oddelené krátke druhé členy.Elektrochemicky aktívny druhý člen môže byť elektricky a mechanicky spojený s prvým nosným členom vloženým členom, ako je napr. príruba. Obvykle je prvý člen priamo alebo nepriamo v styku s elektrochemicky aktívnym druhým členom po celej svojej dĺžke, čo počas prevádzky pece minímalizuje prúdovú dráhu cez elektrochemicky aktívny člen. Takáto konštrukcia je mimoriadne vhodná pre druhý člen vyrobený z elektrochemicky aktívneho materiálu, ktorý nemá vysokú elektrickú vodivosť.Takáto konštrukcia anódového člena je tiež výhodná, ak je týmto členom celé teleso z elektrochemicky aktívneho materiálu, ktorý je odolný proti oxidácii a porózny (ako napr. veľké množstvo oxidov) a ktorý má iónovú vodivosť umožňujúca oxidáciu kyslíkových iónov v aktívnom materiáli. Ak takýto aktívny materiál pokrýva oxidotvomý substrát, potom môže byť substrát oxidovaný, čím preniká pod povrch elektrochemicky aktívneho materiálu a vyvoláva vňom mechanicky poškodzujúce napätia. Ak sa použije taký nosný člen,ktorý má na svojom povrchu bariéru proti kyslíka, ako napr. oxid chrómu, a ktorý je elektricky vodivý, ale nie nevyhnutne elektrochemicky aktívny, potom tento nosný člen nebude oxidovaný iónovým kyslíkom, ktorý by sa naň mohol dostať. Iónový kyslík zostáva v elektrochemicky aktívnom materiáli a je v ňom nakoniec premenený na jednoatómový a dvojatómový kyslík.Paralelné anódové členy by mali byť prepojené navzájom, napr. ako v mriežkovej, sieťovej alebo pletivovej konñgurácii anódových členov. Aby sa vylúčili koncové účinky prúdu, môžu byť navzájom prepojené konce anódových členov, napr. môžu byť usporiadané tak, že presahujú cez všeobecne pravouhlý obvodový anódový rám z jecmej strany na opačnú stranu rámu.Altematívne je možné dosiahnuť takéto spojenie aspoň jedným spojovacím členom. Anódové členy môžu byť spojené viacerými priečnymi spojovacími členmi, ktoré sú ďalej navmjom spojené jedným alebo viacerými križovými členmi. Pre sústredne zaslučkované konfigurácie môžu byť priečne spojovacie členy radiálne. Vtomto prípade tieto radiálne spojovacie členy presahujú radiálne zo stredu paralelne usporiadaných anódových členov, alebo sú pevne pripojené k vonkajšiemu lcrúžku na obvode tohto usporiadania, alebo sú jeho integrálnou časťou.Výhodné je, ak priečne spojovacie členy majú premenlivý prierez, aby zabezpečili vpodstate rovnakú prúdovú hustotu v spojovacích členoch pred každým spoj om s ďalším členom a za ním. To platí aj pre krížový člen, ak tam je.Obvykle každá kovová anóda obsahuje najmenej jeden Vertikálny prúdový napájač usporiadaný tak, aby bol spojený s kladnou prípojnicou. Takýto prúdový napájač je mechanicky a elektricky spojený sjednýrn alebo viacerými priečnymi členmi, spájajúcimi viaceré priečne spojovacie členy, takže prúdový napájač vedie elektrický prúd k anódovým členom cez priečne spojovacie členy, a ak sú prítomné aj cez lqížové členy. Ak nie je prítomný žiadny priečny spojovací člen, je Vertikálny prúdový napájač priamo spojený s anódovými členmi, ktoré sú v rnriežkovej, sieťovej alebo pletivovej konfigurácii.Vertikálny prúdový napájač, anódové členy, priečne spojovacie členy a ak sú prítomné aj krížové členy,je možné pevne spojiť napríklad ich odliatím ako celku. Je možné ich zmontovať aj zvarením alebo iným mechanickým spojením.Obvykle ak anóda nie je vytvorená z masívneho elektrochemicky aktívneho materiálu, môže mať povlak uvoľňujúci kyslík, ktorým môže byť nanesený povlak alebo povlak získaný oxidáciou povrchu kovového anódového substrátu. Povlak sa obvykle robí z kovového oxidu, ako je oxid železa.Anóda sa môže pomaly rozpúšťať v elektrolyte. Alternatívne môžu byť prevádzkové podmienky pece také, že udržiavajú každú anódu rozmerovo stabilnú. Napríklad v elektrolyte je možné udržiavať dostatočné množstvo zložiek anódy, aby boli udržiavané v podstate rozmerovo stabilné tým, že sa znižuje jej rozpúšťanie v elektrolyte alebo sa mu zabráni.Pec môže pozostávať z najmenej jednej katódy zmáčateľnej hliníkom. Katóda zrnáčateľná hliníkom môže byť V drenážovanej konfigurácii. Príklady drenážovaných katódových pecí sú opísané v patentoch USA 5,683,130 (de Nora), WO 99/02764 a W 099/41429 (oba v mene de Nora/Duruz).Pec môže obsahovať aj prostriedky na zlepšenie rozpúšťania oxidu hlinitého doplňovaného do elektrolytu, napr. použitím elektrolytických usmerňovacích členov nad anódovými členmi, ako je opísané v PCT/IB 99/000 l 7 (de Nora), ktoré vyvolávajú pohyb elektrolytu nahor a/alebo nadol a prípadne okolo anódovej konštrukcie.Usmerňovacic členy elektrolytu môžu byť spolu zaistené tak, že sa odlejú ako celok alebo zvarením, či použitím iných mechanických spojovacích prostriedkov na vytvorenie súboru. Tento súbor je možné pripojiť k vertikálnemu prúdovému napáj aču alebo napevno spojiť s dierkovanou anódovou konštrukciou, alebo ju na ňu umiestniť.Pec môže tiež obsahovať prostriedky na tepelnú izoláciu povrchu elektrolytu, aby sa zabránilo vytvoreniu kôry elektrolytu na jeho povrchu, ako napr. izolačné veko nad elektrolytom, ako je opísané v súčasne podávanej žiadosti W 099/02763 (de Nora/Sekhar).Ďalším aspektom vynálezu je spôsob výroby hliníka v opísanej peci. Tento spôsob obsahuje prechod elektrického prúdu cez anódové členy tejto alebo každej anódy ako elektronického prúdu a odtiaľ cez elektrolyt ku katóde ako iónového prúdu, čím sa hliník vyrába na katóde a na povrchoch elektrochemicky aktívnej anódy sa uvoľňuje kyslík, ktorého uvoľňovaníe vyvoláva cirkuláciu elektrolytu cez prietokové otvory v anóde.Vynález tiež poskytuje bezuhlíkovú anódu na báze kovu pre elektrochemické získavanie hliníka tak, ako bolo opísané. Anóda má elektricky vodivú kovovú konštrukciu s elektrochemicky aktívnym anódovým povrchom, odolným proti oxidácii a tavenému elektrolytu obsahujúcemu tluorid, pričom na povrchu anódy sapočas elektrolýzy anodicky uvoľňuje kyslík a povrch anódy je ponorený v elektrolyte v podstate paralelne k protiľahlej katóde. Takáto kovová konštrukcia obsahuje rad paralelných horizontálnych anódových členov,z ktorých každý má elektrochemicky aktívny povrch, na ktorom sa počas elektrolýzy anodicky uvoľňuje kyslík. Tieto elektrochemicky aktívne povrchy sú vo všeobecnosti v rovnobežnom usporiadaní, aby vytvorili aktívny anódový povrch. Anódové členy sú navzájom oddelené tak, aby tvorili pozdĺme prietokové otvory na cirkuláciu elektrolytu, poháňanú rýchlym únikom anodicky uvoľňovaného kyslíka.Anódy podľa tohto vynálezu môžu pozostávať z materiálu na báze oxidov železa, získaných oxidáciou povrchu anódového substrátu, ktorý obsahuje železo, alebo môžu byt ním prednostné povlečené. Vhodné anódové materiály sú opísané podrobnejšie v súčasne podávanej žiadosti PCT/IB 99/01360 (Duruz/de Nora/Crottaz), PCT/IB 99/00015 (de Nora, Duruz), PCT/B 99/0 l 36 l (Duruz/de Nora/Crottaz), PCT/IB 99/01362V známych procesoch dokonca aj najmenej rozpustný materiál anódy uvoľňuje do kúpeľa nadmerné množstvo svojich zložiek, čo vedie knadmemej kontaminácíi vyrábaného hliníka. Napríklad koncentrácia niklu (Častá zložka navrhovaných anód na báze kovu), nachádzaná vo vyrobenom hliníku V malorozmerových skúškach pri bežných pracovných teplotách pece, sa typicky nachádza medzi 800 a 2 000 ppm, t. j. je 4 až IO-krát vyššia než maximálna dovolená úroveň, ktorá je 200 ppm.Oxidy železa a osobitne hematit (Fe 203) majú v tavenom elektrolyte vyššiu rozpustnosť než nikel. Pri priemyselnej výrobe je však tolerancia kontaminácie výsledného hliníka oxidmi železa tiež oveľa vyššia (až 2 000 ppm) než pre iné kovové nečistoty.Rozpustnosť je vnútomá vlastnosť anódových materiálov a nedá sa zmeniť inak než zmenou zloženia elektrolytu a/alebo prevádzkovej teploty pece.Boli vykonané malorozmerové skúšky s použitím NiFe 2 O 4/Cu anódy z kerarnického kovu a s prevádzkovaním za ustálených podmienok, aby sa určila koncentrácia železa v tavenom elektrolyte a vo výslednom hliníku za rôznych prevádzkových podmienok.V prípade oxidu železa sa zistilo, že znížením teploty elektrolytu sa výrazne znižuje rozpustnosť druhov železa. Tento účinok je možné prekvapivo využiť na dosíalmutie veľkého vplyvu na prevádzku pece tým, že sa obmedzí kontaminácia vyrobeného hliníka železom.Bolo teda zistené, že ak je prevádzková teplota pece znížená pod teplotu bežných pecí (950 - 970 °C), je možné vyrobiť rozmerovo stabilnú anódu pokrytú vonkajšou vrstvou oxidu železa tým, že sa udržiava taká koncentrácia druhov železa a hliníka v tavenom elektrolyte, ktorá je dostatočná na zníženie alebo potlačenie rozpúšťania vrstvy oxidov železa, ked koncentrácia druhov železa je dostatočne nízka, aby neprekročila komerčne prijateľnú úroveň železa vo výslednom hliníku.Prítomnosť rozpusteného oxidu hlinitého V elektrolyte na anódovom povrchu má obmedzujúci vplyv na rozpúšťanie železa z anódy do elektrolytu, čo znižuje koncentráciu druhov železa potrebných na podstatné zastavenie rozpúšťania železa z anódy.Ak je elektrochemicky aktívny povrch anódy na báze oxidov železa, elektrolyt môže obsahovať určité množstvo dmhov železa a rozpusteného oxidu hlinitého, čo bráni rozpúšťaniu elektrochemicky aktívneho povrchu na báze oxidov železa. Množstvo druhov železa a oxidu hlinitého rozpustené v elektrolyte a brániace rozpúšťaniu elektrochemicky aktívneho povrchu na báze oxidov železa tejto alebo každej anódy by malo byť také, aby výsledný hliník nebol kontaminovaný viac ako 2 000 ppm železa, najlepšie nie viac ako l 000 ppm železa, a dokonca najlepšie nie viac ako 500 ppm železa.Na udržiavanie množstva zložiek anódy, osobitne druhov železa, v elektrolyte, čo za prevádzkovej teploty bráni rozpúšťaniu tejto alebo každej anódy, ak doplňovaný oxid hlinitý samotný neobsahuje dosť železa, môžu byť zložky anódy doplňované do elektrolytu prerušovane, napríklad periodicky spolu s oxidom hlinitým,alebo trvalo, napríklad prostredníctvom obetovanej anódy. Ak je elektrochemicky aktívny povrch anódy na báze železa, môžu sa druhy železa dopĺňať do elekn-olytu vo forme kovového železa a/alebo nejakej železnej zlúčeniny, ako je oxid železa, fluorid železa, oxyíluorid železa a/alebo zliatina železa a hliníka.Na obmedzenie kontaminácie vyrobeného hliníka katodicky redukovanými zložkami anódy na komerčne prijateľnú úroveň by pec mala byť prevádzkovaná za dostatočne nízkej teploty tak, aby požadovaná koncentrácia rozpusteného oxidu hlinitého a zložiek anódy, osobitne druhov železa, v elektrolyte bola obmedzená zníženou rozpustnosťou druhov železa v elektrolyte pri prevádzkovej teplote.Pec je možné prevádzkovať s prevádzkovou teplotou elektrolytu pod 910 °C, obvykle od 730 do 870 °C,Elektrolyt môže obsahovať NaF a AIP v molárnom pomere NaF/AlFg, požadovanom pre prevádzkovú teplotu pece, medzi 1,2 a 2,4. Množstvo rozpusteného oxidu hlinitého obsiahnutého v elektrolyte je obvykle pod 8 váhových , najlepšie medzi 2 a 8 váhovými .Neaktívne časti anód, ktoré sú počas prevádzky pece vystavené tavenému elektrolytu, osobitne časti blízko povrchu elektrolytu, môžu byť chránené povlakom na báze zinku, osobitne obsahujúcom oxid zinku s oxidom hlinitým, alebo bez neho, alebo aluminátu zinku. Počas prevádzky pece by sa koncentrácia rozpusteného oxidu hlinitého mala udržiavať na 3 až 4 vaíhových alebo viac, aby sa podstatne zabránilo rozpúšťaniu takého povrchu.

MPK / Značky

MPK: C25C 3/00, C25C 7/00

Značky: výroby, spôsob, kyslíka, uvoľňovaním, získavanie, hliníka, elektrolytické, anoda, bezuhlíková, anódach

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/20-286563-pece-na-elektrolyticke-ziskavanie-hlinika-s-uvolnovanim-kyslika-na-anodach-sposob-vyroby-hlinika-a-bezuhlikova-anoda.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Pece na elektrolytické získavanie hliníka s uvoľňovaním kyslíka na anódach, spôsob výroby hliníka a bezuhlíková anóda</a>

Podobne patenty