Článok na elektrolytické získavanie kovov s čističom elektrolytu

Číslo patentu: E 10659

Dátum: 10.08.2004

Autori: De Nora Vittorio, Nguyen Thinh, Schnyder Frank

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 vynález sa týka článku na elektrolytické získavanie kovu, predovšetkým hliníka z oxidu hlinitého rozpusteného v roztavenom elektrolyte. Vynález sapredovšetkým týka výroby hliníka s vysokou úrovňou čistoty pomocou elektrolýzy.0002 Elektrolytické získavanie kovu z jeho zlúčeniny rozpustenej v elektrolyte obyčajne nasleduje postup čistenia vyrobeného kovu. Aby sa minimalizoval následný postup čistenia, kov sa výhodne elektrolyticky získava v prostredí, ktoré neobsahuje žiadne alebo málo prvkov (alebo ich foriem), ktoré sú zodpovedné za kontamináciu produkovaného kovu. Pri komerčnom elektrolytlckom získavaní kovu sa kontaminácia vyrobeného kovu minimalizuje zabránením prídavku kontaminujúcich prvkov do elektrolytu, predovšetkým kontrolou čistoty suroviny,ktorá sa používa.0003 V oblasti elektrolytického získavania hliníka je kontaminácia vyrobeného hliníka spôsobená nečistotami prítomnými v surovine, oxid hlinitý obyčajne obsahuje malé množstvo oxidov železa, a prvkami nachádzajúcimi sa v štruktúre článku na elektrolytické získavanie hliníka. ktoré sa rozpúšťajú v priebehu činnosti v elektrolyte, ako je napríklad slra alebo nikel nachádzajúce sa v uhlíkových anódach.0004 S rozvojom ne-uhllkových anód pri elektrolytlckom získavaní hliníka a činnosti článkov bez plášťa a výstupku, sa pravdepodobnosť kontaminácie vyrábaného hliníka prvkami zo štruktúry článku významne znížila.0005 Je známa výroba hliníka s nízkou úrovňou kontaminácie pomocou čistenia vyrobeného hliníka po elektrolytlckom získaní, napríklad pomocouodplynenia roztaveného oxidu hlinitého zvonku článku na elektrolytické získavaniehliníka, ako je zverejnené v US Patente 4,668,351 (Dewing/Reesor), ako aj vo WOO 0/63630 (Holz/Duruz), WO 01/42168 (de Nora/Duruz), WO 01/4250006 Na zlepšenie postupu výroby hliníka pri zníženom znečistení a nákladoch výroby hliníka je veľká motivácia použit ne-uhlikové anódy. Na nahradeníe uhlíkových anód, ktoré sa stále bežne používajú v priemysle za neuhlikové anódy, sa urobilo množstvo návrhov.0007 Materiály s najväčšou odolnosťou voči oxidácii sú oxidy kovov, ktoré sú všetky v malom rozsahu rozpustné v kryolite. Oxidy sú tiež slabo elektricky vodivé,a preto, aby sa zabránilo značným odporovým stratám a vysokému napätiu článku,malo by byť použitie oxidov vo výrobe anód minimálne. Akje to možné, mal by sa na jadro anódy využiť dobre vodivý materiál, pričom povrch anódy sa výhodne vyrobí z oxidov s vysokým elektrokatalytickým výkonom.0008 Len nedávno sa umožnilo produkovať anódy na báze kovu, ktoré môžu odolávat prostrediu článku po dobu niekoľko stoviek hodín a aj dlhšie a ktoré sú dostatočne elektricky vodivé, aby umožnili komerčne použitie. Tento nedávny vývoj, predovšetkým anódy vyrobené z elektricky vodivého kovového anódového jadra saktívnou vonkajšou časťou na báze oxidu, je zverejnenývniekolkých patentoch, ako US patenty 6,077,415 (Duruz/de Nora), 6,103,090 (de Nora), 6,113,758, 6,248,227, 6,361,681 (všetky de Nora/Duruz), 6,365,018 (de Nora), 6,379, 526 (de Nora/Duruz), 6,521,115 (Duruz/de Nora/ Crottaz), 6,562,2240009 Nahradenie uhlíkových anód za anódy na báze kovu vedie k prítomnosti anódových kovových foriem rozpustených v elektrolyte a redukovaných v katodicky produkovanom hliníku. Aby sa predišlo kontaminácii produkovaného hliníka s neprijateľným množstvom takýchto foriem kovov, navrhla sa činnost článku pri prísne kontrolovaných podmienkach, ako je opisané v niektorých vyššie uvedených odkazoch, ako aj v US Patentoch 6,540,887 (de Nora), 6,521,116(Duruz/de Nora/Crottaz), 6,572,757 (de Nora/Berclaz) a PCT prihláškach WO 0 O/407 (de Nora), WOO 1/31086 (de Nora/Duruz), WO 01/42535 (Duruz/de Nora), W 002/097167 (Nguyen/de Nora), WO 03/OO 6716 (de Nora), WOO 3/0067170010 US 2004/0 O 20786 (LaCamera et al.) publikovaný 5.febn.iára 2004 zverejňuje odstránenie síry z elektrolytu článku na výrobu hliníka, aby sa zvýšila prúdová účinnost článku. V niektorých uskutočneniach sa používa čistiaca elektróda V elektrolyte na odstránenie síry. Takáto elektróda je skrytá za stenou voblasti bez kyslíka mimo hlavného prúdu elektrolytu, aby sa zabránilo jej vystaveniu anodicky uvoľnenému kyslíku. Toto zverejnenie pripúšťa, že nečistoty železa sú pre prúdovú účinnost nevýhodné, predovšetkým v spojeni so sírou, ale zverejňuje len spôsob na odstránenie síry, a nie železa.0011 US 4,670,110 Withers et al.) zverejňuje článok na elektrolytické získavanie hliníka z oxidu uhličitého rozpusteného v roztavenom elektrolyte,elektrolyt ďalej obsahuje formy aspoň jedného prvku, ktorý je zodpovedný za kontamináciu produkovaného hliníka. Hlinité ióny sa výhodne prenášajú z bipolárnej vrstvy cez membránu do priestoru rafinácie na zozbieranie v nádrži s kovom. i0012 US 4,214,956 (Bowman) zverejňuje spôsob elektrolytickej separácie kovu od nečistôt obsiahnutých v kove a nečistôt v roztavenom stave v zásobníku s poréznou membránou priepustnou pre roztavený elektrolyt. Kov sa elektrolytickyprenáša cez membránu ku katóde v prítomnosti elektrolytu za účelom separáciealebo odstránenia nečistôt z kovu.0013 US 4,115,215 (Das et al) zverejňuje postup čistenia hliníkovej zliatiny,ktorý obsahuje poskytnutie roztaveného hliníka v priepustnom zásobníku s roztaveným elektrolytom. Hliník sa elektrolyticky prenáša cez poréznu stenu ku katóde, čím sa v podstate separuje hliník od zložiek zliatiny.0014 Ako je uvedené vyššie, oxid hlinitý, ktorý sa používa ako surovina na komerčné elektrolytické získavanie hliníka. obyčajne obsahuje približne 500-1000 ppm foriem železa, ktoré sa v priebehu elektrolytického získavania kovov redukujú na katóde a kontaminujú vyrábaný hliník. Kontamináciu železom pochádzajúcim z násady oxidu hlinitého nie je spôsobom opísaným vo vyššie uvedených odkazoch možné obmedziť. Elektrolyt článku na elektrolytické získavanie hliníka obyčajne obsahuje malé množstvá kontaminujúcich nečistôt, typicky do 500 ppm železa a menej než 200 ppm niklu a iných možných prvkov, ktoré by sa nemali zhromažďovať v elektrolyticky získanom hliníku. Zostáva potreba redukciekontaminácie hliníka v priebehu elektrolytického získavania kovu.0015 Hlavným predmetom vynálezu je zvýšenie čistoty kovu produkovaného elektrolýzou elektrolytu obsahujúceho rozpustenú zlúčeninu kovu, predovšetkým elektrolytickým získavaním hliníka zoxidu hlinitého, inhibiciou redukcie pn/kov iných než kov, ktorý sa má produkovať, ktorého formy sú prítomné v elektrolyte, v elektrolyticky získanom kove.0016 vynález sa týka článku na elektrolytické získavanie kovu zjeho zlúčeniny rozpustenej v roztavenom elektrolyte soli, predovšetkým hliníka z rozpusteného oxidu hlinitého. Tento článok obsahuje anódu a katódu, ktoré sú v kontakte s roztaveným elektrolytom, katóda má v priebehu používania katódový potenciál na redukciu foriem kovu, ktorý sa má na nej produkovať z rozpustenej zlúčeniny, na nej. Elektrolyt ďalej obsahuje formy aspoň jedného prvku, ktorý je zodpovedný za kontamináciu produkovaného kovu a ktorý ma katódový redukčný

MPK / Značky

MPK: C25C 3/08, C25C 7/00, C25C 3/06

Značky: čističom, elektrolytické, kovov, získavanie, článok, elektrolytu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/30-e10659-clanok-na-elektrolyticke-ziskavanie-kovov-s-cisticom-elektrolytu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Článok na elektrolytické získavanie kovov s čističom elektrolytu</a>

Podobne patenty