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DE1093996B - Stromfuehrungselemente und deren Verwendung in elektrolytischen Zellen zur Gewinnung oder Raffination von Aluminium - Google Patents

Stromfuehrungselemente und deren Verwendung in elektrolytischen Zellen zur Gewinnung oder Raffination von Aluminium

Info

Publication number
DE1093996B
DE1093996B DEB39448A DEB0039448A DE1093996B DE 1093996 B DE1093996 B DE 1093996B DE B39448 A DEB39448 A DE B39448A DE B0039448 A DEB0039448 A DE B0039448A DE 1093996 B DE1093996 B DE 1093996B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
aluminum
carrying elements
cell
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB39448A
Other languages
English (en)
Inventor
Charles Eric Ransley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British Aluminum Co Ltd
Original Assignee
British Aluminum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Aluminum Co Ltd filed Critical British Aluminum Co Ltd
Publication of DE1093996B publication Critical patent/DE1093996B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/16Electric current supply devices, e.g. bus bars

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

DEUTSCHES
Die Erfindung geht aus von Stromführungselementen, die in elektrolytischen Zellen für die Herstellung von Aluminium als Kathode oder als Stromzuführung zur Kathode einer Reduktionszelle für die Herstellung von Aluminium oder als Stromzuführung zur Anoden- oder Kathodenschicht einer Aluminiumraffinationszelle verwendet werden. Diese Stromführungselemente stehen alle zumindest mit einem Teil ihrer Oberflächen mit geschmolzenem Aluminium in Berührung.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, solche Stromführungselemente statt wie bisher aus Kohlenstoff mindestens aus einem der Stoffe Titancarbid und Zirkoniumcarbid herzustellen und dadurch große Vorteile, z. B. ein gutes Benetzen der Teile durch geschmolzenes Aluminium, zu erreichen. Nach einem weiteren \^orschlag wurde die noch vorteilhaftere Verwendung der Boride des Titans und Zirkoniums zu diesem Zweck angegeben und insbesondere auf die ausgezeichneten Eigenschaften von Titanborid (TiB2) hingewiesen. Dieser Stoff hat einen noch viel niedrigeren elektrischen Widerstand als Titancarbid, ist beständiger gegen Oxydation bei Temperaturen im Bereich von 300 bis 800° C und besitzt eine geringere Löslichkeit im geschmolzenen Aluminium bei Temperaturen zwischen 950 und 1000° C, die in solchen Elektrolysezellen verwendet werden. Die letztere Eigenschaft ist außerordentlich bedeutsam vom wirtschaftlichen Standpunkt aus, da die Lebensdauer der Stromführungselemente von dem Ausmaß bestimmt wird, in welchem sich das Material in dem geschmolzenen Aluminium der elektrolytischen Zelle löst.
Es wurde nun gefunden, daß durch die Verwendung einer Mischung von Titancarbid und Titanborid besondere Vorteile erzielt werden können, die nicht aus der Kenntnis ihrer einzeln bestimmbaren Eigenschaften zu entnehmen sind.
Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung Stromführungselemente vor zur Verwendung als Kathode und/oder als Stromzuführung zur Anode oder Kathode in elektrolytischen Zellen für die Herstellung oder Raffination von Aluminium, bei denen wenigstens die Teile der Stromführungselemente, die mit geschmolzenem Aluminium in Berührung kommen, zum größten Teil oder vollständig aus einer Mischung von Titancarbid und Titanborid bestehen.
Die Mischung kann 5 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent, insbesondere ungefähr 10 Gewichtsprozent Titanborid enthalten. Es ist auch möglich, die Teile der Stromführungselemente außerhalb der Schmelze aus einer Mischung herzustellen, deren Titanboridanteil fortschreitend in Richtung auf die Schmelze zunimmt.
Stromführungselemente
und deren Verwendung
in elektrolytisdien Zellen zur Gewinnung oder Raffination von Aluminium
Anmelder:
The British Aluminium Company Limited, London
Vertreter: Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,
Hannover, Am Klagesmarkt 10/11
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 10. März 1955
Charles Eric Ransley, Chesham Bois, Buckinghamshire
(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
Der überraschende Effekt, der bei der Vermischung von Titanborid mit Titancarbid bei der Herstellung der Stromführungselemente erzielt wird, ist die Änderung der Löslichkeit von Titancarbid in Aluminium bei hohen Temperaturen (z.B. bei 970° C). Ganz geringe prozentuale Zusätze von Borid drücken dabei bereits merklich die Löslichkeit des Carbids herab.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Löslichkeit von Titan in Aluminium bei 970° C für Materialien angibt, deren Zusammensetzung sich von 100% Ti C bis 100VoTiB2 ändert;
Fig. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch eine Reduktionszelle;
Fig. 3 ist eine Teilansicht einer anderen Reduktionszelle, in der die Stromführungselemente anders angeordnet sind;
Fig. 4 zeigt einen vertikalen Längsschnitt von einem Ende einer Reduktionszelle, in der die Stromführungselemente wieder anders angeordnet sind;
009 650/400
Fig. 5 stellt einen vertikalen Schnitt durch eine Dreischichtenraffinationszelle dar;
Fig. 6 zeigt eine Reduktionszelle mit Kathoden, die aus erfindungsgemäßen Stromführungselementen hergestellt sind, und zwar im Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 7;
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 6.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, wird die Löslichkeit von Titancarbid durch den Zusatz von nur 10% Titanborid auf ungefähr ein Drittel herabgesetzt und bleibt dann im wesentlichen konstant bis zu einem Zusatz von wenigstens 70% Borid.
Da Titanborid im Vergleich zu Titancarbid teuer ist, ist es von großem Wert, daß eine beträchtliche 1S Verminderung der Löslichkeit erreicht werden kann, wenn verhältnismäßig kleine Anteile des Borids dem billigeren und leichter erhältlichen Carbid zugesetzt werden. Es ist schwierig, den günstigsten Prozentsatz von Borid anzugeben, der zu verwenden ist, obgleich bezüglich der Löslichkeit selbst Zusätze in der Größenordnung von 10 bis 25% angebracht sind. Zusätze von weniger als 10% ergeben vorteilhafte Resultate. Dabei müssen die erhöhten Kosten von Titanborid enthaltendem Material und die längere Lebensdauer der Stromführungselemente gegeneinander abgewogen werden, es wird aber vorgezogen, nicht weniger als 5% TiB2 zuzusetzen.
Die Verwendung von solchen Mischungen für die Herstellung von Stromführungselementen ist von außerordentlicher Bedeutung, insbesondere für Reduktionszellen zur Aluminiumherstellung. Bei Dreischichtenzellen zur Raffination von Aluminium ergeben sich ebenfalls Vorteile, da aber die Löslichkeit von TiC unter den Bedingungen in einer solchen Zelle allein normalerweise ausreichend niedrig ist, rechtfertigen sich meistens die höheren Kosten von Ti C-Ti B2-Mischungen nicht.
Was andere Eigenschaften betrifft, so liegen die Ti C-Ti B2-Mischungen anscheinend in der Mitte zwischen dem Carbid und dem Borid. Die Beständigkeit der Mischung gegen Oxydation in Luft bei hoher Temperatur ist besser als bei Titancarbid allein. Der elektrische Widerstand steht in etwa einer linearen Beziehung zu der Zusammensetzung und nimmt von einem Wert zwischen 60 und 70 Mikroohm/cm für Titancarbid bis 10 Mikroohm/cm für Titanborid ab. Damit ergibt sich ein zusätzlicher Vorteil durch die Verwendung der Mischungen, da die höheren Kosten des Borids ausgeglichen werden können, indem ein Stromführungselement von geringerem Querschnitt für die Zuführung eines bestimmten Stromes verwendet wird.
Die Stromführungselemente aus Carbid-Borid-Mischungen können auf verschiedene Wreise hergestellt werden. Das einfachste Verfahren besteht darin, Titancarbid- und Titanboridpulver von geeigneter Reinheit und Teilchengröße zu mischen und dann die Mischung unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen zu pressen, was in einer Schutzatmo-Sphäre, z. B. aus Wasserstoff, erfolgt. Die für das Pressen von Titancarbid geeigneten Bedingungen (Druck etwa 155 kg/cm2; Temperatur: 2000 bis 2100° C) sind auch für Carbid-Borid-Mischungen geeignet. Es kann aber auch pulverförmiges Ti C mit TiB2 gemischt, dann kalt gepreßt und anschließend entweder im Vakuum oder in einer neutralen Atmosphäre gesintert werden.
Andererseits ist es möglich, eine Mischung aus Titancarbid und Titanborid durch geeignete Abwandlungen des Verfahrens für die Herstellung von Carbiden zu erhalten. Zu dem Zwecke wird die normale Reaktion für die Herstellung von Ti C mittels Reduktion von Titandioxyd durch Kohlenstoff
TiO2+3C=TiC+2CO
abgeändert, indem der Kohlenstoff teilweise durch Bor ersetzt wird. Hierbei bildet sich Titanborid nach der Gleichung:
TiO2+2C+2B=TiB2+2CO
Man erhält auf diese Weise leicht durch geeignete Einstellung des bei der Reduktion zu verwendenden Kohlenstoff-Bor-Verhältnisses eine beliebige TiC-TiB2-Mischung, aus der kompakte Teile hergestellt werden können, indem die Mischung warm gepreßt oder kalt gepreßt und gesintert wird.
Es ist außerdem möglich, durch Warmpressen oder andererseits durch Kaltpressen und Sintern ein Stromführungselement für Reduktionszellen oder Dreischichtenraffinationszellen herzustellen, das eine sich verändernde Zusammensetzung hat. Es ist z. B. möglich, ein Stromführungselement herzustellen, das 20% Titanborid und 80% Titancarbid über nur einen Teil seiner Länge enthält, während der Rest im wesentlichen aus Titancarbid besteht. Zwischen den beiden Teilen verschiedener Zusammensetzung kann sich das Verhältnis der Bestandteile fortlaufend ändern, so daß ein allmählicher Übergang erhalten wird. Nach diesem Verfahren ist die Gefahr auf ein Minimum verringert, daß sich an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen verschiedener Zusammensetzung Risse bilden.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, Stromführungselemente herzustellen, die dort, wo sie in den geschmolzenen Kathodensumpf der Zelle hineinragen, aus einer Mischung von Carbid und Borid, und dort, wo sie von der Wand oder dem Boden der Zelle umgeben sind, nur aus Carbid bestehen.
In Fig. 2 wird eine Reduktionszelle gezeigt. Sie umfaßt eine Grundplatte 1 aus Mauerwerk oder Beton, auf der eine flache Wanne 2 gelagert ist, die aus Kohlenstoff besteht und von einer Umgebungswand 3 aus Flußstahl gestützt und gehalten wird.
Entlang der Längskanten der oberen Bodenfläche der Wanne 2 sind zwei Kanäle 4 gebildet, in welche im Abstand voneinander stabförmige Stromführungselemente 5 hineinragen, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt sind, so daß wenigstens der Teil des Stromführungselementes 5, der in das geschmolzene Aluminium eintaucht, aus einer Mischung von Titanborid und Titancarbid besteht. Das Borid in diesem Teil macht dabei vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent aus. Der Rest des Stromführungselementes 5 kann aus der gleichen Mischung bestehen, oder es kann andererseits der Teil, der jeweils in dem Bereich 5 c liegt, aus einer Mischung von Titanborid und Titancarbid gebildet sein, in welcher der Anteil des Titanborids nach und nach verringert wird, so daß sich ein allmählicher Übergang ergibt von dem in geschmolzenes Aluminium eingetauchten Teil des Stromführungselementes zu dem restlichen Teil, der dann nur aus Titancarbid besteht. In dieser Anordnung erstreckt sich jedes Stromführungselement 5 horizontal durch die Wand der Wanne 2 und ragt in den zugehörigen Kanal 4 hinein. Das äußere Ende jedes Stromführungselementes ist dabei mit einem Aluminiumstab 6 verbunden, der an den negativen Pol einer Stromquelle für die Elektrolyse angeschlossen ist. Das
Ende des Aluminiumstabes 6 kann an das Ende des Stromführungselementes 5 angegossen sein.
Die Anode 7 ist aus Kohlenstoff und ist durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden. Die Aluminiumstäbe 6 sind, wie bei 6a in der linken Seite der Fig. 1 gezeigt, mit einer Stromschiene 8 verbunden, die sich seitlich entlang der Zelle erstreckt.
Die Zelle kann durch eines der in der Industrie bekannten Verfahren in Betrieb gesetzt werden. Zum Beispiel können die Anode 7 und die Wanne 2 auf Betriebstemperatur geheizt werden, indem die Anode auf geeignete Kohlenwiderstandsblöcke gesetzt wird, die auf der Bodenfläche der Wanne liegen und durch die dann elektrischer Strom durchgeleitet wird. Nachdem die Blöcke entfernt worden sind, kann die Elektrolyse durch Einlaufenlassen von geschmolzenem Aluminium eingeleitet werden, das einen die Stromführungselemente 5 bedeckenden Sumpf 9 bildet, worauf dann geschmolzener Elektrolyt 10 zugeführt und sofort der volle Elektrolysenstrom durch die Zelle geschickt wird. Der Sumpf aus geschmolzenem Metall bildet die Kathode für die Zelle. Wenn die Zelle in vollem Betrieb ist, befindet sich der Hauptteil der Schmelze 10 in flüssigem Zustand und wird durch eine Kruste 11 aus fester oder erstarrter Schmelze abgedeckt.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Stromführungselemente 5 vertikal angeordnet und durch die Bodenplatte der Wanne 2 hindurchgeführt. Die oberen Enden der Stromführungselemente 5 ragen um ein kurzes .Stück über die obere Bodenfläche der Wanne heraus und bilden eine elektrische Verbindung zwischen dem Sumpf 9 aus geschmolzenem Metall, das sich auf der Bodenfläche ansammelt, und dem Aluminiumstab 6, der in elektrischer Verbindung mit der Sammelschiene 8 steht, die unter der Zelle entlangläuft.
Fig. 4 zeigt, wie die Wirtschaftlichkeit einer üblichen Reduktionszelle durch Verwendung von erfindungsgemäßen Stromführungselementen verbessert werden kann. Der Boden der Wanne 2 ist wie üblich aus Graphitblöcken gebildet, in die Stahlstäbe 6 eingebettet sind, die die Blöcke elektrisch mit der außerhalb der Zelle liegenden Schiene (nicht gezeigt) verbinden, welche ihrerseits zum negativen Pol führt. Solche Zellen haben den Nachteil, daß ein hoher elektrischer Widerstand zwischen dem geschmolzenen Aluminiumsumpf 9 und der Wanne 2 auftritt, da das Metall den Kohlenstoff nicht benetzt und sich ein schlecht leitender Schlamm während des Betriebes der Zelle auf dem Boden der Wanne ansammelt.
Um diese Nachteile zu beheben, werden Stromführungselemente 5 in Form von Stangen von zylindrischer oder anderer Form in Ausnehmungen eingesetzt, die in den Blöcken des Zellenbodens gebildet sind. Diese Stangen sind etwas langer als die Tiefe der Ausnehmungen, so daß ihre oberen Enden in den Sumpf 9 aus geschmolzenem Metall hineinreichen und für den Elektrolysenstrom ein Weg von geringerem Widerstand ergeben, durch den die Schlammschicht überbrückt wird. Die Ausnehmungen werden vorzugsweise gleichmäßig verteilt über den Stahlstäben 6 angeordnet, enden aber kurz über diesen, so daß eine Zwischenschicht aus festem Kohlenstoff verbleibt, die ein Leckwerden der Zelle verhindert. Die Stromführungselemente 5 werden vorzugsweise in ihren Stellungen mittels einer dünnen Pechschicht befestigt, die sich bei der Betriebstemperatur der Zelle in eine feste kohlenstoffartige Verbindung verwandelt.
Die Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Dreischichtenzelle für die Raffination von Aluminium. Ein Stromführungselement 5 a, das aus dem erfindungsgemäßen Material besteht, erstreckt sich horizontal durch die Isolier- (Magnesit-) Wandung 12 der Zelle und ragt mit seinem inneren Ende in eine Vertiefung 13 hinein, die in der Bodenplatte der Zelle gebildet ist, so daß das Stromführungselement im Betriebszustand in eine Schicht 14 aus geschmolzener
ίο Aluminiumlegierung eintaucht, die die Bodenschicht bildet. Das äußere Ende des Stromführungselementes 5 a- ist mit einem Aluminiumstab 15 (der daran angegossen sein kann) verbunden und führt zum positiven Pol der Elektrolysenstromquelle.
Ähnliche Stromführungselemente 5 b sind vertikal angeordnet und tauchen mit ihren unteren Enden in eine Schicht 16 aus gereinigtem Aluminium ein, welches auf einer Schicht 17 aus geschmolzenem Flußmittel schwimmt. Sie sind mit ihren oberen Enden an
ao eine mit dem negativen Pol verbundene Stromschiene 18 angeschlossen. Diese Stromführungselemente können mit der Stromschiene (wie bei 19) verlötet oder daran angegossen werden. Die frei liegenden Teile der Stromführungselemente 5 b sind in geeigneter Weise gegen Oxydation und andere schädliche Einflüsse geschützt.
Die Verwendung von Stromführungselementen in Reduktionszellen, bei denen die Kathode zur Horizontalen geneigt angeordnet ist, wird in den Fig. 6 und 7 erläutert. Die dargestellte Reduktionszelle besitzt sowohl im Grundriß als auch im Querschnitt eine rechteckige Form und enthält eine Außenwand 21 aus widerstandsfähigem Isoliermaterial, z. B. Magnesit, und eine Auskleidung 22 aus Kohlenstoff. Vertikale Trennwände 23, ebenfalls aus Kohlenstoff, erstrecken sich von den Seitenwänden der Auskleidung nach innen und stehen mit den entsprechenden Außen- und Bodenflächen der Kohlenstoffauskleidung 22 in Berührung, sie enden aber kurz vor der Längsmittellinie der Zelle. Die Innenfläche jeder Trennwand 23 ist verhältnismäßig stark nach oben und außen, vom unteren Ende ausgehend, zur Horizontalen geneigt, und die oberen Flächen liegen etwas unter der Oberfläche des geschmolzenen Flußmittels 24, das die Zelle anfüllt, wenn sie in Betrieb ist (s. Fig. 6). Die Trennwände 23 sind voneinander getrennt über die Länge der Zelle verteilt und in einander gegenüberliegenden Paaren angeordnet. Jede Innenfläche der Trennwände trägt eine Kathode 25 eines Kathodenpaares, das mit einer Anode 26 zusammenwirkt, die zwischen den Kathoden liegt. Jede Kathode 25 besteht aus einer rechteckigen Platte eines gesinterten Preßlings, der in der oben beschriebenen Weise hergestellt ist. Die Kathodenplatte ruht mit dem mittleren Teil ihrer äußeren Fläche auf der Innenfläche der entsprechenden Trennwand 23, und ihre untere Kante steht in Berührung mit der entsprechenden Seitenwand eines Kanals 27, der in Längsrichtung in der Bodenfläche der Kohlenstoffauskleidung 22 gebildet ist und in der Breite von einer Trennwand 23 bis zur gegenüberliegenden reicht. Bei dieser Anordnung sind im Abstand voneinander über die Länge der Zelle verteilt Paare von einander gegenüberliegenden Kathodenplatten 25 in V-Form angeordnet, deren untere Kanten um die Breite des Kanals 27 voneinander getrennt sind. Die oberen Kanten der Kathodenplatten ragen, wie in Fig. 6 gezeigt, etwas über die oberen Enden der Trennwände 23 hinaus und enden kurz unter der Oberfläche des geschmolzenen Flußmittels 24. Die Anode 26 besteht aus Kohlenstoff und ist im Quer-
schnitt rechteckig. Ihr unterer Teil ist jedoch keilförmig, so daß die dadurch entstehenden geneigten rechteckigen Flächen 26 α im wesentlichen parallel zu den Innenflächen der entsprechenden Kathodenplatten 25 verlaufen. Die Anode 26 wird von einer Stromschiene 28 (Fig. 6) getragen, die aus Stahl besteht und die Anode mit dem positiven Pol der Elektrolysenstromquelle verbindet. Der obere Teil der Anode erstreckt sich durch die Oberfläche des geschmolzenen Flußmittels 24 und die darüberliegende Kruste 24 α ίο aus erstarrtem oder festem Flußmittel hindurch. Da die Anode während des Betriebes der Zelle verbraucht wird, wird sie fortlaufend in bekannter Weise herabgelassen. Die Stellung der geneigten Flächen der Anode ist dabei immer derart, daß der gewünschte konstante Abstand zwischen den Elektroden gewahrt bleibt.
An einer Seite einer jeden Trennwand 23 ist auf dem Boden der Kohlenstoffauskleidung 22 eine flache Vertiefung 29 angebracht, in die das innere Ende ao eines stabförmigen Stromführungselementes 30 hineinragt, das aus einem gleichen gesinterten Preßling wie die Kathodenplatten besteht. Dieses Stromführungselement erstreckt sich horizontal durch die vertikale Wand der Kohlenstoffauskleidung 22 nach außen und ist elektrisch mit einer Aluminiumstange 31 verbunden, deren inneres Ende in die äußere Wand
21 eingebettet ist. Die Aluminiumstangen 31 sind mit dem negativen Pol der Elektrolysenstromquelle verbunden. Bei der Inbetriebnahme der Zelle kann die Elektrolyse in üblicher Weise eingeleitet werden.
Wenn sich die Zelle in vollem Betrieb befindet, ist der Hauptteil der Flußmittelmischung im geschmolzenen Zustand, obgleich sich eine Kruste 24ο aus festem oder erstarrtem Flußmittel bildet, die den Zwischenraum zwischen der Kohlenstoffauskleidung
22 der Zelle und den entsprechenden Anoden 26 überbrückt und sich auch an den Wänden der Auskleidung abwärts erstreckt, wie in Fig. 6 gezeigt. Auf den gesamten frei liegenden Oberflächen der Kathodenplatten 25 scheidet sich nun flüssiges Aluminium ab und fließt daran herab in den Sumpf 32, der sich über die Bodenfläche der Kohlenstoffauskleidung 22 erstreckt und auch den Kanal 27 ausfüllt. Der Sumpf bildet die elektrische Verbindung zwischen den Stromführungselementen 30 und den Kathodenplatten 25.
Der gesamte Elektrolysenstrom wird im wesentlichen von dem Aluminium des Sumpfes und nur wenig oder überhaupt nicht von der Kohlenstoffbasis geleitet. Das geschmolzene Aluminium kann von Zeit zu Zeit aus diesem Sumpf abgestochen werden.
Bei den oben beschriebenen Stromführungselementen, z. B. bei den Stromführungselementen 5 (oder 5 a und 5 b) der Fig. 2 bis 5, den Kathodenplatten 25 und den Stromführungselementen 30 der Fig. 6 und 7, besteht wenigstens der Teil derselben, der in das geschmolzene Metall eintaucht, aus einer Mischung aus Titanborid und Titancarbid. Der Anteil des Titanborids ist dabei in der Größenordnung von bis 20 Gewichtsprozent und beträgt vorzugsweise ungefähr 10 Gewichtsprozent. Die Stromführungselemente in den Fig. 3 bis 7 können ebenfalls, wie bei Fig. 2 beschrieben, eine abgestufte Zusammensetzung besitzen.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Stromführungselemente zur Verwendung als Kathode oder als Stromzuführung zur Kathode einer Reduktionszelle für die Herstellung von Aluminium oder als Stromzuführung zur Anodenoder Kathodenschicht einer Aluminiumraffinationszelle, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Teil des Stromführungselementes, der mit geschmolzenem Aluminium in Berührung kommt, in der Hauptsache wenigstens aus einer Mischung von Titancarbid und Titanborid besteht.
2. Stromführungselemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 5 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent, insbesondere ungefähr 10 Gewichtsprozent Titanborid enthält.
3. Stromführungselemente zur Verwendung als Stromzuführung zur Anode oder Kathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Titanborids in dem außerhalb des geschmolzenen Aluminiums liegenden Teil des Stromführungselementes fortschreitend in Richtung der Schmelze zunimmt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 622 522.
Hierzu i Blatt Zeichnungen
© 009 650/4DO 11.60
DEB39448A 1955-03-10 1956-03-09 Stromfuehrungselemente und deren Verwendung in elektrolytischen Zellen zur Gewinnung oder Raffination von Aluminium Pending DE1093996B (de)

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GB343651X 1955-03-10

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE622522C (de) * 1932-08-06 1935-11-29 Metallwerk Plansee G M B H Elektrischer Kontaktstoff, der ein oder mehrere Carbide neben einem oder mehreren niedriger schmelzenden und weicheren Metallen enthaelt

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