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DE2910811A1 - Stromleitereinrichtung fuer elektrode - Google Patents

Stromleitereinrichtung fuer elektrode

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Publication number
DE2910811A1
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DE
Germany
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tube
graphite
electrode
aluminum
cell
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DE19792910811
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Inventor
Hanspeter Dipl Chem Dr Alder
Joachim Schirnig
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Alcan Holdings Switzerland AG
Original Assignee
Alusuisse Holdings AG
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Publication date
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
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    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof
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Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM 'AG, 3965 Chippis
Stromleitereinrichtung für Elektrode
16. Februar 1979
FPRS-Dy/bk Case 1319
030034/0481
Stromleitereinrichtung für Elektroden
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Stromleitereinrichtung für Elektroden, insbesondere für in korrosiven Salzschmelzen eingetauchten Elektroden, unter anderem für die Elektrolyse von Halogenidschmelzflüssen, insbesondere von in einer Chloridschmelze gelöstem Aluminiumchlorid, welche Einrichtung stabil und mit niedrigem Spannungsabfall arbeitet. Diese Stromleitereinrichtung ist auch für Anlagen zur Wechselstrombeheizung von Salzschmelzen, zur galvanischer Beschichtung von Werkstücken in Salzschmelzen, und ähnliche Anlagen geeignet.
Bei solchen Anlagen und insbesondere bei der Elektrolyse von Metallen aus Halogenidschmelzflüssen ist die Ausbildung des Schmelzebehälters, insbesondere der Zelle sowie die Elektrodenanordnung zum grossen Teil dadurch festgelegt, dass aus Korrosionsgründen vermieden werden muss, den metallischen Stromzuleiter durch den Schmelzfluss selbst zu führen.
Im Falle der Hall-Heroult Elektrolyse zur Aluminiumgewinnung geschieht dies so, dass im kathodischen Kohleboden Eisenbarren eingegossen werden und der Strom über diese Barren und den Kohleboden in das flüssige Metall geleitet wird, und dass im anodischen Teil die Zuleiterstangen aus Metall in die Kohleblöcke mit Pech eingebettet werden.
Bei der Magnesiumelektrolyse wird mit senkrechten Elektroden gearbeitet. Hier werden als Anoden aus der Schmelze herausragende Graphitplatten eingesetzt, in welche der Strom direkt geleitet wird; man nimmt damit bewusst einen verhältnismässig hohen Spannungsabfall, einen Wärmeverlust und einen regelmässigen Anodenwechsel in Kauf, der dadurch bestimmt ist, dass die Anoden an der Phasengrenze Schmelzfluss-Gasraum verzundern.
Ü30034/CK81
Werden nun als Stroxnzuleiter gut leitende Metalle wie Kupfer oder hochnickelhaltige Stähle verwendet, dann wird der Spannungsabfall erniedrigt, aber gleichzeitig erfolgt ein kombinierter Angriff durch Anodengas, flüssiges Metall, Salzschmelze und, falls die Elektrodenplatte aus Graphit besteht, durch Kohlenstoff, dem kein Metall im Temperaturbereich von 550 C bis 800 C auf die Dauer standhalten kann. Ausserdem weist das Elektrodenmaterial, meistens Graphit, gegebenenfalls auch eine gebrannte Kunstkohlemasse, immer noch eine Restporosität. Diese hat zur Folge, dass die Schmelze nach und nach durch das Elektrodenmaterial migriert und mit dem in die Elektrode ragenden metallischen Zuleiter in Kontakt kommt und diesen angreift.
Eine Lösung dieses Problems, nämlich der Zu- und Abfuhr des elektrischen Stromes von den Elektroden eines eine Schmelze enthaltenden Ofens, bzw. von den Anoden und Kathoden einer Elektrolysezelle mittels Leitern, welche aus gut leitendem Metall bestehen und durch die Gasatmosphäre und den Schmelzfluss nicht angegriffen werden, bzw. vor Angriff durch die korrosive Umgebung wirksam geschützt sind, sollte technisch vorallem für die Elektrolyse von Metallen aus Halogenidschmelzen von grosser Bedeutung sein, z.B.: Magnesium aus in einer Chloridschmelze gelöstem Magnesiumchlorid, Alkalimetalle aus ihren Chloriden und schliesslich Aluminium aus in einer Alkalihalogenidschmelze gelöstem Aluminiumchlorid.
Hierzu sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden.
Zum Beispiel beschreibt das US-Patent 3 838 384 einen durch die Zellenwand geführten metallischen Stromzuleiter, der vor Korrosion dadurch geschützt ist, dass eine gas- und flüssigkeitsundurchlässige Schutzhülle aus Graphit den Stromzuleiter nach dem Durchtritt durch die äussere Zellenwand bis tief in die
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Graphitelektrode hinein umschliesst, wobei zur Verminderung ihrer Porosität und Erhöhung ihrer Schutzwirkung die Schutzhülle mit pyrolyt; .ischem Graphit guter Leitfähigkeit beschichtet ist. Diese Schutzhülle ist einerseits dicht in die Elektrode hineingepresst und andererseits durch eine Art Stopfbüchse gegen den Durchtritt von Elektrolyt am Ende, das sich der äusseren Zellenwand befindet, abgedichtet. Zusätzlich wird an diesem Ende der Stromzuleiter teilweise noch gekühlt, so dass der Elektrolyt einfrieren soll.
Im US-Patent 3 809 794 wird das gleiche Problem dadurch gelöst, dass die elektrisch gut leitende, so wenig wie möglich durchlässige Schutzhülle aus Graphit beibehalten wird, aber zusätzlich noch ein Inertgasdruck, höher als der Zellendruck, zwischen dem Zuleiter und der Schutzhülle aufrecht erhalten wird, um ein Eindringen des Elektrolyten in die Schutzhülle zurückzuhalten. Gleichzeitig dient dieser Gasdruck, bzw. der Gasfluss als Indikator bei allfälligem Versagen der Elektrodenkonstruktion.
Nachteilig bei beiden Lösungen ist, dass die metallischen Stromzuleiter nur so lange geschützt sind, als die zur Verhinderung des Eindringens der korrosiven Umgebung eingesetzten mechanischen und physikalischen Mittel unbeschädigt bzw. ungestört sind, ferner, dass zwar der metallische Leiter selbst einen niedrigen Spannungsabfall aufweist, dass aber der mechanische und somit der elektrische Kontakt zwischen dem Metall in festem Zustand und dem Graphit sich mit der Zeit verschlechtert. Insbesondere lässt sich das Migrieren der Salzschmelze durch das Elektrodenmaterial und anschliessend durch die Schutzhülle aus Graphit, selbst wenn diese mit pyrolytischem Graphit beschichtet ist, auch mit dem vorgeschlagenen Inertgasruck nicht restlos unterbinden, sodass es schliesslich doch zu einem Angriff des metallischen Zuleiters kommt.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist, solche Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Stromzuleiteranordnung zu
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schaffen, die im Betrieb stabil ist und mit niedrigerem Spannungsabfall arbeitet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stromzuleiteranordnung folgende Bestandteile aufweist:
- ein durch die Zellenwand hindurchgehendes an beiden Enden offenes und in eine Bohrung der Elektrode satt einragendes Graphitrohr,
- ein in diesem Graphitrohr nachschiebbar angeordneter metallischer Stromzuleiter aus einem Metall, dessen Schmelzpunkt tiefer liegt als die Temperatur der Schmelze und das bei der Betriebstemperatur im flüssigen Kontakt mit der Elektrode steht,
- eine das Graphitrohr umgebende Schutzhülle, die an einem Ende in der Elektrode dicht eingebettet ist und am anderen Ende durch die Zellenwand durchgeführt ist und aus einem dichten, elektrisch nicht leitendem, keramischen Metall besteht, das unter den Arbeitsbedingungen stabil ist.
Vorzugsweise besteht beim Einsatz in einer Elektrolysezelle der metallische Stromzuleiter aus demselben Metall, das in der Zelle elektrolytisch gewonnen wird, bzw. bei einem Schmelzofen, das als Hauptsalz in der Schmelze vorhanden ist
Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung wird mit Vorteil zwischen dem Graphitrohr und dem keramischen Rohr noch ein Glasrohr eingesetzt.
Die erfindungsgemässe Stromzuleiteranordnung bietet folgende Vorteile:
- Es ist ein metallischer Zuleiter mit guter Leitfähigkeit vorhanden.
- Im Bereich der Elektrode schmilzt das Ende des durch das Graphitrohr geführten metallischen Zuleiter ab und bildet
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dort ein flüssiges Bett, das sich automatisch der Kontaktfläche anpasst und somit einen hervorragenden elektrischen Kontakt sowohl direkt mit der Elektrode wie auch über das in der Elektrode eingepasste Ende des Graphitrohres ergibt.
- Irgenwelche, durch die unvermeidbare Migration der Schmelze durch das Elektrodenmaterial und anschliessende Reaktion mit dem Zuleitermetall zustande kommende Korrosionsprodukte^ vor allem Metallhalogenide/lösen sich in die eingedrungene
und
Schmelze wieder auf/ werden entfernt, und zwar wieder durch Migration durch das Elektrodenmaterial, sodass sich der Kontakt stetig selbst erneuert. Die Zelle, bzw. der Schmelzofen oder dgl., kann daher über unbegrenzte Zeit unter konstanten Strombedingungen arbeiten.
- Besteht der metallische Leiter im Falle der Aluminiumchloridelektrolyse aus Aluminium und im Falle der Magnesiumchloridelektrolyse aus Magnesium, so sind die Korrosionsprodukte die Metallchloride, wie sie ohnehin schon in der Elektrolysezelle vorliegen. Eine Verschmutzung des Elektrolysemetalles durch artfremdes Metall ist damit ausgeschlossen.
- Der Verbrauch an Zuleitermetall, entsprechend der Korrosion
am Kontakt Elektrodenplatte- metallischer Leiter, ist, wie aus Erfahrung festgestellt, sehr gering und wird durch die elektrisch Vorteile überkompensiert, nämlich durch den sehr niedrigen Spannungsabfall und dadurch, dass die Stromdichte am Kontakt optimiert wird.
Der metallische Stromzuleiter darf aber auch aus einem anderen Metall als das Elektrolysemetall bestehen, sofern dieses andere Metall für die Salzschmelze bzw. für das Elektrolysemetall nicht schädlich ist. Z.B. kommen gegebenenfalls bei einer Zelle zur Aluminiumgewinnung auch Stromzuleiter aus Magnesium in Betracht, wobei dann eine Aluminiumlegierung mit geringem Magnesiumgehalt gewonnen wird.
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Die Erfindung soll nun nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden, das in der Figur schematisch veranschaulicht ist. Die Figur zeigt im vertikalen Querschnitt eine Stromzuleiteranordnung für vertikal im Schmelzfluss eingetauchte Elektroden für die elektrolytische Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumchlorid«
Die Elektrodenplatte 1, die normalerweise aus Graphit besteht, ist in der flüssigen Halogenidschraelze 2 eingetaucht. Ein Graphitrohr 3, das elektrisch gut leitend ist und eine herstellungsbedingte kleine Porosität aufweist, ist durch ein
Gewinde 4 in einer Bohrung 5 der Elektrodenplatte 1 eingeschraubt. Die Durchlässigkeit des Graphitrohres kann dadurch vermieden werden,, dass pyrolytischer Kohlenstoff, z.B. durch Krackung von kohlenstoffhaltigem Gas oder durch Imprägnierung mit Kohleteer und anschliessender Verkokung, in den Poren abgelagert wird. In diesem Graphitrohr 3 ist ein Aluminiumstab 6 derart eingepasst, dass er ohne grossen Zwischenraum, frei verschiebbar ist. Im untersten Teil, wo durch die gute Wärmeleitfähigkeit der Elektrodenplatten, die Temperatur im Bereich der Bohrung 5 praktisch der Temperatur der Salzschmelze 2 entspricht, die über dem Schmelzpunkt des Aluminiums liegt, schmilzt das feste Aluminium und bildet dort einen flüssigen Kontakt, der sich von selbst der Ausbildung des Graphitrohres und dem Boden der Bohrung anpasst und damit einen niedrigen Uebergangswiederstand aufweist.
Zum Schutz gegen die korrosive Einwirkung der Schmelze 2 und der darüber vorhandene chlorhaltige Atmosphäre 7 ist das Graphitrohr 3 durch ein elektrisch nicht leitendes, dichtes keramisches Rohr 8 umgeben, das beispielsweise aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Quarz oder Silizizmoxinitrid besteht. Zwischen dem Isolierrohr 8 und dem Graphitrohr 3 ist noch vorteilhafterweise ein Glasrohr 9 vorgesehen. Durch diese Kombination der Schutzrohre 8 und 9 wird ein Vordringen der Salzschmelze bis an das Graphitrohr 3 und damit
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/10
einen vorzeitigen Stromaustritt direkt in die Salzschmelze besonders erfolgreich vermieden. Die beiden Rohre 8 und 9 werden bis in die Elektrodenplatte 1 hineingeführt, wo die Abdichtung 10 entweder durch einen feuerfesten Zement oder Graphitfolie erfolgt. Graphitf'olie hat den Vorteil, dass sie eine gewisse Elastizität aufweist, d.h. dass die thermische Expansion des Keramikrohres 8 aufgefangen werden kann.
Der Deckel 11 der Zelle, der aus Metall besteht, ist durch das feuerfeste Material 12 isoliert. Die Durchführung des Stromzuleiters durch den Deckel 11 und die Abdichtung sowie die Halterung erfolgt durch eine Stopfbüchse bestehend aus dem Gehäuse 13, der Packung 14 und dem Anpressring 15, der über den Flanschring 16 durch die Schrauben 17 angezogen werden kann. Die Schutzrohre 8 und 9 werden am Kopfende zusätzlich durch eine Packung 18 abgedichtet, die durch den auf den Flanschring 16 aufgeschraubten Schraubdeckel 19 gepresst wird. Da das Graphitrohr 3 gegenüber dem Deckel 11 elektrisch isoliert sein muss, ist mindestens die Packung 18 aus einem elektrisch isolierenden Material. Beide Packungen 14 und 18 können z.B. aus imprägnierten Abestfasern bestehen. Wenn nötig können die Elektrodenplatten auch noch in bekannter Art unterstützt werden. Der elektrische Kontakt zum Aluminiumstab erfolgt zweckmässigweise über einen Gleitkontaktstück 20, wobei als Stromzuführung ein flexibles Band 21 dient.
Die kontinuierliche Nachführung des Aluminiumstabes 6 kann selbsttätig unter dem Eigengewicht dieses Stabes erfolgen. Nötigenfalls kann am Kopfende des Stabes ein Gewicht 22 r eine Druckfeder oder eine elektromechanische Vorschubvorrichtung vorgesehen sein, die auch dazu geeignet sein kann(den Aluminiumstab gesteuert herunter zu schieben.
Wie weiter oben erläutert, verbraucht sich der Aluminiumstab an seinem unteren Ende nach und nach. Es ist daher zweckmässig," den Stab an seinem oberen Ende so zu gestalten, z.B. mit einem Gewinde zu versehen, dass ein Anschlussstab zu gegebener
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Zeit leicht angeschlossen werden kann.
Es kann auch erwünscht sein, die metallische Stromzuleitung nicht auf die Tiefe der mit Innengewinde versehenen Bohrung zu begrenzen, sondern noch tiefer in der Elektrodenplatte 1 zu führen. Dann kann unterhalb des Innengewindes die Bohrung eine Verlängerung 23 aufweisen, wie in der Figur gestrichelt gezeigt.
Bei der beschriebenen Ausfuhrungsform sind die in die Zelle einragenden Bestandteile der Stromzuleitereinrichtung runden Querschnitts. Es ist jedoch durchaus möglich, dass diese Bestandteile einen Querschnitt anderer Form, z.B. einen viereckigen Querschnitt aufweisen. Die Glashülle kann dann auch aus Glasstreifen zusammengestellt werden, wobei es dann zweckmässig ist, eine Glasqualität zu wählen, die bei der Betriebstemperatur eine solche Plastizität zeigt, dass die einzelnen Streifen sich längs ihrer Kanten miteinander verschweissen, oder mindestens sich so verformen, dass sie sich fugenlos aneinander anpassen.
Das beschriebene Ausführungsbeispiels hängt vertikal in der Zelle. Die gleiche Ausbildung ist im Prinzip aber auch für horizontal liegende Elektrodenplatten anwendbar, die entweder direkt am Mauerwerk der Zellenwand anliegen oder aber durch einen mit Schmelze gefüllten Zwischenraum von der Zellenwand getrennt sind. Es kann dann zweckmässig sein, die Stromzuleiteranordnung gegen das Zelleninnere leicht geneigt anzuordnen, damit das geschmolzene Zuleitermetall die Bohrung ständig möglichst gut auffüllt.
Beispiel
Eine Probezelle wurde nach folgender Art gebaut: Eine Stahlhülle von ZQ cm mal 20,5 cm Bodenfläche und 50 cm Höhe wurde mit einen doppelten Glasscheibe von 5 mm Dicke und darauf mit hochreinen Aluminiumoxidsteinen von 3 cm Dicke ausgekleidet,
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sodass der Zelleninnenraum eine Bodenfläche von 12,5 mal 12/5 cm und eine Höhe von 46 cm hatte. In halber Zellenhöhe wurden zwei Graphitplatten von 10 cm Höhe, 12,5 cm Breite und 4,2 bzw. 5,5 cm Dicke je an einer Zellenwand anliegend einander gegenüberstehend gehängt, wobei sich ein Elektrodenabstand von 28 mm ergibt.
Für die eine als Kathode geschaltete Platte wurde eine konventioneller Stromzuleiter bestehend aus einen Kupferbolzen von 1,5 cm Durchmesser verwendet, der 3,5 cm tief durch ein Gewinde in die Elektrodenplatte eingeschraubt wurde. Ausserhalb der Graphitplatte war der Kupferbolzen durch ein anliegendes Glasrohr von 2 mm Wandstärke und einem dichten Aluminiumoxidrohr von 2,5 mm Wandstärke geschützt, die beide 1,5 cm in den Graphit vorstiessen und durch einen.feuerfesten Kitt abgedichtet wurden.
Die andere als Anode geschaltete Graphitplatte war mit der erfindungemässen Stromzuleitereinrichtung ausgerüstet. Diese bestand in koaxionaler Anordnung aus einem Aluminiumbolzen von 1,4 cm Durchmesser, einem Graphitrohr von 5 mm Wandstärke, einem Glasrohr von 2 mm Wandstärke und einem Aluminiumoxidrohr von 2,5 mm Wandstärke. Das Graphitrohr war 24,5 ;mm tief in der Graphitelektrode eingeschraubt und die beiden Schutzrohre aus Glas und Keramik stiessen in der Elektrode um 1,5 cm vor und wurden durch einen feuerfesten Kitt abgedichtet.
Die beiden Stromzuleiter wurden durch zwei Stopfbüchsen durch den Deckel bestehend aus einer mit feuerfestem Zement ausgestampfter Metallplatte, geführt. Ein zentrales Rohr in der Mitte der Zelle diente zum Chlorabzug und als Bedienungsrohr. Die ganze Zelle befand sich in einem elektrisch beheizten Ofen.
7 kg Elektrolyt, bestehend aus 20% AlCl3, 40% LiCl und 40% NaCl wurden direkt in der Zelle eingeschmolzen. Das Niveau der flüssigen Schmelze stand in der Zelle 8 cm über den
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Elektroden. Nach Erreichen einer Temperatur von 700 bis 730 C •wurde der Strom eingeschaltet und stufenweise auf 200A erhöht,
2
was bei 125 cm Elektrodenfläche zu einer Stromdichte von
2
l,6A/cm führte. Der totale Spannungsunterschied zwischen den Klemmen der Stromzuleiter betrug 3,6 bis 4,4 Volt.
Der Aluminiumstab der anodischen Stromzuleitereinrichtung schmolz beim Erreichen der Elektrolysetemperatur im untersten Teil, was einerseits einen guten elektrischen Kontakt mit dem Graphitrohr und der Anode erzeugte, andererseits die ganze Anordnung gasdicht machte und weiter, infolge der Wärmeabfuhr durch den Aluminiumstab eine lokale Ueberhitzung des Kontaktes durch die hohe Kontaktstromdichte verhinderte. Die Kontakt-
2 fläche in der Graphitanodenplatte war etwa 12,5 cm gross,
sodass bei 200A die Stromdichte am Kontakt etwa 16A/cm betrug. Das Aluminiummetall, das durch Chlor oxidiert wurde, teils an der Kontaktfläche teils in den Graphitporen, wurde durch Verschieben des festen Aluminiumstabes ausgeglichen ,· was automatisch geschah/ indem ein Gewicht von etwa 500 g am Stabende ausserhalb der Zelle, auferlegt wurde.
Die gesamte Versuchsdauer betrug 116 h. Während dieser Zeit wurde an der Anode der Spannungsabfall zwischen dem oberen Ende des Aluminiumstabes und einer in der Anodenplatte angeordneten Platinsonde kontinuierlich gemessen. Der so gemessene Spannungsabfall schwankte zwischen 0,1 und 0,3 Volt, was einen guten Stromübergang zeigt. An Aluminiummetall wurden an dieser frisch eingesetzten Anode total 112 g verbraucht, d.h. etwa 1 g Aluminium/h oder etwa 1,5% der in der Zelle in dieser Zeit erzeugten Metallmenge.
Am kathodischen Stromzuleiter erhöhte sich während der Versuchsdauer der Kontaktspannungsabfall Kupfer-Graphitkathode stetig etwa 0,6 Volt auf etwa 1,2 Volt gegen Versuchsende. Gleichzeitig stieg der Kupfergehalt im erzeugten Aluminium an, von 0,004% gegen Anfang, auf 0,010% am Ende. Am Ver-
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suchsende sass der Kupferbolzen lose in der Elektrode, da dessen Gewinde durch die eingedrungene Schmelze zerstört wurde.
Diese Schmelze war auch in den Zwischenraum zwischen Kupferbolzen und Glasrohr gestiegen und führte in diesem Bereich zu einer Korrosion der Bolzenoberfläche.
Die Tatsache, dass bei diesem Versuch sowohl ein konventioneller Kupfer-Zuleiter wie auch eine erfindungsgemässe Zuleitereinrichtung eingesetzt wurden, ermöglichte, das Verhalten der beiden Zuleiterarten miteinander zu vergleichen. Die berichteten Ergebnisse zeigen die Ueberlegenheit der erfindungsgemässen Einrichtung gegenüber dem konventionellen Zuleiter.
Was den Verbrauch am Zuleitermetall anbelangt, so ist zu bemerken, dass sich dieser in Zellen mit bipolaren Elektroden, wo eine Stromzuleitereinrichtung nur für die erste und letzte Elektrode der Elektrodenreihe benötigt wird, etwa entsprechend der Anzahl der Elektrolyseräume im Verhältnis zur erzeugten Metallmenge reduziert.
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Claims (10)

_ τ/Ί Patentan Sprüche
1. Stromzuleitereinrxchtung für Elektroden,insbesondere für in einer korrosiven Salzschmelze eingetauchten Elektroden für Schmelzofen, Elektrolysezellen zur Gewinnung von Metallen, insbesondere aus ihren in chlorhaltigen Schmelzen gelösten Chloriden, sowie für gleichartige Anlagen., dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Bestandteile aufweist:
- ein durch die Ofen- bzw. Zellenwand bzw. -decke hindurchgehendes, an beiden Enden offenes und in eine Bohrung der Elektrode satt einragendes Graphitrohr,
- ein in diesem Graphitrohr nachschiebbar angeordneter metallischer Stromzuleiter aus einem Metall, dessen Schmelzpunkt tiefer liegt als die Temperatur der Salzschmelze und das bei der Betriebstemperatur des Ofens, bzw. der Zelle einen flüssigen Kontakt mit der Elektrode bildet,
- ein das Graphitrohr umgebendes Schutzrohr, das an einem Ende in der Elektrode dicht eingebettet ist und am anderen Ende duch die Wand bzw. Decke durchgeführt ist und aus einem dichten, elektrisch nicht leitendem, keramischen Material besteht, das unter den Arbeitsbedingungen stabil ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Stromzuleiter aus demselben Metall besteht, das in der Zelle elektrolytisch gewonnen wird, bzw. im Schmelzofen als Hauptsalz vorhanden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Stromzuleiter bei Zellen zur Gewinnung von Aluminium aus Aluminium besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Stromzuleiter bei Zellen zur Gewinnung von Magnesium aus Magnesium besteht.
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SL
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Schutzrohr aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Aluminium-Magnesium-Spinell, Quarz oder Siliziumkarbid besteht.
6. Einrichtung nach mindestens einer der Ansprüche 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Graphitrohr und dem keramischen Schutzrohr ein Glasrohr angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Rohr und das Glasrohr im wesentlichen gleicher Länge sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an seinem freien Ende das Graphitrohr gegenüber dem keramischen Rohr vorspringt.
9. Einrichtung nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an seinem freien Ende der metallische Stromzuleiter gegenüber dem Graphitrohr vorspringt und an der Strom- ' ' quelle verbunden ist.
10.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung und Abdichtung der Einrichtung mittels einer an der Wand bzw. -Decke der Zelle bzw. des Ofens angebrachte Stopfbüchse erfolgt, die über Packungen das keramische Rohr und das Graphitrohr dicht umschliesst.
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DE2910811A 1979-02-16 1979-03-20 Stromzuleitereinrichtung für Elektroden Expired DE2910811C2 (de)

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