CH135265A - Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von reinem Aluminium aus Rohaluminium, Aluminiumlegierungen und dergleichen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     elektrolytischen    Gewinnung von reinem Aluminium aus     Rohalumiuium,          Aluminiumlegierungen    und dergleichen.    Es ist ein Verfahren zur elektrolytischen  Gewinnung von reinem Aluminium durch       Raffination    von     Robaliiminitim,    Aluminium  legierungen und dergleichen bekannt, bei  dem sowohl die aus dem zu     raffinierenden,     Aluminium enthaltenden Gut bestehenden  Anoden, wie auch die Kathoden in fester  Form, senkrecht angeordnet angewendet wer  den, unter Benützung eines     Elektrolytbades,     dessen Schmelzpunkt niedriger als derjenige  der Elektroden ist,

   und das aus Halogen  salzen des Aluminiums und der     Alkali-    oder       Erdalkalimetalle    besteht, beziehungsweise aus  Halogensalzen des Aluminiums, der     Alkali-          und    der     Erdalkalimetalle.     



  Bei diesem Verfahren wird das Aluminium  in fester Form an der Kathode abgeschieden,  und es hat sich nun gezeigt, dass es um so  reiner ist, je geringer die Stromdichte an  der Anode gehalten wird. Denn bei kleinen       anodischen    Stromdichten ist die selektive    Wirkung des elektrischen Stromes gegenüber  den einzelnen Komponenten der Anode weit  besser als bei hohen Stromdichten. Insbe  sondere gelingt es bei Anwendung kleiner  Stromdichten, das als unerwünschte Verun  reinigung in jedem Rohaluminium vorhandene  Eisen aus dem Elektrolyten und aus dem  Kathodenniederschlag fernzuhalten, obwohl es  eine viel grössere Tendenz hat, in Lösung zu  gehen, als das ebenfalls stets vorkommende  Silizium, während wesentlich höhere Kathoden  stromdichten zulässig sind.  



  Wie festgestellt ist, steigt, nachdem das  Aluminium bis zu einer Tiefe von einigen  Millimetern aus der Anode herausgelöst ist,  die     Badspannung    erheblich an, weil die unge  löst zurückbleibenden Bestandteile, in der  Hauptsache Eisen und Silizium, auf der       Anodenoberfläche    eine wie ein     Diaphragma     wirkende Hülle bilden, die dem Stromdurch  gang einen Widerstand entgegensetzt und so      die     Spannung    erhöht.

   Dieses Ansteigen der  Spannung hat aber zur Folge, dass weitere  Störungen in diesem     Anodenprozess        auftreten,     die einerseits örtliche Temperaturerhöhungen,  anderseits Erhöhungen des     Potentialsprunges     zwischen Anode und Elektrolyt bewirken.  Infolgedessen wird schliesslich das     Abschei-          dungspotential    des Eisens erreicht, so dass  auch dieses aus den äussern Schichten der  Anode in Lösung geht.  



  Zwischen der     anodischen        Stromdichte,     dem     störenden,    zusätzlichen Spannungsabfall  zwischen Anode und Elektrolyt, und der  Dicke der aus ungelösten Rückständen be  stehenden Schichten besteht nun ein be  stimmter Zusammenhang, indem ein be  stimmter Spannungsabfall zwischen Anode  und Elektrolyt bei kleinen Stromdichten erst  bei grösserer Dicke der abgebauten Schicht  erreicht wird, als es bei grösseren Strom  dichten der Fall ist. Es ist deshalb notwendig  an der Anode möglichst kleine Stromdichten  einzuhalten, um eine für die Wirtschaftlich  keit des Verfahrens genrügend dicke Schicht  abzubauen, ohne das     Abscheidungspotential     der übrigen Anodenbestandteile, insbesondere  des Eisens, zu erreichen.

   Mit andern Worten  Es gelingt nur bei Anwendung geringer       anodischer    Stromdichten genügend Aluminium  aus der Anode herauszulösen, ohne dass gleich  zeitig Eisen und andere     Verunreinigungen     aus der Anode in Lösung gehen und sich  mit dem Aluminium an der Kathode nieder  schlagen.  



  Anderseits ist aber eine hohe Stromdichte  für die Wirtschaftlichkeit des ganzen     Ver-          fabrens    wichtig, da sie eine wesentliche  Material- und Raumersparnis mit sich bringt,  indem die     Metallerzeugung    je Oberflächen  einheit der Elektroden mit der Stromdichte  wächst. Dadurch, dass bei     grössern    Strom  dichten die Elektroden kleiner gehalten wer  den können,     wird    auch die     Elektrolytmenge     verringert, woraus sich wiederum eine wesent  liche     Heizstromersparnis    ergibt.

   Deshalb wäre  es auch nicht     zweckmässig,    kleine Kathoden  neben grösseren Anoden zu verwenden, da in  diesem Falle weder die     Badausmasse,    noch    die     Elektrolytmenge        in    ökonomischer Weise  verringert werden könnten. Würden aber  Kathoden und Anoden von gleichem Umfang  verwendet, so wäre mit den gebräuchlichen       plattenförmigen    Elektroden mit ebener Ober  fläche die aus den oben dargelegten Gründen  erwünschte Bedingung, nämlich grosse     katlio-          dische    und kleine     anodische    Stromdichte,  nicht zu erreichen.

   Zudem wäre bei solchen  Anoden eine volle Ausnutzung des Anoden  materials nur zu erreichen mit verhältnis  mässig dünnen Anoden, die dafür um so  häufiger auszuwechseln wären, oder aber,  indem man mit der Belastung stark zurück  ginge     und    so die Erzeugung je Oberflächen  einheit in recht unwirtschaftlicher Weise  vermindert.  



  Diese Übelstände werden nur) gemäss  vorliegender Erfindung dadurch beseitigt, dass  man der Anode eine grössere Oberfläche gibt,  als einer gleich schweren,     plattenförmigen     Anode von gleichem Umfang und mit ebener  Oberfläche entsprechen würde.  



  Dies wird beispielsweise dadurch erreicht,  dass die Anode mit Erhöhungen und Ver  tiefungen irgend welcher Art; wie z. B. Rippen  oder Rillen, versehen wird. Dabei war es zu  erwarten, dass auf einer solchen unebenen  Oberfläche der Abbau praktisch nur an den  vorspringenden     Stellen    sich vollziehen würde,  da bekanntlich die Stromlinien solche Stellen,  wie z. B. Ecken, Kanten usw. bevorzugen,  so dass dort die Auflösung oder bei Kathoden  die     Abscheidung    sehr> viel rascher vor sich  geht, als an ebenen oder gar vertieften Stellen  der Elektroden. Überraschenderweise hat es       sieh   <B>nun</B> gezeigt, dass dieser Vorgang, der  eine gute Ausnutzung des Anodenmaterials  verhindert hätte, im vorliegenden Falle nicht  eintritt.

   Wahrscheinlich infolge der guten       Leitfälligkeit    des Elektrolyten     findet    der  Abbau in den Vertiefungen ebenso gut statt  wie an den vorstehenden Rippen, Kanten  usw, so dass eine solche Grossoberflächen  anode überall gleichmässig abgebaut wird.  



  Solche Anoden können mit etwa zwei  bis achtmal grösserer Oberfläche hergestellt  werden als eine plattenförmige Anode mit      ebener     Oberfläche    von gleichem Gewicht und  gleichem Umfang. Während bei einer solchen  plattenförmigen Anode die Spannung über  das zulässige Mass ansteigt, wenn etwa     301/o     des Aluminiums in Lösung gegangen sind,  braucht eine     entsprechende        Grossflächenanode     erst ausgewechselt zu werden,

   nachdem bis       etwa        90        %        des        Aluminiums        herausgelöst        sind.     Dabei tritt trotz dieses weitgehenden Ab  baues keine     Verunreinigung    des Elektrolyten  durch Abbröckeln oder Lösen des Anoden  rückstandes auf, sondern die ursprüngliche  Form der Anode bleibt erhalten.  



  In     Fig.    1 und 2 ist beispielsweise eine  solche     Grossflächenanode    dargestellt.     Fig.    1  ist ein Aufriss,     Fig.    2 ein     Querschnitt    durch  die Anode. Durch eilte wellenförmige     Aus,     Bildung der Oberfläche wird diese wesentlich  vergrössert. Wie aus     Fig.    2 ersichtlich, können  dabei die Rippen derart gegeneinander ver  schoben     sein,    dass einer Erhöhung auf der  einen Seite der Anode eine Vertiefung auf  der andern Seite entspricht. Dadurch wird  erreicht, dass die Anode überall gleich dick  ist und schwer abzubauende dickere Kern  stücke vermieden werden.

   Selbstsprechend  sind auch noch andere     Ausführungsformen     möglich, z. B. indem die Rippen nicht nur  in einer Richtung verlaufen, sondern in  mehreren, wodurch auf der Anodenoberfläche       pyramidenartige    Gebilde entstehen.     Anoden,     die durch Walzen oder Pressen hergestellt  werden, können z. B. auch wellblechartig  ausgebildet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von reinem Aluminium aus Rohaluminium, Aluminiumlegierungen und dergleichen unter Verwendung des zu raffinierenden Gutes als feste Anode und einer Kathode ebenfalls in fester Form, beide senkrecht angeordnet, und eines Elektrolytbades, dessen Schmelz punkt niedriger als derjenige der Elektroden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anode verwendet wird, die eilte grössere Oberfläche besitzt als eine plattenförmige, ebene Anode voll gleichem Ümfar)g und gleichem Gewicht. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eilte Anode verwendet wird, deren Oberfläche durch Anbringen von Erhöhungen und Vertiefungen ver grössert ist. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anode verwendet wird, deren Oberfläche durch Anbringen voll Rippen und Rillen vergrössert ist. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eilte Anode verwendet wird, deren all beiden Seiten angebrachten Erhöhungen und Vertiefungen derart gegen einander versetzt sind, dass dicke Kern- stücke vermiedet) werden und die Anode überall eilte möglichst gleiche Dicke hat.