ES2230828T3 - Anodos de base metalica sin carbono para celdas de produccion de aluminio. - Google Patents

Abstract

Método de fabricación de un ánodo de base metálica sin carbono de una celda para la extracción electrolítica de aluminio, en particular, mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, y dicho método comprende el recubrimiento de un sustrato metálico conductor de electricidad, resistente a las temperaturas elevadas y la superficie del cual se pasiva y se vuelve sustancialmente inerte al electrolito con, como mínimo, una capa de un precursor de un recubrimiento electroquímicamente activo en forma de una emulsión o suspensión que contiene, como mínimo, un constituyente electroquímicamente activo o un precursor del mismo, y el tratamiento térmico de la o de cada capa sobre el sustrato para obtener un recubrimiento adherido al sustrato metálico pasivable que hace la superficie del ánodo electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno presentes en la interfase del electrolito.

Description

Ánodos de base metálica sin carbono para celdas de producción de aluminio.

Sector de la invención

La presente invención se refiere a ánodos de base metálica sin carbono para la utilización en celdas para la extracción electrolítica de aluminio mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito fundido que contiene fluoruros, y a métodos para su fabricación y reacondicionamiento, así como a las celdas de extracción electrolítica que contienen dichos ánodos y su utilización para producir aluminio.

Antecedentes técnicos

La tecnología para la producción de aluminio mediante la electrólisis de alúmina, disuelta en criolita fundida que contiene sales, a temperaturas alrededor de 950ºC tiene más de 100 años de antigüedad.

Este proceso, concebido de manera casi simultánea por Hall y Héroult, no ha evolucionado de la misma forma que otros procesos electroquímicos.

Los ánodos se hacen todavía de un material carbonáceo y se deben sustituir cada pocas semanas. La temperatura de funcionamiento todavía no es inferior a 950ºC para obtener una solubilidad y velocidad de disolución de la alúmina suficientemente elevadas y una conductividad eléctrica del baño elevada.

Los ánodos tienen una vida muy corta porque durante la electrólisis, el oxígeno que se produce en la superficie del ánodo se combina con el carbono para formar CO_{2} contaminante y pequeñas cantidades de CO y gases peligrosos que contienen fluoruros. El consumo real del ánodo es de tanto como 450 kg/t de aluminio producido, que es más de 1/3 superior que la cantidad teórica de 333 kg/t.

La frecuente sustitución de los ánodos en las celdas es, todavía, una operación pesada y poco agradable. Esto no se puede evitar o mejorar mucho debido al tamaño y peso del ánodo y a la elevada temperatura de funcionamiento.

Se realizaron varias mejoras con el fin de incrementar el tiempo de vida de los ánodos de las celdas de extracción electrolítica de aluminio, normalmente mediante la mejora de su resistencia a los ataques químicos por parte del entorno y del aire de la celda a aquellas partes de los ánodos que se mantienen fuera del baño. Sin embargo, la mayor parte de los intentos de incrementar la resistencia química de los ánodos se asociaron a una degradación de su conductividad eléctrica.

La Patente de Estados Unidos 4.614.569 (Duruz/
Derivaz/Debely/Adorian) describe ánodos sin carbono para la extracción electrolítica de aluminio recubiertos de un recubrimiento protector de oxifluoruro de cerio, formado in situ en la celda o preaplicado, y este recubrimiento se mantiene mediante la adición de compuestos de cerio al electrolito de criolita fundida. Esto hizo posible tener una protección de la superficie sólo respecto del ataque del electrolito y, en una cierta extensión, respecto del oxígeno gaseoso pero no respecto del oxígeno monoatómico
naciente.

La solicitud de Patente europea 0 306 100 (Nyguen/Lazouni/Doan) describe ánodos compuestos de un sustrato basado en cromo, níquel, cobalto y/o hierro, cubierto de una capa de barrera al oxígeno y un recubrimiento cerámico de óxido de níquel, óxido de cobre y/u óxido de manganeso que se puede cubrir adicionalmente de una capa de oxifluoruro de cerio protectora formada in situ.

Asimismo, las Patentes de Estados Unidos 5.069.771, 4.960.494 y 4.956.068 (todas de Nyguen/Lazouni/Doan) describen ánodos para la producción de aluminio con una superficie oxidada de cobre-níquel sobre un sustrato de aleación con una capa de barrera protectora. Sin embargo, era difícil conseguir la protección completa del sustrato de aleación.

En la Patente de Estados Unidos 5.510.008 y en la Solicitud Internacional WO96/12833 (Sekhar/Liu/
Duruz) se describió una mejora significativa que implicaba un ánodo con un cuerpo producido de forma micropirética a partir de una combinación de níquel, aluminio, hierro y cobre y la oxidación de la superficie antes de la utilización o in situ durante la electrólisis. Mediante dichos métodos micropiréticos se han obtenido materiales cuyas superficies son activas para la reacción anódica cuando se oxidan y cuyo interior metálico tiene una resistividad eléctrica baja para transportar una corriente desde una superficie con resistencia eléctrica elevada hasta las barras conductoras. Sin embargo, sería útil, si fuese posible, simplificar el proceso de fabricación de estos materiales obtenidos a partir de polvos e incrementar su vida para hacer económica su utilización.

En las celdas de extracción electrolítica de aluminio son muy deseables los ánodos metálicos o de base metálica en lugar de los ánodos de base de carbono. Se realizaron muchos intentos de utilizar ánodos de base metálica para la producción de aluminio, y, sin embargo, la industria del aluminio nunca los adoptó debido a su pobre rendimiento.

Objetivos de la invención

Un objetivo de la presente invención es reducir sustancialmente el consumo de la superficie del ánodo activa de un ánodo de extracción electrolítica de aluminio, que se ataca por el oxígeno naciente, potenciando la reacción del oxígeno naciente a oxígeno gaseoso molecular biatómico.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un recubrimiento para un ánodo de extracción electrolítica de aluminio, que tiene una actividad electroquímica elevada y también una vida larga, y que se puede sustituir tan pronto como dicha actividad disminuya o cuando el recubrimiento se desgaste.

Un objetivo principal de la presente invención es proporcionar un ánodo de extracción electrolítica de aluminio, que no tiene carbono, a fin de eliminar la contaminación generada por el carbono y reducir el coste de funcionamiento.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un ánodo de base metálica sin carbono de una celda para la extracción electrolítica de aluminio, en particular, mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito fundido que contiene fluoruros. El ánodo comprende un sustrato metálico conductor de electricidad, resistente a las temperaturas elevadas, la superficie del cual se pasiva y se vuelve sustancialmente inerte al electrolito, y un recubrimiento electroquímicamente activo adherido a la superficie del sustrato metálico, que convierte y mantiene la superficie del ánodo conductora y electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno presentes en la interfase del electrolito.

Considerando que los recubrimientos convencionales habitualmente se utilizan para proteger un sustrato conductor de un componente de una celda frente a los ataques químicos y/o mecánicos que destruyen el sustrato, este tratamiento particular se aplica en forma de un recubrimiento sobre un sustrato pasivable para mantener la superficie del ánodo conductora y electroquímicamente activa y protegerla frente al ataque del electrolito, allí donde el recubrimiento cubre la superficie, aunque el recubrimiento sea imperfecto o incompleto.

Esto permite que las superficies recubiertas del ánodo permanezcan electroquímicamente activas durante la electrólisis, mientras que las otras partes de la superficie del sustrato metálico se vuelven inertes al electrolito. Esta propiedad de pasivación ofrece un efecto de autorregeneración, es decir, cuando la superficie del ánodo está cubierta de forma imperfecta, dañada o parcialmente desgastada, las partes del sustrato metálico que entran en contacto con el electrolito se pasivan automáticamente durante la electrólisis y se vuelven inertes al electrolito y no se corroen.

Los sustratos metálicos que proporcionan este efecto de autorregeneración en electrolitos basados en fluoruros fundidos pueden estar hechos de uno o más metales seleccionados entre níquel, cobalto, cromo, molibdeno, tántalo y las series de lantánidos de la Tabla Periódica, y sus aleaciones o compuestos intermetálicos, tales como el cobre niquelado.

Los recubrimientos comprenden, habitualmente:

a) como mínimo, un constituyente conductor de electricidad y electroquímicamente activo,

b) un electrocatalizador, y

c) un material de enlace sustancialmente resistente a la criolita y al oxígeno para enlazar estos constituyentes entre ellos y sobre la superficie del sustrato metálico pasivable.

Estos constituyentes habitualmente se aplican a la vez aunque es posible proporcionar una aplicación secuencial de los diferentes constituyentes.

Es deseable la presencia de uno o más electrocatalizadores, aunque no es esencial para la presente invención. De la misma manera, la presencia de un material de enlace no siempre es necesaria.

Los recubrimientos se pueden obtener mediante la aplicación de sus constituyentes activos y de sus precursores mediante varios métodos, los cuales pueden ser diferentes para cada constituyente y se pueden repetir en varias capas. Por ejemplo, se puede obtener un recubrimiento mediante la aplicación directa de un polvo sobre el sustrato metálico pasivable o se pueden aplicar constituyentes del recubrimiento a partir de una emulsión o suspensión que contiene material coloidal o polimérico. El material coloidal puede ser únicamente un enlazador o puede formar parte del material activo. El material coloidal puede incluir, como mínimo, un coloide seleccionado entre alúmina, óxido de cerio, óxido de litio, óxido de magnesio, sílice, óxido de torio, óxido de itrio, óxido de zirconio, óxido de estaño, óxido de zinc coloidales y coloides que contienen el material activo.

Cuando se aplica una emulsión o una suspensión que contiene material coloidal, el contenido de coloide seco corresponde hasta a un 50% en peso del coloide más el transportador líquido, normalmente entre un 10 y un 20% en peso.

El recubrimiento se puede aplicar sobre el sustrato mediante pulverización por plasma, deposición física en fase vapor (PVD), deposición química en fase vapor (CVD), electrodeposición o rodillos de calandra. Una emulsión o una dispersión se aplica, preferiblemente, mediante rodillos, brochas o pulverización.

Habitualmente, el/los constituyente(s) activo(s) se selecciona(n) entre óxidos, oxifluoruros, fosfuros, carburos y combinaciones de los mismos.

El óxido puede estar presente en la capa electroquímicamente activa como tal, o en un óxido mezclado multicomponente y/o en una solución sólida de óxidos. El óxido puede estar en forma de óxido simple, doble y/o múltiple, y/o en forma de óxido estequiométrico o no estequiométrico.

Los óxidos pueden estar en forma de espinelas y/o perovskitas, en particular, espinelas dopadas, no estequiométricas y/o parcialmente sustituidas. Las espinelas dopadas pueden comprender dopantes seleccionados entre Ti^{4+}, Zr^{4+}, Sn^{4+}, Fe^{4+}, Hf^{4+}, Mn^{4+}, Fe^{3+}, Ni^{3+}, Co^{3+}, Mn^{3+}, Al^{3+}, Cr^{3+}, Fe^{2+}, Ni^{2+}, Co^{2+}, Mg^{2+}, Mn^{2+}, Cu^{2+}, Zn^{2+} y Li^{+}.

Dicha espinela puede ser una ferrita, en particular, una ferrita seleccionada entre cobalto, manganeso, molibdeno, níquel y zinc, y mezclas de los mismos. La ferrita se puede dopar con, como mínimo, un óxido seleccionado del grupo que consiste en óxido de cromo, de titanio, de tántalo, de estaño, de zinc y de zirconio.

La ferrita de níquel o los constituyentes basados en ferrita de níquel se utilizan de forma ventajosa por su resistencia al electrolito y pueden estar presentes como tales o sustituidos de forma parcial por Fe^{2+}.

El recubrimiento también puede contener una cromita, la cual se selecciona normalmente entre cromita de hierro, de cobalto, de cobre, de manganeso, de berilio, de calcio, de estroncio, de bario, de magnesio, de níquel y de zinc.

Los constituyentes electroquímicamente activos del recubrimiento se pueden seleccionar entre hierro, cromo, cobre y níquel, y óxidos, mezclas y compuestos de los mismos, así como un lantánido, como óxido o como oxifluoruro, tal como oxifluoruro de cerio, y mezclas de los mismos.

Cuando en el recubrimiento está presente un electrocatalizador, éste se selecciona preferiblemente a partir de metales nobles, tales como iridio, paladio, platino, rodio, rutenio, o silicio, estaño y zinc, las series de lantánidos de la Tabla Periódica y óxidos de mischmetal, y mezclas y compuestos de los mismos.

Los recubrimientos se pueden formar con o sin reacción a temperaturas bajas o altas. Se puede producir una reacción entre los constituyentes del recubrimiento; o bien entre los constituyentes del recubrimiento y el sustrato metálico pasivable. Cuando no tiene lugar ninguna reacción para formar el recubrimiento, los constituyentes activos ya deben estar presentes en el material aplicado, por ejemplo, en una emulsión o suspensión aplicada sobre el sustrato.

Para fabricar estos ánodos, se puede utilizar cualquier material conductor de electricidad y resistente térmicamente. Sin embargo, los metales que no ofrecen el efecto de autorregeneración sólo se pueden utilizar como núcleos metálicos que se deben recubrir de una capa, formando el sustrato metálico pasivable que tiene este efecto de autorregeneración, en particular, cuando se expone a un electrolito que contiene fluoruros, tal como la criolita.

El núcleo metálico puede comprender metales, aleaciones, compuestos intermetálicos, cermets y cerámicas conductoras, tales como metales seleccionados entre cobre, cromo, cobalto, hierro, aluminio, hafnio, molibdeno, níquel, niobio, silicio, tántalo, titanio, tungsteno, vanadio, itrio y zirconio, y combinaciones y compuestos de los mismos.

Por ejemplo, el núcleo puede estar hecho de una aleación que comprende de un 10 a un 30% en peso de cromo, de un 55 a un 90% en peso de, como mínimo, uno entre níquel, cobalto y/o hierro y de un 0 a un 15% en peso de, como mínimo, uno entre aluminio, hafnio, molibdeno, niobio, silicio, tántalo, tungsteno, vanadio, itrio y zirconio.

El núcleo puede estar recubierto de una capa de barrera al oxígeno. Esta capa se puede obtener mediante la oxidación de la superficie del núcleo cuando ésta contiene cromo y/o níquel o mediante la aplicación de un precursor de la capa de barrera al oxígeno sobre el núcleo y tratamiento térmico. Normalmente, la capa de barrera al oxígeno comprende óxido de cromo y/u óxido de níquel negro no estequiométrico.

La capa de barrera al oxígeno puede estar recubierta a su vez de, como mínimo, una capa protectora que consiste en cobre o cobre y, como mínimo, uno entre níquel y cobalto, y/o (un) óxido(s) de los mismos para proteger la capa de barrera al oxígeno mediante la inhibición de su disolución dentro del electrolito. Por ejemplo, la capa de barrera al oxígeno se puede recubrir primero de una capa de níquel y, a continuación, de una capa de cobre, tratar térmicamente durante varias horas en una atmósfera inerte, tal como 5 horas a 1000ºC en argón, para interdifundir la capa de níquel y la de cobre, y tras el tratamiento térmico en un medio oxidante, tal como una oxidación por aire durante 24 horas a 1000ºC, la capa interdifusa y oxidada de níquel-cobre constituye una buena capa protectora.

La presente invención se refiere también a un método de fabricación del ánodo de base metálica sin carbono descrito. El método comprende el recubrimiento de un sustrato de un metal conductor de electricidad, resistente a las temperaturas elevadas, la superficie del cual se pasiva y se vuelve sustancialmente inerte al electrolito durante la electrólisis con, como mínimo, una capa que contiene constituyentes electroquímicamente activos o precursores de los mismos y el tratamiento térmico de la o de cada capa sobre el sustrato para obtener un recubrimiento adherido al sustrato metálico, haciendo la superficie del ánodo electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno presentes en la interfase del electrolito.

El método de la presente invención se puede aplicar para reacondicionar el ánodo de base metálica sin carbono cuando, como mínimo, una parte del recubrimiento activo se ha disuelto o se ha vuelto inactiva o disuelta. El método comprende limpiar la superficie del sustrato antes de recubrir de nuevo dicha superficie con un recubrimiento adherido al sustrato metálico pasivable, haciendo nuevamente la superficie del ánodo electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno.

Otro aspecto de la presente invención es una celda para la producción de aluminio mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, en particular, un electrolito basado en fluoruros o un electrolito basado en criolita o criolita, que tiene ánodos de base metálica sin carbono, que comprenden un sustrato metálico pasivable conductor de electricidad y un recubrimiento conductor que tiene una superficie electroquímicamente activa, tal como se ha descrito anteriormente.

Preferiblemente, la celda comprende, como mínimo, un cátodo humectable por aluminio. Incluso más preferiblemente, la celda se encuentra en una configuración de drenaje, teniendo, como mínimo, un cátodo drenado sobre el cual se produce el aluminio y desde el cual el aluminio se drena continuamente.

La celda puede ser de configuración monopolar, multimonopolar o bipolar. Una celda bipolar puede comprender los ánodos, tal como se ha descrito anteriormente, como ánodo terminal o como la parte anódica de un electrodo bipolar.

Preferiblemente, la celda comprende medios para mejorar la circulación del electrolito entre los ánodos y los cátodos opuestos y/o medios para facilitar la disolución de la alúmina en el electrolito. Dichos medios los puede proporcionar, por ejemplo, la geometría de la celda, tal como se describe en la solicitud pendiente PCT/IB98/00161 (de Nora/Duruz) o mediante el movimiento periódico de los ánodos, tal como se describe en la solicitud pendiente PCT/IB98/00162 (Duruz/Bellò).

La celda puede funcionar con el electrolito a temperaturas convencionales, tales como de 950 a 970ºC, o a temperaturas reducidas, tan bajas como 750ºC.

La presente invención también se refiere a la utilización de dicho ánodo para la producción de aluminio en una celda para la extracción electrolítica de aluminio mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, en la que los iones de oxígeno en el electrolito se oxidan y se liberan como oxígeno molecular por parte del recubrimiento del ánodo electroquímicamente activo.

La presente invención se describirá, a continuación, en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Se prepara un ánodo de base metálica sin carbono, según la presente invención, mediante el laminado con rodillos de calandra calientes a 900ºC de partículas de ferrita de níquel con un tamaño de partícula de 10-50 micras en una lámina metálica de níquel de 2 mm de grosor utilizada como sustrato conductor de electricidad para el ánodo. Las partículas de ferrita de níquel recubren la lámina de níquel en una cantidad de 500 g/m^{2}.

Después del recubrimiento, el ánodo se probó en una celda electrolítica utilizando criolita con un 6% en peso de alúmina como electrolito y un cátodo de carbono recubierto de aluminio fundido. El ánodo se polarizó a 1 A/cm^{2} durante 93 horas y se mantuvo esta densidad de corriente durante toda la prueba, manteniendo el voltaje de la celda entre 5,5 y 5,8 Voltios.

Al final de la prueba, el ánodo no cambió de dimensiones y no se pudo detectar ningún signo de corrosión en la superficie del ánodo.

Ejemplo 2

Se obtuvo un ánodo de base metálica sin carbono, según la presente invención, a partir de un sustrato de níquel que se recubrió de una emulsión con un tratamiento térmico posterior.

La emulsión se hizo de una solución que consistía en 10 ml de magnesia coloidal, que actuaba como enlazador, mezclados con 20 g de polvo de ferrita de níquel, que proporcionaba los constituyentes electroquímicamente activos, tal como se describe en el Ejemplo 1.

A continuación, se aplicó la emulsión sobre el sustrato por medio de una brocha. Se aplicaron 15 capas sucesivas sobre el sustrato. Cada vez que se aplicaba una capa sobre el sustrato, la capa se curaba sobre el mismo mediante un tratamiento térmico a 500ºC durante 15 minutos, antes de aplicar la capa siguiente.

Después de recubrir el sustrato con las 15 capas sucesivas, el ánodo tenía un recubrimiento final de 0,6 a 1,0 mm de grosor.

A continuación, se probó el ánodo en una celda a escala de laboratorio para la extracción electrolítica de aluminio. El ánodo se extrajo de la celda 10 minutos después de su inmersión en el baño electrolítico. Las partes de los ánodos que no estaban protegidas por el recubrimiento se habían pasivado bajo el efecto de la corriente mediante la formación de una capa de óxido de níquel inerte y adherida sobre las superficies no recubiertas, las cuales se pudieron observar mediante microscopía óptica y microscopía de barrido electrónico de una sección transversal del ánodo después de la prueba.

Ejemplo 3

De forma similar al Ejemplo 2, se aplicó un recubrimiento sobre un sustrato de níquel en 10 capas, excepto en que se añadieron 0,2 g de polvo de iridio, que actuaba como catalizador, a la mezcla de alúmina coloidal con ferrita de níquel-níquel.

Se observaron resultados similares.

Claims (32)

1. Método de fabricación de un ánodo de base metálica sin carbono de una celda para la extracción electrolítica de aluminio, en particular, mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, y dicho método comprende el recubrimiento de un sustrato metálico conductor de electricidad, resistente a las temperaturas elevadas y la superficie del cual se pasiva y se vuelve sustancialmente inerte al electrolito con, como mínimo, una capa de un precursor de un recubrimiento electroquímicamente activo en forma de una emulsión o suspensión que contiene, como mínimo, un constituyente electroquímicamente activo o un precursor del mismo, y el tratamiento térmico de la o de cada capa sobre el sustrato para obtener un recubrimiento adherido al sustrato metálico pasivable que hace la superficie del ánodo electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno presentes en la interfase del electrolito.

2. Método, según la reivindicación 1, en el que el sustrato metálico pasivable comprende, como mínimo, un metal seleccionado entre níquel, cobalto, cromo, molibdeno, tántalo y las series de lantánidos, y sus aleaciones o compuestos intermetálicos.

3. Método, según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento se forma por una aplicación posterior de un material de enlace sustancialmente resistente a la criolita para enlazar los constituyentes del recubrimiento entre ellos y sobre el sustrato metálico pasivable.

4. Método, según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento se obtiene a partir de una emulsión o suspensión que contiene material coloidal o polimérico, en particular, como mínimo uno entre alúmina, óxido de cerio, óxido de litio, óxido de magnesio, sílice, óxido de torio, óxido de itrio, óxido de zirconio, óxido de estaño y óxido de zinc, y coloides que contienen constituyentes activos del recubrimiento o precursores del mismo, todos en forma de coloides o polímeros.

5. Método, según la reivindicación 1, que comprende la reacción de los constituyentes del precursor del recubrimiento entre ellos para formar el recubrimiento, o la reacción de, como mínimo, un constituyente del precursor del recubrimiento con el sustrato metálico pasivable para formar el recubrimiento.

6. Método, según la reivindicación 1, en el que el precursor del recubrimiento se aplica sobre el sustrato mediante rodillos, brochas o pulverización.

7. Método, según la reivindicación 1, que comprende el recubrimiento del sustrato metálico pasivable sobre un núcleo conductor de electricidad, y la formación de una capa de barrera al oxígeno sobre el núcleo, en particular, mediante la oxidación de la superficie del núcleo para formar la capa de barrera al oxígeno, o mediante la aplicación de un precursor de la capa de barrera al oxígeno sobre el núcleo y el tratamiento térmico.

8. Método, según la reivindicación 7, que comprende la cobertura de la capa de barrera al oxígeno con, como mínimo, una capa protectora que consiste en cobre o cobre y, como mínimo, uno entre níquel y cobalto, y/u óxidos de los mismos para proteger la capa de barrera al oxígeno mediante la inhibición de su disolución dentro del electrolito.

9. Método, según la reivindicación 1, para el reacondicionamiento de un ánodo de base metálica sin carbono que tiene un sustrato pasivable con un recubrimiento electroquímicamente activo, cuando, como mínimo, una parte del recubrimiento activo se ha vuelto inactiva o se ha desgastado, y dicho método comprende limpiar la superficie del sustrato antes de recubrir de nuevo dicha superficie de un recubrimiento aplicado a partir de dicha emulsión o
suspensión.

10. Ánodo de base metálica sin carbono de una celda para la extracción electrolítica de aluminio, en particular, mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito fundido que contiene fluoruros, que comprende un sustrato metálico conductor de electricidad, resistente a las temperaturas elevadas, la superficie del cual se pasiva y se vuelve sustancialmente inerte al electrolito, y un recubrimiento electroquímicamente activo adherido a la superficie del sustrato metálico que hace y mantiene la superficie del ánodo conductora y electroquímicamente activa para la oxidación de los iones de oxígeno presentes en la interfase del electrolito, y dicho recubrimiento contiene constituyentes electroquímicamente activos en un coloide obtenible a partir de, como mínimo, un constituyente electroquímicamente activo o un precursor del mismo en una emulsión o suspensión que contiene coloides.

11. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el sustrato metálico pasivable comprende, como mínimo, un metal seleccionado entre níquel, cobalto, cromo, molibdeno, tántalo, y las series de lantánidos, y sus aleaciones o compuestos intermetálicos.

12. Ánodo, según la reivindicación 11, en el que el sustrato metálico pasivable es cobre niquelado.

13. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el recubrimiento además comprende, como mínimo, un electrocatalizador o un precursor del mismo para la formación de oxígeno gaseoso, en particular, (un) electrocatalizador(es) seleccionado(s) entre iridio, paladio, platino, rodio, rutenio, silicio, estaño y zinc, las series de lantánidos y mischmetal, y sus óxidos, mezclas y compuestos de los mismos.

14. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el recubrimiento comprende, además, un material de enlace substancialmente resistente a la criolita para enlazar los constituyentes del recubrimiento entre ellos y sobre el sustrato metálico pasivable.

15. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el recubrimiento es una emulsión o suspensión tratada térmicamente, que contiene, como mínimo, un coloide o polímero tratado térmicamente, seleccionado entre alúmina, óxido de cerio, óxido de litio, óxido de magnesio, sílice, óxido de torio, óxido de itrio, óxido de zirconio, óxido de estaño y óxido de zinc coloidales o poliméricos tratados térmicamente, y coloides que contienen constituyentes activos del recubrimiento o precursores de los mismos, todos en forma de coloides o polímeros tratados térmicamente.

16. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el o, como mínimo, uno de dicho(s) constituyente(s) electroquímicamente activos se selecciona del grupo que consiste en óxidos, oxifluoruros, fosfuros, carburos y combinaciones de los mismos.

17. Ánodo, según la reivindicación 16, en el que dichos óxidos comprenden espinelas y perovskitas.

18. Ánodo, según la reivindicación 17, en el que dichas espinelas están dopadas, son no estequiométricas y/o están parcialmente sustituidas, y las espinelas dopadas comprenden dopantes seleccionados del grupo que consiste en Ti^{4+}, Zr^{4+}, Sn^{4+}, Fe^{4+}, Hf^{4+}, Mn^{4+}, Fe^{3+}, Ni^{3+}, Co^{3+}, Mn^{3+}, Al^{3+}, Cr^{3+}, Fe^{2+}, Ni^{2+}, Co^{2+}, Mg^{2+}, Mn^{2+}, Cu^{2+}, Zn^{2+} y Li^{+}.

19. Ánodo, según la reivindicación 18, en el que dichas espinelas comprenden una ferrita y/o una cromita, en particular, un ferrita seleccionada del grupo que consiste en ferrita de cobalto, de manganeso, de molibdeno, de níquel y de zinc, y mezclas de las mismas, o una cromita seleccionada del grupo que consiste en cromita de hierro, de cobalto, de cobre, de manganeso, de berilio, de calcio, de estroncio, de bario, de magnesio, de níquel y de zinc.

20. Ánodo, según la reivindicación 16, en el que el o, como mínimo, uno de dicho(s) constituyente(s) activo(s) comprende, como mínimo, un lantánido como óxido o como oxifluoruro, en particular, oxifluoruro de cerio, y mezclas de los mismos.

21. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el o, como mínimo, uno de dicho(s) constituyente(s) electroquímicamente activo(s) comprende, como mínimo, un metal seleccionado entre hierro, cromo, cobre y níquel, y óxidos, mezclas y compuestos de los mismos.

22. Ánodo, según la reivindicación 10, en el que el sustrato metálico pasivable recubre un núcleo conductor de electricidad recubierto de una capa de barrera al oxígeno.

23. Ánodo, según la reivindicación 22, en el que la capa de barrera al oxígeno comprende óxido de cromo u óxido de níquel negro no estequiométrico.

24. Ánodo, según la reivindicación 22, en el que la capa de barrera al oxígeno se recubre de, como mínimo, una capa protectora que consiste en cobre o cobre y, como mínimo, uno entre níquel y cobalto, y/u óxidos de los mismos, para proteger la capa de barrera al oxígeno mediante la inhibición de su disolución dentro del electrolito.

25. Celda para la producción de aluminio mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, en particular, criolita, que tiene, como mínimo, un ánodo de base metálica sin carbono que comprende un sustrato metálico pasivable conductor de electricidad y un recubrimiento conductor que tiene una superficie electroquímicamente activa, según la reivindicación 10.

26. Celda, según la reivindicación 25, que comprende, como mínimo, un cátodo humectable por aluminio.

27. Celda, según la reivindicación 26, la cual se encuentra en una configuración de drenaje, y que comprende, como mínimo, un cátodo drenado sobre el cual se produce aluminio y desde el cual se drena aluminio de forma continua.

28. Celda, según la reivindicación 26, la cual se encuentra en una configuración bipolar y en la que los ánodos forman la parte anódica de, como mínimo, un electrodo bipolar y/o un ánodo terminal.

29. Celda, según la reivindicación 26, que comprende medios para circular el electrolito entre los ánodos y los cátodos opuestos y/o medios para facilitar la disolución de la alúmina en el electrolito.

30. Celda, según la reivindicación 26, en la que durante su funcionamiento el electrolito se encuentra a una temperatura de 750ºC a 970ºC.

31. Utilización de un ánodo, según la reivindicación 10, para la producción de aluminio en una celda para la extracción electrolítica de aluminio mediante la electrólisis de alúmina disuelta en un electrolito que contiene fluoruros, en la que los iones de oxígeno en el electrolito se oxidan y se liberan como oxígeno molecular sobre el recubrimiento del ánodo electroquímicamente activo.

32. Método de producción de aluminio en una celda, según la reivindicación 25, que comprende la oxidación de los iones de oxígeno sobre el recubrimiento anódico electroquímicamente activo del o de cada ánodo y la producción de aluminio en el cátodo.