JPS596391A - 電解還元槽及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融電解質の電解により溶融金属製品を製造す
る単極又は多極電解還元槽に関する。

このような槽において、電解質１．Ｊ　ｔＪは長方形の
耐火強化シェル内に入れられ、槽は一つ又はそれ以上の
懸垂陽極を備えＣいる。経済的理由のため陽極又は陰極
の占める面積が電解質の占める全体槽床面積の大きな化
率を占めている。

この一般型の従来の電解還元槽にＪ３いて、槽の陰極は
槽の床上の溶融金属のプールにより構成された液体陰Ｉ
ｆｉ′Ｃ−ある。このプールの深さは槽の作動の通常循
環の間漸進的に増大し、槽の取出しをな１時間欠的に減
少する。陽極の活性面は漸次上昇して陽極／陰極の距離
の名目値をほぼ一定に保ち、槽の溶融電解質の高さは金
属プール中の溶融金属高さの上下動と共に段状に相互上
、下運動をなす。

電解還元槽にドレン陰極構造を使用°するように多くの
提案がなされており、そこでは製品金属の主体は漸次活
性陰極面から排出される。このような場合、活性陰極面
は次の手段のいずれかにＪ、り構成される。

１）例えば米国特許第３，４９２，２０８号或いは米国
特許第３，４００，０６１号明細書に記載されたような
、プレート、タイル又は混合材ブロックから構成された
固体ドレン而（水平、垂直又は傾斜）。

２）例えばＰ　ＣＴ　　Ｗ　Ｐ　　０１８９９号或いは
、ＥＰ８１　３００３８２．９号明細書に記載されたよ
うな台足。

３）例えば米国特許第４，０７１，４２０号或いは英国
特許第８２１７７１１号明細書に記載されたような金属
保持容器。

４）例えば米国特許第４，１７７．１２８号明細書に記
載されたようなキノコ型突起。

５）例えばＰＣＴ、　ＷＰ　８１０２１７０号或いはフ
ランス特許第２，５００，４０８号明細書に記載された
ような金属洞化充填ベッド又はセラミック形の槽の切れ
目の表面張力により保持された金属。一般的に好ましい
構造材料は耐火超硬金属である。

ドレン陰極型槽において、製品金属は集積サンプに集積
され、そこから通常サイホンにより、例えば２４時間の
間隔の長い間隔で従来通り取出される。或いは、金属は
陰極部材の間に又は台足の下に蓄積される。

槽の通常作動中、槽の床におりる活性陰極面の変動が殆
どないかあるいはまったくないドレン陰極型又は他の同
様の型ぐある所では、製品金属により移動した電解質が
陽極又は陰極を囲む制限室間へ上方に押１工されるので
、電解質表面の高さに相当大きな変動がある。

電解質表面の高さに大きな変動があると、重要な作動問
題となる事があり、溶融電解質の上面の面積に対する全
陽極面積の比率の増大について厳しくなる。電解質の高
さが特に大きく変動すると、槽の熱バランスを大きく乱
し、槽の壁の凍化電解質の層と凍化電解質クラストが不
安定となる。溶融電解質によるクラストの間欠的含浸は
クラストの厚さの無制限な増大に導く傾向がある。

本発明の目的は電解還元槽、特にドレン陰極型の電解還
元槽を電解質表面の高さの変動が製品金属が生じ、従来
の方式で取出される速度に対して相当減少覆るように作
動する手段を提供づるものである。

原理的に本発明の方法は槽中の液のため用いうる空間（
所与レベルに対して）を変動させる事に依存する。この
事は溶融槽と接合して、従来の取出し循環の間、液体金
属の増減に一致して液体空間を増減する固体ブロックを
上下運動する事により達成される。

本発明を実施する一つの方法は一つ又はそれ以上の槽の
陽極が槽の陽極の残りと無関係に垂直に調節可能に構成
するものである。取出し直後、このような陽極は残りの
陽極と一緒の高さに設定されるが、槽の循環が進むにつ
れてこのような陽極は上背し、槽の液体内容物の増大に
対し補正する。

上昇した陽極により導入された電流は陽極の残りのもの
と、比較して陽極／陰極の距離を増大の結果として減少
する。

他の変形構造を添付の図につい説明する。

第１図において、還元槽は絶縁側壁１と床２を含む。

側壁１（及び端壁２）は従来方式に凍化摺電解質の層３
により保護されている。ブレベイク型陽極４の列が槽の
各側に設置ｊられ、溶融摺電解質７に所定の深さまで突
出する。ドレン陰極はニホウ化チタン又は他の超硬金属
形１３で形成され、それはＮ素質陰極ブロック５上に支
持され且つ中央１〜ラフ又はυンプ６へ下方に傾斜する
やや傾斜した上面を有し、溶融金属生産物はトラフに集
積し、定期的に取出される。

トラフは通常の金属取出し同期で製造される金属を収容
する大きさである事が必要である。陽極４はそれ自体陰
極ブロック５に対して固定位置に留まるので、溶融金属
によりトラノロから移動した電解質は陽極を囲む空間に
上昇する。電解質の高さの変化の幅を制限するために（
保護凍化層３の高さと形を漸次変化さける結果となる）
、垂直可動ブロック８が電解質に沈下し、トラフ６に下
降するように作られる。金属が電解質をトラフから漸次
移動すると、ブロック８は上昇し、電解質からブロック
の増大部分を持上げ、従って液体電解質に使用できる空
間を増大する。この装置は全体的に又は一部でのみ調節
するのに使用され、従って電解質の高さをほぼ一定に維
持するのに或いは通常の作動同期の間型解質の高さが漸
次わずかに増大するのを可能にする。

トラフ６と協働する移動ブロック８は槽の縦方向（図示
の如り）、或いは横方向にも或いは槽の一端（又は非常
に大きな槽には両端に）設ける事ができる。ブロック８
は好ましくはザンプの上に設けられるが、場合より事な
る場所に設置ノでもよい。

サイボン取出し位置に移動ブロック８の小毛細管部分９
を備えると好都合である。これは電解質の高さのはつき
りした乱れを生ずる事なく、取出し作動の前に槽から上
昇する事ができる。

移動ブロック８は炭素から形成される（又は既に説明し
た一つ又はそれ以上の陽極により構成される）してもよ
い。

然しなから、移動ブロックは本質的に電ｗ４．質の凍化
体から形成される。第２図に図示的に示すように、一連
の金属フィン１１が一つ又はそれ以上の中空支持体１０
上に構成され、冷）ＪＪ体（空気又はカス）をそれに通
し、かくして凍化電解質の固体マス１２を維持してフィ
ン１１を被う。

第３図に示した変形方式では、移動ブロックは槽の電解
質の外側の容器内に位置している。このような容器は槽
のスチールシェルの内側でも外側ひもよい。この場合溶
融金属は檜の一端のや一ゝ）小さい」Ｊンプ２６に集積
し、これは通路２８を介して別の金属束ｆ１１室２７と
連通している。

室２７における溶融金属の高さは垂直可動ブロック２９
により制限され、それはアルミナ又は溶融アルミニウム
による浸食に影響されない池の耐火体から形成される。

ブロックは槽の金属製造速度により設定される実質一定
の速度で除去される。

これにより室２７に一定の金属高さが維持される。

或いは、ブロック２９の駆動装置は室２７における金属
高さを連続的に感知するセン−りにより制御される。従
って室２７における金属の高さをほぼ一定に保つために
、ブロック２９の上昇運動は自動的に調節される。室２
７において金属の高さをほぼ一定に保つ事により、集積
サンプ２６にお（）る金属の高さと摺電解質の高さも又
はぼ一定に維持される。

あらゆる場合に必要ではないが、特に溶融金属の殆どヘ
ッドがブロック２９の作動により中に維持されている相
当深いサンプの底から上方に通路２Ｂが通じている場合
は必餞でないが、ヨーロッパ特許第６８７８２号明細書
に記載された型の選択フィルターを槽の電解質と室２７
の間に挿入して、摺電解質が室に進入するのを妨げるの
が望ましい。

この目的のためサンプ２６は小さいサイズとし、又溶融
アルミニウム及び溶融摺電解質による侵食に対して抵抗
性であるＴｉ　８２又は他の超硬金属耐火物の正確に寸
法づけたボール又は断片を充填する。

第３図において槽はドレン陰極構成体３５を備え、それ
は陰極集電器（図示せず）と従来の効果陽極３４を備え
ている。

製造金属は間欠的に、例えば２４時間おきに室２７から
ザイホン取出しのような従来の手段により引出される。

選択フィルターがある所では金属を室２７から取り口３
６を介して集積るつぼ（図示ゼず）へ単に移動ブロック
を室の下部の下方に駆動する事により移動するのが好ま
しい。選択フィルターを通る流体の高い抵抗性によりい
かなる量の金属が槽の電解質に再入するのを防ぐ。窄２
７の上部に不活性ガスのおおいを維持するのが望ましい
。

或いは、製品金属は例えば１５分毎のよりひんばんな間
隔で集積室２７から引出す事ができる。

これは幾つかの利点を有する。金属集積室は仕較的小さ
く作る事ができ、好ましくは槽のスヂールシエル内に嵌
合される。例えば、−日１トンから２１−ンの金属を製
造する槽を１５毎に取出すと、取出し毎の生産量はわず
かＩＯＫ！＋から２０ＫＣＩである。このような産出量
の蓄積容量は移動ブロックが中で移動Ｊ゛る移送管内に
容易に収容される。

他の利点は金属をヨーロッパ特許第６８７８２号明細書
に記載されたような溶融金属パイプラインに取出す事が
できる事である。溶融金属パイプラインにより相互連結
された槽の間の電気的絶縁は連続して事なる槽に移動ブ
ロックを作動づる事により維持覆る事ができ、どんな時
でも一つの槽のみが取出され且つ溶融金属パイプライン
と電気的に接合している。この構成は完全自動金属取出
し装置の基礎として使用できる。

第４図は変形例の装置を示し、そにおいては金属集積容
器は第３図に示すように、通路２８により→ノンプに単
に連通しているというより、サン１２６の下端に配置さ
れている。第３図と第４図において、同様の符号で同様
の部品を示している。

第４図において、金属移送口３６が集積容器３７に連通
しており、該容器は集積るつぼでも溶融金属パイプライ
ンでもよい。

金属選択フィルター２５が金属集積容器の底の入口点越
しに備えられる。或いは、このフィルターはリーンプ２
６内に備えておく事もできる。電解室が金属集積室に進
入する危険を避ける事が望ましいにしても、頻度の多い
又は自動的取出しには金属選択フィルターは必須ではな
い。いかなる形の制限オリフィスを金属集積室への入口
２５に使用して、移動ブロック２９の下降により溶融金
属を取出し装置へ駆動し、槽に戻らないようにする事が
出来る。好ましくは、一つ以上の金属集積室が６槽に使
用される。そうするど、一つの金属集積室が不慮に閉塞
し或いはその他ｒ機能停止しても、槽の作動を中断する
必要なしにサンプから引上げ、修理後戻す事ができる。

【図面の簡単な説明】

第゛１図はドレン陰極を備えた槽の図式的横断面図、第
２図は第１図の構造に使用する移動ブロックの縦断面図
、第３図は摺電解質の高さを制御する装置の変形例の図
式図、第４図は内側電解質高さ制御装置と金属取出し装
置を備えた電解槽の縦断面図である。 （符号説明） １・・・層側壁　　　　　　２・・・暦法３・・・凍化
摺電解質　　　４・・・陽極５・・・陰極ブロック　　
　６・・・サンプ７・・・溶融摺電解質　　　８・・・
移動ブロック２６・・・ザンプ　　　　　２７・・・別
体金属集積室３４・・・陽極 ３５・・・ドレン陰極構造体 特許出願人　アルカン・インターナショナル・リミテッ
ド （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　溶融製品金属を溶融製品金属より密度の小さい融
   合電解質の電解により製造する型の電解還元槽を作動す
   る方法において、溶融槽内容物と接合して移動ブロック
   を備え、該ブロックを昇降して槽中の液体空間を増減し
   、製品金属を製造し、取出す速度に関連して電解質の表
   面の高さの変動を減らすようにした事を特徴とする方法
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、槽がド
   レン陰極型である方法。 ３、　特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法にお
   いて、移動ブロックが摺電解質と接して上下する方法。 ４、　特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項に記載の方法において、槽が電解質に懸架された陽
   極を含み、陽極の一つ又はそれ以上が垂直に調節可能で
   、移動ブロックとして作用する方法。 ５、　特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項に記載の方法においで、移動ブロックが多聞の凍化
   電解質により囲まれた中空冷却支持体からなる方法。 ６、　特許請求の範囲第２項から第５項までのいずれか
   １項に記載の方法において、槽が製品金属集積用のザン
   プを備え、移動ブロックが１ナンブの上下に位置してい
   る方法。 ７、　特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法にお
   いて、移動ブロックを槽の電解室の外側の容器中に位置
   させる方法。 ８、　特許請求の範囲第７項記載の方法において、移動
   １０ツクを別の金属集積室中の製品金属に接合して位置
   させる方法。 ９、　特許請求の範囲第８項記載の方法において、金属
   集積質が溶融製品金属を通すが、融合電解質を通さない
   選択フィルターを介して槽の電解質と連通している方法
   。 １０、　　特許請求の範囲第９項記載の方法において、
   製品金属を金属集積室から移動ブロックをその中に下降
   して取出す方法。 １１、　　溶融製品金属を溶融金属により密度の小さい
   融合電解質の電解により製造する型の且つ電解室と別体
   金属集積室を含む電解還元槽において、該金属集積室中
   の溶融金属に接合する移動ブロックと該ブロックを昇降
   する手段を備えている事を特徴とする槽。 １２、　　特許請求の範囲第１１項記載の槽において、
   電解室が溶融製品金属用サンプを有するドレン陰極型で
   ある槽。 １３、　　特許請求の範囲第１１項記載の槽において、
   金属集積室が溶融製品金属を通すが融合電解室を通さな
   い選択フィルターを通して電解室と連通している槽。 １４、　　特許請求の範囲第１１項から第１３項までの
   いずれか１項に記載の槽において、移動ブロックを昇降
   する手段を作動して製品金属を金属集積室から取出すよ
   うにした槽。