KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Razred 12 (3)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1. Marta 1929.
PATENTNI SPIS ŠT. 5630
v
Socićtć Anonyme pour 1’industrie de raluminium, Neuhausen, Švica.
Postopanje za elektrolitično dobivanje čistega aluminija iz surovega aluminija zlitin, in dr. Prijava z dne 26. januarja 1927.	Velja od 1. decembra 1927.
Zahtevana prvenstvena pravica z dne 27. januarja 1926. (Nemčija).
Predlagalo se je že (npr. amerikanskemu patentu 673.364) dobivati čisti alumiji i z sličnim elektroliiičnem postopanjem rafinacije, kakor se splošno uporablja pri drugih kovinah n. pr. pri bakru. Po pravici pa pravi Borchers („Aluminium", 1921, stran 156), da „se vprašanje praktično ne reši tako enostavno, kakor ga obdelava oni izumitelji." Vsi dosedaj predlagani načini dela tudi niso vodili do nikakega tehničnega uspeha.
Vzrok temu so deloma strojne težkoče, katere zahtevajo na eni strani zelo veliko porabo energije in na drugi strani zahtevajo posebno skrbno nadzorovanje elektrolize tako, da narasejo visoki stroški za mezde i. t. d. Bistvena zapreka za izpeljavo takih procesov obstoji tudi v lem, da pri vpoštevanih visokih temperaturah in poleg, za te razmere potrebnih relativno visokih anodičnih tokovnih gostotah, izločljivi (selektivni) učinek različnega elektroliličnega razskrojne-ga pritiska posameznih kovin, ne more priti zadostno do veljave. Tako je n. pr. neki izumitelj izjavil, da ni umestno porabljati kloride za elektrolitično rautopitev soli, ker se v lakih raztoplinah iz onodnih zlitin poleg aluminija raztopil tudi obstoječi siliciji, se na katodi zopet izloči in s tem povzroča neznosno onečiščenje na katodi se proizvajajočega surovega aluminija.
Prijaviteljica je tedaj spoznala, da se vse te težkoče lahko premaga, ako se ne sa-
mo tvarina ki se čisti, ampak tudi katodna kovina, uporablja v trdi obliki kot elektrodi.
Pri tem se mora izbrati elektrolit, katerega tališče je nižje kakor ono, čisteče se tvarine in katodne kovine da bo vsled lega mogoče, delati z anodnimi tokovinima gostotami, ki omogočijo popolno izkoriščenje vseh prednosti, ki nastanejo vsled visoke ga elektroliličnega razkrojnega pritiska aluminija napram kovinam, ki praktično pridejo v poštev kot zlitinske sestavine.
Tudi koncentracija toka v elektrolitu se potemtakem lahko tako reducira, da je potreba samo male porabe energije za prehod toka. Dolžina tokovne poli skozi elektrolit se poljubno lahko določi z primernim razdaljem anode in katode ena od druge.
Iskazalo se je, da n. pr. veliko število dvosoli klor-aluminija z alkalij ali zemlje alkalij-kloridi odgovarja označenim pogojem. Tudi druge halogenske soli se lahko uporablja pri čemur seveda bromidi in jodidi, vsled visoke cene tehnično nimajo enakega pomena; nadalje se lahko uporablja tudi sulfide, med tem ko fluoridi sami zase, vsled previsokega tališča ne pridejo v poštev. Najenostavnejše nastane elektroliza z aluminij-kalij-kloridom in aluminij-natrij-klo-ridom.
Z elektrolitom z sestavo. Na Cl Al Cl, se postopanje praktično lahko izvede pri temperaturi med 150 in 300° C. Z pridatkom nadaljnega Al Cl3 se temperatura ko-
Din. 15.
peli lahko še zniža. Splošno se bode nameravalo, z primerno voiiivijo solne zmesi, tališče elektrolita po možnosti znižati. Mogoče je z različnimi takimi silnimi zmesmi elektrolizo izvršiti že pri temperaturah od 80	300'1 C. Poleg kalijevih soli se lahko
doda aluminij-hologenidu tudi zemljo-kalij-ske-soli; tako n. pr. kalcij-klorid ali magne-zij-klorid.
Anodne tokovne gostote z katerimi se lahko uspešno deluje, leže med približno
0.5 -1 in 10 amp. na dm3, se jih pa lahko poveča tudi črez 10 amp. pri čemur seveda leži napetost elektrolize višje. Na katodi se izloči aluminij v več ali manj kompaktni obliki. Ugodne razmere nastanejo pri katodni tokovni gostoti pri 0.5—5 amp. na dm3; vendar se še posreči, pridobiti dobro zvezano katodno kovino, ako se dela z tokovnimi gostotami črez 10 amp. na 1 dm3. Poleg tega je prikladno, ako se elektrolit premika. Pri nekoliko večjih prostornih razmerah se tokovna gostota lahko drži tudi pod 0.5 amp.
S tem postopanjem se dobavlja lahko čisti aluminij iz različnih tvarin, tako iz a-luminija običajne trgovinske čistole, iz danes splošno uporabljene aluminij-fluorid-elektrolize, kakor tudi iz odpadkov čistega aluminija in aluminijevih zlitin; pred vsem se lahko čistijo, iz sposobnih surovin napravljene zlitine aluminija z elementi spremljajočih tvarin, tudi neposredno z termično redukcijo ali z elektrolizo. Tako se n. pr. iz bauksida ali gline z termično redukcijo, z ogljem ali koksom v električni peči lahko proizvaja zlitine ali tako postopa, da se gotove bauksite, ki vsebujejo malo ali skoraj nič železa, brez dragocene kemične čislilve in pretvarjanja v glino, neposredno po zmletju vloži v fluorid-eleklrolizo, pri čemur se doseže na siliciju bogati in železu revni surovni aluminiji (slučajno z pičlo vsebino titana). Se aluminij, kakor se proizvaja pri dosedaj običajnih fluorid-elektro-lizah, uporabi kot anodni materijal, tedaj se lahko dobi čisti aluminij z 99'9‘Vo in črez.
Iz anod se pri elektrolizi aluminij, primerno svojemu visokemu eleklrolitičnemu razkrojevalnemu pritisku, napreje izloči. Druge kovine, kakor železo in silicij, zaostanejo in se kot anodni ostanki lahko zbirajo in tehnično porabijo ali v posameznih delcih ali v združenih skeletih.
Poleg aluminija ima železo največje nag-nenje se raztopili. To se lahko zabrani, medtem ko se zato skrbi, da vsebuje a-nodna zlitina vedno toliko silicija, da se vse železo spoji v obliki fero-silicija (1 Fe:l Si) z primernim termičnem ravnanjem pri napravi anodne zlitine se lahko zato skrbi, da se prosti, preobilni silicij nahaja v obliki
kolikor mogoče velikih kristalov; to se n. pr. lahko s tem doseže, da se počasi izhladi anodno zlitino pri strditvi iz raztopljenega stanja.
Da je onečišćenje anode z železom kolikor mogoče pičlo, se tudi lahko podvrže železo-silicij-aluminij-zlitina vmesnemu ravnanju, tako, da se loči raztopljena zlitina z počasno izhladifvijo v eno na ferosiliciju bogato in v eno na ferosiliciju revno komponento, pri čemur se potem na ta način pridobljene zlitine podvrže točeno elektrolizi.
Ko dosežejo kaiode primerno težo, se jih vzame iz kopeli. Kovina se potem lahko v razlopilnih pečeh,, kakor so uporabljive pri industriji aluminija, ali na drugi način pretvori v običajne trgovinske oblike.
Kot katode se v početku elektrolize smo-treno obesi aluminijeve pločevine ali rna-tišne pločevine iz druge kovine, v kopel-nim izmeram, prikladni obliki. Ker vsakokrat visi večje število takih pločevin paralelno sklopljenih v kopelj, je lahko mogoče posamezne katode izmenjali, brez da bi se morala prekinuti elektroliza.
Priložena risba predočuje n. pr. šematič-no napravo za izpeljavo postopanja.
Fig. 1 je vzdolžni prerez,
Fig. 2 je temeljni naris aparata.
1 so elektrolizirne posode, ki so lahko izgotovljene iz poljubne kovine, katera klu-buje raztopljenemu elektrolitu, vseeno, ako vodi tok ali ne. V te elektrilizirne posode se potapljajo katode 2, ki obstoje iz takozvanih matičnih pločevin, na katere se elektrolilič-no izloči aluminij. Kol matične pločevine se lahko uporablja tako pločevine iz čistega aluminija, kakor tudi iz drugih kovin, od katerih se izločeni aluminij, kakor hitro doseže potrebno debelost, po odstranitvi katod mehanično odloči ali z matičnimi pločevinami nadalje predeluje. Med katode 2 so vložene anodne plošče 3. Vse kito-de in vse anode eiektrolizierne slanice so paralelno sklopljene. Z ozirom na posebno nizko napetost med anodo in katodo se tudi lahko z uspehom uporablja serijni zistem, kakor je vporabljiv pri Hayden-ovi sklopki, ker se pri lem doseže znatno prihranitev na vodnem materijalu in prehodnih odporih.
Stanice 1 so v premeru po fig. 1 tako uvrščene, da odteka elektrolid iz višje ležeče stanice v nižje ležečo; na ta način se lahko uvrsti cele vrste slanic. Tako se lahko zveže po dve zaporedni stanici ali z cevmi 4, katere so pri vodečih slanicah opremljene z izolirnim komadom 5, na ta način da je elektrolit od dna ene slanice zvezan z elektrolitom v gornjem delu druge stanice, ali pa elektrolit lahko preide po, na gornjem robu stanice nameščenem odtoka 6, iz višje v nižje ležečo slanico.
Tudi v tem slučaju se vsled medstene 7 lahko za to skrbi, da se elektrolit vsakokrat odvzame od dna ene slanice, ali pa se mora v nižje ležeči slanici vsled med-sfene 8 najpreje na dno usesti. Vsled te razvrstitve, kjer elektrolit vsakokrat zgoraj vstopi v slanico in iz diagonalno nasproti ležečega spodnjega dela stanice odteka, ali spodaj vstopa in zgoraj odteka, se doseže močno premikanje in slem dobro mešanje elektrolita, vsled česar se zabrani obubožavanje posameznih delov elektrolita. Po ugodni namestitvi katodnih (9) in uno-dnih (10) plošč se tudi lahko doseže cirkulacija.
Posamezne stanice enega sistema se e-lektrično na ta način lahko sklopi v serijo, da se katodna vrsta ene stanice električno zveže z anodno vrsto naslednje stanica i t. d.
Za kurjavo stanice, da se elektrolit vzdrži na najugodnejši obratni temperaturi, lahko vporabi vsaki sposobni način razgretja, tedaj tudi razgrelje z odporom elektrolita samega, /. lokom elektrolize ali z sekondarnim izmeničnim tokom.
Patentne zahteve:
1.	Postopanje za elektrolitično dobivanje čistega aluminija iz surovega aluminija, zlitin in drugih onesnažbe vsebujočih stvari aluminija, označeno s tem, da se uporabljajo iz zadnjega obstoječe anode, kakor tudi
katode v tvrdi obliki z uporabo elektrolitne kopeli nižjega tališča, katero leži pod tališčem uporabljenih elektrod.
2.	Postopanje po zahtevi 1, označena s tem, da se uporabljajo kot elektrolit take halogene soli aluminija in alkalij ali ze-meljnih alkalij (vštevši magneziji), ki dajo kopelj nižjega tališča.
3.	Postopanje po zahtevi 1 in 2, označeno s tem, da se nadomesii halogenide popolnoma ali deloma z sulfidi.
4.	Postopanje po zahtevi 1 do 3, označeno s tem, da se kot anode uporablja zlitino, ki vsebujejo železo in silicij, tako, da pride na 1 atom železa najmanje 1 atom silicija.
5.	Postopanje po zahtevi 1 do 4, označeno s tem, da se kot anode uporabljajo zlitine, ki so proizvajane z termično redukcijo bauksita ali drugega surovega materijala, v katerem že obstoji zaželjeno ato-marno razmerje železa k siliciju, ali so z termičnem ravnanjem (počasnem ohlajenju) razkrojene iz drugače sestavljenih zlitin.
6.	Postopanje po zahtevi 1 do 5, označeno s tem, da so trde anode in katode, slično kakor pri elektrolitični rafinaciji kovin v vodeni raztoplin pokončno nameščene in se potapljajo v elektrolit.
7 Postopanje po zahtevi 1 do 6, označeno s tem, da se drži elektrolit, vsled obsebi znane razvrstitve, v stalnem premikanju.


Adpdtentbroj 563G.
/7?./
F/g. 2



žil’