Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von bei der Schmelzflusselektrolyse verwendeten Restanoden

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Restanoden, die insbesondere bei der Schmelzflusselektrolyse von Aluminium verwendet werden.

[0002] Bei der Schmelzflusselektrolyse wird ein Schmelzbad durch elektrischen Strom erzeugt; dabei sind die Elektrolysezellen mit Anoden und Kathoden versehen. Die Anoden müssen wegen ihrer Abnutzung von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Dabei ist es bekannt, die Restanoden unmittelbar über der Elektrolysezelle bzw. dem Ofen grob vorzureinigen, indem das an der Restanode angebackene im wesentlichen noch glühende Badmaterial mit Lanzen, Stangen u. dgl. Werkzeugen manuell gelöst und wieder in das Schmelzbad zurückgestossen wird. Verständlicherweise ist diese Arbeit auch in Anbetracht der grossen Hitze sehr mühevoll und wenig komfortabel. Darüber hinaus wird das Einsetzen neuer Anoden durch die beim Grobreinigen zurückgelassenen und zurückgestossenen groben Stücke aus Badmaterial erschwert. Die derart vorgereinigten Restanoden werden zuerst in Gestellen gelagert und nach dem Erkalten einer Reinigungsstation zugeführt, an der sich die Feinreinigung wiederum manuell mit Hilfe von Reinigungswerkzeugen und Druckluft anschliesst. Auch dieses Arbeiten ist wegen der Staubentwicklung wenig komfortabel.

[0003] Ferner ist es bekannt (DE-C-3 032 525), die Restanode aus der vertikalen Lage in eine horizontale Position zu schwenken und angebackenes Badmaterial mittels eines spatenförmigen Meissels maschinell abzustossen. Schliesslich ist es auch bekannt (CH-A-545 171), Werkstücke, wie Gussstücke, dadurch an der Oberfläche zu behandeln, dass sie in eine Behandlungstrommel eingefüllt und unter Schwenken und Drehen derselben einem Schleuderstrahl ausgesetzt werden, der von Schleuderrädern in die Behandlungstrommeln geschleudert wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die dabei angewendete Vorrichtung komfortabler und dennoch wirtschaftlich auszubilden.

[0005] Die Erfindung besteht darin, dass die Restanode in der Reinigungsstation rotiert und als Prallfläche einem Strom von Schlagkörpern ausgesetzt wird, welche das Badmaterial von der Restanode abschlagen.

[0006] Bei dieser verfahrensmässigen Ausbildung der Erfindung schlagen die Schlagkörper, insbesondere Kugeln aus ferromagnetischem Material, wie Stahl, auf alle Teile der rotierenden Restanode ein, wodurch die bisher üblichen Verfahrensschritte des Vorreinigens und Hauptreinigens zu einem einzigen Verfahrensschritt vereint werden und ein manuelles oder maschinelles, aber umständliches Bearbeiten überflüssig wird. Diese Automatisierung des Reinigens macht das Reinigungsverfahren daher wesentlich komfortabler und im übrigen vor allem auch dann wirtschaftlicher, wenn das abgeschlagene Badmaterial der Wiederverwendung zugeführt wird.

[0007] Besonders vorteilhaft ist diese Ausbildung der Erfindung, wenn die Restanode in der Reinigungsstation aus einer in einer Reinigungskammer hängend angeordneten Hängelage in eine Schräglage geschwenkt wird, so dass die Reinigungsanode mit den zu reinigenden Prallflächen aus der Reinigungskammer, insbesondere durch ein Fenster oder eine andere Durchbrechung in der Kammerwand hindurch, hervorsteht und dort Schlagkörper im freien Fall aufschlagen bzw. aufprasseln können. Der Strom der Schlagkörper und der abgeschlagenen Stücke des Badmaterials wird dann insbesondere in einer Trenneinrichtung so getrennt, dass Badmaterial einer genügend kleinen Korngrösse wieder der Elektrolysezelle zuführbar ist, während die Schlagkörper nach dem Abtrennen von den gröberen Badmaterialstücken getrennt und dem Fallstrom von Schlagkörpern wieder zugeführt werden können; die gröberen Badmaterialstücke werden ihrerseits insbesondere auf eine Korngrösse von weniger als 50 mm zerkleinert und der Wiederverwendung zugeführt.

[0008] Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein Drehantrieb für die Restanode vorgesehen, der die Restanode in der Reinigungsstation rotierend antreibt, während ein Schwenkaggregat die Restanode durch ein Fenster einer Reinigungskammer der Reinigungsstation in den Fallstrom der Schlagkörper schwenkt.

[0009] Es bedarf daher keiner manuellen Betätigung oder genauen maschinellen Führung meisselartiger Werkzeuge zum Abstossen von Badmaterial von der Restanode; es genügt, wenn dafür gesorgt wird, dass die Restanode aus der Elektrolysezelle entfernt, in die Reinigungsstation bzw. Reinigungskammer transportiert und dort nach Herausschwenken in Rotation versetzt wird, wozu geeignete Antriebs- bzw. Rotations- und Schwenkaggregate zur Verfügung stehen, welche entweder durch Knopfdruckbetätigung oder sogar vollautomatisch gesteuert werden können.

[0010] Anhand der Zeichnung wird im folgenden eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung schematisch erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung schematisch den Verfahrensverlauf bei Anwendung einer Vorrichtung zum Reinigen einer Restanode in der Bearbeitungsstation.

[0011] Mittels einer als Transporteinrichtung dienenden Kettenbahn 17 wird die Aufhängevorrichtung für die Restanode 1 bis in die in strichpunktierten Linien dargestellte Hängestellung in der Reinigungskammer 16 befördert. Dort sorgt ein Schwenkaggregat 13 dafür, dass die Restanode 1 mit ihrer Aufhängung und ihrem Drehantrieb 2 in die in durchgezogenen Linien dargestellte Schräglage gelangt; der Schwenkwinkel a gegenüber der Vertikalen beträgt etwa 45°. Hierbei befindet sich die Restanode 1 ausserhalb der Reinigungskammer 16, da sie durch das Fenster 16a der Reinigungskammer 16 hindurch in den Fallstrom 14 von Schlagkörpern 11 ausgeschwenkt ist.

[0012] Der Drehantrieb 2 lässt die Restanode 1 rotieren, so dass deren Oberfläche als Prallfläche für die frei fallenden Schlagkörper 11 dient, welche aus ferromagnetischen Stahlkugeln bestehen. Eine als Leitrutsche ausgebildete Leiteinrichtung 6 ist etwa 4 m oberhalb der Restanode 1 in deren Schräglage angeordnet, so dass die Schlagkörper 11 eine ausreichende kinetische Energie zum Abschlagen von Baumaterial von der Restanode 1 beim Auftreffen auf diese aufweisen. Die Rotation muss nicht mit grosser Geschwindigkeit erfolgen; es genügt eine Drehzahl von 12 U/min. Die Fallkörper haben einen Durchmesser von etwa 6 cm.

[0013] Nach dem Abschlagen von Badmaterial 12 von der Restanode 1 rutschen das abgeschlagene Badmaterial mit den Schlagkörpern 11 nach unten auf ein Sieb 7 mit einer solchen Maschenweite, dass die Schlagkörper 11 und Stücke gröberen Badmaterials 12 nicht durch das Sieb hindurchrutschen, sondern nur kleinkörnigeres Badmaterial 1 2a. Dieses feinkörnigere Badmaterial 12a gelangt über ein Becherwerk 8 in einen Sammelbunker 15; von dort aus kann es wieder Elektrolysezellen neu zugeführt werden.

[0014] Das gröbere Badmaterial 12 mit den Schlagkörpern 11 gelangt über einen Zwischenbunker zu einem Kübelaufzug 9 und wird von diesem zu dem Aufgabebunker 4 hochgezogen, von dem aus das Gemisch aus den Schlagkörpern 11 und dem gröberen Badmaterial 12 über eine Förderrinne 3 zu dem Magnetabscheider 5 gelangt, der die Schlagkörper 11 zur Leiteinrichtung 6 lenkt, während die gröberen Stücke des Badmaterials 12 zu einem Walzenbrecher 10 gelangen, der diese zu kleinkörnigerem Badmaterial 12a zerbricht, welche dann längs der geneigten Wand nach unten rutschen und nach dem Zusammentreffen mit den Schlagkörpern 11 und neu abgeschlagenem Badmaterial 12 durch das Sieb 7 hindurch in das Becherwerk 8 rutschen.

[0015] Diese besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung zeigt, dass das Verfahren und die Vorrichtung nicht nur praktisch vollautomatisch erfolgen können, sondern auch ausserordentlich wirtschaftlich arbeiten, da praktisch keine Materialien verlorengehen, so dass die Erfindung einen erheblichen technischen Fortschritt auf diesem Sondergebiet der Technik gewährleistet. Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Arbeiten in zu grosser Hitze beim Vorreinigen und bei grosser Staubentwicklung können hierdurch vermieden werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Reinigen von bei der Schmelzflusselektrolyse verwendeten Restanoden, bei dem die Restanode aus der Elektrolysezelle entnommen und in eine Reinigungsstation geführt wird und bei dem an der Restanode verbliebenes Badmaterial der Elektrolysezelle mechanisch von der Restanode gelöst und gegebenenfalls wieder der Schmelzflusselektrolyse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Restanode (1) in der Reinigungsstation rotiert und als Prallfläche einem Strom von Schlagkörpern (11) ausgesetzt wird, welche das Badmaterial (12) von der Restanode (1) abschlagen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restanode (1) in der Reinigungsstation in eine Schräglage geschwenkt und einem Strom fallender Schlagkörper (11) ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kugeln aus ferromagnetischem Material als Schlagkörper (11) verwendet und magnetisch von abgeschlagenem Badmaterial (12) wieder abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Badmaterial (12) nach dem Abscheiden von den Schlagkörpern (11) zerkleinert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Badmaterial (12) zu einer Korngrösse von weniger als 50 mm zerkleinert wird.

6. Vorrichtung zum Reinigen von bei der Schmelzflusselektrolyse verwendeten Restanoden mit einer Reinigungsstation und einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Restanode (1) zur Reinigungsstation, in der ein Schwenkaggregat (13) zum Schwenken der Restanode und eine Abschlagvorrichtung zum mechanischen Ablösen von Badmaterial von der Restanode (1) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Restanode (1) durch ein Fenster (16a) einer Reinigungskammer (16) der Reinigungsstation in den Fallstrom (14) der Schlagkörper (11) der Abschlagvorrichtung mittels des Schwenkaggregates (13) schwenkbar ist und ein Drehantrieb (2) zum Rotieren der Restanode (1) in dieser Position vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenbrecher (10) zum Zerkleinern abgeschlagenen Badmaterials (12) dient.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sieb (7) zum Sortieren des zerkleinerten Badmaterials (12a) zusammen mit neu abgeschlagenem Badmaterial (12) und den Schlagkörpern (11) derart dient, dass zerkleinertes und kleinstückiges Badmaterial über ein Becherwerk (8) der Wiederverwendung in einer Elektrolysezelle zuführbar ist, während grobes Badmaterial (12) und die Schlagkörper (11) über einen Kübelaufzug (9) einem Magnetabscheider (5) zuführbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fallstrom (14) von einer einige Meter oberhalb der Restanode (1) in der um einen Schwenkwinkel a gegenüber der Vertikalen von etwa 45°C geneigten Schräglage angeordneten Leiteinrichtung (6) ausgeht, vor der der zum Abscheiden ferromagnetischer Schlagkörper (11) von mitgeführtem Badmaterial (12) dienende Magnetabscheider (5) angeordnet ist.

Claims

1. Method for the cleaning of anode residues used in igneous electrolysis, and electrolysis of molten materials, resp. wherein the anode residue is removed from the electrolytic cell and introduced into a cleaning station, and wherein bath material from the electrolytic cell remaining on the anode residue is mechanically separated from the anode residue and optionally re-cycled for igneous electrolysis, characterised in that the anode residue (1) rotates in the cleaning station and, acting as a baffle surface, is subjected to a stream of impacting bodies (11) which strip the bath material (12) from the anode residue (1).

2. Method according to claim 1, characterised in that the anode residue (1) in the cleaning station is pivoted into an inclined position and is subjected to a stream of falling impacting bodies (11).

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that balls of ferromagnetic material are used as impacting bodies (11) and are then separated magnetically from stripped bath material (12).

4. Method according to claim 3, characterised in that the bath material (12) is comminuted, after separation, by the impacting bodies (11).

5. Method according to claim 4, characterised in that the bath material (12) is comminuted to a grain size of less than 50 mm.

6. Apparatus for the cleaning of anode residues used in igneous electrolysis, having a cleaning station and a conveyor means for conveying the anode residue (1) to the cleaning station, in which a pivotal unit (13) serves to pivot the anode residue and a stripping device serves to separate mechanically bath material from the anode residue (1), characterised in that the anode residue (1) is pivotable by means of the pivotal unit (13) through a window (16a) of a cleaning chamber (16) of the cleaning station into the stream (14) of the falling impacting bodies (11) of the stripping device, and a rotary drive means (2) is provided to rotate the anode residue (1) in this position.

7. Apparatus according to claim 6, characterised in that a roller crusher (10) serves to combinate stripped bath material (12).

8. Apparatus according to claim 7, characterised in that a sieve (7) serves to grade the comminuted bath material (12a) together with newly-stripped bath material (12) and the impacting bodies (11) in such a manner that comminuted and small-sized bath material can be supplied for re-use in an electrolytic cell via a bucket mechanism (8), whilst coarse bath material (12) and the impacting bodies (11) can be supplied to a magnet separator (5) via a bucket elevator (9).

9. Apparatus according to claim 8, characterised in that the precipitation stream (14) originates from a guide means (6) disposed a few metres above the anode residue (1) in its inclined position in which it extends at a pivotal angle a of approximately 45° relative to the vertical, the magnet separator (5) being disposed in front of the guide means and serving to separate ferromagnetic impacting bodies (11) from jointly conducted bath material (12).

Revendications

1. Procédé de nettoyage d'anodes résiduaires utilisées dans l'éléctrolyse ignée, dans lequel l'anode résiduaire est prélevée de la cuve électrolytique et acheminée vers un poste de nettoyage, et dans lequel les substances du bain de la cuve électrolytique restant sur l'anode résiduaire, sont détachées mécaniquement de l'anode et le cas échéant à nouveau réacheminées vers l'électrolyse ignée, caractérisé en ce que l'anode résiduaire (1) tourne dans le poste de nettoyage et est soumise, en tant que surface de rebondissement, à un courant de corps frappeurs (11) qui décroche les substances du bain (12) de l'anode résiduaire (1 ).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait pivoter l'anode résiduaire (1) dans le poste de nettoyage dans une position oblique et qu'on la soumet à un courant de corps frappeurs (11) tombant librement.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise des boules en matière ferromagnétique comme corps frappeurs (11) et qu'on les sépare à nouveau magnétiquement des substances du bain (12) décrochées.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les substances du bain (12) sont broyées après avoir été séparées des corps frappeurs (11). ).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les substances du bain (12) sont réduites à des dimensions de grains inférieures à 50 mm.

6. Dispositif de nettoyage d'anodes résiduaires utilisées pour l'électrolyse ignée comportant un poste de nettoyage et un dispositif de manutention pour le transport de l'anode résiduaire (1) vers le poste de nettoyage, dans lequel un groupe de pivotement (13) sert à faire pivoter l'anode résiduaire et un dispositif de décrochement sert à décrocher mécaniquement les substances du bain de l'anode résiduaire (1) caractérisé en ce que l'anode résiduaire ( 1 ) peut être pivotée au moyen du groupe de pivotement (13) par une fenêtre (16a) d'une chambre de nettoyage (16) du poste de nettoyage, pour se trouver dans le courant de chute (14) des corps frappeurs (11) du dispositif de décrochement, et en ce qu'il comporte un mécanisme de rotation (2) pour la rotation de l'anode résiduaire (1) dans cette position.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un broyeur à cylindres (10) sert à broyer les substances du bain (12) décrochées.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un tamis (7) sert à trier les substances du bain (12a) broyées ainsi que les substances (12) nouvellement décrochées et les corps frappeurs (11) en ce sens que les substances du bain broyées et à petits morceaux sont recyclées vers une cuve électrolytique par un transporteur à godets, tandis que les substances du bain (12) grossières et les corps frappeurs (11) sont acheminés vers un séparateur magnétique (5) par un monte-charges à bennes (9).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le courant de chute (14) part d'un dispositif de guidage (6) disposé au-dessus de l'anode résiduaire (1) dans une position oblique inclinée d'un angle de pivotement (a) par rapport à la verticale, égal à environ 45°C, devant lequel est disposé un séparateur magnétique (5) servant à la séparation des corpes frappeurs (11) ferromagnétiques des substances du bain (12) entraînées avec ces corps.

Zeichnung