Brevet FR2567159A1 — publié le 19860110

La présente invention concerne un procédé pour préchauffer et calciner des anodes er carbone crues, dites "vertes", préalablement moulées, qui sont destinés a être utilisées dans l'industrie de l'aluminium. Les anodes en carbone "vertes" sont habituellement constituées d'une matière è mouler à base de coke de pétrole et d'un liant, matière qui n'acquiert la stabilité dimensionnelle voulue qu'après avoir été chauffée à environ 450oC. Par conséquent on est obligé de soutenir les anodes vertes au cours du pré- chauffage, dans les chambres du four, jusqu' ce que cette température soit atteinte, au moyen d'une matière appropriée qui résiste à la chaleur. On connait des procédés et des appareils pour le préchauffage et la calcination d'anodes vertes en carbone, dans lesquels on utilise du poussier de coke ou du sable comme matière de soutien (voir Ullmanns Enzyklopädìe der Technischen Chemie, 4ème édition, tome 14, page 604). On connaît également un procédé, décrit dans le DE A 3 223 573, selon lequel on préchauffe des anodes en carbone vertes, par exemple dans un four annulaire à chambres ou dans un four à sole mobile, à une température comprise entre 300 et 5000C, puis on les soumet à la calcination finale en les chauffant par induction à des températures pouvant aller jusqu'd 1500 C à l'intérieur de bobines d'induction électriques. Lorsqu'on passe à la calcination des anodes en carbone par induction il est bon d'éliminer la matière de soutien pour ne pas nuire à liefficacitb du four à induction.Les matières de soutien dont on se servait jusqu'à présent , c'est-à-dire le poussier de coke et le sable ne conviennent pas pour le mode opératoire décrit dans le DE A 3 223 573 car le poussier de coke, lorsqu'on l'élimine des chambres du four en laissant pénétrer l'air extérieur, risque de prendre feu et/ou de causer une explosion, et, dans le cas où l'on se sert de sable comme matière de soutien, des particules de sable adhérentes forment, sur les anodes, une impureté gênante pour la bonne utilisation ultérieure des anodes, par exemple dans la préparation de l'aluminium par électrolyse. I1 se posait donc le problème technique suivant remplacer les corps utilisés jusqu'à présent comme matières de soutien lors du préchauffage d'anodes en carbone vertes par des corps qui ne soient pas inflammables ni ne risquent de provoquer une explosion, qui n' aient pas d'effets gênants pour les étapes d'élaboration ultérieures ou les applications des anodes en carbone et qui, en outre, puissent être éliminés facilement du four de préchauffage après le préchauffage des anodes. Ce problème technique est résolu par la présente invention, laquelle est caractérisée en ce qu'on utilise, comme matière de soutien, un corps qui est de toute façon présent lors de l'élaboration de l'aluminium. De tels corps sont 1. des alumines, c'est-à-dire des oxydes, des hydroxydes et des oxydes hydratés de l'aluminium, 2. l'aluminium métallique, par exemple des rebsd'alu- minium, 3. des fluorures, tels que le fluorure de sodium, le fluorure d'aluminium et leurs mélanges, par exemple la cryolithe ou la chiolite. Il est possible d'éliminer ces corps du four de préchauffage pratiquement sans difficulté, avant le passage au four à induction, par aspiration ou par des ouvertures munies de clapets. Parmi les corps qui ont été mentionnés ci-dessus l'alumine a l'avantage d'être ininflammable et d'être stable même à des températures élevées. En outre elle n'est pas conductrice de l'électricité. Elle peut donc passer par un four à induction monté en aval, sans nuire à l'eFficacité de celui-ci. L'aluminium métallique,en raison de sa bonne conductibilité thermique, a l'avantage de ne pas gêneur l'échange de chaleur entre le four de préchauffage et l'anode erl carbone. Toutefois l'aluminium gallique, à cause de sa conductibilité électrique et de son point de fusion relativement Faible, doit être éliminé après le préchauffage des anodes et être tenu à l'écart du four d'induction. Par ailleurs on ne peut utiliser, comme matières de soutien, que des déchets d'aluminium en gros grains ou sous la forme d'objets moulés, tels que billes, grenaille ou particules en forme de tubes ou de barres, si l'on veut éviter un danger d'explosion par poussière d'aluminium. On peut en outre envisager des fluorures comme matières de soutien pour le préchauffage d'anodes en carbone à condition de veiller, par l'emploi d'appareils de séparation appropriés, à supprimer tout risque d'émission de fluorures. Dans le cas où l'on élimine la matière de soutien du four de préchauffage, élimination qui n'est touteFois indispensable que lorsqu'on utilise de l'aluminium métallique ou des fluorures, on peut réutiliser cette matière de soutien pour le préchauffage suivant. Les trois exemples détaillés qui suivent illustrent la présente invention EXEMPLE i Dans le four de préchauffage on place verticale- ment une anode en carbone verte ayant pour dimensions 1,20 m x 0,80 m x 0,60 m. L'espace compris entre l'anode en carbone et la paroi du four est comblé par des objets moulés en alumine, de préFérence par des billes d'un diamètre compris entre 5 et 50 mm. On chauffe ensuite l'anode comme décrit dans le premier fascicule publié de la demande de brevet DE 3 223 573. X MPi F 2 : On opère comme dans l'exemple I mais, au lieu des objets moulés en alumine, on utilise de l'alumine en gros grains dont la granularité est comprise entre 0,1 et 10 mm. EXEMPLE 3 On opère comme décrit à l'exemple 1 mais, au lieu des objets moulés en alumine, on utilise des objets moulés --n aluminium, de préférence des billes, de la grenaille ou des particules en forme de tubes ou de barres. Dès que l'anode en carbone a atteint une température d'environ 350 à 5O00C, à laquelle, selon le DE A 323 573, on doit passer au chauffage par induction, on extrait du four les objets moulés en aluminium au moyen d'un appareil approprié, par exemple par des ouvertures munies de clapets qui sont ménagées sur le fond du four ou par aspiration. I{EVLNDlCAlION5 1.- Procédé pour préchauffer et calciner des modes en carbone préalablement moulées, destinées à l'industrie de l'aluminium, procédé caractérisé en ce que, pour que les objets moulés devant servir d'anodes acquièrent une stabilité dimensionnelle suffisante au moins pendant la phase de préchauffage des anodes, on utilise comme matière de soutien un corps inerte, incombustible, facile à éliminer et existant dans la préparation de l'aluminium. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme matière de soutien, de l'alumine en gros grains. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme matière de soutien, des objets moulés, de préférence des billes, en alumine. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme matière de soutien, des objets moulés en aluminium qui sont dépourvus de poudre métallique. 5.- Procédé selon la revendication 1, carat térisé en ce qu'on utilise, comme matière de soutien, des sels métalliques de l'acide fluorhydrique. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on répand la matière de soutien autour des objets moulés devant servir d'anodes.