СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ РАСПЛАВОВ, УПОМЯНУТЫЕ АНОДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1. Способ изготовления анодов (20), применяющихся для производства алюминия электролизом расплавов, причем упомянутые аноды содержат анодную штангу из проводящего металла и по меньшей мере один блок из углеродистого материала, называемый анодным блоком, причем упомянутый способ включает в себя по меньшей мере следующие этапы:
a) обеспечение анодной штанги (22);
b) обеспечение подходящего числа анодных блоков (21), предназначенных для закрепления на анодной штанге, причем упомянутые анодные блоки являются новыми, то есть никогда до этого не вводившимися в электролизер;
c) прикрепление одного конца анодной штанги к упомянутому или упомянутым анодному(ым) блоку(ам) так, чтобы обеспечить хорошее механическое сцепление и хорошее электрическое соединение между упомянутой штангой и упомянутым(и) анодным(и) блоком(ами);
причем упомянутый способ отличается тем, что до, во время или после этапа c), но до установки упомянутого анода в электролизер, осуществляют по меньшей мере частично на верхней поверхности (21b, 21'b) упомянутого или упомянутых анодного(ых) блока(ов) (21, 21'), нанесение защитного слоя (10) регулируемой толщины, обычно составляющей между 5 и 25 см, состоящего из материала, устойчивого к температуре и к коррозии под действием среды, преобладающей над расплавом электролита.
2. Способ изготовления по п.1, отличающийся тем, что осуществляют по меньшей мере частично на верхней поверхности (21b, 21'b) упомянутого или упомянутых анодного(ых) блока(ов) (21, 22') нанесение защитного слоя регулируемой толщины, состоящего из огнеупорного материала, химически инертного по отношению к электролиту и газам, циркулирующим на поверхности упомянутого электролита.
3. Способ изготовления по п.1, отличающийся тем, что анодный(ые) блок или блоки (21), по существу, имеют форму параллелепипеда, и тем, что нанесение упомянутого защитного слоя осуществляют на большую часть верхней стороны упомянутого или упомянутых анодных блоков.
4. Способ изготовления по п.3, в котором выполняют по меньшей мере одно покрытие, содержащее, по существу, твердую кольцевую зону (11), расположенную, по существу, на периферии верхней стороны (21b, 21'b) анодного блока (21, 21').
5. Способ изготовления по п.1, в котором осуществляют нанесение защитного слоя, содержащего оксид алюминия и фторид алюминия, необязательно с фторидом натрия и/или фторидом кальция.
6. Способ изготовления по п.3, в котором осуществляют нанесение упомянутого защитного слоя следующими последовательными этапами:
a) размещают на верхней части (21b, 21'b) упомянутого или упомянутых анодных блоков (21, 21') периферийную стенку (40 и 41) таким образом, чтобы она вместе с верхней поверхностью упомянутого анодного блока образовывала форму;
b) вводят в образованную таким образом форму текучий материал;
c) применяют к упомянутому текучему материалу такую обработку, что получают твердый слой, являющийся единым целым с упомянутым анодным блоком;
d) удаляют упомянутую периферийную стенку.
7. Способ изготовления по п.6, в котором упомянутый текучий материал содержит смесь твердых частиц.
8. Способ изготовления по п.7, в котором упомянутый текучий материал является смесью порошка глинозема и дробленого расплава.
9. Способ изготовления по п.6, в котором используют периферийную стенку, геометрическая форма которой такова, что она опирается на периферийную грань анодного(ых) блока или блоков анодного узла, так что она образует оболочку, окружающую верхнюю поверхность анодного(ых) блока или блоков, которая таким образом составляет «дно» формы.
10. Способ изготовления по п.6, в котором используют периферийную стенку, которая имеет выступ, который охватывает и опирается на периферийную кромку анодного(ых) блока или блоков.
11. Способ изготовления по п.6, в котором используют упомянутый текучий материал в сухом порошкообразном виде, засыпают упомянутый материал в форму, разравнивают уровень его верхней поверхности, чтобы получить, по существу, равномерную высоту в форме, уплотняют упомянутый материал с помощью по меньшей мере одного пуансона и нагревают по меньшей мере объем, занятый формой, для получения твердого спеченного слоя.
12. Способ изготовления по п.11, в котором упомянутую периферийную стенку выполняют с помощью набора вертикальных пластин (40, 41), приводимых в движение домкратами и расставленных таким образом, чтобы в конце хода упомянутых домкратов они находились вблизи вертикальных периферийных сторон (21d) анодного блока или слегка опирались на них и вместе образовывали упомянутую периферийную стенку.
13. Способ изготовления по п.6, в котором используют упомянутый текучий материал в пастообразном виде, причем смесь предварительно была смешана со связующим, обычно водой, смолой, воском или геополимером, которое затем удаляют испарением, плавлением или разложением.
14. Способ изготовления по п.6, в котором используют упомянутый текучий материал в виде расплавленной ванны и осуществляют охлаждение для получения твердого слоя.
15. Способ изготовления по п.6, в котором форму выполняют с особой геометрической формой, рассчитанной таким образом, чтобы ее наружный периметр имел по меньшей мере частично нарост, способный образовать козырек (14), выступающий относительно боковой стенки (21d) анодного блока, причем объем упомянутого нароста соответствует объему засыпочного материала, необходимому для заполнения пространств между анодными блоками.
16. Способ изготовления по п.3, в котором процедуру нанесения по п.6 используют несколько раз с тем, чтобы получить многослойное покрытие, причем поверхность слоя, нанесенного раньше, служит дном для новой формы, для которой на каждом этапе используют ту же самую периферийную стенку, что и на предыдущем этапе, или стенку другой геометрической формы.
17. Способ изготовления по пункту 15, в котором наносят первый слой, используя первую форму с вертикальной или существенно расходящейся книзу стенкой (40), затем, после того как нанесен первый слой (10), устанавливают наклонную периферийную стенку (42), сходящуюся книзу, чтобы получить, используя по меньшей мере упомянутую наклонную периферийную стенку и боковую кромку (13) упомянутого первого слоя, форму, предназначенную для образования кольцевого козырька (14).
18. Анодный узел (20), содержащий металлическую штангу (22) и по меньшей мере один новый, то есть никогда до этого не вводившийся в электролизер, анодный блок (21), отличающийся тем, что упомянутый анодный блок (21) покрыт на своей верхней поверхности слоем (10) толщиной, обычно составляющей между 5 и 15 см, состоящим из материала, устойчивого к температуре и к коррозии под действием среды, преобладающей над расплавом электролита.
19. Анодный узел по п.18, отличающийся тем, что анодный блок (21) имеет форму, по существу, параллелепипеда и тем, что защитный слой (10) по меньшей мере частично покрывает верхнюю сторону (21b) упомянутого анодного блока, содержа по меньшей мере одну, по существу, твердую кольцевую зону (11), расположенную, по существу по периферии упомянутой верхней стороны.
20. Анодный узел по п.18, отличающийся тем, что защитный слой содержит оксид алюминия и фторид алюминия, необязательно с фторидом натрия и/или фторидом кальция.
21. Анодный узел по п.18, в котором упомянутый слой имеет по меньшей мере частично на периферии упомянутого анодного блока (21), выступающий по отношению к его боковой стенке (21d) козырек (14), объем которого соответствует объему засыпочного материала, необходимому для заполнения пространств между анодными блоками, когда они установлены в электролизере.
22. Способ производства алюминия электролизом расплавов по Холлу-Эру, отличающийся тем, что используют анодные узлы по любому из пп.18-21.
23. Способ по п.22, в котором используют анодные узлы по п.21 и в котором после замены отработанного анода на новый анод применяют к упомянутому выступающему козырьку разрушающую обработку, результатом которой является заполнение пространства между упомянутым анодным блоком и соседними анодными блоками.
24. Способ по п.23, в котором упомянутая разрушающая обработка заключается в применении ультразвука, который разрушает материал козырьков, переводя его в состояние порошка так, чтобы порошкообразные осколки козырька при их падении заполняли пространства между анодными блоками.
25. Способ по п.23, в котором заполняют нарост смесью на основе засыпочного материала и связующего, которое становится текучим или разрушается при температуре свыше 60°C.