СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

1. Устройство, содержащее
катодную конструкцию, расположенную в электролизере, при этом электролизер выполнен с возможностью получения металла на поверхности катодной конструкции,
при этом катодная конструкция выполнена с возможностью установки вдоль настила электролизера,
при этом катодная конструкция содержит по меньшей мере две катодные плиты, прикрепленные к опорному элементу, при этом катодные плиты выполнены с возможностью их по меньшей мере частичного погружения в ванну расплавленного электролита;
при этом катодная конструкция имеет наклонную поверхность по сравнению с в целом горизонтальной плоскостью,
при этом посредством наклонной поверхности катодная конструкция выполнена с возможностью стекания металлического продукта с наклонной поверхности к нижнему концу катодной конструкции, и
при этом нижний конец катодной конструкции соединяется с настилом электролизера.
2. Устройство по п. 1, в котором катодная конструкция имеет треугольную геометрическую форму.
3. Устройство по п. 1, в котором наклонная поверхность катодной конструкции имеет угол наклона стенки от 15 градусов до не более 89 градусов.
4. Устройство по п. 1, в котором высота катодной конструкции составляет от 5% до 95% от высоты ванны расплавленного электролита.
5. Устройство по п. 1, в котором верхний конец катодной конструкции является углообразным.
6. Устройство по п. 5, в котором верхний конец катодной конструкции имеет дугообразный край.
7. Устройство по п. 1, в котором упомянутые по меньшей мере две катодные плиты механически прикреплены к настилу электролизера, при этом упомянутые по меньшей мере две катодные плиты и настил электролизера ограничивают пустой объем.
8. Устройство по п. 1, в котором катодная конструкция представляет собой одну из множества катодных конструкций, при этом катодный комплект содержит множество катодных конструкций, и при этом множество катодных конструкций расположены с в целом параллельной, разнесенной конфигурацией вдоль настила электролизера.
9. Устройство по п. 1, в котором опорный элемент содержит углеродный блок.
10. Устройство по п. 9, в котором верхнюю поверхность углеродного блока по меньшей мере частично покрывает смачиваемое алюминием покрытие.
11. Устройство по п. 1, в котором опорная конструкция содержит не смачиваемый алюминием компонент, и при этом по меньшей мере одна из упомянутых по меньшей мере двух катодных плит содержит смачиваемый алюминием компонент.
12. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна из упомянутых по меньшей мере двух катодных плит по меньшей мере частично образована множеством плиток, приклеенных к опорной конструкции.
13. Устройство по п. 1, в котором настил содержит катодный угол стока.
14. Устройство по п. 13, содержащее смежную с настилом зону сбора, при этом катодный угол стока настила является достаточным для направления металлического продукта к зоне сбора.
15. Устройство по п. 13, в котором катодный угол стока составляет от 0 градусов до 15 градусов.
16. Устройство по п. 15, в котором катодный угол стока составляет от 0,1 градуса до 15 градусов.
17. Устройство по п. 16, в котором катодный угол стока составляет от 1 градуса до 5 градусов.
18. Устройство по п. 1, в котором катодные плиты полностью погружены в ванну расплавленного электролита.
19. Устройство, содержащее
катодный комплект, при этом катодный комплект содержит катодную конструкцию, расположенную вдоль настила алюминиевого электролизера, при этом катодная конструкция содержит:
(а) по меньшей мере две катодные плиты, прикрепленные к опорному элементу, при этом катодные плиты выполнены с возможностью их по меньшей мере частичного погружения в ванну расплавленного электролита; и
(b) катодную стенку, причем катодная стенка наклонена по сравнению с в целом горизонтальной плоскостью, при этом наклон катодной стенки достаточен для течения металлического продукта с поверхности катодной стенки к настилу алюминиевого электролизера;
при этом настил содержит наклонную часть, так что принятый с катодной стенки металлический продукт направляется вдоль настила алюминиевого электролизера посредством наклонной части в зону сбора.
20. Устройство по п. 19, в котором зона сбора по меньшей мере частично расположена во внутренней области катодного комплекта.
21. Устройство по п. 20, в котором зона сбора расположена смежно с по меньшей мере одной из боковой стенки и торцевой стенки алюминиевого электролизера.
22. Устройство по п. 19, в котором катодные плиты полностью погружены в ванну расплавленного электролита.
23. Устройство по п. 19, содержащее анодный комплект, причем этот анодный комплект содержит множество углеродных анодов, при этом по меньшей мере один анод из множества углеродных анодов содержит анодный профиль, соответствующий катодной стенке катодного комплекта.
24. Устройство по п. 23, в котором расстояние от анодного профиля до катодной стенки составляет от 1/4 дюйма до 2 дюймов.
25. Устройство по п. 23, в котором анодный профиль содержит скошенные края.
26. Устройство по п. 23, в котором по меньшей мере один анод из множества углеродных анодов содержит по меньшей мере один анодный паз, при этом упомянутый по меньшей мере один анодный паз расположен вдоль нижнего конца анода, при этом упомянутый по меньшей мере один анодный паз выполнен с возможностью направления захваченных газов от нижнего конца анода в ванну расплавленного электролита.
27. Способ, включающий
(а) механическое прикрепление катодного комплекта к подине электролизера для производства металла, при этом катодный комплект содержит множество катодных конструкций, при этом по меньшей мере одна катодная конструкция из множества катодных конструкций содержит по меньшей мере две катодные плиты, прикрепленные к опорному элементу, при этом упомянутая по меньшей мере одна катодная конструкция имеет наклонную поверхность по сравнению с в целом горизонтальной плоскостью, при этом наклон катодной конструкции достаточен для течения металлического продукта с верхней или средней части катодной конструкции к нижней части катодной конструкции;
(b) разогрев электролизера для производства металла;
(с) размещение анодного комплекта в электролизере для производства металла, при этом анодный комплект содержит множество углеродных анодов, при этом по меньшей мере один анод из множества углеродных анодов содержит анодный профиль, соответствующий наклонной поверхности катодной конструкции.
28. Способ по п. 27, включающий
нагрев ванны солевого расплава в электролизере для производства металла так, что после этапа нагрева множество катодных конструкций по меньшей мере частично погружены в ванну солевого расплава;
подачу сырьевого материала в электролизер для производства металла, при этом сырьевой материал содержит соединение металла, представляющего собой желаемый металлический продукт; и
электролитическое получение желаемого металлического продукта в электролизере для производства металла.
29. Способ по п. 27, в котором электролизер для производства металла представляет собой алюминиевый электролизер.
30. Способ по п. 28, в котором множество катодных конструкций полностью погружены в ванну солевого расплава.
31. Способ по п. 27, в котором этапы (а)-(с) выполняют во время модернизации электролизера для производства металла.