Aluminiumsmältning
Elektrolyt: Elektrolyten är ett smält bad av kryolit (Na3AlF6) och löst aluminiumoxid. Kryolit är ett bra lösningsmedel för aluminiumoxid med låg smältpunkt, tillfredsställande viskositet och lågt ångtryck. Dess densitet är också lägre än den för flytande aluminium (2 mot 2,3 g/cm3), vilket möjliggör en naturlig separation av produkten från saltet i botten av cellen. Kryolitförhållandet (NaF/AlF3) i ren kryolit är 3, med en smälttemperatur på 1010 °C, och den bildar en eutektik med 11 % aluminiumoxid vid 960 °C. I industriella celler hålls kryolitförhållandet mellan 2 och 3 för att sänka smälttemperaturen till 940-980 °C.
Katod: Kolkatoder tillverkas i huvudsak av antracit, grafit och petroleumkoks, som bränns vid cirka 1200 °C och krossas och siktas innan de används vid katodtillverkning. Aggregaten blandas med koltjärbeck, formas och gräddas. Kolets renhet är inte lika sträng som för anod, eftersom metallföroreningar från katoden inte är betydande. Kolkatoden måste ha tillräcklig styrka, god elektrisk ledningsförmåga och hög motståndskraft mot slitage och natriumpenetration. Antracitkatoder har högre slitstyrka och långsammare krypning med lägre amplitud än grafitiska och grafitiserade petroleumkoks-katoder. Täta katoder med mer grafitisk ordning har i stället högre elektrisk ledningsförmåga, lägre energiförbrukning och lägre svullnad på grund av natriuminträngning. Svullnad resulterar i tidig och ojämn försämring av katodblocken.
Anod: Kolanoder har en särskild situation vid aluminiumsmältning och beroende på typen av anod delas aluminiumsmältningen in i två olika tekniker; ”Soderberg” och ”förbakade” anoder. Anoder tillverkas också av petroleumkoks som blandas med koltjärtbeck och sedan formas och bakas vid förhöjda temperaturer. Anodkvaliteten påverkar de tekniska, ekonomiska och miljömässiga aspekterna av aluminiumproduktionen. Energieffektiviteten hänger samman med anodmaterialets beskaffenhet och porositeten hos bakade anoder. Omkring 10 % av cellens effekt förbrukas för att övervinna det elektriska motståndet hos en förbakad anod (50-60 μΩm). Kolet förbrukas mer än det teoretiska värdet på grund av låg strömeffektivitet och icke-elektrolytisk förbrukning. Inhomogen anodkvalitet på grund av variationen i råmaterial och produktionsparametrar påverkar också dess prestanda och cellstabiliteten.
Förbakade anoder delas in i grafitiserade och kokstyper. För tillverkning av grafitiserade anoder kalcineras och klassificeras antracit och petroleumkoks. De blandas sedan med koltjärbeck och pressas. Den pressade gröna anoden bränns sedan vid 1200 °C och grafittiseras. Koksanoder tillverkas av kalcinerad petroleumkoks, återvunna anodbitar och koltjärbeck (bindemedel). Anoderna tillverkas genom att man blandar aggregat med stenkolstjärtbeck för att bilda en pasta med degig konsistens. Materialet vibrokompakteras oftast, men i vissa anläggningar pressas det också. Den gröna anoden sintras sedan vid 1100-1200 °C i 300-400 timmar, utan grafitering, för att öka dess hållfasthet genom nedbrytning och förkolning av bindemedlet. Högre bakningstemperaturer ökar de mekaniska egenskaperna och värmeledningsförmågan och minskar luft- och CO2-reaktiviteten. Det specifika elektriska motståndet hos anoderna av kokstyp är högre än hos de grafitiserade, men de har högre tryckhållfasthet och lägre porositet.
Soderberg-elektroder (in-situ-bakning), som användes för första gången 1923 i Norge, består av ett stålskal och en kolhaltig massa som bakas av värmen som avgår från elektrolyscellen. Soderberg Kolbaserade material som koks och antracit krossas, värmebehandlas och klassificeras. Dessa aggregat blandas med beck eller olja som bindemedel, briketteras och lastas i skalet. Temperaturen stiger nedåt till toppen av kolonnen och bakning på plats sker när anoden sänks ner i badet. En betydande mängd kolväten avges under bränningen, vilket är en nackdel med denna typ av elektroder. De flesta moderna smältverk använder förbakade anoder eftersom processkontrollen är enklare och en något bättre energieffektivitet uppnås jämfört med Soderberg-anoder.