Aluminium, ein wertvolles, zukunftsträchtiges Metall, kombiniert auf hervorragende Weise geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit.

Aluminium reduziert das Gewicht von Zügen, Flugzeugen, Autos, Bauwerken und Übertragungsleitungen, erhöht deren Energieeffizienz, verringert Fahrzeugemissionen und fördert eine bessere Umwelt. Viele betrachten Aluminium aufgrund seiner Fähigkeit, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu reduzieren, als ein ‚grünes Metall‘.

Siebzig Prozent des je hergestellten primären Aluminiums ist immer noch in Gebrauch. Für den restlichen Teil gilt: Es ist sehr einfach zu recyceln - nur fünf Prozent der Energie, die benötigt wird, um eine Tonne Primäraluminium zu erzeugen, ist erforderlich, um die gleiche Menge zu recyceln.

Rain Carbon Inc. (RCI) vereint als führender, globaler Anbieter die Herstellung von kalziniertem Petrolkoks (CPC) und Steinkohlenteerpech (CTP) unter einem Dach. Die Produktionsanlagen von Rain CII und RÜTGERS sind Innovatoren bei der Produktion von kalziniertem Petrolkoks (CPC) und Steinkohlenteerpech (CTP), zwei der Hauptprodukte bei der Herstellung von Primäraluminium. RCI hat die bedeutende Rolle von CPC und CTP für die Aluminiumindustrie erkannt und liefert diese Produkte an zahlreiche Hütten auf der ganzen Welt. Wir sind uns bewusst, dass Versorgungsunterbrechungen und variierende Produktqualität den Aluminiumschmelzbetrieb stören können. Das Auftreten von Angebots- und Qualitätsbeschränkungen kann die Existenz der Hütten gefährden. Wir haben die Ressourcen, die globale Vielfalt von Produktionsanlagen, das Know-how und das Engagement, diesen Herausforderungen gerecht zu werden und den Aluminiumherstellern dabei zu helfen, neue Möglichkeiten zu ihrem Vorteil zu nutzen.

Verhüttungsprozess

Aluminium wird nach dem elektrolytischen Hall-Héroult-Prozess hergestellt. Aluminiumoxidpulver (Al2O3) wird in einem Schmelzbad aus Natriumaluminiumfluorid, auch Kryolith genannt, gelöst. Die Betriebstemperatur in modernen Zellen beträgt etwa 950-960˚C. Zwischen den Carbon-Anoden und -Kathoden in der Zelle wird Strom geleitet, wodurch Aluminiumoxid zu Aluminiummetall reduziert wird, das sich auf der Kathodenoberfläche ablagert. In diesem Prozess werden Carbon-Anoden verbraucht, wodurch CO2 erzeugt wird. Die chemische Grundreaktion ist:

2Al2O3+ 3C → 4Al + 3CO2

Eine moderne Schmelzflusselektrolyse oder ‚Potline‘ ist oben dargestellt. Die Zellen werden in Reihe geschaltet und ein starker Gleichstrom sorgt für die Elektrolysereaktion. Moderne Zellen arbeiten bei Strömen im Bereich von 200-500 kA; Zellen für höhere Stromstärken sind allerdings bereits in der Entwicklung. Die Zellen arbeiten bei einer Spannung von 3,8 – 4,5 V; die Energie, die erforderlich ist, um 1 kg Aluminium zu produzieren, liegt typischerweise bei 12,5-14 DCkWh. Aluminiumverhüttung ist energieintensiv, und der Zugang zu preiswertem Strom ist für die kostengünstige Produktion entscheidend.

Die Aluminium Association ist eine hervorragende Quelle für zusätzliche Informationen über Aluminium und seine vielen Anwendungen und Vorteile.

Herstellung von Kohlenstoff-Anoden

Kohlenstoff-Anoden sind für die Herstellung von Aluminium, wie oben erläutert, von entscheidender Bedeutung.

Die Anoden für den Hall-Héroult-Prozess werden aus CPC und CTP hergestellt. Die meisten Hütten betreiben eine eigene Anlage, in der die Anoden produziert werden. Eine Handvoll eigenständiger Anodenanlagen liefern vorgebackene Anoden an Hütten ohne Anodenanlagen und an Hütten, die aufgrund von Produktionsausfällen oder Wartungsabschaltungen einen Bedarf an Anoden haben.

Es werden vorgebackene Kohlenstoffanoden aus CPC und CTP verwendet, um Aluminium herzustellen. Darüber hinaus werden verbrauchte Anoden oder "Butts" im Anodenrezept eingesetzt. Eine typische Aufschlüsselung ist 67 Prozent CPC, 20 Prozent Butts und 13 Prozent CTP. Grüne Anoden werden zuerst hergestellt und dann in großen Öfen bis zu einer Endtemperatur von etwa 1.150˚C gebacken. Sie werden dann gestielt und in Elektrolysezellen verwendet. Da Anoden im Schmelzprozess verbraucht werden, müssen sie je nach Größe und Zelldesign alle 20-30 Tage ersetzt werden.

Die Qualität von CPC und CTP beeinflusst unmittelbar die Anodenqualität und -leistung, so dass die Hütten kritische Qualitätsparameter wie Schwefel und Spurenmetallverunreinigungen (Vanadium, Nickel, Calcium, Eisen, Silizium und Natrium) entsprechend einstellen. Die physikalischen Eigenschaften von CPC wie Schüttdichte, reale Dichte und Partikelgröße sind auch bei der Herstellung von Anoden wichtig. Aufgrund des niedrigeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird CPC mit Schwammkoksstruktur dem mit Schrotkoksstruktur vorgezogen.

Eine moderne Hütte, die 300.000 MT Aluminium pro Jahr herstellt, erfordert die Produktion von ca. 500 Anoden pro Tag; eine gleichbleibende Qualität von CPC und CTP von Versand.