Investigation of Electrolyte Penetration in Three Carbon Cathode Materials for Aluminum Electrolysis Cells

Abstract

Electrolyte and sodium penetration in carbon cathode blocks for aluminum electrolysis cells were studied in a laboratory. The materials under study were three different commercial grades of carbon blocks: a semi-graphite (20% graphite), a graphitic and a graphitised one. The electrolyte percolation through the materials was studied by means of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). A mechanism involving the formation of a chemical compound at the pore surface is suggested to explain bath penetration in the carbon materials.Cet article présente l’étude en laboratoire de la pénétration du sodium et du bain électrolytique dans le revêtement cathodique des cuves d’électrolyse de l’aluminum. Trois matériaux carbonés ont été étudiés : un matériau semi-graphitique (avec 20% de graphite), un matériau graphitique et un matériau graphitisé. La pénétration du bain a été étudiée en microscopie électronique à balayage et en diffraction des rayons X. Un mécanisme de pénétration du bain basé sur la formation de composés chimiques à la surface des pores est proposé.