Способ получения магния электролизом расплавов и электролизер для его осуществления

Способ получения магния электролизом расплавов и электролизер для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!, !бпиотgu,ä

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 52486i

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.04.75 (21) 2131601/01 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.763юллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 18.11.76

2 (51) M. Кл.

С 25 С 3/04

С 25 С 7/00

Государственный комитет

Вовета Министров СССР по делам изобретений и отирытий (53) УДК 669:721. 372 (088.8) В. Г. Гопиенко, К. Д. Мужжавлев, Н. А. Франтасьев, В. А. Колесников, В, А, Агалаков, А. А. Щелконогов и Т. С. Щека (72) Авторы изобретения

Березниковский титано-магниевый комбинат (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

РАСПЛАВОВ И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к разработке способа и усовершенствованию конструкции электролизера для получения магния электролизом расплавленных сред. 5

Известны способы электролитического производства магния и электролизеры для их осуществления. Например, известен способ получения магния из расплавленных хлоридов в электролизере, содержащем две камеры: )О основную — для процесса электролиза и вспомогательную — длясбора жидкогомагния,выделяющегося на катодах. Камеры разделены" стенкой из огнеупорного материала и сообщаются между собой в зонах, расположенных 15 ниже уровня электролита, содержащегося в камере электролиза. В основной камере поперечне ей и параллельно друг другу размещены катодьг и аноды. Катоды расположены ниже уровня электролита на некотором рас- 20 стоянии от пода ванны. В процессе электролиза частицы металла из междуэлектродного пространства выносятся в сборную камеру.

При этом в сборной камере частицы расплавленного магния сливаются в капли ивсплыва- и ют на поверхность электролита, образуя слой жидкого магния $1).

Известен также способ получения магния электролизом расплавов в электролизере с переводом получаемого на катоде расплавленного металла из электролитических ячеек в сборную. Электролизер для осуществления указанного способа содержит разделенные перегородкой электролитические и сборные ячейки (23.

Недостатком известных способов получения магния электролизом расплавов и электлизеров для их осуществления является то, что накапливающийся на поверхности электролита сборной ячейки магний слабо или совсем не омывается электролитом, вследствие чего он медленно сливается в сплошнойслой и слабо смачивается защитной пленкой электролита. При этом происходит заметное окисление (горение) металла и снижение выхода по току.

Предлагаемый способ отличается тем, что в сборную ячейку подают нейтральный по отношению к расплаву газ под давлением 0,32,0 ати и направляют его струю под углом

524861 о

1-60. к зеркалу расплава. Это позволяет повысить выход магния по току за счет уменьшения его окисляемости и обеспечить тепловое регулирование процесса.

Электролиэер для осуществления описыва- 5 емого способа отличается тем, что в сборной ячейке установлена погружная газовая горелка на глубине 50-250 мм.

При введении в сборную ячейку газа извне под давлением 0,3-2,0 ати и под углом 19

1-60 к зеркалу расплава в ячейке создается исскуственное перемешивание и перемеше ние накапливающегося металла, повышается температура электролита, что способствует ускоренному сливанию металла в сплошной N слой, а также создается защи-.ная атмос@ера инертных к магнию газов. Газ в сборную ячейку подается с помощью горелки, пламенем которой производится перемешивание металла и подогрев расплава. Подогрев распла-+ ва может осуществляться до температуры, превышающей температуру электролита в рабочих ячейках, что позволяет производить тепловое регулирование работы электролизера.

И

Горелка может быть расположена в любом из торцов сборной ячейки или на ее крышке. В электролизерах, работающих в готочной системе, газовая горелка размещена так, что перемещение расплавленного магния производится в направлении переточного канала. С целью более эффективного использования тепла газовой горелки последняя выполнена погружной в расплав сборной ячейки на глубину. 50-250 мм, Давление подаваемого в сборную ячейку газа, угол наклона струи и глубина погружения горелки в расплав определяются температурой и составом электролита, а также геометрическими параметрами сборной ячейки.

На чертеже показан электролизер для осуществления предлагаемого способа.

Электролизер содержит электролитические ячейки 1 и одну сборную ячейку 2, рас-,ц положенную параллельно продольной оси электролизера и отделенную от электролитических ячеек перегородкой 3. Электролизер работает на натриево-калиевом составеэлектролита (I4g С 1z, 1 5%, Й< С1 45% и щ

40%) при питании возвратным хлористым магнием титанового производства.

Температура электролита в рабочих ячейках о

700 С и в сборной ячейке 675 С.

В сборной ячейке 2 в торце под углом 55 о

10 к зеркалу расплава монтируют погружную газовую горелку 4, пламенем которой производят подогрев электролита, искусственное перемешивание и перемещение накапливающегося металла. Одновременно те. :. пе- 66 ратура электролита в сборной ячейке повью шается до 700 С, что способствует ускоренному сливанию металла в сплошной слой за счет снижения плотности и вязкости расплавленных солей. Исходя из режима электролиза и геометрических параметров сбооной ячейки (ширина 500 мм и глубина 1300мм), газовая горелка погружается в расплав сборной ячейки на глубину 100 мм. В качестве газа„вводимого извне, применяют генераторный газ под давлением 0,5 ати.

Преимущества предлагаемого способа получения магния электролизом и электролизера для его осуществления заключаются вони . жении окисляемости (горения) металла и повышении выхода по току на 3-5%. Одновременно появляется воэможность автоматического теплового регулирования электролизера, что является решающим фактором для работы, в первую очередь, бездиафрагменных электролизеров, где катоды закреплены стационарно в боковых стенках ванны или введены через подину.

По предварительным расчетам внедрение изобретения только на одном из магниевых заводов дает экономический эффект более

150 тыс. руб. Наиболее целесообразно использование его для осуществления процесса о электролиза при низких (660-680 С) те.",а-;ературах, что является необходимым условием для получения высоких технологических показателей при электролизе хлормагниевого сырья в бездиефрагменных электролизерах.

Ф о р v у л а и э о б р е т е н и я

1. Способ получения магния электролизом расплавов. в электролизере с переводом получаемого на катоде расплавленного металла иэ электролитических ячеек в сборную, о тл и ч а ю шийся тем, что,. с целью повьццения выхода магния по току за счет

„уменьшен-..я его окисляемости и возможности теплового регулирования процесса, в сборную ячейку подают нейтральный по отношению к расплаву газ под давлением 0,3-2,0 ати и направляют его струю под углом 1-60 к о зеркалу расплава.

2. Электролизер для осуществления способа по п. 1, содержащий разделенные перегородкой электролитическке и сборные ячейки, отличающийся тем, что и сборной ячейке установлена погружная газовая горелка на глубине 50-250 мм.

Источники информации, принятые во анима=: ние при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 1122263, кл,40СЗ/0З от 08.11.62 -..

2. М. A. Эндейзон "Магний", изд. "Металлургия", Москва, 1969 г., стр. 3 97-219.

524861

Составитель Г. Титова

Редактор Н. Корченко Техред И. Ковач Корректор С. Болдижар

Заказ 5099/567 Тираж 1068 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4