Электролизер для получения металлов исплавов

Электролизер для получения металлов исплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

itI 574483

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.02.76 (21) 2329694/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 29.09.77 (51) М. Кл.2 С 25С 3/00

Гасударственные комите

Совета й1нинстров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.357.1:669..713.72 (088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Бегунов

Иркутский политехнический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛ

И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области электролитического получения металлов и сплавов из расплавленных сред в электролизерах с горизонтально расположенным анодом, например, при получении алюминия, свинца, олова и сплавов на их основе.

В подобных электролизерах анодные газы собираются под электродом в виде крупных пузырей, наличие которых ухудшает техникоэкономические показатели процесса: снижается катодный выход по току и увеличивается расход энергии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электролизер для получения металлов и сплавов из расплавленных сред, включающий футерованный катодный кожух и горизонтально расположенный анод, снабженный вертикальными каналами для эвакуации газа. Каналы образованы стальными нерасходуемыми трубами.

Электролизер предназначен для получения алюминия (1).

Недостатком электролизера является то, что каналы в аноде забиваются кристаллизующимся в них электролитом. По каналам в вертикальном направлении вместе с газовой перемещается и жидкая фаза за счет эрлифтного эффекта. Поскольку перегрев электролита по отношению к температуре начала кристаллизации относительно невелик и не превышает, как правило, 30 — 40 С, поступление электролита по каналам в зоны с более низкой температурой сопровождается его кристаллизацией. Разделение жидкой и газовой

5 фаз не происходит, что отрицательно сказывается на выходе по току.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения жидкой н газовой фаз.

Это достигается тем, что каналы выполнены

10 со ступенчатым увеличением их сечения, при этом участок перехода от меньшего сечения к большему расположен ниже верхней кромки катодного кожуха.

15 На фиг. 1 показан предлагаемый электролизер; на фиг. 2 — ячейка и анод для удаления газа; на фиг. 3 — разрез по А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — график зависимости выхода по току от катодной плотности тока при

20 использовании предлагаемого электролизера и известного с анодом, не содержащим каналов.

Электролизер содержит анод 1, жидкий металлический катод 2 и электролит 3, заклю25 ченные в футерованный катодный кожу.;. 4.

Анод электролнзера снабжен каналами 5 для эвакуации газа. Каналы выполнены с местным увеличением сечения на отметке илн ниже верхней кромки катодного кожуха, которая

З0 соответствует уровню электролита в ванне, 574483

В этой области температура анода выше температуры плавления электролита. За счет местного расширения канала происходит падение давления двухфазного жидкостно-газового потока и отделение жидкости от газа, Далее по каналу следует однофазный газовый поток и проходное сечение канала остается в процессе электролиза неизменным, Испытания предлагаемого электролизера проведены на примере электролизера системы

Pb/0,7 NPbClg + 0,3 NKC1/Ñ1, С при температуре 500 С в ячейках различных конструкций, Эвакуация газа по каналам постоянного сечения сопровождалась перекрытием их кристаллизующимся электролитом в тех случаях, когда анод был высоким.

Поступление газа в каналы прекращалось.

Использование же низких анодов, температура на выходе из каналов которых была близка к температуре электролита, сопровождалось истечением из каналов электролита вместе с газом и резким снижением катодного выхода по току.

Ячейка, показанная на фиг. 2 и 3, содержит кнслотостойкую керамику 6, пластину из карбонитрида бора 7, анодный токоподвод 8, вольфрамовый стержень 9, фарфоровую трубку 10, свинец 11, кассету из стали 1Х18Н9Т.

Анод 1 выполнен из графита по ГОСТУ

1 1256 — 655

Трн капала 5 для удаления газа имеют сечение в нижней части ЗР, 16 мм и в верхней

10 16 мм. Площадь поперечного сечения канала возрастает, таким образом, с 48 до

160 мм . Из каналов выделяется газ в течение сколь угодно долгого времени. Уровень электролита в каналах был близок к уровню

его в ячейке. В электролнзерах данной конструкции и в ячейках, аноды которых не имели каналов, определяли катодный выход по току свинца с введением в металл серебра в ка5 честве метки.

Из графика видно, что при высоких значениях плотности тока (i„.) предлагаемый электролизер (кривая б) более эффективен, чем известный (кривая а). Так, для 4 в пределах

l0 0,7 — 1,0 А/см использование его обеспечивает увеличение выхода по току на 12 — 16%.

Таким образом, результаты испытания свидетельствуют о том, что электролизер с газоотводящими каналами в аноде, выполненны15 ми с местным увеличением сечения, является работоспособным и высокоэффективным, Формула изобретения

Электролизер для получения металлов и сплавов из расплавленных сред, включающий футерованный катодный кожух и горизонтально расположенный анод, снабженный верти25 кальными каналами для эвакуации газа, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения жидкой и газовой фаз, каналы выполнены со ступенчатым увеличением их сечения, при этом участок пе30 рехода от меньшсго сечения к большему расположен ниже верхней кромки катодного кожуха.

Источники информации, иринятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 351926, кл. С 25С 3/08, 1970.

574483

100

В0

05 06 0 7 0,g 0 Я 10 11 1Р . 4/,.

Рог. Ф

Составитель Г. Титова

Техред И, Михайлова

Корректор T. Добровольская

Редактор Н. Богатова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2136/7 Изд. № 802 Тираж 671

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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