Биполярный электролизер для получения легких металлов и сплавов

Биполярный электролизер для получения легких металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИ ИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 609? 78 (61) дополнительное к авт. саид-ву (Я2} Заявлеио10.03.76 (21) 2335012/02 с присоединением заявки _#_» (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06 78,Бюллетень № 21 и (5%) М. Кл.

С 25 С 3/04

С 25 С 3/08

Гасудврстееииый конитет

Соввтв Мииистров СССР ио делам иэобретеиий и откеытий (53) УЕ К 669.713.72:

:669,721.372 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.05.78

В. П. Лепихин, В. Н. Девяткин, А. Jl Новожилов, П. С. Соляков и С. П.Соляков (72) Автори изобретеиия

Березниковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и. проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности и Соликамский магниевый завод (71) Заявители (54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к получению легких металлов и сплавов электролизом расытавленных сред и может быть использовано при совершенствовании электролизеров для получения магния, алюминия и сплавов на их основе.

Известны различные конструкции биполярных электролизеров, состоящие из электропизной ванны, футерованной огнеупорными непроводящими ток материалами, разделенной на одну или несколько рабочих и сборных .ео, ячеек, сообщающихся между собой.

Известен биполярный электролизер для получения жидкого алюминия путем электроли- за хлористого алюминия, состоящего из рабо- 15 чей камеры и камеры для сбора металла.

Рабочая камера-разделена на несколько электролитических ячеек вертикальными перегбродками, которые являются бипопярными электродами. Они жестко закреплены в рамах из Ю диэлектрика. В нижней части кикдой рамы имеется наклонный .участок типа канала, который служит для сбора металла и подачи его в устройство для транспорта металла, откуда он направляется в сборную камеру.

Электролит в рабочую камеру непрерывна поступает через предусмотренные для этой

Мели отверстия и течет зигзагообразно через

Отдельные электролитические ячейки, соеди- ненные последовательно окнами вверху и внизу. Циркуляция в этом случае осуществляется с помощью выделяемого на электродах хлора, а сепарация металла и шлама происходит непосредственно в междуэлектродном нространстве электролитических ячеек щ °

Эта конструкция биполярного электролизера обладает рядом недостатков: сложная внутренняя структура, большие утечки така, вследствие специфичности процесса электролиза в электролизерах с биполярными электродами, малоэффективное разделение продуктов электролиза и шлама, затруднения при обслуживании электролизеров.

Известен также биполярный электролизер для получения легких металлов и сплавов, например магния, включающий рабочую камеру, состоящую из электролитических ячеек с введенными в них вертикально бнполярными электродами, и сборную камеру, отделенную от рабочей вертикальной перегородкой, имекицей вверху окна. Випопярные электроды жестко закреплены в пиите перекрытия иа диэлектрика на расстоянии от подщты, достаточном для сбора и накопления магния f2/.

Конструкция электропизера обеспечивает создание условий для механизированного удаления шлама..

Однако недостатком эпектропизера являются болыцие утечки тока, поскольку нижние концы бинолей не изолированы диэлектриком и ток в основном проходит через электролит, а не через бипопь. Это отрицательно сказывается на выходе по току.

Целью изобретения является снижение удельного расхода электроэнергии и предотвращение зарастания каналов шламом, Для этого в предлагаемом электролизере устан овлена горизонтальная перег ородка-подина рабочей камеры для дополнительного разделения рабочей и сборной камер, в ней выполнены вертикальные каналы напротив каждой электролитической ячейки, а биполярные электроды установлены на эту перегородку.

Кроме того, каналы в горизонтальной перегородке могут быть выполнены расширяю- 25 шими в сторону рабочей камеры или в сторону и рабочей,и сборной камер.

На фиг. 1, 2 и 3 изображен предложенный. биполярный электролизер. . Электр опизер состоит из рабочей 1 и сборной 2 камер, разделенных вертикальной перегородкой 3 с окнами 4 вверху и горизон= тальной перегородкой-подиной 5. В рабочей камере параллельно ее стенкам и друг дру-. у расположены анод 6, катод 7 и один или 35 несколько биполярных электродов 8,. жестко закрепленных в рамках 9 иэ диэлектрика.

Рамы с бинолярными электродами устанавливаются на горизонтальной перегородке, ко торая, таким образом, одновременно являет-4О ся полиной рабочей камеры. В ней имеются каналы 10 против каждого междуэлектродного промежутка, служащие для замыкания автономной циркуляции через каждую электролитическую;ячейку и осаждения шлама на 45 подине 11 сборной камеры, закрытой крышкой 12. Образуемый на катодных поверхностях металл переносится потоком электролита через верхние окна также в сборную камеру и накапливается на поверхности раздела 5р электролит-газовая фаза. Хлор, выделяющийся из электролита, в верхней части рабочей камеры, через специальное отверстие 13 в верхнем перекрытии 14 электролизера отводится в хлорные коммуникации. 55

В -процессе электролиза хлор, выделяемый на анодных.поверхностях, создает в междуэлектродных промежутках направленный вверх дисперсный газожидкостный поток, увпекая тем самым жидкий металл, образуемый на катодных поверхностях. Шлам при этом двк жется в противоположном направлении, т.е. к подине рабочей камеры и через указанные каналы в ней попадает на подину сборной, камеры„размеры которой и ее конструкция таковы, что позволяют использовать любойиз известных способов механизированной выборки шлама, Сепарация хлора протекает в верхней зоне рабочей камеры, а поток.электролита вместе с металлом увлекается через окна в сборную камеру, где и происходит отделение металла от электролита. Такая конструкция биполярного электролизера позволяет пространственно разделить все три процесса сепарации: металла, хлора и шлама.

Кроме того, создание каналов в горизонталь ном перекрытии и их конфигурация обеспечивают возможность в 1,5-2 раза снизить утеч ки тока эа счет значительного удпинения пути, тока вокруг биполярного эпектрода.

Формула из обретения

1. Биполярный электролизер для. получения легких металлов и сплавов, включающий рабочую камеру, состоящую из электролитических ячеек с введенными в них вертикально биполярными электродами, и сборную камеру, отделенную от рабочей-вертикальной перегородкой, имеющей вверху окна, о т л и« ч а ю шийся тем,. что,,с цепью снижения удельного расхода электроэнергии, в электролизере установлена горизонталь ная перегородка-подина рабочей камеры для дополнительного разделения рабочей и сборной камер, в ней выполнены вертикальные каналы напротив. каждой электролитической ячейки, и биполярные электроды установлены на эту перег ородку.

2, Электролизер по п. 1, о т л и ч.а юшийся тем, что, с цепью предотвращения зарастания каналов шламом, они выполнены расширяющимися в сторону рабочей: камеры или в сторону и рабочей. и сборной камер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии ¹ 687758, кл, 41, 195 1.

2. Авторское свидетельство СССР

¹378517,,кл. С 25 С 3/04,,23.03.70

1973.

609778

Б-Б Ри г, Ю

Составитель Г. Титова

Редактор Е. Братчикова Техред 3. Фанта Корректор Е, Папп

Заказ 2961/19 Тираж 738 П одп исн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул Проектная, 4