Биполярный электролизер для получения легких металлов

Биполярный электролизер для получения легких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубиик

О П И С-А -Н-Й. Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 70799?

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.

С 25 С 3/04

С 25 С 3/08 (22)Заявлено 01.08.77(2I) 2536765/22-02 с присоединением заявки Мг (23) Приоритет

Пкудлрстееллмл кемнтет

СССР ю делам лаебретений . н етермтнл (53) УЙК 669.721.

° 372:669. .71 3.7 (088.8) Опубликовано 05.01.80, Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 08.01.80 (72) Авторы изобретении

Г. М. Шарунова, Н. М. Зуев и Г. В. Мельникова (73) Заявитель (54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии легких металлов, в частности биполярным электролизерам для получения магния и алюминия иэ расплавленных сред.

Известен биполярный электролизер, где анодные и катодные стороны биполей выполнены с чередуюшимися углублениями и выступами (1).

Недостатком указанного электролизера является отсутствие обмена электролита между отдельными межполюсными пространствами. Это приводит к местному обеднению. электролита, нарушению технологического режима, снижению выхода по току. В результате затрудняется создание мошного электролизера с большим числом биполей.

Известен также биполярный электролизер для получения легких металлов иэ расплавленных сред, содержащий электро- 2п литические ячейки с введенными в них вертикальными электродами-биполями с каналами в них и концевые однополярные электроды. Биполярные электроды установлены в токонепроводяших рамах, снабженных отверстиями, причем отверстия расположены поочередно внизу и вверху токонепроводяших p&M (2).

Проверкой на гидродинамической моде ли установлено, что такое исполнение исключает усреднение состава электролита во всем объеме электролизера, так как через каналы, расположенные в нижней части рамы электродов, расплав перетекает только в период заливки сырья. Таким образом, такое выполнение электролизера не обеспечивает необходимого обмена электролита между отдельными м ежполюсными пространствами.

Целью изобретения является стабилизация технологического режима электролиэера, повышение выхода по току, обеспечение интенсивного обмена электролита между электролитическими ячейками.

Указанная цель достигается тем, что каналы в биполях выполнены сквозными, щелевидными, соединяющими соседние электролитические ячейки и расположены

70799 на одном уровне и равном расстоянии друг от друга. Кроме того отношение ширины каналов к их высоте ссставляет

0,1-0,4, а общая площадь сечения каналов равна 1-10% площади рабочей поверх- 5 ности биполя.

Такая конструкция электролизера с биполярными электродами и интенсивным обменом электролита между рабочими ячейками обеспечивает выравнивание сос- 1о тава электролита во всем объеме электролизера и исключает обеднение отдельных межполюсных пространств.

Нижний предел размера каналов выбран с учетом обеспечения достаточной интенсивности обмена, а верхний — с учетом соблюдения прочности электродов.

При таком исполнении электролизера создается асимметричный подпор электролита в верхней части каждого межполюсного пространства, благодаря чему электролит вытесняется через каналы в соседнюю ячейку, что способствует усреднению состава электролита и исключает местное обеднение.

На фиг. 1 показан предлагаемый электролизер, продольный разрез, на фиг.

2 — то же, поперечный разрез.

Основным элементом электролизера является ванна 1, футерованная огнеупор-ным материалом 2. Внутри ванны расположены анод 3, катод 4, биполярные электроды 5 с каналами 6. Зля загрузки сырья и удаления шлама предусмотрены люки 7. Отсос хлора производится через патрубок 8.

Для обеспечения более интенсивного обмена электролита каналы 6 расположены в верхней трети рабочей поверхности биполярных электродов 5, но ниже миниао мального уровня электролита.

Электролизер работает следующим образомм.

После сушки и разогрева в электролизер заливают необходимое количество электролита и включают в сеть постоян-. ного тока. Разогрев электролизера и наладка его работы осуществляется известными способами.

После достижения нормального температурного режима электролизер переводит- ся на систематическое питание сырьем, которое загружается через один из люков 7, и извлечение металла в соответст. вии с существующим графиком. Благода55

7 4 ря выделению на анодно-поляризованной поверхности газовых пузырьков в межполюсном пространстве у анодов создается восходящий поток электролита, поднимающийся до границы раздела электролит-газовая среда. Создаваемый газожидкостным потоком гидродинамический напор достаточен для вытеснения части электролита через щелевидные каналы в соседнеемежполюсное пространство. В результате между соседними электролитическими ячейками происходит обмен расплавом, что обеспечивает выравнивание состава электролита во всем объеме электролизера. Такая циркуляция исключает обеднение электролита и создает условия для нормальной работы каждой электролитической ячейки.

Обеспечение необходймого состава электролита в каждом межполюсном пространстве позволяет получить высокие выходы по току и стабильный технологический режим во всем биполярном электролизере, исключить разрушение электродов, стабилизировать температурный режим.

Формула изобретения

1. Биполярный электролизер для получения легких металлов из расплавленных сред, содержащий электролитические ячейки с введенными в них через перекрытие вертикальными электродами-би-, полями с каналами и концевые однополярные электроды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью стабилизации технологического режима, повышения выхода по току, каналы в биполях выполнены сквозными, щелевидными, соединяющими соседние электролитические ячейки и расположены на одном уровне и равном расстоянии друг от друга.

2. Биполярный электролизер по и. 1, отличающийся тем, что отношение ширины каналов к их высоте составляет 0,1-0,4, а общая плошадь сечения каналов равна 1-10% площади рабочей поверхности биполя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 527487, кл. С 25 С 3/04, 1975.

2. Патент Великобритании № 687758, кл. 41, 1951.