Электролизер для получения металлов и сплавов

Р(5 т,"ив".з; н г ": О П И СА-П "И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез СоветскккСоциалистически кт еспубиик пи 675092 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Залвлеио 150277 (21) 2452713/22-02с присоединением заявки М Государственный комитет ССС.Р по делан изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 2507.79(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ Изобретение относится к электрометаллургии и прикладной электрохимии и используется преимущественнов электролизе расплавленных солей с. горизонтально расположеннкми электродами, применяемом для получения алюминия, сплавов свинца со щелочнымиметаллами и при производстве кальция в методе электролиза с меднымкатодом.Известны электролизеры, содержащие футерованный катодный кожух,жидкометаллический катод и погруженный в электролит анод 1,Недостатком известного электролизера является то, что металлическая(или солевая, содержащая растворенный металл) и газовая фазы непосредственно контактируют одна с другой,в результате чего катодный выход по фтоку не превышает 85-90.Целью изобретения является уменьшение потерь металла путем растворения и последующего окислении егоанодными газами.Это достигается введением в электролизер плит, помещенных на поверх"ность жидкометаллического катода.. Плиты установлены в области, распо-,ложенной между анодом и бортовой футеровкой и изготовлены из диэлектрика, плотность которого больше плотности электролита и меньше, чем металла.В исследованиях гидродинамйки электролизеров с горизонтально расположенными электродами на моделях установлено, что процесс коивективного переноса и потерь растворенного металла носит локальный характер. Он сосредоточен преимущественно вне межполюсного зазора в области основного циркуляционного контура зоны свободной конвекции и примыка" ет к боковой поверхности анода. Благодаря этому существует возможность уменьшить скорость конвективного переноса растворенного металла и величину его потерь, поместив плиты на поверхность металлического катода в области, где реализуются наибольшие скорости смывания его электролйтом. Вотличие от прототипа в предложенном электролизере осуществлено частичное разделение катодного и анодного пространств в области интенсивного конвективного переноса и потерь металла. С этой целью в конструкцию введены плиты с стержневыми упорами, плавающие на поверх092 формула изобретения Составитель В.Крьоков новаТехред И.Асталош Корректор Н.СтРедактор Е.Поли Тираж 719 Подписиударственного комитета СССизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб.,д. Заказ 4235/22 ЦНИИПИ Го по делам 113035, Мос,Ужгород, ул.Проектная иал ППП Патен 3 . : . 675ности катодного металла Плиты вйпол"невы иэ материалов диэлектриков,имеющих плотность больше, чемплот-.ность электролита, но менЫае, чемплотность металла.;На чертеже показан "предложенйый" электролизер. 5ЭлейтроЛизер содержит футерованный катодйый кожух 1, анод 2, погруженный в расплавленный электролит 3,жидкий металлический катод 4, на "поверхности которого плавают плиты 5. 10Чтобы. исключить вынос плит 5 в меж- "полюсный зазор, они снабжены стерж" йевымиупорами 6.Применительно к конкретным условиям электролиза криолитоглинозем ных расплавов"в" электрометаллургииалюмййияплиты выполняют, например,изнитрида кремния с"добавкой 5карбида кремния. Этот материал отличается высокой стойкостью в расплаваленных солях и металлах, а также характеризуется объемной массой 2,202,25 г/см, что больше плотностиэлектролита с 2,1 г/см но"меньшеплотности металла 2,3 г/см В примыкающей к боковой поверхности анодаобласти вихрь скорости электролитанаправлен против часовойстрелки.Поэтому плиты струями эЛектролита,оРйентированнымивнижййх"его слояхслева, вверх и направо, непрерывно 30йрижимаются через стержневые упорыб к боковой поверхностианода 2.В результате воздействия на стадию конвективного-переноса растворен 4Ного металла от катода к аноду уменьшаются потери .металла й повыша-ется катодйый выход по таку. Судя по протяженности зон интенсивных пбтерь металла и по результатам " анализа полей скорости элекТролита, выход металла по току при внедрении изобретеиия может быть увеличен от 85-90 до 95-98. 1. Электролизер для получения металлов и сплавов из расплавленных сред, содержащий футерованный катодный кожух, жидкометаллический катод и погруженный в электролит анод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь металла путем растворения и последующего окисления его анодными газами, на поверхности жидкометаллического катода расположены плиты, снабженные стержневыми упорами и изготовленные из диэлектрика,плотность которого больше плотности электролита, нс меньше, чем металла.2. Электрслизер по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что плиты установлены в области, расположенной между анодом и бортовой футеровкой.Источники инфармации, принятые во внимание при экспертизе1,Веляев А.И. Металлургия легких металлов, М., Металлургия, 1970,с.202-207.