Поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 01.10. 81 (21) 3342298/22-02 Р 1 Мз с присоединением заявки Йо С 25 С 3/04 53) УД 9 Ф 669. 7. 017(088.8) Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(Горьковский ордена Трудового Красного Внамейи.политехнический институт им. А.А.Жданспзаи Всесоюзный научно-исследовательский й прОектный.,щ,институт алюминиевой, магниевой и электроднойпромышленности 72) Авторыизобретения(54) ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ХЛОРИДОБ Изобретение относится к областиэлектрометаллургии мягких металлов,в частности к .оборудованию для получения преимущественно алюминия имагния из расплава хлоридов,Известна поточная линия электро"лиза хлористого магния, содержащаяпитатель, миксер ббогащения расплава, последовательно соединенные каналами электролизеры, насос для перекачки расплава и систему каналовдля создания циркуляции расплава,совмещения с магистралью отвода хло"ра 11 .Недостатки известной поточной линии состоят в следующем.Не исключена возможность попада"ния воздуха в каналы для трайспорти"ровки расплава, что приводит к отложению окислов на стенках канала и кповышению его гидравлического сопротивления и даже к полному его перекрытию возможен выброс в атмосферуцеха токсичных веществ,Наиболее близкой к изобретению по:технической сущности и достигаемомурезультату является поточная линиядля получения легких металлов элект"ролизом хлоридов, включающая питатель, миксер для .обогащения расплава хлоридов, насос для его перекачивания, последовательно соединенные тру" бопроводами электролизеры, трубопро" 5 вод для подачи расплава к электролизерам, трубопровод отвода оборотного расплава и трубопровод отвода хлора 2). Эта поточная линия снабжена средствами для удаления шлама из миксера-грейферным ковшом.Недостатком этой поточной линииявляется низкий срок ее службы, что вызвано попаданием воздуха в миксер (при чистке его от шлама) и, следо" вательно, в трубопроводы, приводящим к выпадению окислов и оседанию их ча стеиках трубопроводов, обуславливаю-.щих выход линии из строя за счет за купорки трубопроводов.Целью изобретения является повышение срока службы поточной линии.Поставленная цель достигается тем,что поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов, содержащая.питатель, миксер для обогащения расплава хлоридов для его перекачиваняя, последовательно соединенные трубопроводами электролизеры, трубопровод для подачи расплава к электролизерам, трубопроводы отвода оборотного расплава и хлора, снабжена трубоцроводом, соединяющим трубопровод подачи расплава у последнего электролиэера с миксером, а трубопровод подачи расплава снабжен эжектором соединенным с выходнам патруб" ком насоса и трубопроводом отвода 5 хлора..За счет введения дополнительного трубопровода,. соединенного с трубо;проводом подачи расплава, снабженным эжек гором, в котором происходит сме щение расплава с мелкодисперсными пу" эйрьками хлора вступившего в химическую реакцию с компонентами отложе-, ний, в результате которой происходит очистка стенок, при заполненных элект 5 ролизерах и включенном насосе образу-, ется контур циркуляции расплава, исключающий образование отложений а также и снижение температуры расплава в них (за счет постоянного прокачивания ,орячего расплава), что повысит на- . дежность и эффективность линии для получения алюминия или магния.На чертеже показана принципиаль.ная схема поточной линии для получения легких металлов электролизом расплава хлористых солей.Поточная линия содержит .Установленные по ходу технологического процесса питатель 1 для загрузки сырья, миксер 2 обогащения расплава, насос 3 перекачки расплава, трубопровод 4 подачи расплава, размещенный в трубопроводе 4 эжектор 5, камера 6 смешения которого подсоединена к насосу 3, а диффузор 7 сообщен с трубо" 3. проводом 4 подачи расплава; ряд последовательно соединенных расплавопроводами электролизеров 8, подсоединен" ных к трубопроводу 4 отводами 9, снаб женными запорными вентилями 10; до полнительный трубопровод 11, образующий с трубопроводом 4 подачи расплава замкнутый контур циркуляции; трубопровод 12 оборотного расплава, од" ним концом подключенный к первому электролизеру 8, а другим - к миксеру 2 обогащения расплава, и трубопровод 13 отвода хлора, подсоединенный через патрубок 14, встроенный в горловину 15, к эжектору 5. Трубопровод 13 отвода хлора соединен с электролиэерами 8 патрубками 16. Все узлы трубопроводной системы и соединения ее с агрегатами выполнены герметичными и теплоизолированными. Все трубопроводы сообщены друг с другом и образуют общую систему транспортировки.Работает поточная система следующим образом.Сырье в виде расплава с помощью питателя 1 подают в миксер 2 обога" 60 щения расплава, где происходит отде ление посторонних примесей и подог" рев расплава до рабочей температуры, Обогащенный подогретый расплав насосом 3 через эжектор 5 подают в тру бопровод 4 подачи расплава, а иэ него по отводам 9 к электролизерам 8.После их заполнения до требуемогоуровня отводы 9 перекрывают запорными вентилями 10 и начинают процессэлектролиза. Металл, который скапливается в нижней части электролизеров8, удаляют из них или вакуум-ковшамиили по трубопроводу (на чертеже непоказан) и транспортируют в цех дальнейшей обработки. Хлор, образующийсяпри электролизе по патрубкам 16 поступает в трубопровод 13 отвода хлора и через патрубок 14 попадает вгорловину 15 эжектора 5, а оборотныйрасплав, образовавшийся в результатереакции разложения, по трубопроводу12 подают обратно в миксер 2, гдеон смешивается с вновь поступающимсырьем и вновь возвращается в элект"ролизеры 8. После заполнения электролизеров 8 часть расплава остается вмиксере 2 и трубопроводах 4 подачирасплава. Поэтому, пока в электролизерах 8 происходит процесс электролиза, расплав, не попавший в электролизеры 8, циркулирует по замкнутомуконтуру непрерывной циркуляции, об"разованному трубопроводом 4 подачирасплава и дополнительным трубопроводом 11,Расплав из миксера 2 с по-,мощью насоса 3 через эжектор 5,получив ускорение, с повышенной скоростью поступает в трубопровод 4 подачи расплава и возвращается в мик-сер 2 по дополнительному трубопроводу 11. Хлор, отводимый от электролизеров 8 по трубопроводу. 13, в горловине 15 эжектора 5 разбивается намельчайшие дисперсные пузырьки диа"метром до 1 мм и смешивается с расплавом. Наличие мелкодисперсных пузырьков хлора в сочетании с эффектомэжекции не дает образовываться отложениям на стенках трубопроводов, это"му способствуют циркуляция разогретого расплава по замкнутому контуру исвязанный с ней постоянный подогревсистемы транспортировки и миксера.Вследствие всего вышеперечисленногоотсутствует кристаллизация металлаиз расплава, Если же на стенках осядут отложения в виде окислов, то на"ходящийся в расплаве хлор вступаетс ними в химическое ззаимодействиеи снимает их со стенок системы транспортировки,. Хлор также служит допол"нительным средством изменения физико-химического состояния и срыва примесей со стенок в поток. После окон"чания реакции электролиза и удаленияполученных в результате компонентовразложения открывают вентили, 10,вновь заполняют очередной порциейрасплава электролизеры 8, и цикл повторяется вновь,6 1002407 Формула изобретения 30 НИИПИ Заказ 1734/11 Тираж ь 41 Подписноилтал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 Испытания макета разработанной линии в ГПИ им. А.А.Жданова позволяютсделать вывод, что применение предлагаемой поточной линии на промышленных предприятиях .обеспечит по сравнению с применяемыми в настоящее время5следующие преимущества,Повысится ресурс работы в 10 разза счет очищения стенок трубопроводов транспортировки расплавов, благодаря введению в линию эжектора, вкотором происходит смешение расплава с мелкодисперсными пузырьками хлора, вступающего в симическую реакциюс компонентами отложений, в результате которой происходит очистка стенок.15Кроме того, расплав, проходя черезэжектор, получает ускорение, В результате увеличения скорости потока .расплава отложения не успевают укрепляться на стенках трубопроводов и 20уносятся вместе с потоком в электро"лизер или миксер, где производитсяочистка расплава от посторонних примесей, что увеличивает срок службытрубопроводов без остановки линиина ремонт.Ресурс работы линии повышаетсятакже за счет введения дополнитель"ной магистрали, которая с трубопроводом подачи расплава образует замкнутый контур непрерывной циркуляции что также способствует сохранению стенок трубопроводов, так какнепрерывная циркуляция потока расплава не дает им остывать, металлиз расплава не кристаллизуется и неоседает на стенки трубопроводов, т,е,не уменьшает их проходное сечение,а значит уменьшается возможность возникновения аварийной ситуации.Благодаря трубопроводной транспортировке расплавов и газов а такжевыполнению всех узлов соединений г рметичными воздух не попадает в систему транспорти 1.явки и в результатеуменьшается возможность его взаимодействия с расплавами и образованияокислов, которые являются одной из причин возникновения отложений настенках трубопроводов.Улучшаются условия работы обслу-живающего персонала благодаря отсутствию выброса токсичных веществ ватмосферу цеха, так как поточная ли"ния работает при закрытом ког.туретранспортировки расплавов, все узюйсоединений которого выполнены герметичными,Экономятся средства на оборудоваИии для очистки атмосферного воздуха,которое не нужно при закрйтой транспортировке расплавов и продуктов электролиза в закрытой системе, все узлы соединений которой выполнены герметично.Ожидаемый экономический эффект отиспользования предлагаемой поточной,линии составит около 300000 руб.вгод. Поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов,содержащая питатель, миксер для обо"гащения расплава хлоридов, насос дляего перекачивания, последовательносоединенные трубопроводами электро"лизеры, трубопровод для подачи рас;плава к электролизерам трубопроводы отвода оборотного расплава и хлора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения срока службы, линия снабжена трубопроводом, соединяющим трубопровод подачи расплавапоследнего электролизера с миксером,а трубопровод подачи расплава снабжен эжектором, соединенным с выход"ным патрубком насоса, и трубопрово"дом отвода хлора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 257029, кл. С 25 С 3/04, 1964,2, Патент США Р 3418223,кл, 204-70, 1969.