Электролизер для получения лития

(5 ЕТЫТИЯМ ЗОБ А О МУ СВИДЕТЕЛ К АВТ ВУ ый, У тй аллур- произенных етом,ига 3 авов и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТПРИ ГКНТ СССР(71) Красноярский институт цветных металлов им. М.И. Калинина(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯЛИТИЯ(57) Изобретение используется в метгии цветных металлов, конкретно вводстве лития электролизом расплавлсолей. Сущность изобретения состоит Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к производству лития электролизом расплавленных солей.Известна конструкция электролизера для получения лития, включающего футероеанную ванну, стальной катод и угольные аноды, разделенные сетчатой железной диафрагмой, приемник для сбора жидкого ли- тия, канал для удаления хлора и введенные через перкрытие трубы и для питания ванн жидким хлоридом лития и извлечения жидкого металла.Недостатками конструкции являются ее сложность, что не позволяет повысить мощность электролизера, и получениеконечного продукта с высоким содержанием водорода, что обуславливает низкий коэф. фициент использования лития при произчто электролизер для получения лития включающий футерованную ванну, катодь аноды и диафрагмы для разделения послед них, разделен накатодное и анодное отделе ния вертикальной перегородкой установленной на подине ванны между като дами и анодами с выполненными в нижнеи части перегородки окнами, перекрытием с в полненным разгрузочным окном с крышко размещенным в катодном отделении. Загр зочное устройство расположено в анодном о делении. В катодном отделении катоднь токоподвод выполнен из графитовых блоков установленных в продольных и торцовых сто ронах электролизера, с выводом токоподвод через футеровку, Изобретение позволяет сн зить себестоимость в качестве компонен электролита - карбоната лития, 1 ил,водстве алюминиево- х спл изделий из них.Известен также электролизер, в котором вфутерованной ванне установлены вертикальные стальные катоды и графитовые аноды, отделенные друг от друга вертикальными не доходящими до подины диафрагмами, что не препятствует обмену электролитом между катодными и анодными. пространствами.Основными недостатками конструкции электролиэера являются невозможность использования в качестве электрохимически разлагающегося более дешевого карбоната лития из-за взаймодействия с железом (материал катода) и получение лития с большим содержанием водорода, обусловленное высокой гигроскопичностью хлорида лития (основного компоненга электролита) и не10 20 25 30 40 45 50 возможностью обеспечить хорошую проработку расплава в катодном пространстве по водороду в процессе электролиза из-за обмена электролитом между катодными и анодными и ространствами и частой загруэкой хлорида лития. Цель изобретения - снижение себестоимости получаемого лития и повышение его качества за счет создания возможности использования в электролизере в качествекомпонента электролита карбоната лития иснижения содержания водорода в конечномпродукте. УказЪнная цель достигается тем, что электролизер для получения лития, содержащий футерованную ванну, катоды, аноды и диафрагмы для разделения последних, снабжен вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между анодами и катодами с образованием анодного и катодного отделений с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным в нем разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении, загрузочное устройство расположено в анодном отделении, в катодном отделении катодный токоподвод выполнен иэ графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторойах электролизера с выводом токоподвода через футеровку. Электролизер содержит футерованную ванну 1, разделенную вертикальной перегородкой 2 на два отделения, В первом из них (анодном) 3 установлены углеграфитовые аноды 4, а во втором (катодном) 5 катоды 6 из углеграфитовых блоков врезаны в футеровку продольных и торцовых сторон электролизера с выводом токоподводов 7 через футеровку 1, На подине 8 электролизера имеется слой 9 свинца, уровень которого выше высоты окон 10, выполненных в перегородке 2. Катодное отделение закрывается герметично перекрытием 11, в котором выполнено окно 12 для выборки металла, закрываемое герметично крышкой 13, В анодном отделении устанавливается устройство 14 (труба или питатель) для загрузки сырья,Электролйзер работает следующим образом. Электрохимическому разложению подвергается карбонатлития, растворенный в расплаве его фторида и хлорида, загружаемый устройством 14, Его использование возможно вследствие отсутствия контакта расплава с железом. На аноде 4 происходит разряд кислородсодержащих ионов с выделением окиси и двуокиси углерода, отсасываемых в систему газоотсоса, На слое 9 свинца в анодном отделении 3 вследствие отсутствия электрического контакта между отделениями происходит разряд ионов водорода и лития, Создаваемый за счет этого градиент плотности по металлу обеспечивает возникновение циркуляции металла, что ускоряет доставку свинца, обогащенного литием, в катодном отделении 5. В нем на свинце происходит только анодное растворение лития с последующим его катодным осаждением с образованием слоя на поверхности электролита. По мере его накопле- ния осуществляют выборку лития, например, сифоном через окно 12,П р и м е р, Электролизер с токовой нагрузкой 5 кА работает при температуре электролита 600 С с содержанием карбоната лития в анодном отделении 2,5-3,5 мас. о. Плотность тока на угольных блоках и анодной части биполярного электрода со-. ставляет 0,5 и 1,0 А/см соответственно, На катодной лийии плотность тока, рассчитываемая на площадь контакта угольного блока с электролитом и металлом, составляет около 2 А/см, а на катодной части биполярного электрода 0,5-0.6 А/см . В процессе2работы электролизера периодически или непрерывно производится загрузка карбоната лития, а выборка металла осуществляется 1 - 2 раза в сутки с помощью сифона без разгерметизации катодного отделения. Конечный продукт содержит водород не более 5 - 10 см /100 г лития.Формула изобретения Электролизер для получения лития, содержащий футерованную ванну, катоды; аноды и диафрагмы для разделения последних, о т л и ч а ю щ и й с я тем., что, с целью снижения себестоимости получаемого лития и повышения его качества за счет использования в электролизере в качестве компонента электролита карбоната лития и снижения содержания водорода в конечном продукте, снабжен вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между катодами и анодами с образованием анодного и катодного отделений с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным в нем разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении, загрузочное устройство расположено в ан одном отделении, в катодном отделении катодный токоподвод выполнен из графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторонах электролизера с выводом токоподвода через футеровку,1747540 Составитель В,В,БурнакинРедактор Н,Киштулинец Техред М.Моргентал . Корректор С, Черни Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 2476 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5