Способ получения магния электролизом расплавов и электролизер для его осуществления

,б и и о т с яд .". 1 д ".ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 15.08.763 юллетень3 асударстаенный иоиитеВовета Министров СССРпо делам иэооретенийи отирытий(53 УДК 669:721 ,372 (088.8) Ь) Дата опубликования описан 18,11,76 В. Г. Гопиенко, В, А. Колесник Мужжавлев, Н. АА. Агалаков, А, Аи Т, С. Шека(72) Авторы изобретен лкон Березниковский т) Заявител магниевый комоинат тролита, образуя слой Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к разработке способа и усовершенствованию конструкции электролизера для получения магния электролизом расплавленных сред, 5Известны способы электролитического производства магния и электролизеры для их осуществления. Например, известен способ получения магния из расплавленных хлоридов в электролизере, содержащем две камеры: 10 основную - для процесса электролиза и вспо. могательную - для сбора жидкого магния, выделяющегося на катодах. Камеры разделены" стенкой из огнеупорного материала и сообщаются между собой в зонах, расположенных 15 ниже уровня электролита, содержащегося в камере электролиза. В основной камере по- перечно ей и параллельно друг другу размещены катодьг и аноды. Катоды расположены ниже уровня электролита на некотором рас стоянии от пода ванны, В процессе электролиза частицы металла из междуэлектродного пространства выносятся в сборную камеру.При этом в сборной камере частицы расплавленного магния сливаются в капли ивсплыва- й а поверхность элого магния 11.звестен также с б п учения магктролизере олизом расплавов в эл л переводом получае ного металла из элсборную. Электролиуказанного способарегородкой электроки Г 21 мого наектроли оде расплавленеских ячеек в ушествления разделенные пеи сборные ячейер для о содержит ическ х способов ом известэлектролиз едост м расплавов и электления является то,поверхности электмагний слабо или совролитом, вследствие ется в сплошной слой защитной пленкой элекя магии зеров дл х осушеств юшийся на что нака ной ячейки вается элек ита сбор м не омь чего он медленно слива ивается и слабо смтролита, Пление (горпо ток одит заметное окиси снижение выхода и этом проние) металл уПредлагав сборную ячношению к р2,0 ати и н ся тем мыи способ отлич ейку подают кейт асплаву газ под д правляют его стр льный по отлением 0,3 под уг 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМРАСПЛАВОВ И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИо1-60. к зеркалу расплава. Это позволяетповысить выход магния по току за счет умень.щения его окисляемости и обеспечить тепловое регулирование процесса,Электролиэер для осуществления описываемого способа отличается тем, что в сборной ячейке установлена погружная газоваягорелка на глубине 50-250 мм,При введении в сборную ячейку газа извне под давлением 0,3-2,0 ати и под углом 1 О1-60 к зеркалу расплава в ячейке создается исскуственное перемешивание и перемешение накапливающегося металла, повышаетсятемпература электролита, что способствуетускоренному сливанию металла в сплошной Ыслой, а также создается защитная атмосрераинертных к магнию газов. Гаэ в сборнуюячейку подается с помощью горелки, пламенем которой производится перемешивание металла и подогрев расплава, Подогрев распла-Юва может осуществляться до температуры,превышающей температуру электролита в рабочих ячейках, что позволяет производитьтепловое регулирование работы электролизера.ИГорелка может быть расположена в любом из торцов сборной ячейки или на еекрышке. В электролизерах, работающих в готочной системе, газовая горелка размещенатак, что перемещение расплавленного магнияпроизводится в направлении переточного канала. С целью более эффективного использования тепла газовой горелки последняя выполнена погружной в расплав сборной ячейки на глубину 50-250 мм, Давление подаваемого в сборную ячейку газа, угол наклона струи и глубина погружения горелки врасплав определяются температурой и составом электролита, а также геометрическимипараметрами сборной ячейки,ВНа чертеже показан электролизер для осуществления предлагаемого способа.Электролизер содержит электролитические ячейки 1 и одну сборную ячейку 2, рас-,ц положенную параллельно продольной оси электролизера и отделенную от электролитических ячеек перегородкой 3, Электролизер работает на натриево-калиевом составеэлектролита ( Мд Са 15%, йаС 145% и 5 ОКС40%) при питании возвратным хло. ристым магнием титанового производства. Температура электролита в рабочих ячейкахо700 С и в сборной ячейке 675 С.В сборной ячейке 2 в торце под углом Ио10 к зеркалу расплава монтируют погружную газовую горелку 4, пламенем которой производят подогрев электролита, искусственное перемешивание и перемещение накапливающегося металла, Одновременно те.,пе ратура электролита в сборной ячейке повьюшается до 700 С, что способствует ускоренному сливанию металла в сплошной слой за счет снижения плотности и вязкости расплавленных солей. Исходя из режима электролиза и геометрических параметров сборной ячейки (ширина 500 мм и глубина 1300 мм), газовая горелка погружается в расплав сборной ячейки на глубину 100 мм. В качестве газавводимого извне, применяют генераторный газ под давлением 0,5 ати.Преимущества предлагаемого способа получения магния электролизом и электролизера для его осуществления заключаются вони жении окисляемости (горения) металла и повышении выхода по току на 3-5%. Одновременно появляется воэможность автоматического теплового регулирования электролизера, что является решающим фактором для работы, в первую очередь, бездиафрагменных электролизеров, где катоды закреплены стационарно в боковых стенках ванны или введены через подину.По предварительным расчетам внедрение изобретения только на одном из магниевых заводов дает экономический эффект более 150 тыс, руб. Наиболее целесообразно использование его для осуществления процесса электролиза при низких (660-680 С) температурах, что является необходимым условием для получения высоких технологических показателей при электролизе хлормагниевого сырья в бездиефрагменных электролизерах. Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я1. Способ получения магния электролизомрасплавов. в электролизере с переводом получаемого на катоде расплавленного металлаиэ электролнтических ячеек в сборную, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что,. с целью повьццения выхода магния по току за счетуменьшения его окисляемости и возможносщ"ти теплового регулирования процесса, в сборную ячейку подают нейтральный по отношениюк расплаву газ под давлением 0,3-2,0 атии направляют его струю под углом 1-60 козеркалу расплава,2. Электролизер для осуществления способа по п, 1, содержащий разделенные перегородкой электролитическке и сборные ячейки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что исборной ячейке установлена погружная газовая горелка на глубине 50-250 мм.Источники информации, принятые во анима:"ние при экспертизе:1. Патент ФРГ1122263, кпА 0 СЗ/ОВот 08,11.62 г,2, М, А. Эндейэон "Магний", изд. "Металлургия", Москва, 1969 г., стр. 197-219.Заказ 5099/567 Тираж 1068 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4