Биполярный электролизер для получения легких металлов из расплавленных солей

Союз Советских Социалистических Республикосударствеинык коми 3) Приоритет - 3) Опубликовано Совета Мииистров СС по делам изобретеии 05,03.77, Бюллетень ЛЪ.А.ЛеВ. Г. бедев, К. Д. Мужжавлев, Н. А. Фр Гопиенко, В, В. Вуколов, В, В. Ба В, Д. Язев и В, А. Колесников адский ордена Ленина электротехниче имени В, И. Ульянова (Ленина)(54) БИ ПОЛЯ Р НЫ Й ЭЛ ЕКТРОЛ ИЗЕРЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВИЭ РАСПЛАВЛЕННЫХ СОЛЕЙ Изобретение относится к электролитическому получению легких металлов (алюминия и магния) из,расплавленных солей.Известен биполярный электролизер для получения легких металлов из расплавленных солей, содержащий прямоугольную ванну, футерованную огнеупорным кирпичом, с введенными в нее однополярными электродами и биполями, установленными стационарно, и имеющую торцовые ячейки для обслуживания электролизера. В электролизере однопо лярный катодно-поляризованный электродв центре ванны, пончатую форму, имении углубления для 1 щегося при электроо электролизера явгулировацця межпооцессе эксплуатациикак биполи, так и установлецы стацновзаимодействует с азы продуктов элекгилролиза электро взаимодействия яв. абатывание поверхиводит к увеличснию онарно устацовленельно, к увеличению 3 стационарно установлендина которой имеет ступеющую уклон в направлесбора металла, выделяюлизе 11.Недостатком известноляется невозможность релюсцого расстояния в прэлектролизера, посколькоднополярные электродынарцо. Материал биполскомпонентами газовой фтролиза и с продуктамглита. Результатом этоголяется постепенное срности электродов, что пррасстояния между стациными бцполями, следова омического сопротивления электролцзера и, как следствие, к нарушению температурного режима ц к снижению технологических показателей процесса электролиза. Наличие стационарно установленных электродов не позволяет, таким образом, регулировать температуру электролита и менять в нужном направлении те или иные статьи энергетического баланса электролцзера.Предложенный электролизер отличается от известного тем, что хотя бы один однополяр- ный электрод установлен в торцовой ячейке и снабжен механизмом для его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.Это обеспечивает возможность регулирования и поддержания оптимальной температуры электролита в процессе электролиза.На чертеже изображен преллагаемый биполярный электролизер, вид в плане.В футсрованцой ванне 1 смонтировацгя электролцзное отделение 2, в котором стационарно установлены биполи 3, и две торцовые ячейки 4 лля обслуживания электро;пзера отлелешые от электролизного отделения огнеупорными псрсгородкамц 5, цс дохолящими ло полины электролизера. Католцо-поляризованный однополярный электрод б установлен в одной цз торцовых ячеек 4. Он выполнен подвижным и снабжен механизмом 7 для перемещения его в горизонтальной и вертикаль.ной плоскостях. Лнодно-поляризованный однополярный электрод 8 выполнен стационарным и установлен непосредственно в электролизном отделении 2.Возможен и другой вариант установки стационарного анодно-поляризованного однополярного электрода - в дополнительной ячейке, ограниченной двумя огнеупорными перегородками, не доходящими до подины электролизера. Эти перегородки примыкают с одной стороны к торцовой ячейке для обслуживания электролизера, а с другой - к электролизному отделению.Электролизер предлагаемой конструкцииможет быть оборудован и двумя подвижными 15однополярными электродами - как катодно,так и анодно-поляризованным. В этом случаеподвижный однополярный анодно-поляризованный электрод устанавливается только вдополнительной ячейке, наличие которой облегчает операции замены, если таковая по.требуется, вышедшего из строя (вследствиеизноса рабочей поверхности) однополярногоанода, а также уменьшает коррозионное воздействие агрессивной среды на механизм 25перемещения электрода,Электролизер работает следующим образом.При включении постоянного тока на анодно-поляризованном электроде 8 в анодных 30поверхностях биполей 8 выделяется хлорана катодно-поляризованном электроде б икатодных поверхностях биполей 8 выделяетсяметалл (магний или алюминий), который выносится из междуэлектродного пространства 35циркулирующими потоками электролита вторцовые ячейки 4. В процессе эксплуатацииэлектролизера имеет место постепенное срабатывание катодных и анодных поверхностей биполей и однополярных электродов, что 40приводит к увеличению междуэлектродногорасстояния и, как следствие, к возрастаниюомического сопротивления электролизера. Длярегулирования и поддержания оптимальнойтемпературы электролита периодически, по 45мере увеличения омического сопротивления электролизера, катодно-поляризованныйэлектрод б с помощью механизма 7для перемещения передвигают в горизонтальной плоскости в сторону электролпзного отделения 2. Снижение омического сопротивления электролизера позволяет поддерживать постоянный температурный режим процесса электролиза.Специфическая особенность биполярных электролизеров, а именно, последовательное прохождение тока через все электроды и междуэлектродные зазоры, позволяет, в отличие от однополярных электролизеров, добиться изменения греющей мощности в пределах до 10 - 15 (в зависимости от конструкции электролизера и числа биполей) указанным выше способом. Этого вполне достаточно для поддержания теплового равновесия электролизера постоянным при определенной оптимальной температуре электролита, которая при электролизе, например, хлормагниевого сырья составляет 670 - 690 С,Таким образом, основные преимущества предложенной конструкции биполярного электролизера для получения легких металлов заключаются в том, что наличие у него подвижного электрода позволяет регулировать и поддерживать постоянным температурный режим электролиза в течение всей работы электролизера. Средний выход по току повы. шается при этом на 5 - 10%, а удельный расход электроэнергии снижается на 1000 - 2000 квт час/т металла, например магния.Формула изобретенияБиполярный электролизер для получения легких металлов из расплавленных солей, содержащий прямоугольную ванну, футерованную огнеупорным кирпичом, с введенными в нее однополярными электродами и биполями, установленными стационарно, и имеющую торцовые ячейки для обслуживания электролизера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования и поддержания оптимальной температуры электролита в процессе электролиза, хотя бы один однополярный электрод установлен в торцовой ячейке и снабжен механизмом для его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.Источник информации, принятый во внимание при экспертизе изобретения:1, Патент США Ло 3730859, кл, 204-67, 01 05.73,549514 4 бСоставитель Г. Титова Редактор С. Титова Техред Л. Кочемирова Корректор И, Симкина Заказ 268/960 Изд. М 466 Тпрагк 499 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк. фил. пред. Патент