Биполярный электролизер для получения легких металлов

Союз СоветскихСоциалистическихРеснубиик ОП ИОАНЫЧЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(23) Приоритет Пкумрствацвй кетет СССР в делам зебретени . н етрыт 1(088.8) Опубликовано 05.01.80, Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 08.01,80(54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к металлургиилегких металлов, в частности биполярным электролизерам для получения магния и алюминия иэ расплавленных сред.Известен биполярный электролизер,где анодные и катодные стороны биполейвыполнены с чередующимися углублениями и выступами 11,Недостатком указанного электролизера является отсутствие обмена электролита между отдельными межполюснымипространствами, Это приводит к местному обеднению. электролита, нарушениютехнологического режима, снижению выхода по току, В результате затрудняетсясоздание мощного электролизера с большим числом биполей.Известен также биполярный электролизер для получения легких металлов иэрасплавленных сред, содержащий электро Олитические ячейки с введенными в нихвертикальными электродами-биполями сканалами в них и концевые однополярныеэлектроды. Биполярные электроды установлены в токонепроводящих рамах, снабженных отверстиями, причем отверстия расположены поочередно внизу и вверху токонепроводящих рам 2.Проверкой на гидродинамической моде ли установлено, что такое исполнение исключает усреднение состава электролита во всем объеме электролизера, так как через каналы, расположенные в нижней части рамы электродов, расплав перетекает только в период заливки сырья. Таким образом, такое выполнение электролизера не обеспечивает необходимого обмена электролита между отдельными м ежполюсными пространствами.Целью изобретения является стабилизация технологического режима электролиэера, повышение выхода по току, обеспечение интенсивного обмена электролита между электролитическими ячейками.Указанная цель достигается тем, что каналы в биполях выполнены сквозными, щелевидными, соединяющими соседние электролитические ячейки и расположены70799 на одном уровне и равном расстоянии друг от друга. Кроме того отношение ширины каналов к их высоте ссставляет 0,1-0,4, а общая площадь сечения каналов равна 1-10% площади рабочей поверх-ности биполя.Такая конструкция электролизера с биполярными электродами и инченсивным обменом электролита между рабочими ячейками обеспечивает выравнивание сос-О тава электролита во всем объеме электролизера и исключает обеднение отдельных межполюсных пространств.Нижний предел размера каналов выбран с учетом обеспечения достаточной 15 интенсивности обмена, а верхний - с учетом соблюдения прочности электродов. При таком исполнении электролизера создается асимметричный подпор электролита в верхней части каждого межполюсно О го пространства, благодаря чему электролит вытесняется через каналы в соседнюю ячейку, что способствует усреднению состава электролита и исключает местное обеднение.25На фиг, 1 показан предлагаемый электролизер, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез.Основным элементом электролизера является ванна 1, футерованная огнеупорным материалом 2. Внутри ванны расположены анод 3, катод 4, биполярные электроды 5 с каналами 6, Пля загрузки сырья и удаления шлама предусмотрены люки 7. Отсос хлора производится через патрубок 8.Для обеспечения более интенсивного обмена электролита каналы 6 расположены в верхней трети рабочей поверхности биполярных электродов 5, но ниже мини 40 мального уровня электролита.Электролизер работает следующим образом.После сушки и разогрева в электролизер заливают необходимое количество электролита и включают в сеть постоянного тока. Разогрев электролизера и наладка его работы осуществляется известными способами.После достижения нормального температурного режима электролизер переводит- ся на систематическое питание сырьем, которое загружается через один из люков 7, и извлечение металла в соответст. вии с существующим графиком. Благода 55 7 4ря выделению на анодно-поляризованной поверхности газовых пузырьков в межполюсном пространстве у анодов создается восходящий поток электролита, поднимаюцпйся до границы раздела электролит-газовая среда. Создаваемый газожидкостным потоком гидродинамический напор достаточен для вытеснения части электролита через щелевидные каналы в соседнеемежполюсное пространство. В результате между соседними электролитическими ячейками происходит обмен расплавом, что обеспечивает выравнивание состава электролита во всем объеме электролизера, Такая циркуляция исключает обеднение электролита и создает условия для нормальной работы каждой электролитической ячейки,Обеспечение необходймого состава электролита в каждом межполюсном пространстве позволяет получить высокие выходы по току и стабильный технологический режим во всем биполярном электролизере, исключить разрушение электродов, стабилизировать температурный режим е формула изобретения 1. Биполярный электролизер для получения легких металлов из расплавленных сред, содержащий электролитическиеячейки с введенными в них через перекрытие вертикальными электродами-би-,полями с каналами и концевые однополярные электроды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью стабилизации технологического режима, повышения выходапо току, каналы в биполях выполненысквозными, щелевидными, соединяющимисоседние электролитические ячейки и расположены на одном уровне и равном расстоянии друг от друга.2, Биполярный электролизер по и. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что отношение ширины каналов к их высоте составляет 0,1-0,4, а общая плошадь сечения каналов равна 1-10% площади рабочей поверхности биполя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР527487, кл. С 25 С 3/04, 1975.2. Патент Великобритании687758,кл. 41, 1951.707997 НИИГ 1 И Заказ 8443/25ираж 698 Подписное кал ППП "11 а город, ул Яро нтф,тная,4