Способ управления электролизером

СОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1298262 7/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТ О СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСК 723/22-021,.853,87. Бюл. Мфьский политеС,М.КироваГольдштейн и357.1(088.8)рское свидетклС 25 С ключаетск света сто ть электролита 6. ясь от поверхнос, попадает на форый преобразует ный электрический поступает на вход силителя 13. Посренцирования сиг 4 он поступает на е скин Б.Сол ьство ССС 06, 1981. 3 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относ управления процессом э имущественно для элект системы анод-катод с н оптическими свойствами тения - увеличение вых повышение производител жо- по- ута Сигналы сусилителя 1стемы 11 коммодит времени в тока, подаваемых щ тигель 3. 2 ил. ато а анод табл.(21) 397 (22) 11. (46) 23, (71) Урал ститут им (72) С.Л (53) 621 (56) Авт Яф 794092 ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОМ ится к способам лектролиза, пре рохимической естационарнымиЦель изобреода по току, ьности, Существо изобретения зчто направляют пучника 9 на поверхноПучок света, отражти жидкого металлатодетектор 10, котего в пропорционалсигнал, Этот сигналдифференцирующеголе вторичного диффнала на усилителевход компаратора 1да компаратора 15ступают на входы сции, которая произкоррекцию импульса кесоюзще3 ";, фТЕ".;1;. ,; 1 дСЮВАЯОГ 71298262 Изобретение относится к электролизу высокотемпературных систем с оптически прозрачным электролитом, содержащим ионы тугоплавких металлов, и сжидкометаллическим катодом, в частности к электролизу с автоматическойкоррекцией частоты и скважности прерываний тока,Цель изобретения - увеличение выхода металла по току и повьппение производительности.На фиг. 1 представлена схема установки, при помощи которой реализуется способ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы установки. 15Установка включает корпус 1, крышку 2, катодный тигель 3 с нижним токоподводом и жидким металлом 4, кольцевой анод 5, оптически прозрачныйрасплав-электролит 6, смотровые окна 7 и 8, источник 9 света, фотодетектор 10, систему 11 коммутации,источник 12 поляризующего тока, дифФеренцирующие усилители 13 и 14 и25омпаратор 15,Испускаемый источником 9 света световой пучок отражается от поверхности жидкого металла 4 и попадает на фотодетектор 10, который преобразует его в пропорциональный электрический сигнал. Этот сигнал поступает на вход дифференцирующего усилителя 13, напряжение с выхода которого, пропор 35 циональное скорости изменения интенсивности отраженного пучка, поступает на входы системы 11 коммутации и дифференцирующего усилителя 14. Вторичное дифференцирование интенсивности и определение знака второй производной при помощи компаратора 15 необходимо для устранения неоднозначности, так как напряжение - аналог скорости изменения интенсивности - 45 совпадает с пороговыми значениями дважды за один период (фиг, 2). Включение тока производится при положительном знаке второй производной, а включение - при отрицательном. Поляризующий ток подается с источника 12. Установление напряжений-аналогов пороговых значений отклика осуществляется при помощи задатчиков, входящих в состав системы 11 коммутации. Эта система осуществляет сравнение текущего и пороговых значений отклика и вырабатывает управляющие источником 12 тока сигналы. 2Работу установки поясняют временные диаграммы на фиг. 2, где д - ток электролиза, Ч - напряжение-аналог интенсивности отраженного пучка, вырабатываемое фотодетектором 10, Ч - .напряжение-аналог скорости ее гизменения, формируемое дифференцирующим усилителем 13, Ч - выходной сигнал компаратора, указывающий .на знак второй производной интенсивности: высокий уровень сигнала соответствует положительным значениям второй производной, низкий уровень - отрицательным.Производят электрохимическое осаждение циркония на жидкий цинк из хлоридно-фторидного электролита. Корпус ячейки имеет кварцевые смотровые окна, катодный тигель состоит из окиси бериллия. Катодом служит жидкий цинк марки ч, кольцевым анодом - металлический циркоНий, Рабочий расплав: КС 1-КаС 1 25 мас.%, К ЕгР массой 50 г и объемом 30,5 см. Квалификация солей 1 КС 1, ИаС 1 х.ч., К гР ч. Электб ролиз проводят при температуре оптической прозрачности электролитао(730 С) в атмосфере очищенного аргона.Функцию системы коммутации и источника.поляризующего тока выполняет лабораторный пульсатор ЛП, источником света служит универсальный монохроматор УМ. Фотодетектор выполнен на базе фоторезистора СП-5 и усилителя постоянного тока на микросхеме К 140 УД 17. Дифференцирующие усилители выполнены в соответствии со стандартной схемотехникой. Каждый усилитель снабжен дополнительно входным сглаживающим Фильтром. В качестве компаратора используют интегральный компаратор К 554 САЗ.1Электролиз при каждом импульсе проводят до момента достижения порогового значения скорости спада интенсивности, а паузу - до момента достижения порогового значения скорости ее возрастания, при этом пороговые значения скорости изменения интенсивности отраженного пучка определяют предварительно для каждой конкретной электрохимической системы, причем сначала подбирают пороговое значение скорости спада интенсивности из условия достижения максимального выхода металла по току, а затем определяют пороговое значение скорос1298262 лиза Еп+12 мас.7 Ег Еп+20 мас,Ж Ег Показатель Известная Предлагаемая Известная Предлагаемая Выход металла по току Х 332 70+2 75+2 620+10 710+10 Да Да ти ее возрастания иэ условия дос-,ижения максимальной скорости процессаэлектролиза при сохранении достигнутого выхода по току. 5Пороговые значения Ч и Ч ско 1 йу рости изменения интенсивности определяют следующим образом. Вначале Ч, устанавливают равным нулю и осуще, ствляют подборку Ч путем поиска Ю максимума функции 9 = 7(Ч, ), где 1 - выход по току, Значенияопределяют по приращению веса катода и количеству пропущенного электричества. Затем увеличивают Ч, и фиксиру ют среднюю плотность тока, определяющую скорость электролиза, При этом контролируют выход по току с целью не допустить ухода его от достигнутого значения. Оптимальное значение 20 Ч, фиксируют при достижении максимальной средней плотности тока. Параметры отраженного пучка регистрируют при помощи самописца, под ключенного к выходу фотодетектора, Среднюю плотность тока определяют как отношение количества пропущенного электричества к времени электроСредняя плотность токаз. , мА/см 490+10 Компактность продукта Да Таким образом, способ питания электролиэера пульсирующим током, подаваемым на электроды, обеспечивающий автоматическую коррекцию частоты и скважности импульсов тока за счет регистрации скорости изменения интенсивности светового пучка и переключения тока в моменты достижения ею оптимальных пороговых значений, позволяет расширить номенклатуру электрохимических систем, допускаю 4и площади рабочего элект -рода.Электролиз проводят для двух раз.личных конечных концентраций Ег в Еп. В первом случае осуществляют приготовление композиции Еп+12 мас.Е Егво втором - Еп+20 мас.Х Ег. При приготовлении первой композиции оптичес" кие свойства системы воспроизводят от импульса к импульсу с точностью 2-ЗХ. В случае второй композиции по причине образования труднорастворимой комплексной соли КЕгР воспроизводимость резко ухудшается. Амплитуда максимума интенсивности отраженного пучка уменьшается в 2,2-2,5 раза по сравнению с начальной. Это обстоятельство обуславливает непримени,мость известного способа для данного случая. Результаты экспериментов представлены в табл. 1. В обоих случаях длительность импульсов в резуль)тате автоматической коррекции меняется в диапазоне 3,8-.10,5 с, длительность паузы 0;5-0,7 с. Пороговые значения Ч, и Ч лежат в интервалах 1,4-1,6 и 0,5-:0,6 В/с соответственно при амплитуде выходного сигнала фотодетектора 10 В.1 1щих использование оптического отклика при коррекции временных параметроввоздействия, а также увеличить выходпо току и скорость процесса электролиза, чем и достигается цель изобретения. формула изобретения Способ управления электролиэером преимущественно для электрохимической1298262 Абросимов Составител Техред И. Хо Редактор Н.Рогул орректор М,Шароши ч каз 863 е 4/5 зводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгоро Проектная, 4 системы анод-катод с нестационарнымиоптическими свойствами, заключающийся в подаче напряжения на электроцыв импульсном режиме, освещении поверхности катода пучком света и измерении интенсивности отраженногопучка света, о т л и ч а ю щ и й с я Тираж 613 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ртем, что, с целью увеличения выходаметалла по току и повышения производительности, дополнительно определяют скорость изменения интенсивностиотраженного пучка света, по (оторойпроизводят временнуюкоррекцию импульсов напряжения, подав аемых на электроды. Подписи омитета СССР открытий шская наб.,