Способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 565 ц 5 С 25 С 3/04, 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина(54) СПОСОБ ПИТАНИЯ МАГНИЕВЫХ БЕЗДИАФРАГМЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ХЛОРМАГНИЕВЪМРАСПЛАВОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к получениюмагния электролизом в поточной линии,Изобретение позволяет снизить потери металла, улучшить циркуляцию электролита вванне, понизить долю капитальных затрат иобеспечить эксплуатацию поточной линии.Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал 2 вывода расплава, заслонка 3 которогооткрыта. Данная заслонка служит для герметичного перекрытия канала 2 в момент остановки электролизера. На выходе из канала 2 расплав делится на два потока. Нижняя часть отфильтровывается на сетке 6 от капель магния и поступает в канал 4, заслонка 7 которого также открыта и опускается при остановке электролизера, а затем в электролизное отделение следующего электролизера. Сечение канала 4 по высоте выполнено переменным, и высота его уменьшается таким образом, что его выходное отверстие находится ниже уровня расплава в электролизном отделении. Верхняя часть расплава через окно, расположенное в верхней части подвижной диафрагмы 9, поступает в канал 8, перфорированная диафрагма 11 которого находится в верхнем положении и опускается при остановке электролизера, а затем в канал-коллектор 10 и по нему транспортируется в хвостовой аппарат для отделения магния от расплава. Металлическая сетка или перфорированная пластина 6 имеет размер ячеек (отверстий, прорезей) 0,25 - 1 мм. Заслонки 3 и 7 выполнены из алундовых, магнезитовых или фторфлогопитовых пластин, а заслонка 11 - из графита или фторфлогопита. 2 с. и 2 з,п. ф-лы,3 ил.Изобретение относится к электролизурасплавленных солей, в частности к способам получения магния электролизом хлормагниевых расплавов.Известен способ питания электролизеров хлормагниевым сырьем путем индивидуальной заливки расплава или твердогопродукта в каждый электролизер, осуществляемой периодически в соответствии с технологическим регламентом. 10Недостатками указанного способа являются высокие трудозатраты, использование большого числа обслуживающихмеханизмов, периодическое расстройстворежима работы ванны, вызванное заливкой 15расплава, склонность к пассивации катодови др.Наиболее близким к предлагаемому является способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров хлормагниевым 20расплавом в поточной линии, по которомурасплав из головного аппарата поступает впервый бездиафрагменный электролизер,из него последовательно во все остальные ванные поточной линии, а затем в хвостовой 25аппарат, Подача расплава осуществляется вэлектролизное отделение, а его вывод - изсборной ячейки ванны. Вместе с расплавомтранспортируется по всем электролизерами магний, отделение которого от всего обьема расплава происходит в хвостовом аппарате,Недостатком известного способа питания является то, что в электролизное отделение ванны поступает вместе с расплавом 35и весь магний, наработанный в предыдущихэлектролизерах, что вызывает дополнительные потери магния и снижение выхода потоку по сравнению с индивидуальным обслуживанием ванны. 40Наиболее близко к предлагаемому устройство, включающее систему специальныхканалов - расплавопроводов, по которымрасплав самотеком транспортируется из одного электролизера в другой. На случай выхода из строя одной из ванн линиипредусмотрены дополнительные обводныеканалы.Недостатком известного устройства является необходимость создания сети каналов, имеющих низкий коэффициент использования, что удорожает капитальные затраты при создании рабочей линии и увеличивает себестоимость магния.Цель изобретения - повышение выхода 55по току.Поставленная цель достигается тем, чтопосле вывода расплава для каждых двух последовательных электролизеров линии осуществляют разделение потока на два,причем обедненный по магнию поток направляют в электролизное отделение следующей ванны, а обогащенный - в коллектор.Способ осуществляют с помощью устройства, в котором каналы выполнены с заслонками, причем в пазы футеровки канала вывода расплава из сборной ячейки установлена заслонка с возможностью перемещения, канал ввода расплава в электролизное отделение выполнен с перфорированной заслонкой, установленной в пазы футеровки, при этом канал выполнен с переменным уменьшающимся по высоте сечением при соотношении минимального и максимального диаметров, равном 2, канал ввода обогащенного по магнию верхнего слоя расплава выполнен с подвижной диафрагмой с окном, расположенным в верхней части, а за диафрагмой перед выходом в следующий канал установлена перфорированная пластина для перекрытия канала, причем перфорированная пластина выполнена с размером ячеек 0,25 - 1,00 мм, а заслонки выполнены из алунда, магнезита, фторфлогопита или графита.Разделение потока электролита на два между операциями вывода из одного электролизера и ввода в другой способствует предотвращению транспортировки магния по всем электролизерам поточной линии, а следовательно, снижает потери металла и обеспечивает рост выхода по току.При размере отверстий, щелей, ячеек, равном и большем 0,25 мм, степень улавливания капель магния составляет более 99 о ; при их меньших размерах резко возрастает гидравлическое сопротивление: при размере отверстий 1 мм степень улавливания составляет 92-93 ф , а далее начинает резко снижаться, Этим обусловлен выбор диапазона изменения размеров отверстий,Материалы, из которых выполнены заслонки, выбраны исходя из условий их коррозионной стойкости в агрессивной среде.На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг, 1; на фиг, 3 - сечение Б - Б на фиг.1,Сборное отделение 1 электролизера соединено с каналом 2 вывода расплава, имеющим запорную заслонку 3, которая служит для перекрытия канала во время остановки электролизера и представляет собой глухую пластину, которая во время работы электролизера постоянно открыта, а в случае необходимости остановки электролизера она находится в опущенном состоянии. Канал вывода сообщен с каналом 4 ввода расплава в электролизное отделение 5 следующего электролизера, имеющим на входе перфо5 10 15 рированную пластину (сетку) 6, которая предназначена для отделения капель магния от расплава, а точнее нижней его части, получаемой в результате разделения потока на две части. Несмотря на то, что нижняя часть потока сильно обеднена по магнию; капли магния в ней все же присутствуют и их попадание в следующий электролиэер нежелательно. Эта пластина выполнена перфорированной с тем, чтобы капли магния не проходили в канал 4 (исключая самые мельчайшие - менее 0,25 мм). За перфорированной пластиной 6 установлена еще одна запорная заслонка 7, выполняющая ту же функцию, что и заслонка 3. Канал 2 вывода расплава сообщен также с каналом 8, имеющим на входе подвижную диафрагму 9, служащую для разделения потока на две части: вер хний съем, обогащенный по магнию, и нижняя часть, по магнию обедненная. На выходе канала 8 перед входом в канал-коллектор 10 имеется перфорированная пластина 11, служащая для очистки расплава от капель магния при питании следующего электролизера расплавом из канала коллектора в случае остановки предыдущего электролизера,Заслонка 3, диафрагма 9 и перфорированная пластина 11 установлены в специальных пазах 12, выполненных в футеровке 13 соответствующих каналов (фиг. 2), На фиг. 2 видно также входное сечение канала ввода 4, полностью перекрытое сеткой 6.Канал 4 ввода расплава (фиг. 3) имеет переменное сечение, и его выход находится ниже уровня расплава в электролизном отделении 5, Заслонка 7 также установлена в специальных пазах 12, выполненных в футеровке канала 4. В диафрагме 9 выполнено окно 14, которое регулирует границу раздела потока на две части: обогащенный по магнию верхний съем и обедненная по магнию нижняя часть.Способ с помощью устройства для питания расплавом электролизеров осуществляют следующим образом.Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал 2, заслонка 3 которого открыта, На выходе из канала 2 расплав делится на два потока, Нижняя часть (ниже уровня окна 14 диафрагмы 9) отфильтровывается на сетке 6 от капель магния и поступает в канал 4, заслонка 7 которого также открыта, а затем в электролиэное отделение 5 следующего электролизера. Верхняя часть через окно 14 поступает в канал 8, перфорированная диафрагма 11 которого находится в верхнем положении, а затем в канал-коллектор 10 и по нему транспортируется в хвостовой аппарат для отделения магния от расплава,20 25 30 35 40 45 50 55 Уровень расплава в каналах 2 и 4 поддерживается, всегда выше уровня расплава в электролизном отделении 5.При необходимости остановки электролизера закрываются заслонки 3 и 7 на соответствующих каналах данной ванны и опускается перфорированная пластина 11 канала коллектора следующего электролизера и его питание осуществляется расплавом, поступающим из канала-коллектора. Проходя через перфорированную пластину 9, он очищается от капельмагния. Степень разделения расплава на двапотока регулируется высотой окна 14 диафрагмы 9 путем ее поднятия или опускания. Предлагаемые способ и устройство по сравнению с известными позволяют увеличить выход магния по току на 3-5 О и снизить материальные затраты за счет исключения из конструкции обводных каналов и устройств для переключения направ ления транспортируемых потоков расплава.Формула изобретения 1. Способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом, включающий подачу расплава в электролизное отделение и его вывод из сборной ячейки ванны, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода по току, после вывода расплава для каждых двух последовательных электролизе" ров линии осуществляют разделение потока на два, причем обедненный по магнию поток направляют в электролизное отделение следующей ванны, а обогащенный - в коллектор.2. Устройство для питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом, содержащее электролизеры с электролизными отделениями и сборными ячейками и систему футерованных каналов для перетока расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода магния по току, каналы выполнены с заслонками, причем в пазы футеровки канала вывода расплава из сборной ячейки установлена заслонка с возможностью перемещения, канал ввода расплава в электролизное отделение выполнен с перфорированной пластиной и расположенной за ней запирающей заслонкой, установленной в пазы футеровки, при этом канал выполнен с переменным уменьшающимся по высоте сечением при соотношении минимального и максимального диаметров, равном 2, канал ввода обогащенного по магнию верхнего слоя расплава выполнен с подвижной диафрагмой с окном, расположенным в верхней части, а за диафрагмой перед выходом в следующийканал установлена перфорированная пластина для перекрытия канала,1726565 оставитель И. Васюнинаехред М.Моргентал Корректор М,Кучеряв актор Заказ 1251 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что перфорированная пластина выполнена с размером ячеек 0,25 - 1,00 мм. 4, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что заслонка выполнена из алунда, магнезита, фторфлогопита или графита.