ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА Российский патент 2008 года по МПК C25C3/04 

Описание патента на изобретение RU2336368C1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройству для получения магния и хлора электролизом расплавленных солей.

Известен бездиафрагменный электролизер для получения магния и хлора (а.с. СССР №1735437, опуб.23.05.92, бюл.19), содержащий сборную ячейку для магния и рабочее отделение, которое отделено от сборной ячейки арочной стенкой с V-образными переточными каналами. В рабочем отделении установлены аноды и катоды, межэлектродное расстояние между которыми на 0,75-0,85 высоты катода от его верхней кромки выполнено возрастающим в направлении от сборной ячейки и убывающим в указанном направлении на остальной высоте катода.

Недостатками этого электролизера являются сложные газогидродинамические условия вывода магния из хлоронасыщенной зоны, отсутствие организованного направленного циркуляционного потока в сторону сборной ячейки. Многократное вращение масс магния в вертикальной плоскости увеличивает путь и время его пребывания в рабочем пространстве и контакт металла с хлором, что увеличивает потери магния и снижает выход по току.

Известен способ получения магния и хлора и электролизер для его осуществления (патент РФ №2243295, опуб. 05.05.03 г., бюл.36), принятый по количеству общих признаков за ближайший аналог-прототип, в котором камеры электролиза с чередующимися анодами и катодами и ячейка для сепарации магния, отделенная от камер электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами. Высота катода превышает межэлектродный зазор в 25-60 раз, а рабочая поверхность катода или анода выполнена с наклоном к вертикали под углом 38′ - 1° 26′.

Недостатком этого электролизера является повышенное сопротивление циркуляционному потоку электролита, входящему в зауженное межэлектродное пространство в нижней части электродов, где подъемная эжектирующая сила хлорного веера имеет минимальную величину. В результате возможно прерывание и изменение циркуляционного контура, образование застойных зон в рабочем отделении с задержкой и потерей в них магния, приводящих к снижению выхода по току.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в повышении выхода магния по току за счет создания оптимальной гидродинамической обстановки для выноса металла из рабочих отделений в технологическую ячейку.

Технический результат достигается изменением конструкции катода. Предложен электролизер для получения магния и хлора, включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхними и нижними переточными окнами на технологическую ячейку и рабочее отделение, в котором размещены аноды и катоды, в нижней части на 1/4-3/4 высоты имеющие плоскопараллельные рабочие поверхности, а в верхней части катоды имеют переменное по высоте и длине сечение с обеспечением межэлектродного расстояния в верхней части катодов 1,1-2,5 межэлектродного расстояния между нижней частью катода и анодом.

Кроме того, рабочие поверхности верхней части катодов наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния.

Кроме того, граница между нижней и верхней частями катодов расположена параллельно основанию катода или с уклоном к технологической ячейке, составляющим от 3° до 15° к горизонтали.

Данная конструкция электролизера позволяет значительно снизить сопротивление входящему потоку электролита снизу в межэлектродное пространство и организовать направленный поток электролита с магнием из рабочих отделений в технологическую ячейку.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критериям «новизна» и «существенные отличия».

Электролизер для получения магния и хлора представлен на фиг.1 и 2. Электролизер содержит кожух 1, огнеупорную футеровку 2, разделительную перегородку 3 с верхними и нижними переточными окнами 4, технологическую ячейку 5 и рабочее отделение 6, в котором размещены аноды 7 и катоды 8. Нижняя часть 9 катода 8 имеет плоскопараллельные рабочие поверхности, а рабочие поверхности верхней части 10 наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния. В верхней части катоды имеют переменное по высоте и длине сечение с обеспечением межэлектродного расстояния в верхней части катодов 1,1-2,5 межэлектродного расстояния между нижней частью 9 катода 8 и анодом. Граница 11 между нижней частью 9 и верхней частью 10 катода 8 расположена параллельно основанию катода или с уклоном к технологической ячейке, составляющим от 3° до 15° к горизонтали.

Электролизер работает следующим образом.

В электролизер заливают расплав хлористых солей, подают электрический ток к электродам. При прохождении электрического тока на анодных поверхностях выделяется газообразный хлор, а на катодных - жидкий магний.

Пузырьки хлора и капли магния вместе с электролитом поднимаются вверх между рабочими поверхностями электродов. Хлор сепарируется от электролита в рабочем отделении, а электролит с магнием через переточные окна в разделительной перегородке выносится в технологическую ячейку, где происходит отделение металла от основного циркулирующего потока электролита. Этот поток электролита через нижние переточные окна возвращается в рабочее отделение электролизера.

По результатам гидродинамических испытаний определено, что при высоте нижнего участка катода менее 1/4 его общей высоты в межэлектродном пространстве образуются внутренние замкнутые циркуляционные контуры, направленные вдоль катода вниз, увлекающие повторно капли магния в хлорный веер, что приведет к снижению выхода по току.

При высоте нижнего участка катода более 3/4 его общей высоты ухудшаются условия сепарации хлора в рабочем отделении, повышается газонаполнение электролита, магний дробится на мелкие капли, возрастают его потери, что также снижает выход по току.

Предложенная конструкция электролизера, а конкретно конструкция катода, создает благоприятную газогидродинамическую обстановку в рабочем отделении, обеспечивающую максимально быстрый вынос магния в технологическую ячейку при минимальных его потерях и повышение выхода магния по току.

Похожие патенты RU2336368C1

название год авторы номер документа
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 2019
  • Гладикова Татьяна Александровна
  • Калмыков Андрей Геннадьевич
  • Набоких Станислав Сергеевич
RU2702215C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Яковлева Галина Аркадьевна
  • Минина Римма Георгиевна
  • Пилецкая Жанна Вениаминовна
  • Елина Ирина Константиновна
RU2405865C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 2005
  • Сергеев Владимир Александрович
  • Панасюк Евгений Борисович
  • Вохмянина Ольга Викторовна
  • Шундиков Николай Александрович
  • Костарев Владимир Александрович
  • Трифонов Виктор Иванович
RU2284372C1
БЕЗДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 1995
  • Яковлева Г.А.
  • Лепихин В.П.
  • Минина Р.Г.
RU2094536C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Татакин А.Н.
  • Чесноков А.С.
  • Шаяхметов Багдат Мухаметович
  • Забелин Игорь Всеволодович
  • Щеголев В.И.
  • Ларионов А.А.
RU2243295C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2018
  • Лошкарев Сергей Александрович
  • Харин Евгений Алексеевич
RU2760025C1
БЕЗДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 1998
  • Яковлева Г.А.
  • Минина Р.Г.
  • Урлапкина Г.М.
RU2132412C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 1999
  • Яковлева Г.А.
  • Фрейдлин В.Б.
  • Лепихин В.П.
RU2148682C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 2013
  • Шундиков Николай Александрович
  • Калмыков Андрей Геннадьевич
  • Трифонов Виктор Иванович
  • Бояршинова Татьяна Васильевна
RU2513554C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 1990
  • Яковлева Г.А.
  • Гиндуллина Р.Г.
  • Лепихин В.П.
  • Агапова Л.В.
RU1782065C

Иллюстрации к изобретению RU 2 336 368 C1

Реферат патента 2008 года ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройству для получения магния и хлора электролизом расплавленных солей. Электролизер включает футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхними и нижними переточными окнами на технологическую ячейку и рабочее отделение, в котором размещены аноды и катоды. В нижней части на 1/4-3/4 высоты катоды имеют плоскопараллельные рабочие поверхности, а в верхней части катоды имеют переменное по высоте и длине сечение с обеспечением межэлектродного расстояния в верхней части катодов 1,1-2,5 межэлектродного расстояния между нижней частью катода и анодом. Рабочие поверхности верхней части катодов наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния. Граница между нижней и верхней частями катодов расположена параллельно основанию катода или с уклоном к технологической ячейке, составляющим от 3° до 15° к горизонтали. Техническим результатом изобретения является повышение выхода магния по току за счет создания оптимальной гидродинамической обстановки для выноса металла из рабочих отделений электролизера в технологическую ячейку. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 336 368 C1

1. Электролизер для получения магния и хлора, включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхними и нижними переточными окнами на технологическую ячейку и рабочее отделение, в котором размещены аноды и катоды, отличающийся тем, что в нижней части на 1/4-3/4 высоты катоды имеют плоскопараллельные рабочие поверхности, а в верхней части катоды имеют переменное по высоте и длине сечение с обеспечением межэлектродного расстояния в верхней части катодов 1,1-2,5 межэлектродного расстояния между нижней частью катода и анодом.2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что рабочие поверхности верхней части катодов наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния.3. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что граница между нижней и верхней частями катодов расположена параллельно основанию катода или с уклоном к технологической ячейке, составляющим от 3 до 15° к горизонтали.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2336368C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Татакин А.Н.
  • Чесноков А.С.
  • Шаяхметов Багдат Мухаметович
  • Забелин Игорь Всеволодович
  • Щеголев В.И.
  • Ларионов А.А.
RU2243295C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 2003
  • Агалаков В.В.
  • Трифонов В.И.
  • Бабин В.С.
RU2244046C1
Бездиафрагменный электролизер для получения магния и хлора 1973
  • Кириленко Иван Семенович
  • Лепихин Владимир Павлович
  • Чистяков Евгений Георгиевич
  • Сабуров Владимир Федорович
  • Девяткин Владимир Николаевич
  • Агалаков Владимир Алексеевич
  • Овчинников Евгений Владимирович
  • Чибисов Георгий Афанасьевич
  • Николаев Михаил Михайлович
SU511389A1
БЕЗДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 1995
  • Яковлева Г.А.
  • Лепихин В.П.
  • Минина Р.Г.
RU2094536C1
КАТОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА 2001
  • Николаев М.М.
  • Агалаков В.В.
  • Трифонов В.И.
  • Бабин В.С.
  • Колесников В.А.
  • Сергеев В.А.
RU2186157C1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1

RU 2 336 368 C1

Авторы

Яковлева Галина Аркадьевна

Минина Римма Георгиевна

Лепихин Владимир Петрович

Даты

2008-10-20Публикация

2007-01-09Подача