Поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов Советский патент 1983 года по МПК C25C3/04 

Изобретение относится к области электрометаллургии мягких металлов, в частности к .оборудованию для получения преимущественно алюминия и магния из расплава хлоридов.

Известна поточная линия электролиза хлористого магния, содержащая питатель, миксер обогащения расплава, последовательно соединенные каналами электролизеры, насос для перекачки расплава и систему каналов для создания циркуляции расплава, . совмещения с магистралью отвода хлора U .

Недостатки известной поточной линии состоят в следующем.

Не исключена возможность попадания воздуха в каналы для транспортировки расплава, что приводит к отложению окислов на стенках канала и к повышению- его гидравлического сопротивления и даже к полному его перекрытию; возможен выброс в атмосферу цеха токсичных веществ.

Наиболее близкой к изобретению по :технической сущности и достиг.аемому результату является поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов, включающая питатель, миксер для .обогащения расплава хлоридов, насос для его перекачийаНИИ, последовательно соединенные трубопроводами электролизеры, трубопро5 вод для подачи расплава к электролизерам, трубопровод отвода оборотного расплава и трубопровод отвода хлора 2. Эта поточная линия снабжена средствами для удаления шлама из мик10 сера-грейферным ковшом.

Недостатком этой поточной линии является низкий срок ее службы, что вызвано попаданием воздуха в миксер (при чистке его от шлама) и, следовательно, в трубопроводы, приводящим

15 к выпадению окислов и оседанию их на стенках трубопроводов, обуславливаю-, щих выход линии из строя за счет за купорки трубопроводов.

Целью изобретения является повыше20ние срока службы поточной линии.

Поставленная цель достигается тем, что поточная линия для получения легких металлов- электролизом хлоридов, содержащая.,питатель, миксер для обо25гащения расплава хлоридов для его перекачиванля, последовательно соединенные трубопроводами электролизеры, трубопровод для подачи расплава к электролизерам, трубопров.оды отвода

30 оборотного расплава и хлора, снабжена трубопроводом, соединяющим трубопровод подачи расплава у последнего электролизера с .миксером, а трубопро вод подачи расплава снабжен эжектором,, соединенным с выходнам патрубком насоса и ТЕзубопроводом отвода хлора. -За счет введения дополнительного .трубопровода/- соединенного с трубо Проводом подачи расттлава, снабженным эжектором, в котором происходит смещение расплава с мелкодисперсными пу зырьками хлора , вступившего в химическую реакцию с компонентами отложе НИИ, в результате которой происходит очистка стенок, при заполненных элек ролизерах и включенном насосе образу ется контур циркуляции расплава, иск лючающий .образование отложений, а та же и снижение температуры расплава в них (за счет постоянного Прокачивани J. орячего расплава), что повысит на-дежность и эффективность линии для получения алюминия или магния. На чертеже показана принципиаль.н.ая схема поточной линии для получения легких металлов электролизом рас плава хлористых солей. Поточная линия содержит .установленные по ходу технологического процесса питатель 1 для загрузки сырья, миксер 2 обогащения расплава, насос 3 перекачки расплава, трубопровод 4 подачи расплава, размещенный в трубопроводе 4 .эжектор 5, камера 6 смешения которого подсоединена к насосу 3, а диффузор 7 сообщен с трубопроводом 4 подачи расплава ряд последовательно соединенных расплавопро водами электролизеров 8, подсоёдинен ных к трубопроводу 4 отводами 9, сна женными запорными вентилями 10; дополнительный трубопровод 11, образую щий с трубопроводом 4 подачи расплава замкнутый контур циркуляции; TpS бопровод 12 оборотного расплава, одним концом подклочвнный к первому электролизеру 8, а другим - к миксеру 2 обогащения расплава, и трубопро вод 13 отвода хлора подсоединенный через патрубок 14, встроенный в горлов-ину 15, к эжектору 5. Трубопровод 13 отвода хлора соединен с электроли зерами 8 патрубками 16. Все узлы тру бопроводной системы и соединения ее с агрегатами выполнены герметичными и теплоизолированными. Все трубопроводы сообщены друг с другом и образу ют общую систему транспортировки. Работает поточная система следующим образом. Сырье в виде расплава с помощью питателя 1 подают в миксер 2 обогащения расплава, где происходит отделение посторонних примесей и подогрев расплава до рабочей температуры. Обогащенный подогретый расплав насосом 3 через эжектор 5 подают в трубопровод 4 подачи расплава, а из не-. го по отводам 9 к .электролизерам 8. После их заполнения до требуемого ; уровня отводы 9 перекрывают запорными вентилями 10 и начинают процесс электролиза. Металл, который скапливается в нижней части электролизеров 8, удаляют из них или вакуум-ковшами или по трубопроводу (на чертеже не показан) и транспортируют в цех дальнейшей обработки. Хлор, образующийся ,при .электролизе по патрубкам 16 поступает в трубопровод 13 отвода хлора и через патрубок 14 попадает в горловину 15 эжектора 5, а оборотный расплав, образовавшийся в результате реакции разложения, по трубопроводу 12 подают обратно в миксер 2, где он .смешивается с вновь поступающим сырьем и вновь возвращается в электролизеры В. После заполнения электролизеров 8 часть расплава остается в миксере 2 и трубопроводах 4 подачи расплава. Поэтому, пока в электролизерах 8 происходит процесс электролиза, расплав, не попавший в электролизеры 8, циркулирует по замкнутому контуру непрерывной циркуляции, образованному трубопроводом 4 подачи расплава и дополнительным трубопров од ом 11. Расплав из миксера 2 с по-, мощью насоса 3 через эжектор 5, получив ускорение, с повышенной скоростью поступает в трубопровод 4 подачи расплава и возвращается в миксер 2 по дополнительному трубопроводу 11. Хлор, ОТВОДИЛ5ЫЙ от электролизеров 8 по трубопроводу.13, в горловине 15 эжектора 5 разбивается на мельчайшие дисперсные пузырьки диаметром до 1 мм и смешивается с рас- плавом. Наличие мелкодисперсных пузырьков хлора в сочетании с эффектом эжекциИ не дает образовываться отложениям на стенках трубопроводов, этому способствуют циркуляция разогретого расплава по замкнутому контуру и связанный с ней постоянный подогрев системы транспортировки и миксера. Вследствие всего вышеперечисленного отсутствует кристаллизация металла из расплава. Если же на стенках осядут отложения в виде окислов, то находящийся в расплаве хлор вступает с ними в химическое ззаимодаистине и снимает их со стенок системы транспортировки.. Хлор также служит дополнительным средством изменения физико-химического состояния и срыва примесей со стенок в поток. После окончания реакции электролиза и удаления полученных в результате компонентов разложения открывают вентили, 10, вновь заполняют очередной порцией расплава электролизеры 8, и цикл повторяется вновь.