Способ электролитического рафинирования хрома Советский патент 1992 года по МПК C25C3/32 C25C5/04 

Изобретение относится к технологии электролитического получения или рафинирования металлов в расплавленных солях, в частности хрома.

В известном способе получения хрома электрорафинирование хрома осуществляют в низкотемпературном электролите сие темы KCe-NaCI-MgCl2-CrCl2- Расплав электролита получают путем плавки хлоридов натрия, калия, магния и хрома (III) в инертной атмосфере. Полученный расплав заливают в разогретый и просушенный электролизер, куда вводят брикетированный хлорный хром (111) и порошок металлического хрома - для восстановления Сг+3 до Сг+2, а также расчетное количество металлического магния. Дают выдержку в течение 4 ч для гомогенизации электролита и прохождения реакции

2 СгСЫ Сг - 3CrCl2.

В результате тело, выделяемое экзотермической реакцией восстановления хрома, вносится в электролизер, тем самым не позволяя повысить токовую нагрузку, а значит, и увеличить производительность процесса электролиза. Кроме того, наличие в ванне агрессивного хлорного хрома снижает срок службы металлических узлов электролизера. Эти недостатки приготовления электролита еще более усугубляются в процессе корректировки состава электролита в ходе электролиза.

О

-N О

Целью изобретения является, повышение производительности и срока службы электролизера.

Способ электролитического рафинирования хрома включает приготовление электролита из хлоридов калия, натрия, магния с дихлоридом хрома (II), электролиз с корректировкой состава электролита по хлоридам калия, натрия и дихлоридам хрома и магния, при этом согласно изобретению, приготовление электролита с дихлоридом хрома (II) и корректировку состава по дихлоридам хрома и магния ведут путем ввода в электролизер расплава дихлоридов хрома и магния, получаемого по реакции

2СгС1з + Mg - 2CrCl2 + Mg CI2 . в отдельном реакторе, расположенном на крышке электролизера. Полученный таким образом расплав солей менее агрессивен к металлическим узлам злектролизера и заливается прямотоком в электролизер. При этом образуется электролит системы

KCI-NaCI-Mg Cl2-CrCl2.

Помимо исключения влияния агрессивного хлорного хрома, при предлагаемом способе в .электролизер не поступает дополнительное тепло, выделяемое экзотермической реакцией восстановления Сч+ до Сг+ . что позволяет -повысить токовую нагрузку электролизера и тем самым увеличить его производительность в ходе процесса получения порошкового хрома,

П р и м е р. В футерованном контейнере проводят планку в инертной атмосфере при 650°С смеси хлоридов: NaCI, KCI и MgCte при соотношении компонентов, мас.%: NaCI 30. KCI 30 и MgCl2 40. Затем дают выдержку в течение 2 ч для гомогенизации полученного расплава. Расплав переливают в предварительно разогретый и. просушенный электролизер.

В металлический, футерованный шамотным кирпичом реактор, расположённый на крышке электролизера и имеющий герметически закрывающиеся клапаны, загружают-шихту, состоящую из хлористого хрома СгС1з 86 мас.% и Mg порошка 14 мас.%, на которую помещают запальную смесь состава: 77 мас.% мас.% Mg порошка. Запальную смесь поджигают. При этом в реакторе протекает экзотермическая

реакция 2СгС1з+Мд 2СгС 2+МдС12. Полученный расплав через нижний клапан реактора поступает непосредственно в ванну электролизера, образуя в ней электролит

KCI-NaCI-MgCl2 CrCl2 следующего состава, мас.%: КСГ27, NaCI 27, MgCte 35, CrCl2 1t.

Процесс электрорафинирования алю- минотермического хрома проводят при максимальной силе тока 12 кА, напряжении на

ванне 10В, в течение 2 ч, затем катод с осадком поднимают, охлаждают в течение 1,5. ч в герметичной камере и производят срез катодного ссадка.

В ходе электролиза периодически проводят корректировку электр олита, добавляя из реактора требуемое количество дихлори- да хрома. Необходимый уровень электролита поддерживают путем дополнительной загрузки смеси хлоридов натрия, калия и

магния.

Использование предлагаемого способа электролитического рафинирования хрома за счет исключения перегрева электролизной ванны позволяет повысить в процессе

э лектроосаждения токовую нагрузку на 10%, за счет чего обеспечивается увеличение производительности процесса электролиза по конечному продукту. Кроме того, за счет исключения контакта расплава высокоагрессивного хлористого хрома с металлоконструкциямиэлектролизераувеличивается ресурс его работы в 2 раза (см.та блицу).

Формула изобретения

1. Способ электролитического рафинирования хрома, включающий приготовление электролита из хлоридов калия, натрия, магния и хрома, электролиз с корректировкой состава электролита по хлоридам калия,

натрия и дихлоридам хрома и магния, о т л- ичающийся тем, что, с целью повышения производительности и срока службы электролизера, приготовление электролита и корректировку состава ведут путем ввода в

электролизер расплава смеси дихлоридов хрома и магния.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав смеси дихлоридов хрома и магния получают самораспространяющимся высокотемпературным синтезом из хлорида хрома (III) и металлического магния.

Показатели электролиза

Предлагаемый способ

Известный способ (цех электролиза, з-д Сибэлектросталь

Изобретение относится к способам рафинирования хрома. Цель изобретения - повышение производительности и срока службы электролизера. Приготовление электролита с дихлоридом хрома и корректировку состава по дихлоридам хрома и магния ведут, путем ввода в электролизер расплава дихлоридов хрома и магния. Способ позволяет повысить производительность электролизера с 90 до 100 кг/сут по хрому и вдвое продлить срок его эксплуатации до остановки на капремонт. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Напряжение на ванне, В .., . Максимальная сила тока, кА Выход по току, %

Производительность по хрому, кг/сут Срок эксплуатации электролизера до остановки на капремонт, сут

Ю О 12

84 100

90

10

ДО 8

50

90

45