Способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК C25C3/04 C25C3/06 

Изобретение относится к электролизу расплавленных солей, в частности к способам получения магния электролизом хлор- магниевых расплавов.

Известен способ питания электролизеров хлормагниевым сырьем путем индивидуальной заливки расплава или твердого продукта в каждый электролизер, осуществляемой периодически в соответствии с технологическим регламентом.

Недостатками указанного способа являются высокие трудозатраты, использование большого числа обслуживающих механизмов, периодическое расстройство режима работы ванны, вызванное заливкой расплава, склонность к пассивации катодов и др.

Наиболее близким к предлагаемому является способ питания магниевых бездиаф- рагменных электролизеров хлормагниевым расплавом в поточной линии, по которому расплав из головного аппарата поступает в первый бездиафрагменный электролизер, из него последовательно во все остальные ванные поточной линии, а затем в хвостовой аппарат. Подача расплава осуществляется в электролизное отделение, а его вывод - из сборной ячейки ванны. Вместе с расплавом транспортируется по всем электролизерам и магний, отделение которого от всего объема расплава происходит в хвостовом аппарате.

Недостатком известного способа питания является то, что в электролизное отделение ванны поступает вместе с расплавом и весь магний, наработанный в предыдущих электролизерах, что вызывает дополнительные потери магния и снижение выхода по току по сравнению с индивидуальным обслуживанием ванны.

Наиболее близко к предлагаемому устройство, включающее систему специальных каналов - расплавопроводов, по которым расплав самотеком транспортируется из одного электролизера в другой. На случай выхода из строя одной из ванн линии предусмотрены дополнительные обводные каналы.

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 по току.

Поставленная цель достигается тем, что после 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%; при их меньших размерах резко возрастает гидравлическое сопротивление: при размере отверстий 1 мм степень улавливания составляет 92-93%, 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 перфорированную 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 электролизер 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: верхний съем, обогащенный по магнию, и нижняя часть, по магнию обедненная. На выходе канала 8 перед входом в канал-коллектор 10 имеется пер- форированная 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 электролизное 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.

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

0 канала-коллектора. Проходя через перфориро- ванную пластину 9, он очищается от капель магния. Степень разделения расплава на два потока регулируется высотой окна 14 диафрагмы 9 путем ее поднятия или опускания.

5 Предлагаемые способ и устройство по сравнению с известными позволяют увеличить выход магния по току на 3-5% и снизить материальные затраты за счет исключения из конструкции обводных кана0 лов и устройств для переключения направления транспортируемых потоков расплава. Формула изобретения 1. Способ питания магниевых бездиаф- рагменных электролизеров поточной линии

5 хлормагниевым расплавом, включающий подачу расплава в электролизное отделение и его вывод из сборной ячейки ванны, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току, после вывода расплава для

0 каждых двух последовательных эл.ектролизе- ров линии осуществляют разделение потока на два, причем обедненный по магнию поток направляют в электролизное отделение следующей ванны, а обогащенный - в коллектор.

5 2. Устройство для питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом, содержащее электролизеры с электролизными отделениями и сборными ячейками и

0 систему футерованных каналов для перетока расплава, отличающееся тем, что, с целью повышения выхода магния по току, каналы выполнены с заслонками, причем в пазы футеровки канала вывода расплава из

5 сборной ячейки установлена заслонка с возможностью перемещения, канал ввода расплава в электролизное отделение выполнен с перфорированной пластиной и расположенной за ней запирающей заслонкой, ус0 тановленной в пазы футеровки, при этом канал выполнен с переменным уменьшающимся по высоте сечением при соотношении минимального и максимального диаметров, равном 2, канал ввода обога5 щенного 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.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что перфорированная пластина выполнена с размером ячеек 0,25-1,00 мм.

4. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что заслонка выполнена из алунда, магнезита, фторфлогопита или графита.

Изобретение относится к получению магния электролизом в поточной линии. Изобретение позволяет снизить потери металла, улучшить циркуляцию электролита в ванне, понизить долю капитальных затрат и обеспечить эксплуатацию поточной линии. Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал 2 вывода расплава, заслонка 3 которого открыта. Данная заслонка служит для металгния. - цвет-35. БЕЗ- ЕРОВ ЕВЫМ Я ЕГО чению линии. ри мелита в трат и линии. едыдул 2 выорого я 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 отделений. 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 фторфло- гопитовых пластин, а заслонка 11 - из графита или фторфлогопита. 2 С; и 2 з.п. ф-лы, 3 ил. k -/7 6 Ю 11 Л ю о ел С сл 5-А 9 8

В-Б