Электролизер для получения алюминиево-литиевых сплавов Советский патент 1993 года по МПК C25C3/00 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов.

Целью изобретения является повышение производительности электролизера и получаемого продукта за счет исключения возможности его загрязнения барием.

На чертеже показан электролизер для получения алюминиево-литиевых сплавов.

Электролизер состоит из футерованной ванны 1, шахта которой разделена вертикальными перегородками 2, имеющими в нижней части окна 3, на три отделения, В крайних расположены анодные угольные блоки 4, а в центральном - катодные угольные блоки 5. Центральное отделение герметично закрывается сводом 6. На подине электролизера 7, имеющей скосы в крайних отделениях, располагается слой свинца, уровень которого во всех отделениях выше .высоты окон 3 в вертикальных перегородках 2, В центральном отделении на свинце лежит слой засыпки из дробленого алуида 9, отделяющий его от контакта с первым слоем алюминия 10, лежащего на дробленном алунде. и находящегося в слое электролита 11.

Электролизер работает следующим образом.

Ванна разогревается до температуры процесса 750°С. Процесс ведется в расплаве солей фторида и хлорида лития, В качестве электрохимически разлагающейся соли используется карбонат лития, загружаемый периодически или непрерывно в крайние отделения электролизера, В них на аноде происходит выделение окиси и двуокиси углерода, а на свинце - разряд ионов лития и частично водорода. В среднем отделении из :свинца происходит растворение лития (водород и свинец, как очень электроположительные растворяться не могут), а на катоде (слое алюминия) - разряд ионов лития с образованием сплава. Плохая смачиваемость засыпки алюминием и хорошая электролитом предотвращает возможность его контакта со свинцом, а ток протекает по

каналам, образованным частицами засыпки и заполненным электролитом. После достижения заданного состава производится выборка части сплава каким-либо устройством

(например, сифоном) через перекрытие центральной части и заливка свежего алюминия,

Наличие дополнительного биполярного электрода позволяет провести дополнительную очистку лития от водорода. Высокая степень герметичности и отсутствие обмена расплавом между центральным и крайними отделениями позволяет провести быструю очистку расплава в центральной

части от водорода в процессе работы электролизера и тем самым получить сплав с низ- ким содержанием газа. Центральное расположение центральной катодной ячейки позволяет осуществлять хороший ее прогрев, так как в ней значительно меньшее падение напряжения по сравнению с крайними (меньшие перенапряжения), а также обеспечить его хорошую герметизацию. Слой засыпки позволяет использовать более легкие электролиты по сравнению с алю- миниево-литиевым сплавом и предотвратить контакт последнего со свинцом, что приведет к загрязнению сплава как свинцом, так и водородом. Наличие скошенной подины уменьшает металлоемкость электролизера по свинцу и одновременно способствует естественной конвекции в слое свинца, что необходимо для обеспечения доставки лития в зону растворения. Отсутствие контакта карбоната лития с алюминием и железом позволяет использовать первый для производства сплавав.

Экономическая эффективность предлагаемой конструкции электролизера определлется разностью в стоимости карбоната и хлорида лития (примерно, в 2 раза меньше). Кроме того, за счет повышения качества получаемого сплава уменьшается количество брака на последующих переделах и, следовательно, повышается коэффициент использования лития.

Использование: в металлургии цветных металлов,в частности для производства алюминиевых сплавов. Предлагаемая конструкция электролизера позволяет снизить себестоимость получаемого продукта за счет создания возможности использования в качестве электрохимически разлагающейся соли лития более дешевого его карбоната. При этом шахта 1 электролизера разделена на три отделения: два крайних с угольными анодами 4, центральное катодное отделение с угольными блоками 5. В катодном отделении на слое свинца размещен слой засыпки из крупномолотого слоя керамики, плохо смачиваемой алюминием, но хорошо - электролитом. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

чиваемой алюминием, но хорошо - электро-конвекции р его слое, подина электролизера

литом.в крайних отделениях выполнена наклон2. Электролизер по п.1 , отличаю-ной в сторону центрального отделения,

щ и и с я тем, что, с целью уменьшения3. Электролизер по п. 1. отличаюметаллоемкости электролизера по свинцу ищ и и с я тем, что в качестве материала

способствования разв.итию естественнойзасыпки используется дробленный алунд.