В известных до сих пор конструкциях электролитических ванн для получения магния из расплавленных хлористых солей невозможно получение хлора высокой концентрации.
Предлагаемый электролизер, по мнению изобретателей, в полной мере предусматривает эту возможность и, кроме того, благодаря своеобразной конструкции анодов и катодов, а также весьма солидной тепловой изоляции верха ванны, возможно работать с минимальным расходом электроэнергии на единицу веса получаемого металла - магния, без применения внешнего подогрева.
Срок службы предлагаемого электролизера без ремонта, по мнению изобретателей, в несколько раз больше, нежели в существующих конструкциях, так как главная причина необходимости ремонта - разъедание графитовых анодов - не сказывается на повышении напряжения ванны.
На чертеже фиг. 1 изображает электролизер в продольном разрезе и фиг. 2 - то же в поперечном разрезе.
Предлагаемый электролизер состоит из металлических катодов 1, подвешенных на шинах 14, и графитовых анодов 3 с шинами 15 и железной штангой 20, имеющих треугольную или трапецоидальную форму поперечного сечения. С катодами 1 жестко связаны наклонные, сводчатые и погруженные в электролит перекрытия 2, служащие для собирания и удаления из ванны выделяющегося магния.
Электролизер снабжен порогом 4, каналом 5, через который электролит поступает из первой секции ванны в последующие, и снабженным изоляцией 21 сводом 6, состоящим из специальных секций - стационарных 18 и разборных 19. Для загрузки электролита и выгрузки шлама предназначено отверстие 7. Посредством шамотовых перегородок 10 катодное пространство, ванны изолируется гидравлическим затвором из электролита от наружного воздуха. Для слива электролита предназначена электрически обогреваемая сливная трубка 12. Вся ванна заключена в кожух 17.
Электролитом может служить как карналлит, так и хлормагний (безводный). В случае работы на карналлите расплавленный карналлит заливается в отверстия до максимально возможного уровня. После этого ванна включается в электрическую цепь и начинается электролиз. При ванне на определенную силу тока, при определенном выходе по току, при определенном составе питающего и отработанного электролита производится расчет: 1) электролитически разлагаемого хлормагния p - за единицу времени, 2) количества вводимого за это же время хлормагния со свежим электролитом ax, где a - содержание хлормагния в поступающем электролите, а x - количество добавки, 3) количества выводимого за это же время хлормагния с отработанным электролитом by, где b - содержание хлормагния в отработанном электролите, y - величина отбавки.
Соблюдение при работе ванны равенств:
дает гарантию в том, что концентрация MgCl2 в электролите не будет падать ниже величины b при произвольно долгой работе ванны. Таким образом, ванна может работать непрерывно. Предлагаемая ванна, благодаря отсутствию диафрагм, а также благодаря большой поверхности электролита дает возможность, по мнению изобретателей, при понижении уровня электролита в 100 мм иметь в сутки только одну рабочую операцию по выгрузке и загрузке в нее электролита.
Так как по конструктивным соображениям понижение уровня электролита может быть взято больше 100 мм, то число рабочих операций может быть доведено до одной в двое суток.
Для сигнализации о наступившем предельном понижении уровня электролита устанавливается сигнальная лампа или звонок.
Так как электролит из загрузочного отверстия 7 может попасть в следующие секции ванны только через канал 5, то электролит вырабатывается в первой и второй секции, где выпадает и весь шлам. Последний по уклону стекает к стенке рабочего отверстия 7, откуда и вычерпывается.
Выделяющийся на катоде 1 магний целиком попадает под перекрытие 2, имеющее в поперечном разрезе наклон в одну сторону, благодаря чему металл идет вверх и попадает в полую катодную штангу 8 и через отверстие 16 в ней выходит на поверхность электролита в окно 9, откуда периодически (раз в сутки) и вычерпывается. Хлор, выделяющийся на аноде, не может попасть под перекрытие 2, так как угол d1 взят больше, чем угол отхода пузырьков хлора от плоскости анода при движении хлора вверх и далее через хлороотвод 11.
Катоды подвешиваются на раме из алюминиевых шин 14, которая может перемещаться вверх и вниз посредством регулирующего устройства 13, состоящего из ряда конических зубчаток, как это имеет место в алюминиевых ваннах.
Благодаря возможности регулирования катодов и своеобразной форме анода и катода фактор разъедания, графитовых анодов целиком компенсируется. Ванна все время работает при постоянном напряжении; отходы графита минимальны. Работа без замены анодов возможна, но менее одного года.
Так как перекрытия 2 сверху покрыты изоляционными чехлами, то электролиз не идет на верхнюю часть катода. Угол же d2 взят таким, что металл не может выйти из-под перекрытия 2.
1. Электролизер для получения магния из расплавленных хлористых солей с применением горизонтально расположенных анодов, отличающийся тем, что с целью регулирования расстояния между электродами и компенсации разъеданий анодов, последние расположены ниже катодов, имеют треугольную или трапецеидальную форму поперечного сечения, а катоды расположены параллельно анодам в промежутках между ними и снабжены подъемными приспособлениями.
2. В электролизере по п. 1 применение жестко связанных с катодами наклонных сводчатых и перегруженных в электролит перекрытий 2, служащих для собирания и удаления из ванны выделяющегося магния.
