Электролизер для получения магния Советский патент 1936 года по МПК C25C7/00 C25C3/04 

Известны способ получения магния из безводного карналита и способ получения магния.из безводного хлористого магния. Достоинством карналитового способа является простота обезвоживания шестиводной соли, которое производится путем нагревания соли, в той или иной аппаратуре, а недостат сом его, особенно заметным при крупном масштабе, является периодичность процесса электролиза, так как в электролите по мере разложения хлористого магния накапливаются хлориды щелочных металлов; по достижении определенного процента остаточного содержания хлористого магния в электролите, последний необходимо удалять из ванны. Операция смены электролита в ванне требует значительных затрат рабочей силы, приводит на некоторое время к расстройству хода ванны, к падению выхода по току и концентрации хлора в хлор-газе и т. д.

Электролиз с применением безводного хлористого магния лишен этих недостатков, однако приготовление этого продукта представляет большие трудности из-за необходимости применения специальной герметической аппаратуры и обезвоживания в ней в атмосфере хлора или хлороводорода. Уже предлагались и электролизеры с непрерывной циркуляцией расплавленного электролита, подобные электролизеры состоят

(138)

из ряда камер, сообщающихся между собою каналами в перегородках или в электродах.

Согласно изобретению для перетекания электролита из одной ячейки в другую применены каналы, расположенные в боковых стенках ванны горизонтально или наклонно.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого электролизера; фиг. 2-поперечный разрез его; фиг. 3-вид его сверху; фиг. 4-боковой вид анода; фиг. 5-поперечный разрез его и фиг. б-продольный разрез анода.

Непрерывный процесс электролиза карналита осуществляется благодаря тому, что электролизер той или иной конструкции делится перегородками 9 на отдельные ячейки 7, 2 ... 7, 8 (фиг. 1, 2 и 3). Перегородки 9 состоят попеременно из щамота и из графита. Графитовой перегородкой является анодный блок JO, устроенный таким образом, что он представляет собой сплошную стенку, т. е. состоит или из одной плиты или из отдельных блоков, плотно пригнанных другу к другу. Шамотовые перегородки 9 изготовляются или из обычной кладки, например, в полкирпича, или, что предподчтительнее, из шамотовых плит той же толщины.

Согласно изобретению, для перетека ния электролита образованные перего

родками ячейки электролизера соединяются между собой каналами //, находящимися в футеровке боковых стенок ванны или в самих перегородках. Эти каналы//располагаются либо наклонно, соединяя верх одной ячейки с низом другой, либо горизонтально. В виду незначительного изменения удельного веса расплавленного карналита с изменением концентрации хлористого магния в нем и довольно интенсивной циркуляции электролита в ячейках характер расположения каналов особого значения не имеет.

В последней ячейке находится литник 12, нижний край которого соответствует нормальному уровню электролита.

Процесс электролиза осуществляется следующим образом. В крайнюю ячейку / .. . , противоположную ячейке с литником /2, производится периодическая или непрерывная загрузка карналита. Карналит может загружаться как в твердом виде, так и в расплавленном состоянии. При этом по каналам 7/ происходит перетекание электролита из первой ячейки во вторую, из второй в третью и т. д.; из последней ячейки, по достижении нормального уровня электролита в ней, некоторое количество его через литник 12 выльется из ванны. Так как каждая порция загруженного в ванну карналита обедняется в некоторой степени в каждой ячейке, то концентрация хлористого магния в ячейках будет уменьщаться от первой ячейки к последней. Изменение величины и частоты загрузок карналита и силы тока в ячейках дает возможность работать в желаемых пределах процентного содержания хлористого магния в ячейках.

Устройство каналов в электролизере имеет целью увеличить разность концентраций хлористого магния в соседних ячейках, так как при наличии обычно предлагаемых отверстий в перегородках будет происходить значительное перемешивание электролита соседних ячеек, и разность концентраций хлористого магния в них будет весьма незначительной.

При описанном выше способе ведения процесса электролиза карналита устраняются перебои в ходе электролиза.

связанные с вычерпыванием значительной части находящегося в ванне электролита; процесс электролиза все время протекает равномерно, подача загружаемого карналита и удаление отработанного электролита могут быть максимально механизированы.

Длительная .работа анодного устройства обеспечивается особым устройством подвода тока к анодам (фиг. 4, 5 и 6). Янодный ток 13, представляющий в соответствии с предыдущим сплошную стенку, т. е. состоящий из одной плиты или нескольких плотно пригнанных друг к другу анодов, заливается с железными токоподводящими штангами 14 в чугунный башмак 15 на небольшую глубину. Глубина заливки определяется выбранной плотностью тока для контакта графит-чугун и размерами поверхности анодного блока. Собранное таким образом анодное устройство может быть помещено либо в полу ванны, либо в крышке ее, либо в боковых стенках. К выходящим из чугунных бащмаков 15 токоподводящим железным щтангам 14 присоединяются алюминиевые или медные шины. При расположении анодного устройства в той или иной части ванны необходимо чугунные башмаки 15 и железные токоподводящие штанги 14 защитить тем или иным способом от действия электролита и выделяющихся в ванне газов, например искусственным охлаждением чугунных башмаков, удалением их на достаточное расстояние от рабочего пространства ванны, созданием каких-либо преград проникновению к ней и к шинам электролита и газов и т. д.

В случае отсутствия необходимости сборки анодов в виде сплошной стенки в чугунный башмак может заливаться каждый анод в отдельности. В этом случае заливка в чугун токоподводящих железных штанг не обязательна, так как алюминиевые или медные шины могут прилегать непосредственно к обработанной поверхности чугуна.

Расположение чугунных башмаков в футеровке ванны освобождает верх ее от деталей, благодаря чему создается возможность добиться герметичности анодного пространства. При расположении чугунных башмаков в крышке ванны герметичность может быть создана при помощи гидравлических затворов из подходящей жидкости, для чего чугунные башмаки снабжаются соответствующими выступами, погруженными в жидкость гидравлического затвора.

Предмет изобретения.

1. Электролизер для получения магния с непрерывной циркуляцией расплавленного электролита и с применением анодных блоков в виде сплошных стенок, служащих перегородками между ячейками, отличающийся тем, что для перетекания электролита из одной ячейки в другую применены каналы //, расположенные в боковых стенках ванны горизонтально или наклонно.

2. В электролизере по п. 1 применение на концах анодов /5 башмаков /5 с приключенными к ним токоподводящими штангами 14 (фиг. 4-6).

ФигЕ

ФиГг5