Ванна для электролитического получения магния из расплавленных хлоридов Советский патент 1936 года по МПК C25C3/04 C25C7/00 

Обычно в ваннах для электролитического получения магния из расплавленных хлоридов применяются решетчатые катоды с вертикально расположенными рабочими поверхностями, погружаемые целиком в электролит. Для понижения расхода энергии при получении металлического магния путем электролиза расплавленного карналита предлагается пользоваться наибольшим сближением электродов, отказавшись от применения диафрагм, присутствие которых мешает сближению электродов.

Согласно изобретению, для регулирования расстояния между электродами аноды, расположенные вертикально, укреплены в крышке, способной перемещаться в горизонтальном направлении.

Как показывают теоретические соображения и эксперимент, при .сближенных электродах целесообразнее пользоваться решетчатым катодом, так как форма решетки облегчает быстрое удаление выделяющегося на катоде магния из сферы воздействия хлоргаза, образующегося на аноде.

Так например, опытным путем установлено, что ванны с решетчатыми катодами мощностью в 2,5 кет позволяют получать магнии из карналита при расходе энергии в 13 квт-ч./кг магния при объемной плотности тока не менее 40 Я

на 1 литр электролита; получение же магния таким способом в заводском масштабе позволит значительно снизить расход энергии.

На чертеже схематически изображено устройство ванны.

Предлагаемая ванна представляет металлический кожух 7, перегороженный несколькими параллельно друг другу расположенными катодными решетками 2, металлически соединенными со стенками или дном кожуха или с теми и с другим. Между решётками 2 помещаются угольные или графитовые аноды 3, укрепленные в крышке 4, могущей двигаться в горизонтальном направлении для регулирования расстояния между электродами. Ток подводится к анодам 3 с помощью гибких шин, соединенных с общей для всех анодов сборной шиной, неподвижно укрепленной на крышке 4 ванны и имеющей постоянные распределительные отводы к анодам. Отрицательный полюс присоединяется к кожуху ванны. Хлоргаз отводится в отверстия в верхней части стенок ванны или через отверстия в крышке 4, сообщающиеся с хлоропроводом при помощи герметических подвижных соединений.

Плоская крышка 4 ванны покоится на уплотняющей прокладке, положенной

на борте ванны, или же уплотняется при помощи обычных в таких случаях жидкостных затворов; кроме того крышка лежит на балках 5, положенных вдоль ванны, с которыми крышка может передвигаться по опорам 7 в горизонтальном направлении в ту или иную сторону. Теплоизоляция ванны служит для поддержания необходимой температуры электролита, развивающейся от выделяющейся во время электролиза омического тепла при расстоянии 2-3 см между электродами. В случаях необходимости ббльшего нагрева крышка 4 подвигается ближе к симметричному расположению анодов 3 по отношению к катодным решеткам 2.

В промежутках между катодными решетками 2 укреплены жолобы 6, служащие для собирания магния и периодического выпускания его из ванны через трубки, соединенные с жолобами и выходящие наружу сквозь стенку ванны. При выпуске магния уносится -Часть электролита, который после отделения от магния может быть возвращен В ванну. Наличием такого автоматического выпуска металла устраняется необходимость ручного вычерпьшания магния, чрезвычайно тяжелого для рабочих.

Ванна может быть футерована из нутри огнеупорным кирпичом, но футеровка не обязательна. Кожух / ванны у поверхности электролита может иметь уступ для укладки футеровки 8 (напр. огнеупорный кирпич или угольные блоки), защищающей кожух / от разъеда ния.

Для выпуска шлама и отработанного электролита в имеется спускной канал р.

В случае конструкции ванны с неподвижной крышкой аноды могут опираться нижними концами на изолирующие подкладки, располагаемые на дне ванны. Расстояние между электродами регулируется движением катодных решеток, которые могут быть подвешены на рейках, опирающихся на кронштейнывыступы кожуха ванны. Дпя сообщения движения служат штоки, пропущенные сквозь стенки или крышку ванны с соответствующими уплотнениями. Ток подводится к катодным решеткам при помощи гибких пакетов, листового железа, соединенных с решетками и со стенками ванны и погруженных полностью в электролит.

В конструкции ванны с неподвижными электродами катодные решетки неподвижно скреплены с кожухом. Нагрузка на ванну рассчитывается таким образом, чтобы при ,5 см расстоянии между электродами было достаточно омического тепла для поддержания требуемой температуры. По мере обогревания анодов, расстояние между электродами увеличивается. Регулирование постоянства выделяемого в ванне омического тепла достигается регулировкой электрических машин, подающих ток в ванну: по мер увеличения расстояния между электродами ток в машинах уменьшается и напряжение повышается при сохранении мощности машины приблизительно постоянной. Для тепловой регулировки перегрева в случае, напр., плохих контактов у отдельных ванн, излишнее сопротивление электролита и т. п., в наружной тепловой изоляции ванн устраиваются вентиляционные каналы 10, в которые впускается часть воздуха из вентиляционного цикла в цеху, т. е. отводящие воздух из цеха каналы имеют сообщение с вентиляционными каналами в стенках ванны, так что часть воздуха при помощи, напр., задвижки и т. п. может быть выпущена из цеха не непосредственно в отводящие вентиляционные каналы, а через каналы ёанны.

Подобная регулировка будет отни-мать незначительное количество тепла, так как регулируются лишь отдельные ванны, требующие такой регулировки.

Ванны последних двух конструкций могут быть достаточно мощными при условии применения только одного ряда анодов с катодными решетками по обе стороны их.

Последняя конструкция ванны позволяет, почти совсем освободить цех от обслуживающего персонала, за исключением транспортирования магния от ванн и сырья к ваннам. Тепловая регулировка может быть легко и полностью автоматизирована, точно так же, как и выпуск

металла. При устройстве проточной системы для электролита отпадает и работа по транспортировке и загрузке сырья.

Предмет изобретения.

1. Ванна для электролитического получения магния из расплавленных хлоридов, с применением целиком погруженных в электролит решетчатых катодов с вертикально расположенными рабочими поверхностями, отличающаяся тем, что, с целью регулирования расстояния между электродами 2 и 3 вертикально расположенные аноды 3 укреплены в крышке 4, способной перемещаться в горизонтальном направлении. 2. В ванне по п. 1 применение сборновыпускных жолобов б для удаления магния из ванны.