Электролизер для получения металлов из расплавов солей Советский патент 1976 года по МПК C25C7/00 

1

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и направлено на разработку и совершенствование конструкции электролизеров для получения металлов из расплавов солей.

Известны электролизеры для получения металлов из расплавов солей.

Например, в известном электролизере 1 выделяющийся на вертикальном катоде жидкий металл стекает в специальный керамический стакан-сборник, установленный под катодом. При получении некоторого количества металла последний периодически удаляют вместе со стаканом-сборником.

Существенными недостатками данного электролизера являются периодичность работы и сложность его обслуживания. Последнее сопряжено с особенно больщими трудностями в условиях, когда в процессе электролиза выделяются агрессивные, токсичные и тому подобные продукты, а также тогда, когда не допускается попадание в полость электролизера воздуха.

Ближайшим по своей технической сущности предлагаемому электролизеру является известный электролизер для получения металлов из расплавов солей, содержащий корпус, электролитическую ванну с размещенным в ее днище переливным патрубком металла, электроды и щтуцеры для загрузки реагентов и отвода газов 2.

Данный электролизер более прост в обслуживании и, благодаря наличию в нем переливного патрубка, выступающего из днища в полость электролитической ванны, при работе обеспечивается непрерывный отвод получаемого на катоде жидкого продукта.

Однако и этот электролизер не лишен недостатков, к которым относятся: небольщой срок службы и ненадежность в условиях, когда электролиз сопровождается выделением агрессивных газов, в частности хлора. Особенно сильная коррозия деталей электролизера происходит при больщих температурах, а, как Р звестно, получение металлов из расплавов солей связано с большими температурами. Известно, например, что срок службы электролизеров такого типа из-за коррозии составляет

лишь несколько десятков часов.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. создание электролизера, имеющего значительно больший срок службы в условиях, когда процесс идет

с выделением агрессивных газов.

Для достижения поставленной цели один из электродов в предлагаемом электролизере выполнен в виде трубы, нижний конец которой размещен ниже верхнего конца переливного патрубка, а верхний конец выведен из прлости Kopnj.ca, второй электрод установлен внутри первого, причем штуцеры для загрузки реагентов и отвода газов имеют сообщение только с полостью наружного электрода.

На фиг. 1 изображен предлагаемый электролизер, разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Электролизер содержит обогреваемый корпус 1, электролитическую ванну 2 с размещенным в ее днище переливным патрубком 3. Один электрод - анод 4 - выполнен в виде трубы, в частности из графита. Анод 4 по высоте электролизера установлен таким образом, что нижний конец его находится ниже верхнего конца переливного патрубка 3. Второй электрод - катод 5 - установлен внутри анода 4. Штуцер 6 для загрузки реагентов и штуцер 7 для отвода выделяющихся агрессивных газов сообщены с полостью наружного электрода - анода 4.

В зависимости от конкретных условий электроды могут иметь обратную полярность.

После доведения температуры электрода до рабочей, при необходимой высоте жидкого металла 8, достаточной для изоляции полости 9 анода 4 от полости 10 ванны 2, в полость 9 через штуцер 6 загружают реагенты (соли). Затем после перехода солей 11 в жидкое состояние на электроды 4 и 5 подают необходимое напряжение. В процессе электролиза на катоде 5 выделяется металл в жидком виде и стекает вниз. Поскольку полости 9 и 10 сообщены между собой в нижней части, то получаемый продукт по переливному патрубку 3 непрерывно удаляется из электролизера в специальный приемник (на чертеже не показан). Выделяющиеся на аноде 4 агрессивные газы не могут попасть в полость 10 ванны электролизера, так как конец анода 4 находится ниже уровня металла 8, и из полости 9 удаляются через штуцер 7. В результате этого исключается коррозия деталей (крышки, корпуса и т. д.) электролизера и значительно повышается срок его службы.

В случае необходимости, наружный электрод может быть снабжен электроизоляцией 12, а катод и анод могут быть отделены друг от друга диафрагмой.

Формула изобретения

Электролизер для получения металлов из расплавов солей, содержащий корпус, электролитическую ванну с размещенным в ее днище переливным патрубком, электроды и штуцеры для загрузки реагентов и отвода газов, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы в условиях выделения агрессивных газов при электролизе, один из электродов выполнен в виде трубы, нижний конец которой размещен ниже верхнего конца переливного патрубка, а верхний конец выведен из полости корпуса, второй электрод установлен внутри первого, а штуцеры имеют сообщение только с полостью наружного электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Ю. К. Делимарский и др. «Электрохимическое рафинирование тяжелых цветных металлов в расплавленных солях, Москва,

ЦПИИТЦ, 1971, стр. 93, рис. 37.

2.«Химическая технология облученного ядерного горючего, ред. В. Б. Шевченко, М., «Атомиздат, 1971, стр. 268, рис. 10.6 и 10.7.