Электролизер для получения или рафинирования металлов Советский патент 1976 года по МПК C25C7/00 C25C3/04 C25C3/08 

Изобретение относится к области электролитического получения и рафинирования легких металлов из расплавленных сред.

Известны электролизеры для получения кристаллических осадков цветных металлов в расплавленных солях.

В большинстве известных электролизеров извлечение катодного осадка осуществляется путем его срезания специальными приспособлениями (ножами) с катодов как предварительно извлеченных из электролита, так и вращающихся (дисковых, барабанных). При извлечении катодных осадков в таких электролизерах необходимо периодически прерывать ток на ячейке электролизера (за исключением вращающихся катодов). В ряде случаев к моменту среза осадка электролит затвердевает, в результате чего усилия на срез достигают больших величин (до 150 кг на 1 см длины ножа). В некоторых конструкциях срез осадка производится непосредственно в электролите.

Известен электролизер для получения и рафинирования тугоплавких металлов из расплава солей, содержащий ванну с установленными в нее прямоугольными катодами и анодами. Срез осадка осуществляется непосредственно в электролите специальными ножами. Между ячейками размещен ковш для катодных осадков, который во время среза осадка

опускается до дна ванны и подводится под катод. После среза наполненный осадком ковш извлекается из ванны 1. Существенным недостатком такого электролизера является наличие сложных перемещений срезающих и извлекающих осадок устройств в среде расплавленных солей, увеличение глубины ванны, межполюсного расстояния и т. д.

Известен также электролизер для получения или рафинирования металлов, например магния или алюминия, электролизом расплавленных солей при температуре ниже точки плавления указанных металлов, содерл ащий выполненную в виде полуцилиндра ванну с введенными в нее вертикально электродами.

Извлечение осадка металла из ванны производится следующим образом.

Катодный осадок срезается с электродов ножами и падает на дно ячеек. Далее происходит откачивание осадка вместе с электролитом через специальные опущенные до дна ячеек трубки и коллектор в фильтр, расположенный над электролизером. Осадок отделяется от электролита и остается на фильтре, а электролит возвращается в ванну 2.

Недостатком данного электролизера является сложность операции удаления катодного

осадка и анодного шлама из междуэлектродного пространства вследствие сложной конструкции самого электролизера и нахождения в агрессивном расплаве движущихся частей насосов.

Предлол ениый электролизер отличается тем, что над электродами соосно с ванной установлен вал с закрепленными на нем скребками, причем ширина скребков соразмерна с расстоянием между электродами. Это позволяет упростить операцию удаления катодного осадка и анодного шлама из междуэлектродпого пространства.

На фиг. 1 показан описываемый электролизер с одной сборной ячейкой в двух проекциях; на фиг. 2 - электролизер с бункером в двух проекциях.

Электролизер представляет собой ванну, заключенную в стальной кожух 1, футерованный внутри огнеупорным кирпичом 2. В ванне электролизера установлены обычные или биполярные электроды 3. Над электродами по центру ванны смонтирован вал 4 с закрепленными на нем скребками 5. Срезанный скребками осадок перемещается в сборную ячейку 6. Сверху электролизер закрыт крышкой 7. Осадок может поступать не в сборную ячейку, а в бункер. В этом случае скребок 5 с закрепленной на щарнире 8 лопаткой 9 перемещает осадок на решетку 10. Электролит из катодного осадка стекает в ячейку 11. Затем после поворота решетки осадок поступает в бункер 12. Потенциал на аноды 13 и катод 14 подается через боковые токоподводы 15.

Электролиз осушествляют, например, вхлоридном или хлориднофторидном электролите с использованием обычных или биполярных электродов. Можно использовать как растворимые, так и нерастворимые электроды. В последнем случае в электролизере должно производиться улавливание выделяющихся на аноде газов, например хлора. Носле образования на катодах осадка в движение приводится вал с закрепленными на нем скребками. Срез осадка с катода непосредственно в электролите, особенно при получении алюмиНИИ илн магния, не вызывает больших усилий. Срезая осадок, скребок перемещает его по дну ванны в сборную ячейку или бункер.

которые сообщаются с рабочим пространством ванны.

Электроды могут размещаться, не касаясь дна ванны, или могут быть вмонтированы в футеровку. В этом случае шлам и осадок в каждой из ячеек не с.мешиваются. Для той же цели в электролизере могут быть установлены пористые диафрагмы, разделяющие анодное и катодное нространства.

Из сборной ячейки катодный осадок централизованно извлекается либо в твердом, либо в жидком виде, для чего температура солевого расплава в сборной ячейке поддерживается выше точки плавления получаемого металла. В электролизере могут быть две сборные ячейки с каждой из сторон ванны. Ячейки могут также находиться выше или ниже подины электролизера. При срезе осадка процесс электролиза не прерывается.

Электролизер может использоваться для получения электролитических порошков любых металлов или сплавов, осаждаемых ниже точки их плавления.

Формула изобретения

Электролизер для получения или рафинирования металлов, папрпмер магния или алюминия, электролизом расплавленных солей при температуре ниже точки плавления указанных металлов, содержащий выполненную в виде полуцилиндра ванну с введенными в нее вертикально электродами, отличающийся тем, что, с целью упрощения операции удаления катодного осадка и анодного щлама из междуэлектродного пространства, над электродами сооспо с ванной установлен вал с закрепленными на нем скребками, причем ширина скребков соразмерна с расстоянием между электродами.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе:

1.Авт. св. СССР 137269, кл. С 22С 3/02, 1961 г.

2.Патент США № 2512157, кл. 204-67, 1950 г.