Бездиафрагменный электролизер для получения магния Советский патент 1977 года по МПК C25C3/04 

1

Изобретение относится к электроли тическому производству магния из расплавленных сред и направлено на совершенствование конструкции электролизера.

Известен бездиафрагменный электролизер, содержащий отделение электролизера с поочередно расположенными в нем анодами и катодами и ячейку для сбора магния, между которыми расположена разделительная огнеупорная стенка со сквозньгми каналами прямоугольной формы, доходящими до подины электролизера. Аноды и като,цы установлены в отделении электролизера перпендикулярно разделительной огнеупорной стенке и отстоят от нее.

При электролизе выделившийся на анодах газообразный хлор собирается в закрытом пространстве надотделением электролиза, откуда он удаляется через патрубки, и выделившийся на кё тодах жидкий магний поднимается вверх й,вместе с электролитом направляется через каналы, расположенные s разделительной стенке, в сборную ячейку, где он отделяется от циркулирующего потока электролита и скапливается на поверхности электролита.l3.

Однако наличие в разделительной стенке сквозных каналов прямоугольной формы, проходящих до подины электролизера, ухудшает условия сепарации хлора в отделении электролиза.

Часть хлора с потоками э/гектролита выносится из отделения электролиза в сборную , где хлор выделяется в атмосферу Цеха, что существенно ухудшает условия труда в цехах, приводит к снижению выхода товарного хлора и увеличению расхода щелочи или соды на обезвреживание сантехнических газрв. Кроме того, это приводит к снижению выхода по току за счет взаимодействия магния и хлора непосредственно в сборной ячейке.

Для уменьшения выброса хлора из отделения электролиза в сборную ячейку разделительную стенку удаляют от торцов анодов на 80-100 мм, что снижает потери хлора. Однако наличие большого зазора между разделительно стенкой и торцами анодов приводит к образованию -В I этом месте тихой зоны, что су щественно ухудшает условия выноса магния в сборную ячейку и приводит к г интенсивному хлорированию корольков магния на поверхности электролита в пространстве между разделительной сте кой и торцами анодов. Известен также бездиафрагменный электролизер для получения магния, .включающий отделение электролиза с ус тановленными в них катодами и анодами и ячейки для сбора магния, отделенные .огнеупорной перегородкой со сквозными каналами в ней V-образной формы 2J. Применение каналов V-образной фор7 мы вместо прямоугольной снижает потери хлора, но наличие большого зазора между электродами и разделительной стенкой существенно ухудшает условия выноса магния из отделения электролиза в сборную ячейку, что приводит к снижетию выхода по току. Предлагаемый электролизер отличается от известного тем, что огнеупорная перегородка выполнена с выступом, расположенным ниже входного отверстия обргиценным к отделению электролиза и перекрывающим -зазор между анодами и перегородкой. Кроме того, каналы V-образной формы могут иметь сечение, уменьшающееся в направлении к ячейке для сбора магния, а выступ перегородки может быть выполнен из малопористого материала, например графита или фторфлогопита. Такое выполнение электролизера обеспечивает улучшение условий разделения магния и хлора, повышение выхода по току и снижение потерь хлора с сантехническими газами. На фиг.1 представлен электролизер, поперечный Разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. Электролизер включает в себя кожух 1, футеровку 2, отделение глектролиза 3, ячейки для сбора магния 4, отделенные от рабочего отделения огнеупор ной перегородкой 5, катоды 6, аноды 7 отстоящие от перегородки. Разделительная огнеупорная перегородка имеет выступ 8, обращенный в от деление электролиза 3, перекрывающий зазор 9 между торцами анодов 7 и разделительной перегородкой и расположен ный ниже входного отверстия каналов V -образной формы для реретока электр лита и магния из отделения электролиз в сборную ячейку. Сечение каналов уменьшается в направлений к сборной .ячейке таким образом, что площадь сечения каналов на входе со стороны сбо ной ячейки составляет 2/3 таковой со стороны зоны электролиза. Нижний канал 11 в стенке служит для обратного перетока электролита из. сборной ячейки в отделение электролиза и для обес печения доступа ко всей подине отделе ния электролиза при выборке шлама. Вы ступ разделительной стенки выполнен из графитовых брусьев, бывших в употреблении, или из фторфлогопита. Свер ху электролизер имеет перекрытие 12, в котором жестко закреплены аноды 7. Конструкция такого электролизера позволяет значительно улучшить условия разделения магния и хлора, повысить выход по току, снизить потери. kлopa с газами сантехнического отсоса. Наличие выступа 8, который перекрывает зазор между торцами анодов 7 и разделительной перегородкой 5, препятствует образованию нисходящих потоков электролита в отделении электролиза, что улучшает условия выноса магния из отделения электролиза в ячейку для сбора магния 4. Кроме того, пузырьки хлора, поднимаясь вверх в отделение электролиза 3 вблизи разделительной перегородки, ударяются о выступ и изменяют направление движения в сторону, противоположную разделительной перегородки, что снижает потери хлора в сборную ячейку, то есть с газами сантехнического отсоса. Обратное попадание магния из сборной ячейки в отделение электролиза уменьшится, если поперечное сечение каналов V-образной формы будет уменьшаться в направлении к сборной ячейке. Выполнение выступа в разделительной стенке из графита или фторфлогопита упрощает изготовление стенки, поскольку этот материал легче обрабатывается на станке i кроме того, повышается прочность стенки, поскольку графит или фторфлогопит практически не взаимодействует с хлорными расплавами и жидким магнием. Испытания опытно-промышленного образца показали, что при температуре электролита 670-6SO°C и составе электролита 8-16% , 40-45% NaCE, 40-45% KCt, были достигнуты следующие показатели: сила тока - 160 КА; выход по току увеличился на , потери хлора с газами- сантехнического отсоса снизились в 5-10 раз и составили 15-20 кг/т/мд, удельный расход энергии снизился на 500 Квт/час/т/Мд-. Формула изобретения 1. Бездиафрагменный электролизер для получения магния, включающий отделения электролиза с установленными в них катодами и анодами, и ячейки для сбора магния, отделенные огнеупорной перегородкой со сквозными каналами в ней V-образной формы, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий разделения магния и хлора, повышения выхода по току и снижения потерь хлора с сантехническими газами, перегородка выполнена с выступом, расположенным ниже входного от-, верстия каналов, обращенньм к отделе