Способ пуска магниевых электролизеров Советский патент 1980 года по МПК C25C3/04 

Изобретение относится к области электролитического получения магния. Известен способ пуска магниевых элек тролизеров, согласно которому электролизер ставят под токовую нагрузку сразу после заливки в него расплава хлористых солей . Недостатком известного способа является длш-ельный пусковой период электролизеров (1,5-2 месяща), т,е. пе. риод, когда электролизеры работают с низким выходом по току. Это объясняет ся переходом вредных примесей из футеровки электролизеров на катоды и их пассивацией. Переход примесей в электролит связан с пропиткой футеровки электро лизера расплавом после его пуска в первый период эксплуатации. Известен также способ пуска магниевого электролизера, согласно которому, с целью сокращения пуско-наладочного по риода и снижения удельного расхода элекн гроэнергии, перед заливкой рабочего электролита в ванну заливают легкоплавкую смесь - карналлит, которую затем охлаждают до затвердевания. Легкоплавкую смесь заливают до заполнения ею в затвердевшем состоянии 5-10% объема рабочего пространствй электролизера. Применение указанного способа пуска позволяет получать более Высокие показатели в пусконаладочный период по сравнению с ранее применяемыми способами 2 , Недостаток известного способа заклю- чается в том, что безводный карналлит, применяемый в качестве легкоплавкой смеси, включает значительное количество вредных для процесса электролиза примесей, таких как окись магния, соединения железа, кремния, сульфаты, содержание которых может достигать следующих значени й,%: ;S.,12; SO -0,-«5; Лг,,,-1г; bAgO-V5 При расплавлении затвердевшего на подине слоя карналита, указанные примеси переходят в электролит и принимают непосредственное участие в электрохимических процессах, выделяясь на рабочей поверх ности катодов, что связано с более попа жительным потенциалом их разряда по сравнению с магнием Поскольку в пусковой период поверх кость катодов еще не облужена магниеы вьзделение на катоде осадков губчатого железа, образование сульфидных пленок к осаждение на них окиси магния приводит ft тому, что поверхность катодов на дли тельное время оказывается запассивиро « ванной. Кроме того, затвердевший карналлйт имеет температуру плавления всего 425 и через 6-8 ч после пуска расплавляется,; -js в результате чего начинается дополнител нре Вымывание вредных примесей из фу« теровки подины. Примеси, -выщелоченные из футеровки подиныв также попадают на рабочую поверхность катода и пассиви руют ее. Вследствие этого пусковой период, период работы с низким выходом по току (60-65% вместо 8О% и более) является длительным и составляет днейо Цель изобретения - минимальное вве дение в электролизер вредных примесей в пусковой период и повышение выхода по току прк одновременном сокращении пусконаладочкого периода Цель дбстигается тем что для формй рования твердого слоя в электролизер заливают смесь чистого безводного ристого магния и электролитически работанногр электролита взятых в нощении от 3;1 до 1г1. При этом применяют высокочистый хлористый магний, получаемый при мдг нийтермггаеском способе восстановленшГ четыреххлористого титшшо Предлагаемая смесь имеет температуь ру плавления 47О 55О°С|, что обеспечивает Хорощее растекание ее по подине при формировании затвердевшего слоя а содержание в ней вредных примесей же---лезаэ кремния, сульфатов и других не превышает 0,003- 090О6%„ Примеров разогретый ковш для транспортировки . расплава заливают тон ну электрюлита, откаченного из верхней части электролизера, работающего с вЬ ходом по току не менее 80%. Электроли содержит MgCCg и по 40-45% Часе и КС(1 . Ковш с электролитом транспортируют в оосстановленяя титана, где непосредственно из аппарата восстановления в него заливают 2 т практически 1ОО)«но1Х хлористогч) ьлагнй Полученную смесь (соотношение хлористого v5aruHH и электролита составляет транспортир тот Б электролизный цех к зал.йва.ют в предварительно разогретый известным способо. до 4ООС пусковой электролизер. При этом происходи; формирование твердого слоя на подкне электролизера перед его nycxoiv. Температ фа плавленка сапевой смеск сосгавляет 510 С, Расплав для последующей заливки erxj в пусковой электролизер берут на работаю- щюс электролизеров Когда катодные листы оказываются погруженными в расплав на 20О включают ПОСГОЯЕный токо в течение 10 ч по мере раза-грева электролита в ванну доливают рас плав безводного хлористого магния к доводят уровень до нормы (когда диафраг ма погружена на 200 мм в алектролгг)г. Температура электролита в период пус ка электролизера составляет С Пуск электролизера считается закончен ным, когда он находится в тепловом ра& новееки и работает с высоким выходом по току В предлагаемом способе через 24 ч после подключения постоянного тока злектроли р работает с выходом, по току более и баланс5ф тся при 680 7ОО°С/Преимущество пуска магниевых электрфлиэеров по пред лага етлому спсх;обу по сравнению с известным заключаетс-я в том,, что в пусковой период, .(юобеино в первые часы после подключения постоянного тока,, в электролит поступает незначительное количество вредных примесей Fe SiOn , 4 2.3 f 8 являющейся при« чиной пассивации катодов. Вследствие To.ro, что на катодах не происходит образование пассивирующей пленкНе они быстро и хорошо покрываются слоем . Помимо sTorOj положительное влияние о.казывает TOs что температура плавпения смеси составляет С, по срав- н.ению .с температурой алавления карнал пита равной 425 С, Затве{здевшая смесЬц имеющая температуру плавления 47 О 350 Се расплааляется только через . суТ( т.GO в течпние этого времени пркмесн иэ футеровки подины не попадают в элек- тролиТр а следовательно,, к на катод, В те-чение этих сут катодный Процесс стабилизируется и после расплаштення твердого слоя примеси выщелочены из футеровки подины, ю в состоянии нару« шить обслуживание катода магнием. 573 Орюимутпества предлагаемого способа тугка м/апгиевых электролизеров заключаются п том, что на электролизере уже через 1&-24 ч после подключения постоянного тока достигается выход по току 80% и более, т.е. уже через сутки заканчивается пусковой период и начинае ся нормальная работа электролизера с вьюоким Выходом по току, В то время как при применении известного способа период работы электролизера с низким выходом по току (60-65% вместо 80%) составляет 15-20 дней. Одновременно, за счет образования на подине электролизера подушки твер- дои соли, повышается срок службы футеровки подины и всего электролизера, так как основное количество расплава заливается непосредственно на твердую соль, а не на материал футеровки. Формула изобретения Способ пуска магниевых электролизеров, включающий формирование на подине 9и твердого слоя хлористых солей, предварительно залитых в расплавленном состоянии, отличающийся тем, что, с целью минимального введения в электролизер вредных примесей в пусковой период и повышения выхода по току при одновременном сокращении пусконаладочного периода, для формирювания твердого слоя в электролизер заливают смесь чистого безводного хлористого магния и злектрапнтически прюработанного электролита, взятых в соотношении от 3:1 до 1:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Стрелец X. Л. 1 Электролитическсге получение магния М., Металлургия, 1972, с. ЗО9-311. 2. Авторское свидетельство СССР № 46О327, кл. С 25 С 3/04, 1973.