Электролизер для получения ме-ТАллОВ и ОКиСлОВ из РАСплАВлЕН-НыХ СОлЕй Советский патент 1981 года по МПК C25C7/00 

I

Изобретение относится к электрическому получению металлов и окислов из расплавленных солей и может быть использовано в технологии редких и радиоактивных металлов и окислов.

Известны электролизеры для получения и рафинирования металлов электролизом расплавленных солей, имеющие корпус, анод, катод и герметично закрываемую крышку ll. ,

Недостаток данных электролизеров состоит в отсутствии в их конструкциях устройства, предотвращающего попадание солевого расплава в металлический корпус.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является электролизер для получения металлов и окислов из расплавленных солей, включающий корпус,помещенную внутрь его ванну с пришлифованным торцом, крышкой и катодом для подачи реагента в расплав. Герметичность внутреннего объе

на ванны обеспечивается за счет плотного контакта крышки с металлическим корпусом 2.

Однако выделенные в процессе электролиза на аноде агрессивные газы, например хлор, фтор и др., проникают через керамическое уплотнение между графитовой ванной и металлическим корпусом в зону температур 700-80.0С и разрушают корпус электролизера.

10 В связи с этим необходимо осуществлять плотный контакт крышки с металлическим корпусом, а с торцом графитовой ванны, причем уплотняющее усилие между крышкой и ванной не

(5 должно приводить к разрущению последней. Кроме того, в конструкции не предусмотрено устройство, предотвращающее выход солевого расплава в металлический корпус в случае

20 аварийного разрушения графитовой ванны.

Цель изобретения - создание регулируемого герметизирующего усилия 3 торца ванны на крышку и предотвраD;eiffle выхода расгшава в металлически корпус, Поставленная цель достигается тем что в электролизере для получени металлов и окислов из расплавленных солей, включающем корпус, помеш,енную внутрь его ванну с пришлифованны торцом,крышкой и катодом с каналом для подачи реагента в расгтав, элект ролизер выполнен с полостью корпусом и ванной для заполнения ее « металлическим свинцом. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Электролизер состоит из корпуса 1, ванны 2 из пиролитического армированного углерода, выполняющей роль анода, охлалсдаемой крышки 3 и катода 4 с центр ал ь)1ым осевым каналом 5, Между корпусом 1 и ванной 2 выполнена полость 6. Катод 4 снабже штуцером 7 для подсоещи ения к лини подачи реагента в ванну и шштно за фиксирован на крышке электролизера помощью втулки8 с держателями 9 и пневмозажимов 10. Электролизер помещен в электропечь 11. Принцип действия устройства заключается в том, что залитый в полость между корпусом и ванной жидкИй свинец создает выталкивающую силу, обеспечивающую с помощь.ю уста новленных на крышке пневмозажимов регулируемое уплотняющее усилие меж крышкой и ваниой. Значительная разн ца удельных весов свинца и перерабатываемого солевого расплава предотвращает также аварийный выход по . следнего в корпусе электролизера. Устройство работает следующим образом. В ванну 2 из- пиролитического угл рода диаметром 100, высотой 300 и т щиной стенки 3 мм загрулсают 1 кг эквимольной смеси хлоридов натрия и калия, 0,3 кг полуторной окиси гадолиния и, включив электропечь 1, по чают в ванне расплавленный электрол при 700 С. При этом полость заполняется расплавленным металлическим свинцом. Затем на ванну 2 помещают крышку 3 с катодом 4 и втулкой 8, погружают ванну в раснлавленный сви нец до ypOBHfj, превышающего уровень расплава Б ней, и с помощью держателей 9 и пневмозажимов 10 фиксирую ванну в этом положении при давлении сжатого воздуха Па в системе 54 пневмозаж1-1мов i- подают нозд.ух на охлаждение крышк, Растворение полуторггой окиси гадолиния производят подачей через пентральный осевой канал-5 катода 4 газообразной смеси хлора (60 об,,} vi паров четыреххлористого углерода (40 об.%) в расплав в течение 12 ч со скоростью 20 л/ч. После полного растворения включают ток электролиза, равный 20 А, и ведут процесс электроосаждения гадолиния на катоде в течение 9 ч. При этом на катоде сопровождается дендритообразный металлический гадолиний, который удалаяется из элект15олр1зера известными способами. В процессе работы небольшие возгоны солей конденсируются на охлаждаемой крышке -3 и создают дополнителыюе уплот1гемие между пей и торцом ванпь 2. Б случае аварийного разруше}шя в результате коррозии стенок Bainrw в зоне расплаь;; с образованием отверстпй диаметром 100-500 мкм расплав1енпый свинеп проникает из полости 6 в объем ванпы и вытесняет вверх солевой расплав из-за различия удельных весов расшичвленных, сви1пда и соли перекрывая отверсгия в местах коррозии ванны и предотвращая тем выход солевого расплава в r-ieталлический корпус , Измене:- ие при этом уровня расплавляемого метггплического свинца в корпусе контролируется соответствующим датчиком, сигнал от которого приводит в действие систему агзарийной занцггь электролизера. Предлагаемое устройство позволяет создать регулируемое герметизирующее усилие торца ванны с крышкой и предотвратить разрушение корпуса электролизера солевым расплавом при ава,рийной ситуации и 5 кроме того, предотвращает радиационное загрязн-ение окружающей среды при эксгшуатации электролизера в производстве рациоактивных металлов. Формула изобретения Электролизер для получения металлов и окислов из расплавленных соЛвй, включающий корпус, помещенную внутрь его ванну с прияшифованным торпом крышкой и катодом с каналом для подачи реагента в расплав, о т л ич а ю щ и и с я тем, что. с пелью .создания регулируекюго герметизирую