Способ контроля концентрации хлористого магния в расплаве электролита Советский патент 1982 года по МПК C25C3/04 

I Изобретение относится к контролю технологических параметров и может быть использовано для измерения концентрации хлористого магния при управлении процессом получения магния способом электролиза расплавленных солей. Известен способ контроля концентр ции хлористого магния в расплаве электролита при электролитическом по лучении магния, согласно которому пе риодически отбирают пробу расплава и методом химайализа определяют концентрацию МдСЕг расплаве электролита. Суть процесса электролиза заключа ется в загрузке в электролизер задан ного состава сырья, из которого под действием постоянного тока выделяют ся металлический магний и газообразный хлор. С течением времени вследствие разложения МдС Ej концентрация в расплаве электролита уменьшается. Снижение концентрации МдСЕг ниже пределов, определенных технологическим регламентом, приводит к снижению выхода по току и увеличению удельного расхода электроэнергии. С целью своевременной корректировки состава электролита по МдСЕ. периодически отбирают пробы и производят их химанализ, по результатам которого принимают решение о необходимости корректировки концентрации НдСЕ -основного компонента электролита 1 . Такой способ измерения концентрации МдСР требует большой затраты ручного труда, обладает низкой оперативностью, не позволяет своевременно производить корректировку электролита и, тем самым, снижает производительность электролизера. Цель изобретения - повышение оперативности контроля КО центрации MgCEg в расплаве электролита. Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля концентрации хлористого магния в расплаве электро390лита, включающем отбор проб и их химанализ, измеряют начальные концентрацию хлористого магния и уровень расплава, запоминают измеренные значения, измеряют текущее значение уровня расплава, а текущее значение концентрации хлористого магния определяют по формуле С - Со 1-а,(Но-Н) () , (1) где С текущее значение концентрации Со HO начальные значения концентрации и уровня; Н - текущее значение уровня; aj,aj,- коэффициенты, характеризующие конструкцию электролизера, определяемые экспериментально. Определение концентрации хлористого магния по косвенному параметру уровню расплава, позволяет практически непрерывно или с заданной дискретностью получить информации о составе электролита за счет исключения трудоемких процессов пробоотбора и химанализа. Способ осуществляется следующим образом. В начальный момент времени отбирают пробу электролита, измеряют и запоминают его уровень. После проведения химанализ отобранной пробы запоминают начальную концентрацию gC.2 В процессе электролиза измеряют текущее значение уровня расплава электролита и по формуле (1) с учетом запомненных начальных значений концентрации и уровня определяют текущее значение концентрации в расплаве электролита.. После снижения концентрации МдСЕз. до предельного значения и кoppeктиpoв ки электролита операции по определению начальных значений концентрации и уровня повторяются. Таким образом, отбор пробы и химанализ .электролита производится только после корректировки состава электролита. При выборе уровня расплава в качестве косвенного параметра для определения концентрации МдС исходят из того, что изменение уровня происходит за счет разложения при электролизе MgCfj на Нд и СР и удаления образовавшегося хлора из электролизера, т.е. изменение уровня электролита связано с уменьшением концентрации МдСЕгДля проверки предлагаемого способа выбирают промышленные бездиафрагменные электролизеры с питанием по хлормагниевой схеме (сырьем, полученным в процессе восстановления губчатого титана). В течение циклов между заливками МдС 2 через каждый час измеряют уровень расплава электролита и концентрацию МдСЕг (путем отбора проб и их химанализа). С учетом начальных значений уровня и концентрации MgCEj,, а также текущего значения уровня расплава в промежуточных точках по формуле (О определяют концентрацию МдСЕ2 которую затем сравнивают с значениями концентрации МдС -2 8 этих же промежуточных точках, определяемых путем химанализа отобранных проб. Исследуют 66 циклов работы электролизеров. Обработка и сравнение данных концентрации HgCEj,, полученных по предлагаемому способу и путем химанализа отобранных проб, показывают хорошую сходимость результатов. Среднеквадратичная ошибка составляет б 0,69, а коэффициент корреляции 0,. На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа. Электролизер 1 питается постоянным током через шинопроводы 2, к которым подключены анод 3 и катод k. Измерение уровня расплава электролита осуществляется датчиком 5 уровня, сигнал от которого поступает в программно-вычислительный блок 6, который связан с блоком 7 памяти и регистрирующим устройством;8. Информация о начальной концентрации вводится в программно-вычислительный блок 6 с пульта 9 и запоминается в блоке 7Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени (после заливки расплава хлористого магния) отбирается проба на химанализ и опрашивается датчик 5 уровня. Измеренное начальное значение уровня запоминается в блоке 7 памяти. После проведения химанализа с пульта 9 вводится в программно-вычислительный блок и запоминается в блоке 7 памяти начальное значение концентрации МдС Ej

После поступления информации из пульта 9 по команде программно-вычислительного блока 6 опрашивается датчик 5 уровня.

По измеренным значениям уровня и запомненным начальным значениям концентрации MgCti и уровня расплава программно-вычислительный блок 6 определяет Текущее значение концентрации MgCEj. Полученные значения концентрации MgCEj регистрируются на регистрирующем устройстве 8,

Использование предлагаемого способа позволяет непрерывно получать информацию об изменении концентрации MgCtj в электролите, оперативно управлять процессом получения магния, своевременно корректируя состав электролита, и, тем самым, повысить выход металла по току на 1-2%.

Формула изобретения Способ контроля концентрации хлористого магния в расплаве электролита путем отбора пробы и ее химана-. лиза, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности контроля, измеряют и запоминают начальные значения концентрации хлорид; того магния и уровня расплава, измеряют текущее значение уровня расплава, а текущее значение концентрации хлористого магния определяют по формуле :

С Со|1-а,(Но-Н)(), где С - текущее значение концентра

ции хлористого магния; С о,Но- начальные значения концентрации и уровня расплава; Н - текущее значениеуровня; а,а, - коэффициенты, характеризующие конструкцию электролизера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванов А.И. и др. Производство магния электролизом. М., НеталлурТия, 1962, с. 195.

ч

/ V

. . «

jf

LJ.