CN103898554B - 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置 - Google Patents

一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103898554B
CN103898554B CN201410100135.5A CN201410100135A CN103898554B CN 103898554 B CN103898554 B CN 103898554B CN 201410100135 A CN201410100135 A CN 201410100135A CN 103898554 B CN103898554 B CN 103898554B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolysis bath
closing down
magnesium electrolysis
down magnesium
short circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410100135.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103898554A (zh
Inventor
朱福兴
程晓哲
穆天柱
马尚润
陈兵
邓斌
李开华
张瑶
彭卫星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd filed Critical Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority to CN201410100135.5A priority Critical patent/CN103898554B/zh
Publication of CN103898554A publication Critical patent/CN103898554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103898554B publication Critical patent/CN103898554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，当镁电解槽槽电压比正常条件下的镁电解槽槽电压低10％以上或当镁电解槽中的各根电极的电流强度相差5％以上时，向镁电解槽中的电极之间的空隙吹入惰性气体。本发明的装置则用于向镁电解槽中电极之间的空隙吹入惰性气体。本发明的快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置可有效解决镁电解槽出现的局部短路问题，有助于保证镁电解槽的正常工作以及镁电解生产的顺行，有利于提高生产效率，具有较强的应用前景。

Description

一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置
技术领域
本发明涉及冶金化工技术领域，更具体地讲，涉及一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置。
背景技术
镁电解法是生产金属镁的重要方法，更是联合法制备海绵钛工序中实现镁-氯循环的关键。当前工业生产中普遍采用无隔板电解槽和多级电解槽生产金属镁，其中，电极通常采用多电极并联方式布置以节约和有效利用电解槽空间，两种电解槽均有若干组阴阳极电极交替排列，其中部分或者全部电极与母线相连，并且通过隔墙将电解槽分割为电解室和集镁室以实现金属镁与氯气的有效隔离。
由于各电极采用多组电极并联的方式进行排布，因此需尽可能确保各电极电流的均匀分布，这便要求各组电极的基本工艺参数一致，以维持电解槽的稳定运行。但生产过程中常受电解残渣或金属镁流动不畅的影响，使得局部电极出现短路现象，此时并联电路中大量的电流将直接通过短路的电极形成回路，造成局部电流增高，电极本身发热增加。当温度达到电极头周围凝固层(电解质)的熔点时，盐壳将熔化发生漏槽现象。同时，局部电极短路造成大量电流直接通过导电的纯电阻发热，使得用于电解的电流降低，严重影响金属镁产量和氯气浓度，造成电流效率偏低和电能效率增高。当出现局部短路时，可通过测定电解槽各电极的电流分布状况或槽电压来判定，并联电路中总电阻较最小分阻要小，即短路时的电解槽槽电压将出现明显波动，较正常值明显降低。
目前，工业生产中一般解决局部电极短路的方法是对电解槽进行严格的除渣操作以减小电解残渣引起的电极短路并加强集镁室电解质的循环，但此种方法费时费力，不利于局部电极短路的及时解决。
因此，本发明提出一种快速消除镁电解电极短路的方法和装置，以期快速有效地排除镁电解槽的局部电极短路问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。
本发明的目的在于提供一种能够快速简便地消除镁电解槽局部电极短路的方法和装置，以及时保证镁电解槽的有效运行。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种快速消除镁电解槽电极短路的方法，当镁电解槽槽电压比正常条件下的镁电解槽槽电压低10％以上或当镁电解槽中的各根电极的电流强度相差5％以上时，向镁电解槽中的电极之间的空隙吹入惰性气体。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法的一个实施例，从电极的底部吹入惰性气体。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法的一个实施例，所述惰性气体为氩气、氦气、氖气中的一种或多种。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法的一个实施例，所述惰性气体的气体压力比镁电解槽中的氯化镁熔盐的液位压力高0.1～1MPa。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法的一个实施例，所述惰性气体的流量为0.1～1Nm3/min。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法的一个实施例，每个空隙的吹气时间为1～5min。
本发明的另一方面提供了一种快速消除镁电解槽电极短路的装置，所述装置用于上述快速消除镁电解槽电极短路的方法中，所述装置用于向镁电解槽中的电极之间的空隙吹入惰性气体。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的装置的一个实施例，所述装置为一根弯管。
根据本发明快速消除镁电解槽电极短路的装置的一个实施例，所述弯管包括横段管和竖段管，所述横段管与竖段管之间的夹角为80～100°。
本发明可有效解决镁电解槽出现的局部短路问题，避免其造成的下插槽大量漏槽现象，有助于保证镁电解槽的正常工作，保证镁电解生产的顺行，具有较强的应用前景。
附图说明
图1是本发明示例性实施例的快速消除镁电解槽电极短路的装置的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，将对本发明快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置的示例性实施例进行详细说明。
根据本发明的快速消除镁电解槽电极短路的方法具体为：当镁电解槽槽电压比正常条件下的镁电解槽槽电压低10％以上或当镁电解槽中的各根电极的电流强度相差5％以上时，向镁电解槽中的电极之间的空隙吹入惰性气体。
由于镁电解槽中氯化镁熔盐等电解质的带动作用主要源自于阳极电极产生的氯气，当发生电极短路时，阳极将不再产生氯气，此时氯气的带动作用消失。通过额外向电极之间的空隙中通入惰性气体后，则可以利用惰性气体的搅拌和上浮带动力将氯化镁熔盐等电解质带动循环，从而及时将阴、阳极电极之间造成短路的金属镁或电解残渣带走，从而有效地清除局部电极短路。
当出现局部短路时，可通过测定镁电解槽的槽电压来判定，短路时的镁电解槽槽电压将出现明显波动，其较正常的镁电解槽槽电压明显降低，当生产时所测定的镁电解槽槽电压比正常条件下的镁电解槽槽电压低10％以上时，则可以判定为出现了电极短路，此时就可以利用本发明的方法进行电极短路的消除。具体的正常条件下镁电解槽槽电压值需要根据实际的设备及工况获知，例如，本发明所使用设备的正常条件下的镁电解槽槽电压为4.5～5.3V。
除了利用槽电压来判断电极是否短路以外，还可以通过测定电极的电流分布状况来判断电极是否短路，具体地，可以通过潜流表或固定母线压降值测量或计算出各电极的电流分布状况，当各根电极的电流强度相差5％以上时，可判定电解槽出现了电极短路，并且电流强度最大的电极即为短路的电极。
由上述分析可知，利用电流强度来判定电极是否短路更为麻烦但能够更为准确地找出短路电极，而利用槽电压来判断电极是否短路则更为方便但难以准确找出具体的短路电极，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的判断方法。具体过程中可以初步通过槽电压的偏差来定性确定电解槽是否存在局部短路现象，然后对各根电极的电流分布状况进行测定，及时准确地确定电流分布不均匀的电极，再有针对性地对电流强度过高的短路电极给予处理。
优选地，根据本发明，可以直接向短路的电极之间的间隙吹入惰性气体，以高效、有针对性地解决短路问题。为了保证吹气的效果，采用从电极的底部吹入惰性气体的方式更佳。同时，为了保证吹入的气体不与镁电解槽内的组分发生反应，采用氩气、氦气、氖气中的一种或多种惰性气体。
根据本发明，惰性气体的气体压力应比镁电解槽中氯化镁熔盐的液位压力高0.1～1MPa以保证惰性气体具有足够的搅拌力和上浮带动力。其中，氯化镁熔盐的液位压力可根据液位高度，采用式1进行计算。
P=ρgh-----式1
其中，ρ为氯化镁熔盐密度（可根据具体成分进行查表确定），h为液位高度，g为重力加速度。
由于吹气过程是在氯化镁熔盐中进行操作的，因此需要确定氯化镁熔盐的液位压力，当惰性气体的气体压力高于氯化镁熔盐的液位压力时，惰性气体才会从如弯管的吹气装置中冒出，达到清除局部短路的目的。
为了保证清除效果，可以根据实际情况设置惰性气体的流量和吹气时间，本发明不作具体限定，例如，惰性气体的流量可以为0.1～1Nm3/min。在保证上述压力和流量的条件下，每个空隙的吹气时间为1～5min即可，优选地为3min。如此操作则效果明显，且较常规除渣操作简单便捷。
本发明的快速消除镁电解槽电极短路的装置则用于上述快速消除镁电解槽电极短路的方法中并且所述装置用于向镁电解槽中电极之间的空隙吹入惰性气体。也即，该装置只要能够实现对镁电解槽电极之间的空隙吹气即可，本发明不对其结构进行具体限定。例如，该装置可以为一根弯管，通过弯管上设置的阀门、压力阀和流量计控制开关、气体压力和流量。例如，该装置可以由不锈钢制成，以避免腐蚀并延长使用寿命。并且，其吹气过程为将弯管插入氯化镁熔盐的底部，之后从电极的底部向电极之间的空隙进行吹气操作。
图1是本发明示例性实施例的快速消除镁电解槽电极短路的装置的结构示意图。如图1所示，该装置为一根弯管，并且该弯管包括横段管和竖段管，横段管与竖段管之间的夹角为80～100°，由此可以实现较好的吹入气体。横段管和竖段管的长度可以根据镁电解槽和电极的尺寸设置，例如，横段管的长度a为900～1200mm，竖段管的长度b为2900～3300mm。
下面结合示例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所描述的示例范围内。
示例1：
选用某厂无隔板镁电解槽，正常条件下的镁电解槽槽电压为4.5V，当发现镁电解槽槽电压降至1.5V时，对镁电解槽中的各电极之间的空隙进行吹气处理，吹入的气体为氩气，气体流量为0.5Nm3/min、气体压力为0.1MPa，氯化镁熔盐的液位压力为0.03MPa，每个空隙的吹气时间为3min。吹气处理后，镁电解槽槽电压由1.5V变为4.5V，电流效率也由55％提高至75％。
示例2：
选用某厂无隔板镁电解槽，正常条件下的镁电解槽槽电压为4.5V，当发现镁电解槽槽电压降至1.2V时，对镁电解槽中的各电极之间的空隙进行吹气处理，吹入的气体为氩气，气体流量为1Nm3/min、气体压力为0.2MPa，氯化镁熔盐的液位压力为0.03MPa，每个空隙的吹气时间为1min。吹气处理后，镁电解槽槽电压由1.2V变为4.4V，电流效率也由55％提高至70％。
示例3：
选用某厂无隔板镁电解槽，正常条件下的镁电解槽槽电压为4.5V，当发现镁电解槽槽电压降至1.2V时，对镁电解槽中的各电极之间的空隙进行吹气处理，吹入的气体为氦气，气体流量为0.3Nm3/min、气体压力为0.1MPa，氯化镁熔盐的液位压力为0.03MPa，每个空隙的吹气时间为5min。吹气处理后，镁电解槽槽电压由1.2V变为4.4V，电流效率也由55％提高至74％。
综上所述，本发明的快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置可有效解决镁电解槽出现的局部短路问题，有助于保证镁电解槽的正常工作以及镁电解生产的顺行，有利于提高生产效率，具有较强的应用前景。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明的快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (5)

1.一种快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，当镁电解槽槽电压比正常条件下的镁电解槽槽电压低10％以上或当镁电解槽中的各根电极的电流强度相差5％以上时，向镁电解槽中的电极之间的空隙吹入惰性气体，并且是从电极的底部吹入惰性气体。
2.根据权利要求1所述的快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氦气、氖气中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，所述惰性气体的气体压力比镁电解槽中的氯化镁熔盐的液位压力高0.1～1MPa。
4.根据权利要求3所述的快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，所述惰性气体的流量为0.1～1Nm3/min。
5.根据权利要求1所述的快速消除镁电解槽电极短路的方法，其特征在于，每个空隙的吹气时间为1～5min。
CN201410100135.5A 2014-03-18 2014-03-18 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置 Active CN103898554B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410100135.5A CN103898554B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410100135.5A CN103898554B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103898554A CN103898554A (zh) 2014-07-02
CN103898554B true CN103898554B (zh) 2016-07-06

Family

ID=50990118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410100135.5A Active CN103898554B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103898554B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107557812B (zh) * 2017-08-28 2019-09-17 攀钢集团研究院有限公司 一种延长镁电解槽使用寿命的方法
CN110205648A (zh) * 2019-06-26 2019-09-06 攀钢集团钛业有限责任公司 流水线电解槽吹氩装置及吹氩除渣方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101037732A (zh) * 2007-04-25 2007-09-19 中国铝业股份有限公司 一种3104铝合金扁锭铸造在线除气除渣精炼方法
CN102534663A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 青海北辰科技有限公司 电解氯化镁生产金属镁的装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101037732A (zh) * 2007-04-25 2007-09-19 中国铝业股份有限公司 一种3104铝合金扁锭铸造在线除气除渣精炼方法
CN102534663A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 青海北辰科技有限公司 电解氯化镁生产金属镁的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103898554A (zh) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205062204U (zh) 一种电解炉
WO2016124034A1 (zh) 电解炉组
CN103014773A (zh) 一种均衡铝电解槽氧化铝浓度的装置及方法
CN105088284A (zh) 一种电解炉
CN103898554B (zh) 一种快速消除镁电解槽电极短路的方法和装置
EA005178B1 (ru) Способ улучшения эффективности тока при электролизе
JP3569277B1 (ja) ガス発生装置の電流制御方法及び電流制御装置
JP5085474B2 (ja) 銅の電解精製方法
CN204661841U (zh) 一种电解炉组
CN113820610A (zh) 全钒液流电池混液后健康状态的检测方法及系统
CN106835196B (zh) 生产阴极铜的混合电解系统
CN203284488U (zh) 一种铝合金阳极氧化装置
CN205170988U (zh) 铝电解石墨坩埚实验装置
CN108254611A (zh) 一种电极电流测量方法及系统
Yanqing et al. A novel porous Pb–Ag anode for energy-saving in zinc electrowinning: Part II: Preparation and pilot plant tests of large size anode
CN208136346U (zh) 一种次氯酸盐发生器
CN208136347U (zh) 一种次氯酸盐发生器的电解槽
CN207527552U (zh) 一种火电厂锅炉炉管垢量测定系统
CN205003179U (zh) 一种钛阳极寿命测试夹具
CN202372559U (zh) 一种电镀用电流密度计
JP2010156033A (ja) 過硫酸製造装置及び過硫酸製造方法
CN202187070U (zh) 一种电解精炼模拟实验装置
CN204849049U (zh) 一种电解槽
JP2014034726A (ja) フッ素ガス生成装置及びフッ素ガス生成装置の制御方法
CN202996612U (zh) 用于腐蚀铝箔扩孔的液馈供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant