JPH02129391A - 金属製造用電解槽およびその操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融塩浴を用いて金属を製造する電解槽、特
に、金属ハロゲン化物、列えばＭｇＣＬ。

を主体とする溶融塩浴を用いて電気分解する金属製造用
電解槽において、電解槽への電力を入熱不足に設計し、
不足熱量を溶融塩浴内に浸漬した加熱装置で補うように
した電解槽と、その操業方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、’ｇ’４を含む溶融塩浴を電気分解して、ＩＪｇ
およびａｔ、ガスを製造する電解槽として、■４Ｇ型、
Ａｔｃａｎ型、Ｄｏｗ型、無隔膜型や、近年、双極電極
を有するバイポーラ型などが一般に知られている。

これら電解槽の運転に於ては、主に電力で供給される入
熱と％　Ｍｇ０４の分解エネルギー　電解槽の放熱等よ
りなる出熱を均衡させ、電解槽内の浴温度を常に一定に
することが、高いｔｍ効率の維持、電解槽の長寿命化の
面から重要である。

槽内浴温度調整の方法として、工、ａ型は陰極が槽上部
から懸ｔＯされているため、陰極を動かし、陽陰極間隔
を調整し、電解摺電圧を調整することによって行なうこ
とが可能であり、電解槽の熱バランスは比較的取シ易い
。また、Ｄｏｖ型も、溶融浴をスチール製ポットに入れ
、ポット外側を天然ガスバーナーで加熱することが出来
るため、熱バランスは取シ易い。そして、熱が過剰すぎ
るときは、空気で冷却することができる。

これに対し、通常、陰極を側・後壁から貫通して構成す
るＡＩＯ＆ｎ型、無隔膜型、バイポーラ型などの電解槽
は、陽陰極が固定されているために、１．Ｇ型のように
電極間隔の調整を行なうことは出来ず、また、側壁は耐
火物で構成されるため、Ｄｏｗ型の様に側壁を介して加
熱冷却を行なうことは出来ない。この之め、これらの電
解槽では、以下の様な方法で熱バランスを増つている。

熱不足の場合 ■陰極または陰極の一部を切り離し、接続極の電流密度
を増すことにより、摺電圧を上昇させて電気入力を増加
する。

０通電電流を増し、電気入力を増加する。

■陽陰極の冷却器を減少嘔せる。

■溶融塩浴中にＡＯ醒極を入れ、ＡＣ電力を投入する。

熱過剰の場合 ■′？！を解槽内に投首した金属製の冷却器に空気を流
して冷却する方法（％公昭６０−１７０３５号公報参照
）。

■Ｍｇ集収室に空気を直接流し、冷却する方法。

■Ｍｇ集収室の壁を冷却する方法（特公昭６゜−１７０
３６号公報参照）。

などを効果的かつ簡便に行ない得る。

また、無水”ｇＣ４電解では、陽極表面の酸化消耗は起
り得ないが、原料Ｍｇ０４の中あるいは電解槽内で発生
し九ＭｇＯあるいはオキシ塩化物などにより、ｌＩａ極
表面が酸化消耗し、極間隔が拡大すること、陰極表面の
ＭｇＯ１ｋ３Ｌｏ＠　の耐滑、さらに陽・陰極の接続部
の劣化などにより摺電圧が上昇し、この値は発明者らの
経験からは２４ケ月間の運転で約αＪＶＫ達することか
ら熱バランスは過剰個にかたむき易い。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記した熱バランスを取る方法において、■は摺電圧が
上昇するため、Ｍｇ　およびａｔｔの電力原単位が悪化
し、■は多数の電解槽が直列に構成しであるため、各々
電解槽の調整がむづかしく、■は水冷の停止により接点
の劣化を起こし、■は交流トランスま九は直流整流器内
に直流、交流が流れ、回路を焼損する危険性がある。

このことから、従来の電解槽は運転開始時に熱バランス
する様に製作し、上記摺電圧上昇による入力増加分の熱
で、常に過剰となるように製作し、過剰熱を前記■〜■
の様な方法で取り去る、いわゆる熱過剰型電解槽であつ
九。

このような、従来の熱過剰型に製作式れた電解槽には、
次のような問題点が存在する。

１、　熱（電力）が全運転期間にわたって過剰に供給さ
れるため、電解槽で製造するＭｇおよびＣ６，の電力原
単位は、過剰電力分だけ悪化する。

Ｚ　過剰熱が冷却器の能力を上廻ると、電解槽を停止す
る必要が生じ、運転期間が制限される。

本発明は、前記問題点を解決し、効率の良い電解槽およ
びその操作方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明においては、′電解槽
を熱不足型に製作し、熱不足分を、溶厳浴に浸漬した力
ロ熱装置によって補充するものである。加熱装置は、熱
エネルギー源として電力、ガス、石油のいずれも使用で
きるが、入排気の熱交換機能を備えたガスバーナーが、
エネルギーコストの面から有利である。

〔作用〕 本発明において、熱不足型に製作し九″電解槽の、メタ
ル集収室蓋の上部から溶融浴内に浸漬させた入排気の熱
交換器をつけたガスバーナ（タリえばタカミツ工業株式
会社製ラジアントチューブバーナー）の燃焼筒は、溶融
浴に熱を与える。電解槽中の溶融浴は循壌黛が大きいた
め、浴全体を平均的に温度上昇させることが可能である
。このバーナーによる溶融浴の温度（―整）制御には、
自動着火・消火、手動着火・消火、またはガスの燃焼量
を調整して行なえばよい。

〔実ｍ列〕

図面によって本発明を説明する。第１図に示すように、
ＭｇｃＬｔｆ８融浴４を収納した電解槽１のＭｇ集収室
２の天井蓋３を通して、燃焼筒７を溶融浴中に浸漬し、
入・排気熱交換器５を取付けたバーナー６を上記燃焼筒
内で燃焼させて溶融浴を加熱するものである。前記燃焼
筒の槽内の上部には、保護用のセラミックライニング９
を施こしてもよい。

実施例１ 約ＡＯＫＷ分に相当する１！解解重電圧α４ｖを、極間
距離１ｒ、従来槽より約２ｔＭ縮少して熱不足型に製作
した第１図の無隔壁型電解槽１において、メタル集収室
蓋２を貫通し、溶融浴４中に浸漬した燃焼筒２本の合計
有効熱出力５０ＫＷの熱交換器５付ガスバーナー６を設
置した。この電解槽を２４ケ月電流１００ＫＡで運転し
たところ、第２図のａのような槽電圧推移を示し、電流
効率は全期間にわたって８５％であった。

また、この間に使用したガスの熱ｔは、約３×１０”Ｋ
ｃａｌとなった。全運転期間の電力原単位は１２９６８
　ＫＷｈ／ｌで、補熱公約５２０　ｘｗｈ／ｌ（４５［
ｌＬｏ　００　Ｋｃａｌ）　　であッテ、全エネルキー
原単位は約１　’５．５００　ＫＷｈ／ｌとなった。

これに対し、従来の熱過剰型の電解槽の場合、第２図に
おけるｂのように槽電圧推移をし、全運転期間の電力原
単位はＩ　Ａ　００６　ＫＷｈ／ｌと推定され、本発明
の電解槽は、約ｓ　ｏ　ｏ　ｘｗｈ／ｌのエネルギー原
単位低下が達成され、ガスは電力に対し単価が低価格で
ある念めエネルギーコストｉ約６％の節減となつ九。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｒＪ１解槽の断面側面図、第２図は、
操業期間内における槽電圧の変化を示す説明図、第５図
は入排気熱交換器付バーナー型加熱装置の概略図である
。 １　電解槽 ２　メタル集収室 ３　メタル集収室蓋 ４　溶融塩浴 ５　熱交換器 ６　バーナー ７　燃焼筒 ８　排気筒 ９　保護ライニング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融塩浴中に浸漬した加熱装置を備えてなる投入
   電力による入熱が不足する構造の溶融塩電解による金属
   製造用電解槽。
2. （２）加熱装置が熱交換器を組合せたガスバーナーであ
   る請求項１に記載の電解槽。
3. （３）溶融塩浴を用いて電気分解により金属を製造する
   電解槽において、電解槽に投入する電力を入熱不足にな
   るように電解槽を製作し、不足熱量を通解槽中の溶融塩
   浴内に浸漬した加熱装置により供給することよりなる電
   解槽の操業方法。
4. （４）溶融塩浴がＭｇＣｌ＿２を主とする金属ハロゲン
   化物よりなる請求項３に記載の電解槽の操業方法。
5. （５）加熱装置が熱交換器を組合せたガスバーナーであ
   る請求項３または４に記載の電解槽の操業方法。