JPS59107090A - ＭｇＣｌ↓２電解槽における電極間スラツジ除去法 - 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】 ＭｇＣ１，を他の金属の塩との混合溶融塩として電解を
行ない金属陶及びＣ１，ガスを製造するに際して、電力
効率の向上を図るには先づ相対向して配置される電極面
間隔をできるだけ小さくすることが必要である。この場
合、陽極面に発生して浴中を上昇するＣＩ、ガスの上方
への拡がりを抑制しこうして１．と陶との再結合を防止
するために、これらの電極面の一方または両方を垂直に
対して傾斜させること、さらに陰極面の傾斜をより太き
くし上開きの極面間隔を形成することが知られている。

このような構成は例えば特公昭５７−３６３５６号及び
本発明者による特開昭５７−４７８８７号の各公報に記
載されている。

上記のような傾斜電極を有する電解槽においては、電極
面間の下方空間に挾雑物乃至スラッジが堆積して障害を
起こすことが往々である。このスラッジは溶融塩浴が主
に空気または水分と反応して生じたものであるが、これ
は特に電解槽の運転開始時に形成されやすく、また例え
ば電解槽壁と接する各電極の両端部付近のような浴の流
速が相対的に低下する領域で堆積し易い傾向が見られる
。

このスラッジには鳩等の酸化物の外に微粒子状の金属鳩
が含まれているため、これを介して電流の　・短絡が生
じ電流効率の低下を来たす。同時にこの堆積物は浴の対
流を妨害−するので析出鞠の搬出速度が低下し、さらに
は対流速度が低下する結果鑞極間におけるｆｖｉｇｃＩ
、に極端な濃度不足が生じることになり、場合によって
は浴に含まれ℃いるＮａＣＩのような成分の電解が生じ
ることもあり、電解槽の能力を太ｌ］に低下させる原因
となっている。

垂直な電極面をもつ電解槽ではこのようなスラッジは形
成されても槽の底部に堆積し−ｒ−屯極面には付着しに
くいので太ぎな問題にならないが、電極面が傾斜してい
たり極面間隔が下皿りになるよう構成されている場合に
は、浴中な降Ｆする途中で極面間に挾まる場合が生じる
と思われる。

形成初期のスラッジは電解操作時の対流によって自然に
除去することも可能ではあるが、これには和尚の長時間
を要することが多い。従ってエネルキー効率及υ・生産
能力の向上の観点から、ＩｎＩらかの手段を講じてスラ
ッジの除去を促進することか望まれる。

浴の対流による除去を促進する方法も考えられ、このた
めには浴の温度を上げて浴の流動性を堆すこと、或は電
流密度を増して対流速度を増すことが有効であるが、こ
れには特別の操作を必要とするので実用的でない場合が
多い。従って別の方法によってスラッジの除去を行なう
のが望ましい。

本発明はこのような技術上の問題点に一つの解答を与え
るべくなされたものであって、その要旨とするところは
、隣接して並べられた互に極性の異なる２個の電極の相
対向する面の少くとも一方が垂直に対して傾斜した表面
を有する電解槽によりＭｇＣ１，の溶融塩電解を行ない
、この際生成した電極間に堆積したスラッジを、電解槽
の上部から差し入れられた桿状器具にて突き落し電極間
から除去することを特徴とする、ＭｇＣ１，電解槽にお
ける電極間スラッジ除去法に存する。

桿状器具は耐熱性で浴や鳩と反応しない材質製の細長い
棒、例えば直径１０朋程度の鉄棒が利用される。電解槽
頂部の蓋乃至天板にはこの棒を差込むための開口が設け
られ、使用されない時は耐熱、耐塩素材製のシールを介
して盲板等で密閉される。

開口の設置場所及び個数は電極間隙の全領域、特に電極
両端部の壁面に接する個所をカバーできるように決定す
ればよい。このような構成を用いて極間に堆積している
スラッジを突落とす。こσ）極間掃除の時期は電解槽の
運転開始時及び開始後一連間の間、一定間隔で実施する
のが適当である。

次に本発明を図面によって？！１．明する。図面は本発
明方法の実施に適した電解槽の構成の一例を示ずもので
、第１図は仕切壁面に平行な立面断面図、第２図及び第
５図は部分破断平面図である。これらの各図において電
解槽１は本質的に、１に解反応を行なうための電解室２
とこの電解室２から仕切環・６によって隔てられた金属
Ｍｇ抽集宇４とから成る。′電解室２には本質的に黒鉛
版がら泳る陽極５が一端に、鉄板製の陰極６が他好１に
仕切壁６に対してほぼ直角に据えられ、これらσ）山中
４憾の間には本質的にＲ鉛板７と鉄板８とから成る中間
を極（複数個図示されているがその中の一つを代表的に
９で示す）が配置される。陽極下部は先細状で、中間電
極に対向する而は垂直に対して多少傾斜している。陰極
６は１易極５とほぼ同じ角度の傾斜な成して配置される
。これらの両電極の間に中間型。

極９がほぼ等間隔に、かつ各々の対向面が互に平行乃至
平行に近い上開き角を成すように配置される。これらの
各電極５．６．９はすべてアルミナ等の電気絶縁材製の
架台１０上に載置される。電Ｍ室２の天板１１には、各
電極間隙の延長上にスラッジ突落しσ）ための桿状器具
を差込み操作するために一連の開口１２が設けられろ。

開［］１２は第２〜３図に見られるように電解室２を横
切って設けた円形乃至これに近い断面を持つ数個のポー
ト１２＋（第２図）、或は細長いスリッ）　１２．　（
第３図）として構成することかできる。これらの設置場
所は各間隙の全域、特に壁に隣接する部分に到達可能な
ように選ばれる。例えば、両端部付近に各１個、中間部
に１〜数個の開口を設けろことができる。これらの開口
１２は不使用時には耐火材で裏打ちした鉄製の蓋１６（
１３１又は１３りを用いて密閉される。

電極を載置せる架台１０には電極間隙に対応してスリッ
ト１４が設けられて、電解浴やスラッジの流動に供され
る。電解室２の底部には沈降したスラノジを効率的に寄
せ集めるために室の一端に向かって下り勾配を付けるこ
ともある。中間電極９は各様に構成したものが利用でき
、例えばこれらの図に示すように黒鉛板と鉄板とを金属
製のボルトやビンのような支柱１５にて隔て〜連結した
ものが使用できる。この構成では両部材間に形成された
空洞部１６に隣接する仕切壁６に貫通孔１７を設け、こ
れらを経て生成金属塊を担持している浴を捕集室４に導
く通路を形成することができる。或はこのような構成に
よらず中間電極９の上側方に設けた仕切壁６の開口から
金属碌な捕集室４へ導くようにしてもよい。中間電極の
陰極面を形成する鉄板８は黒鉛板７とほぼ同一の断面を
もつ一枚の鉄板或は複数の横長又は縦長の帯状の鉄板で
構成することができる。中間電極９の頂部にはアルばす
等の絶縁材製の板１８が載置されろ。特に図示しないが
、仕切壁３の厚さを陽極５及び陰極乙の付近で他部分よ
り大きく構成することによって、浴面付近に存在する生
成金属塊を介した迷走電流の発生を抑制できる。このよ
うな絶縁構成、中間電極の構成並びに各電極の相対的配
置としては本出願人の先願に係る特願昭５６−１２１１
７２号に記載された各種の構成が用い得る。本発明方法
は対向電極面が垂直に対して傾斜したり或は電極間隙が
下皿りになるように配置される時特に有効であるが、こ
の他、例えば電極面が垂直に配置されろ構成でも′電極
間隔が小さい時には効果がある。このように構成された
電解槽において生成金属Ｍｇは採集室に蓄えられ汲出さ
れてＴｉ１ｌ、やＺ　ｒ　Ｃｌ　４の還元工程に運ばれ
たり或はインゴットに鋳込まれろ。塩素ガスはガスポー
ト１９を経て連続的に排出される。一方槽底に堆積した
スラッジは槽壁の開口（図示せず）から適当な手段を用
いて排除される。

次に本発明方法の実施例を示す。

実施例 本質的に第１図及び第２図に略示せる電解槽構成を用い
た。１２ｍ（縦）ｘ２ｍ（横）Ｘ２．２ｍ（深さ）の電
解室と０．４　ｍ　Ｘ　２　ｍ　Ｘ　２．２　ｍ　（以
上内寸）の金属Ｍｇ捕集兼冷却室は厚さ５５ｃｍの仕切
壁で隔てられて〜・る。

電解室には一端に陽極として冒さ２ｍ幅１．２ｍの下方
に厚さを減じる黒鉛板を、他端に陰極として０．８ｍＸ
１．２ｔｙｔＸ３ＣＩｒＬの鉄板を配置した。これらの
間に鉄製ボルトを用いて結合された黒鉛板及び鉄板から
成り陰極と同一断面をもつ中間電極が７個並べられた。

ボルトは下端を黒鉛板に埋込まれ、頭部には鉄板が溶接
され℃いる。これらの電極は互に４５αの間隔（面間）
を保って平行に、垂直に対して約８°の傾斜をもって並
べられた。各電極は互に約４ＣｒｒＬの間隔を置いて並
べられたアルミナ製の架台上に配置した。電解室の天板
には各電極間隙の延長上に直径７．５ｃＩｒＬの円形の
開口を、電解室の幅方向の中央及び両端に各１個設けて
掃除口とした。

上記のように構成された電解槽に、重量比でＭｇＣＩｔ
　２５　％、Ｎａ１ｌ　５０％、ＫＣｌ２５％　から成
る電解浴を溶融し、浴面な中間電極の頂部より１５ｃＩ
ＩＬの高さに調整した。

電解槽の運転開始に当り交流加熱によって電解浴の昇温
を行なっている際に６７ｏ゛Ｃ，に達した時点で全掃除
口からこれを密閉している耐火材ライニング付鉄製盲板
を取り、直径９　ｍｍの鉄棒を用いて電極間及び架台間
に形成された挾雑物σ）実路しを行なった。同様の操作
は浴温か７００℃、に達し電力の直流への切換え作業を
行なっている間にも行なった。

陽極と陰極との間に３１　Ｖの電圧を印加し４．５ＫＡ
の電流を通じて電解操作を開始した。反応によって消費
されるＭ　ｇ　Ｃｌ　＊を補給しつ瓦また捕集室で電解
浴から陶を回収する一方、外壁上に冷風を強制的に吹き
つけてこの浴を冷却せしめながら電解操作を行なった。

運転開始後２４時間で電圧が２９Ｖに降下したので、一
時通電を停止したのち開［１の盲板をはずして極間挾雑
物の除去を行なうと電圧は３１Ｖに回復した。こうして
電解操作を７日間続けた結果、金属祿が２．４９）ン、
塩素ガスが１２７トン得られた。この間の平均電流効率
は約９３チで、掃除のために電解槽の運転を停止した時
間は延べ４時間であった。これに対し上記と同一の電解
槽構成を用いスラッジの除去を行なわなかったー操作例
では平均電流効率は８５％であり、本発明によるこれら
の効率の向上は顕著である。

本明細書の電解槽の構成及び各電極の配置は主として本
出願人の先願に係る特願昭５６−１２１１７２号に記載
のものに準じたが、この外にも例えば陽極を電解室の中
央に置き両端に陰極を各１個配置しこれらの間に中間′
成極を並べたもの、或は陽極と陰極とから成る複数の電
極対を並列に接続したものにも本発明方法が同様に実施
し得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び＃４２〜３図はそれぞれ本発明方法の実施に
適した電解槽の一例の概略を示す仕切壁面に平行な立面
断面図及び部分破断乎面図である。 図において、 １・・・・・・電、解槽；　２・・・・・・電解室；　
６・・・・・・仕切壁：４・・・・・・金属鳩捕集室；
　５・・・・・・陽極；６・・・・・・陰極；　７・・
・・・・黒鉛板；　８・・・・・・鉄板；９・・・・・
・中間電極；１０・・・−・・架台；１１・・・・・・
天板；１２・・・・・・開口；１３・・・・・・蓋；１
４・・・・・・架台スリット；１５・・・・・・支柱；
１６・・・・・・中間電極空洞部：１７・・・・・・貫
通孔；１８・・・・・・絶縁板；１９・・・・・・ガス
ボート。 特許出願人　　石　塚　　　博

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　隣接して並べられた互に極性の異なる２個の電極
   の相対向する面の少くとも一方が垂直に対して傾斜した
   表面を有する電解槽によりＭ、ｇＣｌ、のマ 溶融塩電解を行ない、この際生成した電極間に堆積した
   スラッジを、電解槽の上部から差し入れられた桿状器具
   にて突き落し電極間から除去することを特徴とする、Ｍ
   ｇＣ１，電解槽における電極間スラッジ除去法。