JPS6116327B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解マグネシウムおよび塩素の製造に
関し、更に詳細には溶融塩化マグネシウム塩の塩
素処理用装置に関するものである。

本発明は、ガーナリツトの組成に近い組成を有
する塩化物塩の融成物における塩化マグネシウム
加水分解物の塩素処理用の炉内において最も有利
に使用される。

更に大きな要件が装置の機素に置かれる溶融塩
の塩素処理用の新しい装置を設計することは、当
業者には周知である。第１に、機素は塩素通路に
沿つて融成物内に均一な塩素分布を与え、そして
完全な利用をはかるべきである。第２に、装置の
機素は、製造するのが簡単であり、そして攻撃的
な媒体条件下において信頼して使用できるべきで
ある。これらの要件は、公知の装置のいずれによ
つても適切には満たされていない。

特に、耐火物質で内張りされ、壁、底および蓋
体によつて作られた矩形の容器からなる塩素処理
用装置が従来技術における公知である（エイツ
チ・エル・ストレレツツによる「電解によるマグ
ネシウムの製造」、Metallurgizdat、1962年79頁
参照）。電極および気体生成物排出装置を蓋体を
通して容器内に入れる。容器の壁には塩素導入装
置、融成物供給導入装置および塩素処理融成物排
出装置が設けられている。

公知の従来技術の装置においては、塩素処理空
間は仕切りおよび水平火格子によつて画成された
複数の塩素処理帯域からなつている。溶融塩は、
装置内部の上部側に供給された融成物流と、装置
の下部側（火格子の下側）に圧力によつて給送さ
れた塩素ガスとの相互作用によつて塩素処理され
る。

しかし、この種の装置は複雑な構造を有し、そ
して操作効率が不十分である。

また、この装置においては塩素処理プロセスは
塩素導入装置の付近においてだけしか進行しない
ことに留意すべきである。死んだ帯域（よどんだ
帯域）が装置内部の下部側においていつも生じ、
ここでは融成物は塩素と接触せず、それによつて
不溶性懸濁液が沈降し、その後間欠的に除去すべ
き粘稠なスラリー（以下、スラツジと称す）が生
じてしまう。

更に、公知の従来技術の装置においては、気体
分布火格子は周囲の内張りに装着されそして全面
積にわたつて塩素通過用の穿孔を有するセラミツ
ク板として作られている。

気体分布火格子は、非常事態をしばしば生ずる
ため、装置の連続運転の時間をかなり制限する。
第１に、気体分布火格子内の穿孔は、操作時にス
ラツジおよび内張り片によつて目詰まりが生ずる
ので、上記のことが生ずる。その結果、塩素と融
成物との接触が阻害される。第２に、気体分布火
格子は水圧衝撃および振動によつて迅速に破壊さ
れてしまう。

英国特許第1478864号明細書の「無水塩化マグ
ネシウムの製造法および装置」においては、塩素
処理塔の全容積にわたつて均一に分布された炭素
質物質塊の充填物が気体分布火格子として使用さ
れている。しかし、炭素質物質の充填物はスラツ
ジによつて最後には大きくなりすぎ、塩素処理塔
の定期的な修理および充填物の取り換えが必要と
なる。

上記特許においては、塩素処理塔の構造は、塩
化マグネシウム塩の融成物が加熱管を経て炭素質
物質塊の床を充填した塩素処理塔の矩形容器の頂
部にポンプ給送されるような構造である。同時に
塩素および酸素を加熱管を経て塔のベースに供給
し、そして塩素導入装置を経て下方に流れる融成
物と向流に供給する。

塩素処理塔の塔高は前記の装置に比較してかな
り高く、塩素と融成物との接触が長時間となる。
しかし、不均一スラツジが炭素質物質の床に沈降
するため、塩素流および融成物流は分離してしま
う。

更に、融成物流を塩素処理塔内に生じさせるの
に使用されたポンプおよび融成物を再循環させる
のに使用された特殊な装置は、塩素処理装置の構
造を極めて複雑にする。

また、装置の操作は、スラツジを塩素処理塔か
ら定期的に除去することが必要である（多くの労
力を要し、そして経費をさらに必要とする）とい
う事実によつて妨げられるということも重要であ
る。

また蓋体、電極、気体分布火格子、塩素導入装
置、融成物供給導入装置および塩素処理融成物排
出装置を有する耐火物質で内張りされた円錐状容
器を備えた溶融塩化マグネシウム塩の塩素処理用
装置も公知である（ソ連の発明者証第532391号参
照）。気体分布火格子は水平に重ねられた梁から
作られ、梁の縦軸が互いに関連して配設されてい
る。塩素導入装置は、装置の最も狭い下部側（火
格子の下側）における容器の壁に設けられてい
る。

この構造においては、装置内部は下方に向けて
の先細りであるため、塩素が導入される際に装置
の下部側における気体および融成物の速度は十分
に速いので、塩素と融成物との接触面は増大す
る。

この種の装置は、類似の用途に使用される従来
の装置よりもかなり単純な構造および長い寿命を
有する。特に、火格子の構造は更に単純である。

しかし、この種の構造物は６トンまでの小容量
の装置にしか使用できない。というのは、装置の
直径が大きくなると、融成物内の均一な塩素分布
が阻害され、構造物の機素に作用する機械的負荷
が過剰に増大し、そして火格子を形成する梁の締
結の信頼性が低下するからである。

気体分布火格子の使用のため装置操作時に生ず
る困難を、それらの構造を変えることによつて克
服しようとする試みがなされ、そしてこの試みが
ほとんど成果を与えなかつたということに留意す
ることは重要である。梁製の火格子は機械的負荷
に対して更に安定であり、そして構造が特に単純
であるが、火格子の利用それ自体が、装置の塩素
処理空間の全容積における融成物の再循環を阻害
する。その結果、スラツジが装置の底に沈降して
しまう。

このように、溶融塩化マグネシウム塩の塩素処
理用の公知の装置は、融成物と塩素との好適な完
全接触を与えることができず、その結果スラツジ
が装置の底に蓄積するのを防止しない。

マグネシウムおよび塩素の需要が更に増大して
いるので、より高い製造速度、より長い寿命およ
びより少ない塩素の消費量等の要件を満たすため
に溶融塩の塩素処理用装置を本質的に改良しよう
とする問題が生じた。

本発明の主目的は、塩素および融成物の循環速
度を増大させるべき内部内のクリアーオープニン
グ（clear openings）の比率を有し、スラツジが
底に蓄積するのを防止し、そして塩素の有効利用
およびより高い製造速度を与える溶融塩化マグネ
シウム塩の塩素処理用装置を提供することにあ
る。

この主目的に鑑みて、耐火物質で内張りされ、
そして壁、底および蓋体を有する容器を具備し、
融成物供給導入装置および塩素処理遊融成物排出
装置を容器の壁の上部側に設け、一方塩素を容器
内部に供給するのに使用される塩素導入装置を容
器の壁の下部側に設けてなる溶融塩化マグネシウ
ム塩の塩素処理用装置において、塩素導入装置の
高さにおけるクリアーオープニングが融成物導入
装置および融成物排出装置の高さにおける上記容
器内部のクリアーオープニングの0.3倍を超えな
いように、上記容器内部が下方に向けて先細りで
あることを特徴とする溶融塩化マグネシウム塩の
塩素処理用装置が提案される。

実験的工業製造法において融成物全体に塩素を
均一に分布させ、不純物の塩素処理に関連して更
に有効に利用し、それによつて装置の製造速度を
かなり増大させるのは、塩の塩素処理装置の容器
内部のクリアーオープニングの比率であることが
判明した。

本発明の他の具体例によれば、装置は容器内部
に少なくとも１つの仕切りを具備できる。この仕
切りは底に設けられ、上方に向けて先細り、そし
て容器内部を画成して、下方に向けて先細りそし
てその頂部で開口した複数の室とする。そして、
塩素導入装置が仕切りの両側に配設されている。
上方に向けて先細りの仕切りの高さは、底から塩
素導入装置までの距離の少なくとも２倍を超える
ことが望ましい。また、仕切りは複数の室を画形
し、それぞれに塩素を供給することが重要であ
る。

底に設けられた上方に向けて先細りの楔形仕切
りは、塩素および融成物の循環速度を速くし、そ
れ故に装置の製造速度を速くする。容器内部の下
部側に形成された連通室内に設けられた上記の高
さの仕切りは、各室の全容積における融成物およ
び塩素の激しい撹拌を容易とし、スラツジが底に
沈降するのを防止し、それ故不純物の更に活性な
塩素処理を与える。

１よりも多い仕切りを高容量の装置内に設ける
ことが望ましい。

本発明の更に他の具体例によれば、容器内部
に、底に設けられた上方に向けて先細りの２つの
互いに交差する仕切りを設け、一方を装置の縦軸
に沿つて配設し、他方を装置の横軸に沿つて配設
し、そして塩素導入装置を各仕切りの両側に配設
する。

下方に向けて先細りの４室を形成する２つの交
差した仕切りは、高容量の装置の構造を単純化
し、そしてその便利な操作性を与える。

底から塩素導入装置までの距離は、底から融成
物供給導入装置および塩素処理融成物排出装置ま
での距離の0.1倍よりも短いことが望ましい。

底から上記の高さ離間して設けられた塩素導入
装置は、スラツジが底に集まるのを防止し、それ
故装置から強制的にスラツジを除去する労力のか
かる操作を省略でき、結局装置の連続運転時間が
長くなる。

本発明を図面を参照して、ある具体例について
詳述する。

図面は概略的に示されており、単に例示であつ
て機素および部品の寸法は限定されないことを留
意すべきである。

先ず、第１図を参照して説明する。本発明の溶
融酸化マグネシウム塩の塩素処理用装置は、耐火
物質で内張りされ、そして壁３、底４および蓋体
５によつて形成された内部２を有する容器１を具
備する。容器１の壁３の下部側には、塩素を容器
１の内部２に供給するのに使用される塩素導入装
置６が対称的に設けられている。塩素導入装置６
は枝管である。融成物供給導入装置７および塩素
処理融成物排出装置８は、容器１の壁３の上部側
に設けられている。融成物供給導入装置７は、容
器１の壁３に設けられそして溶融室（図示せず）
と装置の内部２との間を連通する枝管である。同
様に、容器１の反対側の壁３には、装置の内部２
と沈殿室（図示せず）との間を連通する枝管であ
る塩素処理融成物排出装置８が設けられている。

容器１の一方の壁３には、気体生成物を除去す
るのに使用される開口部９が設けられている。少
なくとも２つの加熱用電極１０が蓋体５を通して
容器１の内部２に挿入されている。更に、内部２
内には、壁によつて支持されそして内部の上部側
に配設された仕切り１１が設けられており、内部
２を融成物導入装置７および排出装置８の高さに
おいて２つの部分に画形するように設定されてい
る。そして、融成物供給導入装置７は仕切りの一
方の側に配設され、一方塩素処理排出装置８は他
方の側に配設されている。

容器１は下方に向けて先細り、そして耐火物質
１２で内張りされている。壁３の傾斜は第１図に
示すように長さ全体にわたつて均一でも良く、ま
たは容器１の壁３は下部側だけ、即ち底から塩素
導入装置の配設された高さの２倍を超える水準ま
で傾斜していてもよい。

塩素導入装置６の高さにおける容器１の内部２
のクリアーオープニングF₁は、融成物導入装置
７および排出装置８の高さにおけるクリアーオー
プニングF₂の0.3倍を超えない。クリアーオプニ
ングF₁とF₂との上記の比率は、実験および実験
的製造法において本発明者によつて見い出され、
活性化された塩素処理法を塩素供給枝管の付近に
おいてだけではなく、装置内部の全容積において
も与え、装置容量を無制限に増大させる道を開い
た。

装置の内部２の最適のテーパー度は、塩素導入
装置６の付近における気体および融成物の速度を
増加させ、このため塩素と融成物との接触面を増
大させた。

内部２のクリアーオープニングF₁とF₂との比
率がより高いと、スラツジが底４に沈降する可能
性が増大し、そして塩素を効率良くは利用できな
い。

本発明の他の具体例によれば、第２図の内部２
には、上方に向けて先細りそして底４に設けられ
た楔形仕切り１３が設けられている。楔形仕切り
１３は、容器１の内部２の下部側を画成して、下
方に向けて先細りそして頂部において開口した２
つの室１４を形成している。

この具体例においては、室１４は塩素および融
成物の強撹拌の２つの帯域である。以下の事実の
ため、スラツジの固体粒子はこれらの帯域内には
沈降できず、それ故スラツジは集まらない。第１
に、塩素導入装置６の高さにおける上記の２室の
クリアーオープニングは、前記の装置の具体例の
場合と同一でありかつ融成物導入装置７および排
出装置８の高さにおける内部２のクリアーオープ
ニングの0.3倍よりも大きくはない。そして第２
に、上方に向けて先細りの楔形仕切り１３の高さ
は、底４から塩素導入装置６までの距離の少なく
とも２倍を超える。

各室１４にはそれぞれ塩素導入装置６が設けら
れているので、上記の高さの仕切り１３は各室１
４全体における融成物の塩素処理法を強烈にさせ
た。

仕切り１３の高さを決める場合に本発明者によ
つて選択された基準は、塩素を上記装置６によつ
て供給した際に内部２の下部側において循環を生
じさせるのに適当な塩素の速度である。上記基準
に基づいて仕切り１３の高さを本発明者によつて
見い出された最小限の高さ以下に低くすると、塩
素と融成物との接触面が減少してしまい、そして
よどんだ帯域（死んだ帯域）が容器１の内部２の
下部側に生じてしまう。

装置の内部２を上記仕切りにより小さな連通室
１４に区画し、各室にそれぞれ塩素導入装置６を
設けると、塩素処理装置の構造を高容量装置に利
用するのに有用で有利なものにさせた。

本発明によれば、上方に向けて先細りの楔形仕
切り１３の数を装置の容量に応じて増加させるこ
とができる。

第３図は本発明の更に他の具体例であり、そし
て前記と類似の仕切り１３を２つ互いに交差して
設けた装置を示す。一方の仕切りは装置の縦軸に
沿つて配設されるが、他方の仕切りは横軸に沿つ
て配設され、塩素導入装置６は容器１の壁３内に
各仕切り１３の両側に配設されている。この具体
例においては、内部２の下部側には下方に向けて
先細りそして互いに連通した４つの室１４が形成
されており、各室にはそれぞれ塩素導入装置６が
設けられている。

塩素導入装置６の高さにおける上記の４室のク
リアーオープニングは、前記の具体例の場合のよ
うに融成物導入装置７および排出装置８の高さに
おける容器１の内部２のクリアーオープニングの
0.3倍を超えない。

仕切り１３の高さは、前記の具体例の場合のよ
うに底４から塩素導入装置６までの距離の少なく
とも２倍を超える。

第３図の装置は第１図および第２図の装置より
も大きな容量を有する装置であり、単純な構造お
よび便利な操作が特徴である。

前記のすべての具体例において、底４から塩素
導入装置６までの距離ｂは、底から融成物導入装
置７および排出装置８までの距離Ｈの0.1倍より
も短い。

上記高さに設けられた塩素導入装置６は、塩素
の流量の減少に寄与し、同化作用因子をより高く
し、比流量を少なくする。底におけるスラツジの
蓄積は、塩素導入装置６を底４から上記の値を超
えない距離のところに設けることによつて防止さ
れる。

本発明の溶融塩化マグネシウム塩の塩素処理用
装置を以下のように操作する。

電極１０を電源に接続する。容器１の内部２に
溶融塩化マグネシウム塩を融成物供給導入装置７
を経て充填する。融成物と一緒に供給される炭素
質物質、例えばコークスは融成物内に激しく混合
され、そして塩素処理法に含まれている。

同時に、塩素を塩素導入装置６から融成物カラ
ムの圧力を超える圧力で内部２の下部側に供給す
る。

加圧下に装置の下部側に供給された塩素は、強
烈な撹拌および固体粒子の塩素処理を容易とする
ことが実験的にわかつている。容器１の内部２の
下部側の先細り部分において塩素および融成物の
循環が生じ、そして撹拌流は上方に向けての塩素
によつて生じ、一方融成物流は容器１の壁３に沿
つて下方に流れる。

容器の内部２のクリアーオープニングの特定の
比率のため、溶融塩の塩素処理がよどんだ帯域を
生じずかつスラツジを沈降させずに装置の容器１
の全容積にわたつて生ずる。

加圧下に内部２に供給される塩素は、固体粒子
が装置の底に沈降するのを防止する。その結果、
固体粒子は塩素処理されるか塩素処理融成物排出
装置８から流出して融成物と一緒に沈殿室に移送
される。気体生成物は開口部９から排気して換気
装置に移送される。

前記装置の他の具体例を同様に操作する。差異
は、前記塩素処理法が各室で行われることであ
る。

塩素処理の結果、融成物の組成は均一となつて
例えば酸化マグネシウムの含量は２〜３％から
0.4〜１％に減少する。

このように、内部２のクリアーオープニング
F₂とF₁との所定の比率は、塩素および融成物の
循環速度を塩素導入装置６の付近だけではなく、
装置の全容積にわたつつて増大させ、それによつ
てスラツジが底に集まるのを防止し、スラツジを
装置から強制的に除去するという労力のかかる作
業を不要とし、連続運転時間を長くする。

本発明の装置の利点は次の通りである。

製造速度が平均20〜30％増大； スラツジを装置から強制的に除去するという労
力のかかる作業が不要； 巧撃的な媒体条件下における連続運転時間が
1.5〜２倍増大； 装置容量がかなり増大（1.2〜２倍）； 単純化された装置の構造； 単純化された装置の操作。

装置の機素は製造するのが簡単であり、装置の
構造は組立ておよび操作するのに便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融塩化マグネシウム塩の塩素処理用
装置の縦断面図、第２図は底に設けられた上方に
向けて先細りの仕切りを具備する他の具体例の装
置の縦断面図、第３図は２つの交差する仕切りを
具備する更に他の具体例の装置の横断面図であ
る。 １……容器、２……容器の内部、４……底、６
……塩素導入装置、７……融成物供給導入装置、
８……塩素処理融成物排出装置、１３……上方に
向けて先細りの仕切り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐火物質で内張りされ、下方に向けて先細
   り、そして壁、底および蓋体を有する容器を具備
   し、上記壁の上部側に融成物供給導入装置および
   塩素処理融成物排出装置を有し、一方上記壁の下
   部側に塩素導入装置を有してなる溶融塩化マグネ
   シウム塩の塩素処理用装置において、上記塩素導
   入装置６の高さにおける容器１の内部２のクリア
   ーオープニングが融成物供給導入装置７および塩
   素処理融成物排出装置８の高さにおけるクリアー
   オープニングの0.3倍を超えないことを特徴とす
   る溶融塩化マグネシウム塩の塩素処理用装置。 ２ 上記容器１の内部２が、底４に設けられ、上
   方に向けて先細りそして容器１の内部２を頂部の
   開口した複数の室１４に画成する少なくとも１つ
   の仕切り１３を具備し、塩素導入装置６が底４か
   ら上記装置６までの距離の少なくとも２倍を超え
   る高さを有する仕切り１３の両側に設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ３ 上記容器１の内部２が２つの交差する上方に
   向けて先細りの仕切り１３を具備し、一方が装置
   の縦軸に沿つて配設され、他方が装置の横軸に沿
   つて配設され、塩素導入装置６が各仕切り１３の
   両側に配設されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 ４ 上記底４から塩素導入装置６までの距離が、
   底４から融成物供給導入装置７および融成物排出
   装置８までの距離の0.1倍よりも短いことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
   １項に記載の装置。