JPWO2008102520A1 - Metal production apparatus by molten salt electrolysis and metal production method using the same - Google Patents
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Abstract
溶融塩電解による金属の製造装置およびこれを用いた金属の製造方法であって、特に、電解浴に溶解度を有する金属を効率よく製造回収することができる金属の製造装置および製造方法を提供する。電解槽に電解浴を満たし、陽極および陰極を浸漬配置して行う溶融塩電解による金属の製造方法において、前記内部に冷媒を流通可能なように構成した陰極に固体状態で金属を析出させ、陰極への通電を断つことにより固体の金属を電解浴中において溶融させつつ、溶融させた金属を直ぐに電解槽外に抜き出すことを特徴とする金属の製造方法。An apparatus for producing a metal by molten salt electrolysis and a method for producing a metal using the same, particularly a metal producing apparatus and a production method capable of efficiently producing and recovering a metal having solubility in an electrolytic bath. In a method for producing a metal by molten salt electrolysis performed by filling an electrolytic bath in an electrolytic bath and immersing and arranging an anode and a cathode, a metal is deposited in a solid state on the cathode configured to allow a refrigerant to flow inside, and the cathode A method for producing a metal, characterized in that a solid metal is melted in an electrolytic bath by cutting off electricity to the electrolysis bath, and the melted metal is immediately extracted outside the electrolytic cell.
Description
本発明は、溶融塩電解による金属の製造装置およびこれを用いた金属の製造方法に係り、特に、電解浴に対して溶解度を有する金属の効率的な製造技術に関する。 The present invention relates to a metal production apparatus using molten salt electrolysis and a metal production method using the same, and more particularly, to an efficient production technique of a metal having solubility in an electrolytic bath.
金属チタンは、航空機産業のみならず、近年では民生用の需要が大幅に伸びてきており、その原料となるスポンジチタンの供給に対する期待も高まってきている。 As for titanium metal, demand for civilian use has increased significantly in recent years as well as in the aircraft industry, and expectation for supply of sponge titanium as a raw material has also increased.
前記スポンジチタンは、四塩化チタンをマグネシウム等の還元性金属で還元する、所謂クロール法と呼ばれている方法により工業的に生産されている。しかしながら、前記クロール法は、一連の工程を非連続的に繰り返すバッチ操業をベースとしているので、生産性の向上にも限界が見えつつある。また、コスト改善の努力がなされつつあるものの、大幅なコスト改善は厳しい状況にある。 The sponge titanium is industrially produced by a so-called crawl method in which titanium tetrachloride is reduced with a reducing metal such as magnesium. However, since the crawl method is based on a batch operation that repeats a series of steps discontinuously, there is a limit in improving productivity. In addition, although efforts are being made to improve costs, significant cost improvements are difficult.
これらの点に対しては、酸化チタンあるいは四塩化チタンを溶融塩中で金属カルシウムにより連続的に還元して金属チタンを生成する技術が注目され検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。これらの方法は、酸化チタンや四塩化チタンを原料として金属カルシウムで還元して金属チタンを製造する方法である。これらの方法では、還元反応で副生した塩化カルシウムを溶融塩電解することにより金属カルシウムを得て、リサイクル使用を行っている。
With respect to these points, a technique for producing titanium metal by continuously reducing titanium oxide or titanium tetrachloride with molten calcium in molten salt has been attracting attention and studied (for example, see
前記金属カルシウムは溶融塩化カルシウムに対してある程度の溶解度を持っているために、溶融塩電解により金属カルシウムを高い純度で効率よく回収することは難しいが、前記のチタン還元プロセスにおいては、金属カルシウムに塩化カルシウム電解浴が多少混入した状態であっても反応は問題なく進行するため、塩化カルシウムが残存した状態で金属カルシウムを回収して使用することができると、前記特許文献に開示されている。 Since the metallic calcium has a certain degree of solubility in molten calcium chloride, it is difficult to efficiently recover metallic calcium with high purity by molten salt electrolysis. Since the reaction proceeds without any problem even when the calcium chloride electrolytic bath is mixed somewhat, it is disclosed in the above-mentioned patent document that metallic calcium can be recovered and used in a state where calcium chloride remains.
しかしながら、還元の効率やマテリアルハンドリングを考慮すると溶融塩電解で製造される金属カルシウムはできる限り単味で回収できることが望ましいと考えられる。 However, considering the reduction efficiency and material handling, it is desirable that the metallic calcium produced by molten salt electrolysis can be recovered as simple as possible.
この点については、図3に示すような塩化カルシウムの溶融塩電解装置において、金属カルシウムの融点以下に冷却された陰極3に固体の金属カルシウム8を析出させた後、次いで、別の容器11に移したのち加熱して前記固体の金属カルシウムを溶融して回収する方法が考えられるが、電解槽以外に回収用の別の装置を準備する必要があり設備が工程全体として複雑になり、改善が求められていた。
In this regard, in a molten salt electrolysis apparatus for calcium chloride as shown in FIG. 3, after depositing solid
このように、塩化カルシウムの溶融塩電解により、純度の高い金属カルシウムを効率よく製造する技術が望まれている。 Thus, a technique for efficiently producing high purity metallic calcium by molten salt electrolysis of calcium chloride is desired.
本発明は、溶融塩電解による金属の製造方法であって、特に、電解浴に溶解度を有する金属を効率よく製造回収することができる金属の製造方法の提供を目的としている。 An object of the present invention is to provide a method for producing a metal by molten salt electrolysis, and in particular, to provide a method for producing a metal capable of efficiently producing and recovering a metal having solubility in an electrolytic bath.
かかる実情に鑑みて鋭意検討を重ねてきたところ、溶融塩電解により金属を製造する装置および方法において、内部に冷媒を流通可能な流路が形成された陰極を電解浴中に浸漬配置した前記陰極に固体の金属を析出させた後、次いで、前記陰極への通電を断つことにより、陰極に析出させた固体の金属を電解浴中で溶融させて、前記溶融させた金属を連続的に電解槽外に抜き出すことにより効率よく金属を回収できることを見出し、本願発明を完成するに至った。 In the apparatus and method for producing a metal by molten salt electrolysis, in view of such circumstances, in the apparatus and method for producing a metal, the cathode in which a cathode in which a flow path capable of circulating a refrigerant is formed is immersed in an electrolytic bath. Then, the solid metal deposited on the cathode is melted in the electrolytic bath by cutting off the current to the cathode, and the molten metal is continuously electrolyzed. It has been found that the metal can be efficiently recovered by extracting it to the outside, and the present invention has been completed.
即ち、本願発明は、電解槽に電解浴を満たし、陽極および陰極を浸漬配置して行う溶融塩電解装置による金属の製造方法において、内部に冷媒を流通可能な流路が形成された陰極に固体状態で金属を析出させた後、陰極への通電を断つことにより固体の金属を電解浴中において溶融させつつ、前記溶融させた金属を連続的に電解槽外に抜き出すことを特徴とするものである。 That is, the present invention relates to a method for producing a metal by a molten salt electrolysis apparatus in which an electrolytic bath is filled with an electrolytic bath and an anode and a cathode are immersed, and a solid is formed on the cathode in which a flow path capable of circulating a refrigerant is formed. After the metal is deposited in a state, the molten metal is continuously melted in the electrolytic bath by cutting off the current to the cathode, and the melted metal is continuously extracted outside the electrolytic cell. is there.
本願発明は、陰極の表面温度を電解浴の融点以上かつ析出金属の融点以下とし、さらに、電解浴の温度を析出金属の融点以上とすることを特徴とするものである。 The present invention is characterized in that the surface temperature of the cathode is not less than the melting point of the electrolytic bath and not more than the melting point of the deposited metal, and the temperature of the electrolytic bath is not less than the melting point of the deposited metal.
また、本願発明は、陰極および陽極の周囲に陰極隔壁および陽極隔壁を浸漬配置させたことを特徴とするものである。 The invention of the present application is characterized in that a cathode partition wall and an anode partition wall are immersed and disposed around the cathode and the anode.
さらには、本願発明は、電解浴中に複数の電極を配置し(以降、「多極電解槽」と呼ぶ場合がある。)、複数の電極の各々について通電と停止のサイクルを組み合わせることにより、一の電極について通電を停止して溶融金属を抜き出す間に他の電極に通電を行って溶融塩電解を継続し、多極電解槽から連続的に溶融金属を抜き出すことを特徴とするものである。 Furthermore, this invention arrange | positions several electrodes in an electrolytic bath (henceforth "multipolar electrolytic cell" may be called), and by combining the cycle of electricity supply and stop about each of several electrodes, While the energization of one electrode is stopped and the molten metal is extracted, the other electrode is energized to continue the molten salt electrolysis and continuously extract the molten metal from the multipolar electrolytic cell. .
前記した本発明に従って溶融塩電解法により金属を製造することにより、従来技術に比べて、装置が簡便であり、しかも前記金属を効率よく製造でき、その結果高い電流効率を達成できるという効果を奏するものである。 By producing the metal by the molten salt electrolysis method according to the present invention described above, the apparatus is simpler than the prior art, and the metal can be produced efficiently, and as a result, high current efficiency can be achieved. Is.
1 電解槽
2 電解浴
3 陰極
4 陽極
5 陰極隔壁
6 陽極隔壁
7 冷媒
8 固体金属
9 抜き出し管
10 溶融金属
11 加熱容器DESCRIPTION OF
本発明の最良の実施形態について図面を用いて以下に説明する。図1および図2は本発明を実施するための好適な装置構成例を表しており、同図を用いて本願発明の好ましい態様につき以下に説明する。 The best embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 show a preferred apparatus configuration example for carrying out the present invention, and a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図1は、本願発明に用いる溶融塩電解装置Mの装置概要を表している。図1の左側は、溶融塩電解装置Mの電解中の模式図である。溶融塩電解装置Mは、電解槽1を備え、電解槽1中には、電解浴2が満たされ、図示しない加熱手段によってその融点以上に加熱され、溶融状態で保持されている。また、この電解浴2は、析出する金属の融点よりも高い温度に保持されていることを好ましい態様とするものである。
FIG. 1 shows an apparatus outline of a molten salt electrolysis apparatus M used in the present invention. The left side of FIG. 1 is a schematic diagram during electrolysis of the molten salt electrolysis apparatus M. The molten salt electrolysis apparatus M includes an
また、電解浴2には、陰極3および陽極4が浸漬配置され、さらに陰極3および陽極4の周囲にはそれぞれ陰極隔壁5および陽極隔壁6が浸漬配置されている。これら隔壁の下部は開放状態となっており、その内部には電解浴2が流通することができる。ここで、図1の陰極3は、その内部が透視図として描かれており、陰極3の内部には、陰極自体の温度制御用の冷媒7が流通可能な構造とされている。この冷媒7によって陰極3を冷却して陰極表面の温度を金属の融点以下に保持し、金属を固体状態で効率よく析出させることができる。
In addition, a
この装置を用いて陰極3および陽極4間に所定の電圧を印加して通電し溶融塩電解を開始すると、陰極3が析出金属の融点よりも低温に保持されているため、図1左に示すように、固体金属8として析出させることができる。次いで陰極3および陽極4間の通電を断って溶融塩電解を終了後、陰極3内の冷媒7の流通を停止すると、電解浴2は析出金属の融点よりも高温に保持されているため、図1右に示すように、溶融金属10の形で電解浴面に浮上させることができる。前記溶融金属10は、抜き出し管9を用いて系外に抜き出すことができる。
When a predetermined voltage is applied between the
溶融塩電解により析出させる金属が金属カルシウムであって、電解浴が塩化カルシウムである場合には、陰極3に析出した金属を電解浴中にて溶融させた後、直ぐに電解槽1の外部に抜き出すことが好ましい。
When the metal to be deposited by molten salt electrolysis is calcium metal and the electrolytic bath is calcium chloride, the metal deposited on the
このように陰極3に析出させた金属カルシウムを電解浴2中で溶融させた後、直ぐに系外に抜き出すことにより、電解浴を構成する塩化カルシウム中への金属カルシウムの溶解・拡散を効果的に抑制することができるという効果を奏するものである。
After the metallic calcium deposited on the
図1の右側は、溶融塩電解が終了し電解浴2中で溶融生成した金属の抜き出し工程の模式図である。図において、符号9は溶融金属の抜き出し管であり、生成した溶融状態の金属を回収するために供されるものである。
The right side of FIG. 1 is a schematic diagram of a process of extracting the metal melted and generated in the
本願発明に用いる電解浴2は、陰極3に析出させる金属の塩化物を用いることが好ましく、前記金属が金属カルシウムの場合では、塩化カルシウムあるいは前記塩化カルシウムを含む複合塩を電解浴2に用いることが好ましい。前記塩化カルシウムと塩化カリウムから構成された複合塩を電解浴として用いる場合、塩化カリウムの分解電圧は塩化カルシウムに対して高電圧域にあるため、本発明を実施する際の電極に印加する電圧は、塩化カルシウムの分解電圧以上であって、塩化カリウムの分解電圧以下の範囲とすることが好ましい。
The
本発明においては、電解浴2に浸漬されている陰極3の表面温度は、電解浴2の融点以上であって、析出する金属の融点以下と設定し、同時に、電解浴2の温度は、金属の融点以上に設定することが好ましい。例えば金属がカルシウムの場合は、陰極3表面温度は、金属カルシウムの融点(845℃)以下とし、電解浴2の温度は金属カルシウムの融点(845℃)以上に保持することが好ましい。このような温度設定をとることで、溶融塩電解を途中で中断することにより、一旦陰極3に固体状態で析出した金属カルシウムを電解浴2に溶融させることができ、前記溶融状態にある金属カルシウムを系外に効率よく抜き出すことができるという効果を奏するものである。
In the present invention, the surface temperature of the
本願発明に用いる前記複合塩としては、塩化カルシウムに塩化カリウムを添加した複合塩が好ましい。前記塩化カリウムを塩化カルシウムに適宜配合することにより電解浴2の融点を塩化カルシウム単浴に比べて低下させることができる。本願発明においては、前記塩化カリウムを塩化カルシウムに対して5〜75モル%の範囲だけ添加することが好ましい。
The composite salt used in the present invention is preferably a composite salt obtained by adding potassium chloride to calcium chloride. By appropriately blending the potassium chloride with calcium chloride, the melting point of the
その結果、陰極温度の制御幅が拡がり運転が容易なることや陰極の運転温度を従来に比べて低温域に設定できるため陰極3への金属カルシウムを効率よく析出させることができるという効果を奏するものである。更には、電解浴2として塩化カルシウムおよび塩化カリウムから構成された複合塩を用いることにより、電解浴2に対する金属カルシウムの溶解度を低下させることができ、その結果、金属カルシウムを効率よく回収できるという効果を奏するものである。
As a result, the control range of the cathode temperature is widened, the operation is facilitated, and the operation temperature of the cathode can be set in a lower temperature range than the conventional one, so that the metallic calcium can be efficiently deposited on the
例えば、電解浴2の温度を870℃とし、陰極3の表面温度を750℃とすることにより陰極3には固体の金属カルシウムを析出させることができる。なお、陰極3の温度は金属カルシウムの融点からの温度差が大きいほど好ましく、前記したような塩化カルシウム単体の場合に比べて融点の低い複合塩を電解浴2として用いることにより、陰極3の温度を低下させることができるという効果を奏するものである。
For example, solid metallic calcium can be deposited on the
本願発明においては、陰極3に固体の金属カルシウムを一定量析出させた後、溶融金属カルシウムの抜き出し管9を陰極3と陰極隔壁5との間にある電解浴2中に挿入することが好ましい。また、前記抜き出し管9の他端は、図示しない減圧装置に係合しておき、抜き出し管9の先端部が浸漬されている溶融金属を抜き出すことができるように準備しておくことが好ましい。
In the present invention, it is preferable to deposit a certain amount of solid metallic calcium on the
次いで、陰極3および陽極4への通電を断つことにより陰極3に析出させた金属カルシウムを電解浴2中に溶融させることができる。これに伴い、電解浴2中で溶融した金属カルシウムを前記抜き出し管9により系外に抜き出すことができる。なお、この際、陰極3の内部に流通させている冷媒7の流れを停止させることにより、陰極3に析出した固体金属8の溶解を好適に行うことができるという効果を奏する。
Next, the calcium metal deposited on the
溶融金属カルシウムは、電解浴2よりも比重が小さく電解浴2の表面に浮遊する傾向にあるため、陰極3の周囲には陰極隔壁5を配置しておくことが好ましい。前記した隔壁5を配置しておくことにより、陰極3から溶融した溶融金属カルシウム10の拡散を効果的に抑制することができる。
Since molten metal calcium has a specific gravity smaller than that of the
なお、抜き出し管9から抜き出される溶融金属カルシウム10には電解浴2の一部が混入する場合もあるが、後工程にある四塩化チタンや酸化チタンの還元剤として用いる場合においては前記還元反応の障害になるものではない。
Note that a part of the
しかしながら、混入する電解浴2はできる限り少ない方が好ましく、そのためには、電解浴2に浸漬する抜き出し管9の浸漬深さを陰極3に析出した金属カルシウム量から予測される深さよりも浅い位置に浸漬配置させておくことが好ましい。このような配置としておくことにより、電解浴中に溶融した純度の高い金属カルシウムを効率よく抜き出すことができる。
However, it is preferable that the
図2は、本願発明に係る別の好ましい態様を表している。本実施態様においては、電解槽1の内部に1個の陽極4と、それを取り囲む10個の陰極3を配置して多極溶融塩電解装置Pを構成している。ここで、図2は、電解槽1を浴面から底面へ向かって下方へ見た平面図である。
FIG. 2 shows another preferred embodiment according to the present invention. In the present embodiment, the multi-electrode molten salt electrolysis apparatus P is configured by arranging one anode 4 and ten
前記陽極4と複数の陰極3はそれぞれ並列に接続しておくことが好ましい。このような電気的接続形態をとることで、それぞれの陰極の電解期と電解休止期を容易に設定することができる。前記電解期とは、上述したような、陰極3の表面に金属カルシウムを固体状態で析出成長させる時期を意味し、電解休止期とは、陰極3と電源との接続を断って溶融塩電解を停止し、陰極3に析出成長した固体金属カルシウム8を電解浴中に溶融させ、同時に抜き出し管9を介して前記金属カルシウムを電解槽1から抜き出して還元工程に移送する工程を表している。
The anode 4 and the plurality of
前記した各陰極3の電解期と休止期のサイクルを組み合わせることにより、多極溶融塩電解装置Pから連続的に金属カルシウムを製造することができるという効果を奏するものである。製造された金属カルシウムは、酸化チタンの直接還元や四塩化チタンの還元剤として効率よく利用することができる。
By combining the cycle of the electrolysis period and the rest period of each
また、前記還元工程で副生した塩化カルシウムは、図2に示すように電解槽1に戻すことにより、還元剤である金属カルシウムにリサイクルすることができる。なお、陽極4で生成した塩素ガスは、酸化チタンの塩素化反応に用い、チタンの還元反応の原料である四塩化チタンを製造することができる。
The calcium chloride by-produced in the reduction step can be recycled to metallic calcium as a reducing agent by returning it to the
次に、本願発明に用いる溶融塩電解装置の好ましい装置態様について述べる。金属カルシウム8を析出させる陰極3は、導電性のある金属で構成することが好ましく、ステンレスあるいは金属チタンで構成することが好ましい。前記した材料で陰極3を構成することにより、純度の高い金属カルシウムを析出させることができる。
Next, the preferable apparatus aspect of the molten salt electrolysis apparatus used for this invention is described. The
陰極3は、その内部に冷却媒体7が流通可能なよう構成しておくことが好ましい。このような構成をとることで、陰極3の表面温度を金属カルシウムの融点以下または融点以上に効率よく保持することができるという効果を奏するものである。
The
即ち、陰極3に金属を析出させる場合には陰極3の内部に冷媒7を流通させて陰極3の表面温度を金属カルシウムの融点以下に保持し、陰極3に析出させた固体金属5を電解浴2中に溶解させる場合には、陰極3への冷媒7の流通を停止することにより陰極3の表面温度を金属カルシウムの融点以上に保持させることができる。陰極3に流す冷媒としては空気あるいは不活性ガスが好ましい。
That is, when depositing metal on the
一方、陽極4は、塩素ガスが発生するために、高温の塩素ガスに耐えるカーボンあるいはグラファイトで構成することが好ましい。このような材料で構成することにより、陽極4の損傷を低く維持しつつ塩素ガスを効果的に回収することができるという効果を奏するものである。 On the other hand, the anode 4 is preferably made of carbon or graphite that can withstand high-temperature chlorine gas since chlorine gas is generated. By comprising with such a material, there exists an effect that chlorine gas can be collect | recovered effectively, maintaining the damage of the anode 4 low.
陰極3および陽極4の周囲に配置する陰極隔壁5および陽極隔壁6は、セラミックで構成することが好ましく、本願発明においては、窒化ケイ素で構成することがより好ましいとされる。前記の窒化ケイ素は、金属カルシウムや、塩化カルシウムのみならず塩素ガスに対しても耐食性を有しており、本願発明に用いる装置構成材として好適である。
The
電解槽1は、高温の塩化カルシウムや塩化カリウムに耐える材料で構成すればよく、ステンレス鋼や金属チタンを好適に用いることができる。
The
電解浴2の抜き出し管9は、消耗すれば容易に交換できるステンレス鋼等の耐食性金属材料で構成しておけばよい。
The extraction tube 9 of the
以上述べた本願発明に従うことにより、溶融金属カルシウムを効果的に製造することができる。その結果、前記金属カルシウムを用いることにより、四塩化チタンあるいは酸化チタンを効率よく還元して金属チタンを製造することができるという効果を奏するものである。 By following the present invention described above, molten metal calcium can be produced effectively. As a result, by using the metal calcium, titanium tetrachloride or titanium oxide can be efficiently reduced to produce metal titanium.
1.装置構成
1)反応容器
大きさ:内径150mm×全長500mm
材質:チタン
形状:有底円筒容器
2)陰極
大きさ:外径10mm×長さ60mm
材質:ステンレス鋼(SUS304)
形状:円柱
冷媒:空気(300℃保持)
表面温度:750℃
3)陽極
大きさ:外径15mm×長さ60mm
材質:カーボン
形状:円柱
4)陰極隔壁
大きさ:内径80mm×厚み5mm×長さ200mm
材質:窒化ケイ素
形状:円筒
5)陽極隔壁
大きさ:内径30mm×厚み3.5mm×長さ1000mm
材質:窒化ケイ素
形状:円筒 1. Apparatus configuration 1) Reaction vessel Size: inner diameter 150 mm × total length 500 mm
Material: Titanium Shape: Bottomed cylindrical container 2) Cathode Size:
Material: Stainless steel (SUS304)
Shape: Column Refrigerant: Air (kept at 300 ° C)
Surface temperature: 750 ° C
3) Anode Size: outer diameter 15mm x length 60mm
Material: Carbon Shape: Cylinder 4) Cathode partition Size: Inner diameter 80 mm
Material: Silicon nitride Shape: Cylinder 5) Anode partition Size: Inner diameter 30 mm x Thickness 3.5 mm x Length 1000 mm
Material: Silicon nitride Shape: Cylindrical
2.電解浴
1)組成:塩化カルシウム:塩化カリウム=85:15(モル%)
2)電解温度:870℃
3)融点:713℃ 2. Electrolytic bath 1) Composition: calcium chloride: potassium chloride = 85: 15 (mol%)
2) Electrolysis temperature: 870 ° C
3) Melting point: 713 ° C
[実施例1]
図1に示した電解装置を用いて、陰極3に金属カルシウムを析出させた後、次いで、陰極3と陽極4間への通電を絶って、陰極3に析出させた金属カルシウムを電解浴2中に溶融させつつ、前記溶融金属カルシウム10を系外に抜き出した。前記金属カルシウムには、重量比で5%の電解浴が含まれていた。しかしながら、通電量から計算された金属カルシウムに対する回収された金属カルシウム量の比率は、85%であり高い電流効率を示した。この間陰極に析出させた金属カルシウムの溶解に必要な電力は、金属カルシウム1Kgあたり6.4KWHであった。[Example 1]
After depositing metallic calcium on the
[実施例2]
図2に示した1個の陽極4に対して10個の陰極を並列に配置した多極電解槽を用いて塩化カルシウムを溶融塩電解して溶融金属カルシウムを製造した。 図2において、左半分の電解槽には通電を行って溶融塩電解を行い、右半分の電解槽には通電を断って陰極に析出した固体の金属カルシウムを溶融させつつ電解槽から抜き出してTi還元工程に供給した。[Example 2]
Molten metal calcium was produced by molten salt electrolysis of calcium chloride using a multipolar electrolytic cell in which 10 cathodes were arranged in parallel to one anode 4 shown in FIG. In FIG. 2, the left half of the electrolytic cell is energized to perform molten salt electrolysis, and the right half of the electrolytic cell is turned off and the solid metallic calcium deposited on the cathode is melted and extracted from the electrolytic cell. Feeded to the reduction process.
その結果、図2に示した電解槽から見掛け上、連続的に溶融金属カルシウムをTi還元工程に供給することができた。また、10基の溶融塩電解槽を個別に構成する場合に比べて、初期投資を90%に抑えることができた。 As a result, it was apparent that the molten metal calcium could be continuously supplied to the Ti reduction step from the electrolytic cell shown in FIG. Moreover, compared with the case where 10 molten salt electrolyzers were comprised individually, the initial investment could be suppressed to 90%.
[比較例1]
図3に示したように、陰極3に析出させた固体の金属カルシウムを一旦系外に抜き出した後、加熱容器11内に移送して溶融金属カルシウムを得た。この際には、実施例1には不要であった金属カルシウム1kgあたり、52.7KWHの溶解電力を必要とした。[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 3, the solid metallic calcium deposited on the
以上の実施例および比較例により、本願発明に従って金属カルシウムを製造することにより、従来の方法に比べて装置が簡便であり、しかも、陰極に析出させた金属カルシウムの溶融エネルギーも88%程度削減できるという効果を奏するものである。 By producing metallic calcium according to the present invention from the above examples and comparative examples, the apparatus is simpler than the conventional method, and the melting energy of metallic calcium deposited on the cathode can be reduced by about 88%. This is an effect.
Claims (11)
とする請求項4〜9のいずれかに記載の金属の製造方法。The method for producing a metal according to any one of claims 4 to 9, wherein the molten salt is a composite salt composed of calcium chloride and potassium chloride.
The method for producing a metal according to any one of claims 4 to 9, wherein the metal is calcium metal.
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