NO123727B

NO123727B -

Info

Publication number: NO123727B
Application number: NO406568A
Authority: NO
Inventors: N M Zuev; A B Ivanov; G M Sharunova; V V Vukolov
Original assignee: Vni I Pi A
Priority date: 1968-10-12
Filing date: 1968-10-12
Publication date: 1972-01-03

Description

Elektrolytisk celle for,smelteelektroiytisk

fremstilling av'magnesium.

Foreliggende" oppfinnelse vedrører en. elektrolytisk celle for smelteelektroiytisk<*>fremstilling av magnesium, fra f.eks. magnesiumklorid i' en elektrolyt av' smeltede salter.

Det er kjent en. elektrolytisk celle" uten diafragma for fremstilling av magnesium,'' hvilken elektrolytisk, celle omfatter en elektr<p>dedel og en del for samling av magnesiumet, adskilt fra hver-andre ved hjelp av en "stas jonær skillevegg av et tungtsmeltelig materiale. Elektrodene rer symmetriske i form og har .horisontale nedre flater. Skilleveggen bæres av cellens.bunn.og har åpninger ved den nedre ende for gjennomstrømning av elektrolytten fra is aml e-delen til elektrolysedelen. Det er også åpninger ved den øvre ende av skilleveggen, ovenfor elektrolytthivået,"" JFbr gjéhnomføring av," elektrolytt og metallisk magnesium fra elektrolysedelen til samledelen.

. Imidlertid har den ovenfor .nevrfce elektrolytiske celle uten diafragma en lav produksjonskapasitet. Et forsøk på å øke

dens utbytte ved å gjøre den lengre ville resultere i tapt gulvar-eal på oppstillingsstedet og en vanskeligere betjening. Forsøk på å øke produksjonskapasiteten ved å utstrekke elektrodene med horisontale nedre flater resulterte i at noe av magnesiumet og slam ble holdt tilbake i elektrolysedelen, nær de vegger som er lengst borte fra samledelen. Dessuten brenner magnesium som holdes tilbake på denne måte i klor, slik at det oppstår en materialfor-minskning.

En hensikt ved foreliggende oppfinnelse er å unngå de ovenfor nevnte ulemper. Andre formål ved oppfinnelsen fremgår av den følgende beskrivelse.

Hovedformålet ved foreliggende oppfinnelse er å til-veiebringe en elektrolytisk celle som har en høyere produksjonskapasitet, lavere kraftforbruk og større utbytte av metallisk magnesium pr. flateenhet i den elektrolytiske cellen, og som også forenkler driften av den elektrolytiske celle.

Dette formål blir oppnådd ved hjelp av en elektrolytisk celle for smelteelektroiytisk fremstilling av magnesium, som er oppdelt ved hjelp av skillevegger i elektrolykekammer og samlekammer, hvilken elektrolytisk celle ifølge oppfinnelsen er kjenne-tegnet ved at elektrodene har skrå flater, ved de nedre ender, slik at de skrå deler reduserer arbeidshøyden for elektroden i retning av samlekammeret. Det er hensiktsmessig at elektrodenes skråflater har en vinkel på 15 til 30 grader i forhold til horisontalplanet.

Oppfinnelsen blir i det følgende nærmere forklart under henvisning til en foretrukket utførelsesform, som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et planriss, delvis gjennomskåret av en elektrolytisk celle ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 et vertikalt tverrsnitt gjennom den elektrolytiske cellen på fig. 1 langs linjen II-II,

fig. 3 et vertikalt langsgående snitt gjennom den elektrolytiske cellen på fig. 1, langs linjen III-III.

Under henvisning til tegningene, består den elektrolytiske cellen ifølge oppfinnelsen hovedsakelig av stasjonære elektroder, anodene 1 og katodene 2, (fig. 1 og 2)- Den nedre ende av anodene 1 og katodene 2 er avskrånet over 80% av deres bredde, slik at skråflaten 3 har en vinkel på 25 grader i forhold til horisontalplanet. Elektrodene er plassert i to elektrolysekamre 4»' Mellom kamrene 4 er det plassert et kammer 5 for.oppsamling av metallisk magnesium. Skilleveggene 6-er fremstilt av tungtsmeltéHg materiale (ildfast betong), motstandsdyktig mot angrep av klor. Skilleveggene 6 har åpning 7 (fig- 3) for gjennomgang av elektrolytten og metallisk magnesium fra kammeret 4 til kammeret 5« Elektrolytten føres tilbake fra kammeret'5 til kammeret 4 gjennom buede åpninger 8 1 den nedre- del av skilleveggene, nær bunnen av den elektrolytiske cellen.

De andre komponenter i den foreslåtte elektrolytiske celle er de samme.som benyttes i elektrolytiske celler uten diafragma-

Den elektrolytiske cellen ifølge oppfinnelsen virker på følgende•måte: Det elektrolytiske bad blir fylt med en elektrolyt, som er en blanding av smeltede klorider av natrium, kalium og magnesium, til på høyde med åpningene 7 i skilleveggene 6. Det blir så tilført en likestrøm til elektrodene; og elektrolysen av magnesiumklorid begynner, med det resultat at magnesium blir frem-bragt ved katodene og klor ved anodene. ' Prosessen blir gjennom-ført ved en elektrolyttemperatur på 69O - 710°C• En elektrolyt-strøm fører magnesium og klor til overflaten. Klor strømmer ut av elektrolytten og samles ved toppen av elektrolysekammeret. Det blir fjernet gjennom åpninger i tildekningen av elektrolysekamrene. Blandingen av elektrolyt og metalliske magnesium, frigjort for klor, strømmer fra elektrolysekamrene 4 gjennom åpningene 7 til samlekammeret 5* Metallisk magnesium samles ved toppen av kammeret 5

og elektrolytten går tilbake til elektrolysekamrene gjennom åpningene 8 i skilleveggene 6. Således sirkulerer elektrolytten i en lukket syklus, og sørger derved for den kontinuerlige overføring av magnesium fra elektrolysekammeret til samlekammeret.

Da det i områdene av kamrene 4> som ligger lengst borte fra kammeret 5 er en maksimal arbeidshøyde for elektrodene, er også mengden av klor som unnviker pr. flateenhet av den horisontale del av den elektrolytiske celle også et maksimum her, og påvirker således en rettet sirkulasjon for elektrolytten og den fullstendige overføring av metallisk magnesium fra elektrolysekamrene til samlekammeret.

Etterhvert som det oppsamles, blir det metalliske magnesium fjernet fra kammeret 5* Slamutfellingen fra elektrolytten på cellebunnen i kammeret 5r °g også i kamrene 4 nær kammeret 5 blir likeledes periodisk fjernet.

Forsøk med- den elektrolytiske celle ifølge oppfinnelsen har vist at skråkantede elektroder forbedrer sirkulasjonen for elektrolytten og øker strømeffektiviteten med' 3 eller 4% i sammenlikning med de eksisterende elektrolytiske celler uten diafragma, med en proporsjonal forminskning i spesifikt kraftforbruk. Dessuten gir skråkantede elektroder bedre betingelse for slam-.bunnfelling, noe som gjør fjerning av slammet lettere.

Ved andre utførelsesformer for den elektrolytiske celle kan man ha bare et elektrolysekammer 4> i hvilke tilfelle" samlekammeret 5 er lett tilgjengelig, da det er plassert ved den elektrolytiske celles frontvegg.

Elektrodene kan ha skråflater med en vinkel på 15 til 30 grader. Skråflaten kan utstrekke seg over hele elektrodens bredde, eller over en del av denne. Det er imidlertid å fore-trekke, at skråflatens utstrekning går over minst halve bredden

til hver elektrode. Skråflaten kan dannes av en flate som ikke er vinkelrett på elektrodeflaten. F.eks. kan en skråflate bli dannet av et plan skråttstilt på elektrodens flate, eller ved forskjellige plan vinkelrett eller skråttstilt på elektrodeflaten, eller av en kurvet overflate. I alle tilfelle er det imidlertid vesentlig at arbeidshøyden til elektroden skal avta i retning mot samlekammeret.

Claims

1. Elektrolytisk celle for smelteelektroiytisk fremstilling av magnesium, oppdelt med skillevegger i elektrolysekammer og samlekammer, karakterisert ved at elektrodene (1 og 2) har skråflater (3) ved de nedre ender, hvilke flater reduserer elektrodenes arbeidshøyder i retning mot samlekammeret (5) •

2. Elektrolytisk celle ifølge krav 1, karakterisert ved at skråflatene (3) på elektrodene (1 og 2) har en vinkel på 15 til 30 grader i forhold til horisontalplanet.