RU2084558C1

RU2084558C1 - Electrolyzer for production of magnesium and chlorine

Info

Publication number: RU2084558C1
Application number: RU94038117A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Фрейдлин; В.М. Агапов; Н.А. Шундиков
Original assignee: Акционерное общество "Соликамский магниевый завод"; Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния"
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94038117A

Abstract

FIELD: production of magnesium by electrolysis of fused chlorides. SUBSTANCE: electrolyzer uses housing 1, lining 2, two working compartments 3 and built-up cell 4 located between them. The working compartments accommodate cathodes 5 inserted through the longitudinal wall and anodes 6 inserted through the electrolyzer bottom. The built-up cell is separated from the working compartments by separating partitions 7 with upper (8) and lower (9) overflow ports. The partition is made of modules 11 with groove 12 and lug 13 in the vertical faces. The upper module is made with groove 14. EFFECT: enhanced service life, reduced ejections of chlorine into the servicing zone, improved environment in the shop, reduced output of chlorine. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения магния электролизом расплавленных солей. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used to produce magnesium by electrolysis of molten salts.

Известен электролизер, включающий кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, отделенными от сборной ячейки диафрагмой. (Стрелец Х. Л. Электролитическое получение магния. М: Металлургия, 1972, с. 266). Known electrolyzer, including a casing, lining, electrolytic compartments with cathodes and anodes separated from the assembly cell by a diaphragm. (Sagittarius H.L. Electrolytic production of magnesium. M: Metallurgy, 1972, p. 266).

Существенным недостатком этой конструкции является низкая механическая прочность диафрагмы, которая снижается с увеличением длины электролизера, т. е. с увеличением его мощности. Кроме того, выбросы хлора в зону обслуживания достигают 150-180 кг/т магния, что ухудшает экологическую обстановку в цехе, осложняя обслуживание электролизера. A significant drawback of this design is the low mechanical strength of the diaphragm, which decreases with increasing length of the cell, i.e., with an increase in its power. In addition, chlorine emissions in the service area reach 150-180 kg / t of magnesium, which worsens the environmental situation in the workshop, complicating the maintenance of the cell.

Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому изобретению является электролизер для получения магния прототип ( Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М: Металлургия, 1988, с. 196). Электролизер включает металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами, введенными через продольные стенки, анодами с чугунными токоподводами, размещенными в подине и отделенные от сборной ячейки перегородкой с переточными окнами для циркуляции электролита. Of the known analogues closest to the claimed invention is an electrolyzer for magnesium prototype (Lebedev OA Production of magnesium by electrolysis. M: Metallurgy, 1988, S. 196). The electrolyzer includes a metal casing, a lining, electrolytic compartments with cathodes introduced through the longitudinal walls, anodes with cast-iron current leads placed in the bottom and separated from the collection cell by a partition with overflow windows for electrolyte circulation.

Разделительная перегородка выполнена из шамотных кирпичей, соединенных между собой замазкой. В результате между отдельными кирпича существуют швы толщиной 1-2 мм. В процессе эксплуатации швы размываются потоком электролита, и образуются сквозные щели. Наиболее сильно разрушению подвергается верхняя часть перегородки в области колебания уровня электролита, т.е. выше переточных окон. Появляются сквозные щели, через которые хлор из электролитических отделений попадает в сборную ячейку, ухудшая условия эксплуатации и обслуживания электролизера и увеличивая потери хлора. Происходит выпадание кирпичей, что приводит к разрушению перегородки и остановке электролизера на ремонт, т.е. снижается срок эксплуатации электролизера. The dividing wall is made of fireclay bricks, interconnected by putty. As a result, between individual bricks there are joints with a thickness of 1-2 mm. During operation, the seams are washed away by the flow of electrolyte, and through cracks are formed. The upper part of the septum undergoes the most severe destruction in the region of fluctuation of the electrolyte level, i.e. above the overflow windows. Through slots appear, through which chlorine from the electrolytic compartments enters the collection cell, worsening the operating and maintenance conditions of the electrolyzer and increasing the loss of chlorine. Bricks fall out, which leads to the destruction of the partition and the stop of the cell for repair, i.e. the life of the cell is reduced.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в устранении размывания электролитом швов между элементами разделительной перегородки. Это позволит повысить срок службы электролизера и снизить выбросы хлора в зону обслуживания, улучшить экологическую атмосферу в цехе, повысить выход хлора. The invention is aimed at solving the problem of eliminating the erosion of the seams between the elements of the dividing wall by electrolyte. This will increase the life of the cell and reduce chlorine emissions in the service area, improve the environmental atmosphere in the workshop, increase the yield of chlorine.

Поставленная задача решается так, что в электролизере, включающем кожух, футеровку, рабочие отделения с катодами и анодами, сборную ячейку, разделительные перегородки с переточными окнами, новым является то, что разделительная перегородка или ее часть над переточными окнами выполнена из модулей, жестко скрепленных между собой по горизонтальным и боковым вертикальным плоскостям, для чего каждый модуль снабжен с двух противоположных сторон параллельно расположенными выступом и пазом. Толщина модулей над верхним переточным окном может быть увеличена в сторону рабочих отделений. The problem is solved in such a way that in the electrolyzer, including the casing, lining, working compartments with cathodes and anodes, a prefabricated cell, dividing walls with overflow windows, the new thing is that the dividing wall or part of it above the overflow windows is made of modules rigidly fastened between along horizontal and lateral vertical planes, for which each module is equipped on two opposite sides with a parallel protrusion and a groove. The thickness of the modules above the upper transfer window can be increased towards the working compartments.

Изготовление разделительной перегородки из модулей с выступом и пазом в горизонтальных и боковых вертикальных сторонах позволит устранить размывание швов между ними потоком электролита и тем самым снизить выбросы хлора в зону обслуживания, улучшив экологическую обстановку в цехе, повысить срок службы электролизера. Размеры модуля определяются возможностями механизации монтажных работ. Увеличение габаритов модуля сократит количество швов, т.е. повысит герметичность перегородки. The manufacture of a dividing wall from modules with a protrusion and a groove in the horizontal and lateral vertical sides will eliminate the erosion of the seams between them with an electrolyte flow and thereby reduce chlorine emissions in the service area, improving the environmental situation in the workshop, and increase the life of the cell. The dimensions of the module are determined by the possibilities of mechanization of installation works. An increase in the dimensions of the module will reduce the number of seams, i.e. increase the tightness of the partition.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез электролизера, на фиг. 2 - продольный вид разделительной перегородки. In FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrolyser; FIG. 2 is a longitudinal view of a partition wall.

Электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух рабочих отделений 3 и расположенной между ними сборной ячейки 4. В рабочих отделениях 3 размещены катоды 5, введенные через продольную стенку, и графитовые аноды 6, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка 4 отделена от рабочих отделений 3 разделительными перегородками 7 с верхним 8 и нижним 9 переточными окнами. Перегородка 7 до перекрытия 10 выполнена из модулей 11 с пазом 12 и выступом 13 в вертикальных гранях. Верхний модуль выполнен с пазом 14, который позволяет герметизировать соединение перегородки 7 и перекрытия 10. The cell consists of a casing 1, a lining 2, two working compartments 3 and a prefabricated cell 4 located between them. In the working compartments 3 there are cathodes 5 introduced through the longitudinal wall and graphite anodes 6 introduced through the bottom of the cell. The prefabricated cell 4 is separated from the working compartments 3 by dividing partitions 7 with the upper 8 and lower 9 transfer windows. The partition 7 to the overlap 10 is made of modules 11 with a groove 12 and a protrusion 13 in vertical faces. The upper module is made with a groove 14, which allows you to seal the connection of the partition 7 and the ceiling 10.

Электролизер работает следующим образом. The cell operates as follows.

В электролизере постоянно циркулирует электролит (хлористые соли щелочных и щелочно-земельных металлов) при температуре 680±15 ^oC. При прохождении электрического тока через электролит и электроды на катоде выделяется магний, на аноде хлор. Магний собирается в сборной ячейке 4, хлор отводится по газоходам потребителю. Магний потоком электролита через переточные окна 8 выносится в сборную ячейку 4. Пузырьки хлора отделяются от электролита в рабочей ячейке 4 и отсасываются из-под перекрытия 10. Отсутствие в верхней части перегородки 7 прямых швов способствует ее целостности и герметичности в течение всего срока службы.An electrolyte (chloride salts of alkaline and alkaline earth metals) is constantly circulating in the electrolyzer at a temperature of 680 ± 15 ^o C. When electric current passes through the electrolyte and electrodes, magnesium is released on the cathode, and chlorine is released on the anode. Magnesium is collected in a collection cell 4, chlorine is discharged through gas ducts to the consumer. Magnesium is transported by electrolyte flow through transfer windows 8 to the collection cell 4. Chlorine bubbles are separated from the electrolyte in the working cell 4 and are sucked out from under the ceiling 10. The absence of straight seams in the upper part of the partition 7 contributes to its integrity and tightness over the entire service life.

При этом концентрация хлора в анодном газе была более 90% а потери хлора с газами санитарно-технического отсоса снизились на 20% и не увеличиваются в процессе эксплуатации электролизера. At the same time, the concentration of chlorine in the anode gas was more than 90% and the loss of chlorine with sanitary exhaust gases decreased by 20% and did not increase during the operation of the electrolyzer.

Срок службы электролизера увеличился на 3-6 месяцев. The life of the cell increased by 3-6 months.

Claims

1. The electrolyzer for producing magnesium and chlorine, including a casing, lining, working compartments with cathodes and anodes, a collection cell, dividing walls with overflow windows, characterized in that the dividing partition or its part above the overflow windows is made of separate modules rigidly fastened between each module, and each module is made from two opposite sides in parallel with a protrusion and a groove.

2. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the thickness of the module above the upper transfer window is increased towards the working compartment.