RU2089674C1 - Электролизер для получения металлов в жидком виде - Google Patents
Электролизер для получения металлов в жидком виде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089674C1 RU2089674C1 RU94014987A RU94014987A RU2089674C1 RU 2089674 C1 RU2089674 C1 RU 2089674C1 RU 94014987 A RU94014987 A RU 94014987A RU 94014987 A RU94014987 A RU 94014987A RU 2089674 C1 RU2089674 C1 RU 2089674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyzer
- cathode
- channel
- cylinders
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения металлов в жидком виде электролизом расплавленных солей. Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение выхода продукта и увеличение срока службы электролизера. Электролизер содержит ванну с указателем уровня электролита, анод и катод с токоподводом, катод выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров с зазором, причем между дном внутреннего и наружного цилиндров вмонтирован канал, к верхней плоскости которого подсоединены токоподвод и переливная труба, расположенная вдоль ее оси цилиндров, а по бокам канала размещен ферромагнитный материал. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения металлов в жидком виде электролизом расплавленных солей при условии, что плотность полученного металла меньше плотности электролита.
Известен электролизер для получения алюминия (А.И. Беляев. Получение чистого алюминия, М. Металлургия, 1967). Сварной кожух выполнен в форме прямоугольника. Угольная подина и сплав алюминия с медью являются анодом. Футеровка ванны производится магнезитовым кирпичом. Слой рафинированного алюминия служит катодом. Ток к алюминию подводится с помощью графитовых электродов, которые предохранены от разрушения алюминиевой оболочкой.
Выделяющийся в процессе электролиза алюминий всплывает на поверхность электролита и накапливается до заданного количества, после чего извлекается из аппарата вакуум-ковшом.
Для получения некоторых весьма активных металлов применение графита как конструкционного материала подины не технологично, так как в этом случае происходит образование карбидов целевого металла, что приводит к полному разрушению графита и выводу электролизера из строя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электролизер для получения металлов в жидком виде электролизом в расплавах солей [1] Электролизер содержит ванну с указателем уровня электролита, анод и катод с токоподводом, установленный с возможностью перемещения по высоте. Корпус-ванна выполнена из высокоглиноземистого кирпича, а катод имеет форму диска. Технологические продуты расположены послойно: анодный сплав, электролит, катодный металл. Работает электролизер также, как и описанный выше. Однако электролизер имеет существенные недостатки.
Извлечение целевого продукта из электролизера требует наличия вакуумной магистрали и герметичной емкости (вакуум-ковша), которую необходимо транспортировать по всей площади электролизного цеха.
Послойное расположение технологических продуктов исключает возможность изготовления ванны из металла, поскольку это приведет к короткому замыканию анода с катодом.
При получении в описанном аппарате металлов, обладающих сильными восстановительными свойствами, происходит быстрое разрушение керамических материалов ванны, что уменьшает выход продукта. Кроме того, это приводит к частым остановкам электролизера на ремонт, т.е. уменьшает срок его службы и увеличивает себестоимость конечного продукта.
Продукты химического взаимодействия восстановительного металла с керамикой попадают через электролит в целевой металл, снижая его качество.
Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение выхода продукта и увеличение срока службы электролизера.
Для достижения поставленной цели в известном электролизере для получения металлов в жидком виде, содержащем ванну с указателем уровня электролита, анод и катод с токоподводом, установленный с возможностью перемещения по высоте ванны, катод выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров с зазором, причем между дном внутреннего и наружного цилиндра вмонтирован канал, к верхней плоскости которого подсоединены токоподвод и переливная труба, расположенная вдоль оси цилиндров, а по бокам канала размещен ферромагнитный материал. Причем катодный узел и ванна электролизера выполнены из стали Ст. 3.
На фиг. 1 изображен общий вид электролизера, разрез; на фиг.2 разрез катодного узла.
Электролизер содержит ванну 1, выполненную из стали, с указателем 2 уровня электролита и крышку 3, через которую в полость ванны пропущен токоподвод 4 к плоской шине 5, нижний торец которой присоединен к верхней плоскости канала 6. Нижняя плоскость канала соединена с дном 7 наружного цилиндра 8, верхняя с дном 9 внутреннего цилиндра 10. Торцы канала открыты. В центральной части верхней плоскости канала имеется переливная труба 11, которая верхним концом выходит в приемник металла 12. Последний может находиться как в полости электролизера, так и за его пределами. При расположении приемника металла за пределами корпуса электролизера переливная труба теплоизолируется и при необходимости обогревается. По бокам канала между дном внутреннего и дном наружного цилиндров расположены ферромагнитные пластины 13, электрически изолированные 14 от основной конструкции электрода. Анодом служит сплав 15 целевого металла с медью или другим электроположительным металлом, а электролитом 16 расплав соли.
Работает электролизер следующим образом. При пропускании постоянного тока целевой металл из анодного сплава электрохимическим путем переходит на катод. Выделившийся на погруженных в электролит наружных поверхностях катода металл всплывает вверх и собирается вокруг наружного цилиндра 8, заполняя канал 6 через открытые его торцы. Постоянный электрический ток по токоподводу 4 подводится к плоской шине 5 и по ней к верхней плоскости канала 6. Далее ток протекает по жидкому металлу, находящемуся в канале 6 и по боковым стенкам канала. Магнитное поле, созданное протекающим таким образом электрическим током, замыкается через ферромагнитные пластины 13, усиливается ими и вытесняется в канал.
При взаимодействии магнитного поля с осевой компонентой электрического тока в канале возникает пондермоторная сила, действующая на жидкий металл вдоль оси канала к переливной трубе 11. Под действием этих сил металл увлекается от открытых торцов канала к переливной трубе, через которую вытесняется в приемник металла 2.
Выполнение катода в виде двух коаксиальных цилиндров с зазором приводит к тому, что исключается возможность протекания постоянного тока электролиза через боковые стенки внутреннего цилиндра и весь ток проходит через канал и жидкий металл, находящийся в нем. Сам же канал служит в качестве токо- и металлопровода. Через переливную трубу целевой металл удаляется в металлоприемник.
Ферромагнитные пластины необходимы для усиления магнитного поля.
Описанная конструкция позволяет непрерывно отводить поступающий на катод металл, полностью исключая тем самым возможность контакта катодного металла со стенкой ванны. Поэтому ванна может быть изготовлена из электропроводного материала (например, железо, вольфрам, молибден, нержавеющая сталь). Использование коррозионностойких конструкционных материалов позволяет значительно увеличить срок службы электролизера и исключает загрязнение целевого металла продуктами взаимодействия керамической футеровки ванны с электролитом, что позволяет увеличить выход продукта и качество его.
Технико-экономические преимущества данного электролизера по сравнению с прототипом заключается в следующем.
Предлагаемый электролизер позволяет исключить из технологической цепочки операцию извлечения металла с помощью вакуум-ковша. Эта операция осуществляется с помощью постоянного тока электролизера.
Использование в качестве конструкционных коррозионностойких в данных условиях материалов позволяет значительно увеличить срок службы электролизера и повысить выход продукта и его качество.
Полностью исключается возможность короткого замыкания анода с катодом, что позволяет получить высокий выход металла по току (до 98%).
Из литературных данных не известны признаки, сходные с признаками заявляемого решения, таким образом, решение обладает существенными отличиями.
Claims (1)
- Электролизер для получения металлов в жидком виде, содержащий ванну с указателем уровня расплава, анод, катод с возможностью перемещения по вертикали и токоподвод к нему, отличающийся тем, что катод выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров с зазором, а между дном внутреннего и дном наружного цилиндров выполнен канал, к верхней плоскости которого подсоединены токоподвод и переливная труба, расположенная вдоль оси цилиндров, а по бокам канала установлены ферромагнитные пластины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014987A RU2089674C1 (ru) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Электролизер для получения металлов в жидком виде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014987A RU2089674C1 (ru) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Электролизер для получения металлов в жидком виде |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94014987A RU94014987A (ru) | 1996-04-10 |
RU2089674C1 true RU2089674C1 (ru) | 1997-09-10 |
Family
ID=20155116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94014987A RU2089674C1 (ru) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Электролизер для получения металлов в жидком виде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2089674C1 (ru) |
-
1994
- 1994-04-22 RU RU94014987A patent/RU2089674C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Баймаков Ю.В., Ветюков М.М. Электролиз расплавленных солей. - М., 1966, с. 344, рис. 115. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94014987A (ru) | 1996-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6387237B1 (en) | Cathode collector bar with spacer for improved heat balance and method | |
JPS5943890A (ja) | 電解による金属の製造方法およびその装置 | |
CA1228051A (en) | Metal production by electrolysis of a molten electrolyte | |
PL79100B1 (ru) | ||
RU2239007C2 (ru) | Катодный коллекторный стержень для улучшения теплового баланса | |
US4737247A (en) | Inert anode stable cathode assembly | |
US4247381A (en) | Facility for conducting electrical power to electrodes | |
JP2532343B2 (ja) | 直流ア―ク炉用の底電極 | |
RU2089674C1 (ru) | Электролизер для получения металлов в жидком виде | |
JP7093580B2 (ja) | 溶融酸化物電解のためのシステムおよび方法 | |
US1782616A (en) | Electrolytic apparatus for refining aluminum and for like processes | |
RU2722605C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
GB962599A (en) | Electrolytic furnace for aluminium production | |
RU2696124C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
EP0181544B1 (en) | Apparatus for molten salt electrolysis | |
RU2734512C1 (ru) | Термохимически стойкий анод для электролиза алюминия | |
RU2231577C1 (ru) | Анодное устройство алюминиевого электролизера с обожженными анодами | |
RU2418083C2 (ru) | Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей | |
CN104674307A (zh) | 稀土熔盐电解炉 | |
SU449990A1 (ru) | Электролизер дл разделени сплавов жидких т желых цветных металлов | |
RU2209856C1 (ru) | Катодное устройство алюминиевого электролизера | |
SU550462A1 (ru) | Электролизер дл получени металлов из расплавленных солей | |
SU910858A1 (ru) | Электролизер | |
RU2094538C1 (ru) | Способ устранения трещиноватости самообжигающегося анода алюминиевого электролизера | |
SU519505A1 (ru) | Электролизер дл получени металлов из расплавов солей |