RU2128242C1 - Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера - Google Patents
Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128242C1 RU2128242C1 RU96109729/25A RU96109729A RU2128242C1 RU 2128242 C1 RU2128242 C1 RU 2128242C1 RU 96109729/25 A RU96109729/25 A RU 96109729/25A RU 96109729 A RU96109729 A RU 96109729A RU 2128242 C1 RU2128242 C1 RU 2128242C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- electrodes
- melt
- magnesium
- treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению магния и хлора электролизом расплавленных хлоридов. Сущность изобретения заключается в том, что обработку электродов ведут при наложении на графит анодного потенциала и осуществляют в две стадии последовательно: пропитка в расплаве метафосфатов, а затем обработка в расплаве хлоридов при наложении анодного потенциала. Достигаемый результат при использовании изобретения: повышение срока службы электродов, электролизера, снижение материальных и энергетических затрат при производстве магния и хлора. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению магния и хлора электролизом расплавленных хлоридов.
Известен способ защиты графитовых анодов от окисления путем нанесения на головку анода, выступающую из электролизера, защитного материала, в качестве которого используют вещества, способные к коксованию и полимеризации, например, каменноугольный пек (а.с. 377425, открытия, изобретения, 1973, N 18). Способ по а.с. 377425 не предусматривает защиту графита от окисления в газовой фазе над расплавом электролита и в объеме электролита. Срок службы анодов невелик.
Известно также, что для снижения окисляемости анодов верхнюю часть графитового блока пропитывают растворами ортофосфорной кислоты или метафосфатов. При нагревании ортофосфорная кислота обезвоживается до полимерной метафосфорной кислоты, которая образует на графите защитный стекловидный слой (С.Л. Стефанюк. Металлургия магния и других легких металлов. М.:Металлургия. 1985-200 с.). Этот способ по совокупности признаков и назначению из известных аналогов наиболее близок к заявляемому способу и принят за прототип.
Наряду с окислением графита на границе электролит-газовая фаза происходит его окисление в объеме электролита за счет выделения кислорода на аноде. Минимальная скорость окисления анода довольно высока и, по литературным данным, составляет около 1,5 мм в месяц, что приводит к систематическому увеличению междуэлектродного расстояния, возрастанию электросопротивления, повышает расход электроэнергии, снижает срок службы электролизера. Известный способ не защищает от разрушения аноды в электролите. При скорости окисления 1,5 мм в месяц через 24 месяца (срок службы электролизера составляет 2 года) в электролизере с нижним вводом анодов возрастает междуэлектродное расстояние с 70 мм до 110-115 мм, напряжение на шунте с 4,45-4,50 В до 4,90-4,95 В. Вследствие этого электролизер выходит из теплового равновесия и его останавливают на капитальный ремонт.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение срока службы графитовых электродов и в целом электролизера, т.к. замена анодов возможна только при остановке его на капитальный ремонт, поскольку аноды установлены в электролизере стационарно. Способ защиты анодов позволяет также снизить материальные и энергетические затраты на производство магния за счет увеличения срока их службы.
Способ характеризуется совокупностью следующих существенных признаков:
- обработку электродов осуществляют при наложении на графит анодного потенциала, эквивалентного поверхностной плотности тока 0,20-0,45 A/см2 и температуре расплава 670-700oC;
- обработку осуществляют последовательно в две стадии, а именно на первой стадии электроды пропитывают в расплаве метафосфатов калия и натрия, на второй стадии выдерживают их в расплаве хлоридов калия, натрия и магния при наложении анодного потенциала.
- обработку электродов осуществляют при наложении на графит анодного потенциала, эквивалентного поверхностной плотности тока 0,20-0,45 A/см2 и температуре расплава 670-700oC;
- обработку осуществляют последовательно в две стадии, а именно на первой стадии электроды пропитывают в расплаве метафосфатов калия и натрия, на второй стадии выдерживают их в расплаве хлоридов калия, натрия и магния при наложении анодного потенциала.
Способ осуществляют следующим образом:
Вначале графитовые электроды погружают в расплав метафосфатов, выдерживают в нем, затем электроды нагревают до 300oC в сушильной камере, в которой происходит полимеризация фосфатов и поверхность графитового электрода покрывается защитным слоем фосфатов. Далее электроды погружают в расплав хлоридов калия, натрия и магния, подают анодный потенциал и выдерживают несколько часов при температуре 670-700oC. В качестве расплава для этих целей используют электролит магниевых электролизеров. Выделяющийся на графите хлор образует с углеродом, калием и фосфором комплексные соединения, которые покрывают поверхность электрода защитным слоем. Связанный в комплекс углерод имеет пониженную активность, слабо реагирует с выделяющимся на аноде кислородом, в результате скорость окисления графита существенно снижается.
Вначале графитовые электроды погружают в расплав метафосфатов, выдерживают в нем, затем электроды нагревают до 300oC в сушильной камере, в которой происходит полимеризация фосфатов и поверхность графитового электрода покрывается защитным слоем фосфатов. Далее электроды погружают в расплав хлоридов калия, натрия и магния, подают анодный потенциал и выдерживают несколько часов при температуре 670-700oC. В качестве расплава для этих целей используют электролит магниевых электролизеров. Выделяющийся на графите хлор образует с углеродом, калием и фосфором комплексные соединения, которые покрывают поверхность электрода защитным слоем. Связанный в комплекс углерод имеет пониженную активность, слабо реагирует с выделяющимся на аноде кислородом, в результате скорость окисления графита существенно снижается.
Верхний предел по температуре расплава 700oC и поверхностной плотности тока 0,45 А/см2 обусловлен необходимостью снижения расхода электроэнергии при осуществлении предлагаемого способа. При температуре ниже 670oC и плотности тока менее 0,2 А/см2 возрастает вязкость расплава, процесс образования комплексов затормаживается. Экспериментально установлено, что в указанных пределах температуры и плотности тока поверхность графита надежно покрывается в течение нескольких часов защитным слоем комплексов, скорость окисления электродов существенно снижается. Кроме того, для осуществления второй стадии обработки графитовых электродов можно использовать действующие электролизеры и электролит, что исключает затраты на монтаж и эксплуатацию специальных установок для осуществления предлагаемого способа.
По экспериментальным данным графитовые электроды, обработанные по предлагаемому способу, имеют скорость окисления 1,14-1,20 мм в месяц. При такой скорости окисления расчетный срок службы электродов и электролизера составляет 35-37 месяцев, т.е. возрастает, примерно, в 1,5 раза. При стоимости капитального ремонта электролизера 360 млн. руб., увеличение срока его службы с 24 до 36 месяцев дает экономию материальных затрат на 60 млн. рублей в год. Кроме того, за счет замедленного увеличения междуэлектродного расстояния и напряжения на электролизере достигается снижение удельного расхода электроэнергии.
Графитовые электроды, обработанные по предлагаемому способу, находятся в стадии испытания.
Claims (3)
1. Способ обработки графитового электрода, включающий пропитку его расплавами метафосфатов калия и натрия и обработку расплавами солей щелочных и щелочноземельных металлов, отличающийся тем, что после обработки метафосфатами электрод нагревают в сушильной камере и затем погружают в расплав солей щелочных и щелочноземельных металлов, одновременно подают анодный потенциал и выдерживают при этом потенциале при температуре 670 - 700oC.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрод нагревают в сушильной камере при температуре до 300oC.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодный потенциал поддерживают эквивалентным поверхностной плотности тока 0,20 - 0,45 А/см2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109729/25A RU2128242C1 (ru) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109729/25A RU2128242C1 (ru) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96109729A RU96109729A (ru) | 1998-08-27 |
RU2128242C1 true RU2128242C1 (ru) | 1999-03-27 |
Family
ID=20180608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96109729/25A RU2128242C1 (ru) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2128242C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505625C2 (ru) * | 2007-09-15 | 2014-01-27 | Байер Матириальсайенс Аг | Способ получения графитовых электродов с покрытием предпочтительно из благородных металлов для электролитических процессов, особенно для электролитов соляной кислоты |
CN114293213A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 董凯 | 一种电化学槽反应槽 |
RU2779171C1 (ru) * | 2021-07-09 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Способ защиты металлургических графитированных электродов от высокотемпературного окисления |
-
1996
- 1996-05-14 RU RU96109729/25A patent/RU2128242C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Стефанюк Л.С. и др. Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия, 1985, с.75. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505625C2 (ru) * | 2007-09-15 | 2014-01-27 | Байер Матириальсайенс Аг | Способ получения графитовых электродов с покрытием предпочтительно из благородных металлов для электролитических процессов, особенно для электролитов соляной кислоты |
RU2779171C1 (ru) * | 2021-07-09 | 2022-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Способ защиты металлургических графитированных электродов от высокотемпературного окисления |
CN114293213A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 董凯 | 一种电化学槽反应槽 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2135643C1 (ru) | Суспензия, углеродсодержащий компонент ячейки, способ нанесения огнеупорного борида, способ защиты углеродсодержащего компонента, масса углеродсодержащего компонента, компонент электрохимической ячейки, способ повышения устойчивости к окислению, ячейка для производства алюминия и использование ячейки | |
US6093304A (en) | Cell for aluminium electrowinning | |
US4462886A (en) | Cathode for a fused salt electrolytic cell | |
EA199900722A1 (ru) | Способ электролитического получения металлов | |
EP0188643B1 (en) | Method of reducing the loss of carbon from anodes when producing aluminium by electrolytic smelting, and an inert anode top for performing the method | |
DE2805374A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von aluminium durch schmelzflusselektrolyse | |
WO1989010437A1 (en) | A method for the electrolytic production of a polyvalent metal and equipment for carrying out the method | |
CA1158199A (en) | Annular electrodes for shunt current elimination | |
RU2128242C1 (ru) | Способ обработки графитовых электродов магниевого электролизера | |
US4638491A (en) | Method for protecting the heating electrodes of glass melting furnaces | |
US4098671A (en) | Cathode for electrolytic process involving hydrogen generation | |
Bestetti et al. | Use of catalytic anodes for zinc electrowinning at high current densities from purified electrolytes | |
Brookes et al. | The electrochemistry of the boriding of ferrous metal surfaces | |
GB1046705A (en) | Improvements in or relating to the operation of electrolytic reduction cells for theproduction of aluminium | |
CA2097868A1 (en) | Method and apparatus for regenerating an aqueous solution containing metal ions and sulphuric acid, and the use of the method | |
ATE72842T1 (de) | Einrichtung zum umbau von elektrolytischen zellen des filterpressentyps in zellen mit kontinuierlich erneuerbaren aktivanoden. | |
SU712460A1 (ru) | Способ защиты электродов магниевого электролизера от разрушени | |
WO1993010281A1 (en) | Cell for the electrolysis of alumina preferably at law temperatures | |
JPS5741393A (en) | Electrolytic furnace for production of aluminum | |
US4438518A (en) | Method for protecting forming bushings | |
RU2716726C1 (ru) | Способ нанесения защитного покрытия на катоды электролизера для получения алюминия | |
US3826733A (en) | Bipolar electrode | |
US2855450A (en) | Method for avoiding decomposition of melting vessels | |
SU870486A1 (ru) | Способ химико-термической обработки изделий из металлов и сплавов | |
SU678091A1 (ru) | Бипол рный электрод |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050515 |