RU2186154C1 - Electrolyzer for production of magnesium and chlorine - Google Patents
Electrolyzer for production of magnesium and chlorine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186154C1 RU2186154C1 RU2001100745A RU2001100745A RU2186154C1 RU 2186154 C1 RU2186154 C1 RU 2186154C1 RU 2001100745 A RU2001100745 A RU 2001100745A RU 2001100745 A RU2001100745 A RU 2001100745A RU 2186154 C1 RU2186154 C1 RU 2186154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- cell
- electrolytic
- electrolyzer
- chlorine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к устройствам для электролитического получения магния и хлора из расплава хлоридов. The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals, in particular to devices for the electrolytic production of magnesium and chlorine from molten chlorides.
Основными факторами, влияющими на экономическую эффективность конструкции электролизера, являются его срок службы, выход магния по току и удельный расход электроэнергии. Срок службы электролизера зависит от конструкции и стойкости перекрытия ячейки и разделительных перегородок между электролитическими и сборной ячейками. Значительная часть магния теряется со шламом за счет его окисления в сборной ячейке. Затраты на нейтрализацию хлорсодержащих газов сборной ячейки весьма существенны. The main factors affecting the economic efficiency of the design of the electrolyzer are its service life, current output of magnesium and specific electricity consumption. The service life of the cell depends on the design and resistance of the overlap of the cell and dividing walls between the electrolytic and precast cells. A significant part of the magnesium is lost with the sludge due to its oxidation in the collection cell. The costs of neutralizing the chlorine-containing gases of the collection cell are quite substantial.
Разработка конструкции электролизера, исключающей потери магния со шламом и затраты на обезвреживание хлорсодержащих газов, является одной из актуальных проблем. The development of the design of the electrolyzer, eliminating the loss of magnesium with sludge and the costs of the disposal of chlorine-containing gases, is one of the urgent problems.
Известен головной рафинировочный электролизер (патент РФ 2111286, опубл. 20.05.98г., БИ 14), включающий стальной кожух, огнеупорную футеровку, сборные и электролитические ячейки с установленными в них анодами и катодами и отделенные от сборных ячеек перегородками, причем перегородки погружены в расплав и нижние кромки образуют с верхними кромками катодов щелевой зазор. По каналу расплав поступает в приемную камеру для осаждения твердых взвесей, которая отделена от электролитических ячеек разделительной перегородкой с переточными каналами. Known head refining electrolyzer (RF patent 2111286, publ. 05/20/98, BI 14), including a steel casing, refractory lining, prefabricated and electrolytic cells with installed anodes and cathodes and separated from the prefabricated cells by partitions, and the partitions are immersed in the melt and the lower edges form a gap with the upper edges of the cathodes. Through the channel, the melt enters the receiving chamber for sedimentation of solid suspensions, which is separated from the electrolytic cells by a dividing wall with transfer channels.
Недостатком данной конструкции электролизера является то, что данный электролизер работает только в поточной линии электролиза магния как рафинировочный электролизер с верхним вводом анодов и не пригоден для индивидуального питания электролизера сырьем. Перегородки между электролитическими и сборными ячейками разделяют и электролит, и газовое пространство ячеек. Сохраняются затраты на обезвреживание хлорсодержащих газов сборных ячеек. The disadvantage of this design of the cell is that this cell operates only in the production line of magnesium electrolysis as a refining cell with a top input of anodes and is not suitable for individual supply of raw materials to the cell. Partitions between electrolytic and prefabricated cells separate both the electrolyte and the gas space of the cells. The costs of neutralizing the chlorine-containing gases of the prefabricated cells are saved.
Известна камера для питания магниевых электролизеров твердым недообезвоженным карналлитом (авт. свид. СССР 151031, опубл. БИ 20 за 1962 год), встроенная в электролизер и снабженная вертикальными перегородками, делящими ее на ряд последовательных секций и выполненными попеременно не доходящими до дна или верха камеры. Это обеспечивает последовательное прохождение карналлита через секции сверху вниз и снизу вверх и поступление его на поверхность электролита в виде струйки. A well-known chamber for feeding magnesium electrolyzers with solid, non-dehydrated carnallite (ed. Certificate of USSR 151031, publ. BI 20 for 1962), built into the electrolyzer and equipped with vertical partitions dividing it into a series of consecutive sections and made alternately not reaching the bottom or top of the chamber . This ensures the sequential passage of carnallite through the sections from top to bottom and from bottom to top and its entry on the surface of the electrolyte in the form of a trickle.
Недостатком данной камеры является то, что данная конструкция не позволяет полностью избавиться от шлама, так как электролизер не герметизирован, и происходит окисление магния. Сохраняются затраты на обезвреживание хлорсодержащих газов электролизера. The disadvantage of this chamber is that this design does not completely get rid of sludge, since the cell is not sealed, and magnesium is oxidized. Saved the cost of the disposal of chlorine-containing gas electrolyzer.
Известен электролизер с нижним вводом анодов для получения магния (патент 2109851, опуб. БИ 12 27.04.98г.), включающий ванну с футерованными стенками, разделенную перегородкой на электролитическое и сборное отделения, закрытые сверху многослойными перекрытиями, свободно положенные на опорные поверхности футеровки вертикальных стенок с возможностью при температурном расширении свободного перемещения в горизонтальной плоскости. Known electrolyzer with a lower input of anodes for producing magnesium (patent 2109851, publ.
Недостатком такой конструкции перекрытия электролизера является то, что происходит окисление магния в сборной ячейке из-за неполной герметизации электролизера, так как герметично закрыты только электролитические ячейки, а при загрузке расплавленного сырья в сборную ячейку в электролизер поступают примеси, которые ухудшают процесс электролиза. Значительны затраты на обезвреживание хлорсодержащих газов. The disadvantage of this design of the overlapping of the electrolyzer is that magnesium is oxidized in the collection cell due to incomplete sealing of the electrolysis cell, since only the electrolytic cells are hermetically closed, and when the molten raw material is loaded into the collection cell, impurities enter the electrolyzer that impair the electrolysis process. Significant costs for the disposal of chlorine-containing gases.
Наиболее близким аналогом, взятым в качестве прототипа, является электролизер для получения магния и хлора (патент 1739682, опубл. в 1994 году), содержащий кожух, огнеупорную футеровку, перекрытие, электролитические ячейки с электродами и сборные ячейки, разделенные перегородками с переточными каналами, причем футеровка электролитических ячеек выполнена с нишами, в которые установлено перекрытие в виде арки, при этом зазоры между аркой и футеровкой заполнены сыпучим зернистым материалом. Перекрытие в виде арки размещено только над электролитическими ячейками. Такая конструкция электролизера позволяет повысить концентрацию хлора в ячейке и увеличить срок службы электролизера. The closest analogue, taken as a prototype, is an electrolyzer for producing magnesium and chlorine (patent 1739682, publ. In 1994), containing a casing, refractory lining, overlap, electrolytic cells with electrodes and prefabricated cells separated by partitions with transfer channels, moreover The lining of electrolytic cells is made with niches in which an arch-shaped overlap is installed, while the gaps between the arch and the lining are filled with granular granular material. An overlap in the form of an arch is placed only above the electrolytic cells. This design of the cell allows you to increase the concentration of chlorine in the cell and increase the life of the cell.
Недостатками данной конструкции электролизера являются потери магния со шламом, использование ручного труда по извлечению шлама, что снижает производительность электролизера и срок его службы. Удельный расход электроэнергии сравнительно велик. Сохраняются затраты на обезвреживание газов сборной ячейки. The disadvantages of this design of the cell are the loss of magnesium with sludge, the use of manual labor to extract sludge, which reduces the productivity of the cell and its service life. The specific energy consumption is relatively large. Saved the cost of neutralizing the gases of the collection cell.
Задачей данного изобретения является создание полностью герметизированного электролизера, исключающего потери магния со шламом, снижение доли ручного труда при выборке шлама. Технический результат за счет этого приведет к повышению производительности и срока службы электролизера, снизятся затраты на обезвреживание хлорсодержащих газов. The objective of the invention is the creation of a fully sealed cell, eliminating the loss of magnesium from the sludge, reducing the proportion of manual labor in the selection of sludge. The technical result due to this will lead to an increase in the productivity and service life of the electrolyzer, and the cost of neutralizing chlorine-containing gases will decrease.
Технический результат достигается тем, что в электролизере для получения магния и хлора, содержащий кожух, огнеупорную футеровку, образующую емкость, разделенную перегородками на электролитические ячейки с анодами и катодами и сборную ячейку, и перекрытие в виде арки, размещенное над ячейками, новым является то, что он снабжен камерой для питания сырьем с герметичной крышкой и люком для загрузки сырья, размещенной вне ячеек в футеровке перпендикулярно сборной ячейке, сообщенной с ней переточным каналом с гидрозатвором, а перекрытие в виде арки выполнено единым для сборной и электролитических ячеек и установлено с зазором между перекрытием и перегородками с возможностью образования единого газового пространства над сборной и электролитическими ячейками. The technical result is achieved in that in the electrolytic cell for producing magnesium and chlorine, containing a casing, a refractory lining forming a container divided by partitions into electrolytic cells with anodes and cathodes and a collection cell, and an arch-shaped overlap placed above the cells is new, that it is equipped with a chamber for feeding raw materials with an airtight lid and a hatch for loading raw materials placed outside the cells in the lining perpendicular to the assembly cell communicated with it by a transfer channel with a water seal, and the overlap in the form e arches are made uniform for the precast and electrolytic cells and installed with a gap between the ceiling and partitions with the possibility of forming a single gas space above the precast and electrolytic cells.
Кроме того, переточный канал выполнен на уровне верхней кромки катодов. In addition, the transfer channel is made at the level of the upper edge of the cathodes.
Выполнение перекрытия в виде арки над электролитическими и сборной ячейками позволяет за счет исключения попадания кислорода и влаги в газовую фазу исключить гидролиз хлорида магния, шламообразование и окисление магния. Потери магния сокращаются, повышается выход магния по току, производительность и срок службы электролизера, снижается удельный расход электроэнергии. Все газы с высоким содержанием хлора подаются непосредственно потребителю. The implementation of the overlap in the form of an arch over the electrolytic and prefabricated cells allows eliminating the hydrolysis of magnesium chloride, sludge formation and oxidation of magnesium by eliminating the ingress of oxygen and moisture into the gas phase. Losses of magnesium are reduced, the current efficiency of magnesium is increased, the productivity and service life of the cell, and the specific energy consumption is reduced. All gases with a high chlorine content are supplied directly to the consumer.
При загрузке сырья в отдельную камеру, размещенную в футеровке электролизера перпендикулярно сборной ячейке и сообщенной со сборной ячейкой каналом с гидрозатвором, расположенным на уровне верхней кромки катодов, позволяет путем отстоя очищать расплав от твердых взвесей, что снижает поступление примесей в сборную и электролитические ячейки, повышается срок службы электролизера, снижается удельный расход электроэнергии. When loading raw materials into a separate chamber placed in the lining of the electrolyzer perpendicular to the collecting cell and communicated with the collecting cell by a channel with a water trap located at the level of the upper edge of the cathodes, it allows the sludge to be cleaned of solid suspensions, which reduces the flow of impurities into the combined and electrolytic cells, increases the life of the electrolyzer, reduced specific energy consumption.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах зaявлeнного изобретения, позволило установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue made it possible to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly for a specialist from the prior art, since from the prior art as determined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed to achieve a technical result.
На фиг.1 и 2 показана конструкция электролизера с нижним вводом анодов и вводом катодов через боковые стенки электролизера. Figure 1 and 2 shows the design of the cell with the lower input of the anodes and the input of the cathodes through the side walls of the cell.
Электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух электролитических ячеек 3, сборной ячейки 4, разделительных перегородок 5 между сборной и электролитическими ячейками, переточных каналов 6, катодов 7, анодов 8, арочного перекрытия 9, с патрубком для извлечения магния 10. Арочное перекрытие 9 установлено в нише и герметизировано засыпкой 11. Приемная камера 13 имеет переточный канал 12, соединенный со сборной ячейкой 4, люк для загрузки сырья 14, размещенным на крышке 15. The cell consists of a casing 1, lining 2, two electrolytic cells 3, a
Арочное перекрытие 9 изготавливается из стандартных огнеупоров вне электролизера на специализированном участке, где имеются условия для качественного монтажа и сушки перекрытия. После монтажа и сушки электролизер закрывают арочным перекрытием, которое устанавливают в ниши боковых стенок футеровки 2 и засыпают зернистым материалом 11, например фтористым кальцием. Приемную камеру 13 закрывают крышкой 15 и также герметизируют засыпкой. Arched ceiling 9 is made of standard refractories outside the cell in a specialized area where there are conditions for high-quality installation and drying of the ceiling. After installation and drying, the electrolyzer is closed with an arched ceiling, which is installed in the niches of the side walls of the lining 2 and is covered with granular material 11, for example, calcium fluoride. The
Электролизер работает следующим образом. Сырье - безводный карналлит с содержанием хлорида магния 48-50% в виде расплава через люк для загрузки 14 в крышке 15 заливают в приемную камеру 13, отстаивают и через переточный канал 12 методом сообщающихся сосудов передают в сборную ячейку 4. Через окна в разделительных перегородках 5 расплав поступает в электролитические ячейки 3, где под воздействием постоянного тока хлорид магния разлагается и на катодах 7 выделяется магний, на анодах 8 хлор. Магний потоком электролита через переточные каналы 6 выносится в сборную ячейку 4, и через патрубок для извлечения магния 10 в арочном перекрытии 9 его периодически выбирают с помощью вакуум-ковша и направляют потребителю. Хлор (концентрацией 90-95%) накапливается в пространстве между арочным перекрытием 9 и электролитом, по трубопроводу непрерывно отводят и передают потребителю. The cell operates as follows. The raw material is anhydrous carnallite with a magnesium chloride content of 48-50% in the form of a melt through the loading hatch 14 in the
Таким образом, предложенная конструкция электролизера позволяет снизить твердые и исключить газообразные отходы, повысить выход магния по току и производительность электролизера на 1,0-1,5%, соответственно снизить удельный расход электроэнергии, срок службы электролизера возрастает на 6-8 месяцев. Thus, the proposed design of the electrolyzer can reduce solid and eliminate gaseous waste, increase the current output of magnesium and the productivity of the electrolyzer by 1.0-1.5%, respectively, reduce the specific energy consumption, the life of the electrolyzer increases by 6-8 months.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100745A RU2186154C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Electrolyzer for production of magnesium and chlorine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100745A RU2186154C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Electrolyzer for production of magnesium and chlorine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2186154C1 true RU2186154C1 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20244621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001100745A RU2186154C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Electrolyzer for production of magnesium and chlorine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2186154C1 (en) |
-
2001
- 2001-01-09 RU RU2001100745A patent/RU2186154C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU 151031, БИ № 20, 1962. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109913903B (en) | Multi-chamber energy-saving aluminum electrolytic cell capable of continuously operating | |
NO790412L (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ALUMINUM BY ELECTROLYSIS | |
RU2186154C1 (en) | Electrolyzer for production of magnesium and chlorine | |
US5855757A (en) | Method and apparatus for electrolysing light metals | |
US2451492A (en) | Method and apparatus for enriching the alumina content of cryolite fusions in aluminum production | |
US3418223A (en) | Continuous process for producing magnesium metal from magnesium chloride including fused bath electrolysis | |
US2468022A (en) | Electrolytic apparatus for producing magnesium | |
CN206646171U (en) | A kind of molten salt furnace | |
US1343662A (en) | Process fob | |
US4308116A (en) | Method and electrolyzer for production of magnesium | |
US20130032487A1 (en) | Multipolar Magnesium Cell | |
RU2196849C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
RU2245944C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium | |
RU1739682C (en) | Electrolyzer to produce magnesium and chloride | |
US4601804A (en) | Cell for electrolytic purification of aluminum | |
RU2190703C1 (en) | Electrolyzer to produce magnesium and chlorine | |
US1309148A (en) | mighbi | |
RU2100486C1 (en) | Production line for winning of magnesium and chlorine | |
RU217407U1 (en) | DIAPHRAGM-FREE ELECTROLYSIS FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE WITH BOTTOM ANODES INLET | |
RU2128730C1 (en) | Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units | |
UA52752C2 (en) | Electrolyzer for obtaining magnesium | |
US3562134A (en) | Continuous process for producing magnesium metal from magnesium chloride | |
RU2332526C2 (en) | Method of preparation of chlormagnesium raw material to electrolytic production of magnesium and device for therefor | |
US2401821A (en) | Electrolytic cell | |
RU2719215C1 (en) | Method for thermal control of magnesium electrolytic production process and device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120110 |