RU2243295C1 - Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine - Google Patents

Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine Download PDF

Info

Publication number
RU2243295C1
RU2243295C1 RU2003113257/02A RU2003113257A RU2243295C1 RU 2243295 C1 RU2243295 C1 RU 2243295C1 RU 2003113257/02 A RU2003113257/02 A RU 2003113257/02A RU 2003113257 A RU2003113257 A RU 2003113257A RU 2243295 C1 RU2243295 C1 RU 2243295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
magnesium
chlorine
interelectrode
cell
Prior art date
Application number
RU2003113257/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003113257A (en
Inventor
А.Н. Татакин (RU)
А.Н. Татакин
А.С. Чесноков (RU)
А.С. Чесноков
хметов Багдат Мухаметович Ша (KZ)
Багдат Мухаметович Шаяхметов
Игорь Всеволодович Забелин (UA)
Игорь Всеволодович Забелин
В.И. Щеголев (RU)
В.И. Щеголев
А.А. Ларионов (RU)
А.А. Ларионов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт "
Фирма "АЛУМИНИУМ АЛЛОЙЗ ЭНД МЕТАЛУРДЖИКАЛ ПРОСЕССИЗ ЛИМИТЕД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт ", Фирма "АЛУМИНИУМ АЛЛОЙЗ ЭНД МЕТАЛУРДЖИКАЛ ПРОСЕССИЗ ЛИМИТЕД filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт "
Priority to RU2003113257/02A priority Critical patent/RU2243295C1/en
Priority to IL161678A priority patent/IL161678A/en
Priority to OA1200400125A priority patent/OA12717A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2243295C1 publication Critical patent/RU2243295C1/en
Publication of RU2003113257A publication Critical patent/RU2003113257A/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/04—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: electrolytic magnesium and chlorine manufacturing from MgCl2 containing fused salt.
SUBSTANCE: method includes maintaining of chlorine bubble-filled electrolyte in interelectrode gap to provide closed electrolyte circulation between electrolytic cell and cell for magnesium separation and to prevent electrolyte downstream in interelectrode gap; as well as providing of electrolyte and magnesium stream over cathodes, directed to top circulating channels. Velocity of electrolyte and magnesium stream over cathodes is controlled by changing of top circulating channel high in dependence of mean interelectrode distance. Gas-filling of electrolyte is maintained at 6-25 arbitrary units determined according to specific equation. Electrolysis is carried out providing increased interelectrode gap cross-section in direction of electrolyte upstream. Electrolytic cell contains electrolytic chamber with alternate anodes and cathodes and cell for magnesium separation, isolated from electrolytic chamber by divider with top and bottom circulation channels. Ratio of cathode high/interelectrode gap width is 25-60; and inclination of cathode ore anode working surface to vertical is 38'-1026'.
EFFECT: reduced energy consumption, increased current strength and capability of electrolytic cell.
3 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к производству магния и хлора электролизом из расплава солей, содержащих MgCl2.The invention relates to the production of magnesium and chlorine by electrolysis from a melt of salts containing MgCl 2 .

Известен способ получения магния и хлора с использованием бездиафрагменного электролизера, включающего камеру электролиза с чередующимися анодами и катодами, ячейку для сепарации магния, отделенную от камеры электролиза перегородкой, с верхними и нижними циркуляционными каналами, включающий замкнутую циркуляцию электролита между камерой электролиза и ячейкой для сепарации магния.A known method of producing magnesium and chlorine using a diaphragmless electrolyzer, including an electrolysis chamber with alternating anodes and cathodes, a cell for separating magnesium, separated from the electrolysis chamber by a partition, with upper and lower circulating channels, including closed circulation of the electrolyte between the electrolysis chamber and the cell for magnesium separation .

Скорость и направление потоков электролита в замкнутом циркуляционном контуре определяются количеством хлора в объеме электролита, т.е. газонаполнением электролита пузырьками хлора, количество которых, прежде всего, зависит от плотности тока, рабочей высоты электродов и междуэлектродного расстояния (Цветные металлы. 1976. №2, с.53.; 1975. №11, с.43).The speed and direction of electrolyte flows in a closed circulation loop are determined by the amount of chlorine in the electrolyte volume, i.e. gas-filled electrolyte with chlorine bubbles, the amount of which, first of all, depends on the current density, the working height of the electrodes and the interelectrode distance (Non-ferrous metals. 1976. No. 2, p. 53 .; 1975. No. 11, p. 43).

В промышленных бездиафрагменных электролизерах рабочая высота электродов и межэлектродное расстояние принимались такими же, как и на диафрагменных электролизерах: высота катода 850-1000 мм и межэлектродное расстояние 50-70 мм. При плотности тока (катодной) 0,24-0,3 А/см2 газонаполнение электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре составляет 3-5.In industrial non-diaphragm electrolyzers, the working height of the electrodes and the interelectrode distance were assumed to be the same as those on diaphragm electrolyzers: the height of the cathode was 850-1000 mm and the interelectrode distance was 50-70 mm. At a current density (cathode) of 0.24-0.3 A / cm 2, the gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap is 3-5.

К недостаткам известного способа следует отнести ограниченность его применения.The disadvantages of this method include the limitations of its application.

Способ нашел применение в бездиафрагменных электролизерах с рабочей шириной электродов до 0,6 м на силу тока до 100-120 кА. Ведение процесса электролиза при газонаполнении в межэлектродных зазорах, равном 3-5 условных единиц, на электролизерах с рабочей шириной электродов более 0,6 м приводит к появлению замкнутых потоков электролита внутри междуэлектродных зазоров, и скорость движения электролита недостаточна для вывода магния из камеры электролиза в ячейку для сепарации магния. При этом значительная часть магния остается в камере электролиза, многократно циркулирует в нем и интенсивно взаимодействует с хлором, что приводит к снижению выхода магния по току.The method has found application in non-diaphragm electrolyzers with a working electrode width of up to 0.6 m for a current strength of 100-120 kA. The electrolysis process during gas filling in interelectrode gaps equal to 3-5 arbitrary units on electrolyzers with a working electrode width of more than 0.6 m leads to the appearance of closed electrolyte flows inside interelectrode gaps, and the electrolyte speed is insufficient to remove magnesium from the electrolysis chamber into the cell for the separation of magnesium. At the same time, a significant part of magnesium remains in the electrolysis chamber, repeatedly circulates in it and intensively interacts with chlorine, which leads to a decrease in the current yield of magnesium.

Наиболее близким аналогом для изобретения является способ получения магния и хлора, описанный в патенте РФ №2095482, С 25 С.The closest analogue for the invention is a method for producing magnesium and chlorine, described in RF patent No. 2095482, C 25 C.

Известен способ получения магния и хлора из содержащего MgCl2 расплава солей в электролизере с одной или несколькими камерами электролиза с чередующимися анодами и катодами и ячейкой для сепарации магния, отделенной от камеры электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами, включает поддержание газонаполнения электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре, обеспечивающего замкнутую циркуляцию электролита между камерой электролиза и ячейкой для сепарации магния и препятствующего возникновению в межэлектродном зазоре нисходящего потока электролита, и создание потока электролита и магния над катодами, направленного в сторону верхних циркуляционных каналов с регулируемой скоростью.A known method of producing magnesium and chlorine from a molten salt containing MgCl 2 in an electrolyzer with one or more electrolysis chambers with alternating anodes and cathodes and a cell for separating magnesium, separated from the electrolysis chamber by a partition with upper and lower circulating channels, includes maintaining gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in interelectrode gap, providing closed circulation of the electrolyte between the electrolysis chamber and the cell for the separation of magnesium and preventing the occurrence in the interelectrode the native gap of the downward flow of electrolyte, and the creation of a flow of electrolyte and magnesium over the cathodes, directed towards the upper circulation channels with an adjustable speed.

Недостатком известного способа является то, что использование переменной высоты рабочей поверхности катодов, убывающей в направлении к ячейке для сепарации магния, не создает условий для создания потока электролита и магния над катодами, направленного в сторону верхних циркуляционных каналов.The disadvantage of this method is that the use of a variable height of the working surface of the cathodes, decreasing in the direction of the cell for separation of magnesium, does not create conditions for creating a flow of electrolyte and magnesium over the cathodes, directed towards the upper circulation channels.

Увеличенная высота рабочих поверхностей катодов и анодов приводит к тому, что на участках, наиболее удаленных от ячейки для сепарации магния, газонаполнение электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре оказывается меньше, чем на участках, расположенных ближе к ячейке для сепарации магния. Этот парадокс объясняется следующим: на участках с увеличенной высотой катодов пузырьки хлора начинают соприкасаться с поверхностью катодов и расходуются на хлорирование магния, в результате чего верхняя часть поверхности стального катода становится не облуженной магнием, и на этой поверхности катода магний выделяется в виде мелких шариков диаметром менее 1 мм, которые легко хлорируются в газожидкостном слое, что дополнительно снижает газонаполнение пузырьками хлора в межэлектродных зазорах с увеличенной высотой катодов. В результате чего в межэлектродном зазоре напротив поверхностей с увеличенной рабочей высотой появляются нисходящие потоки электролита. Зона с нисходящими потоками электролита увеличивается с увеличением ширины электродов до 1,5-2,0 мм и уменьшением межэлектродного расстояния менее 50 мм.The increased height of the working surfaces of the cathodes and anodes leads to the fact that in the areas farthest from the cell for magnesium separation, the gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap is less than in areas closer to the cell for magnesium separation. This paradox is explained by the following: in areas with an increased cathode height, chlorine bubbles begin to come into contact with the cathode surface and are spent on magnesium chlorination, as a result of which the upper part of the steel cathode surface is not tinned with magnesium, and on this cathode surface magnesium is released in the form of small spheres with a diameter less than 1 mm, which are easily chlorinated in the gas-liquid layer, which further reduces gas filling with chlorine bubbles in the interelectrode gaps with an increased height of the cathodes. As a result, downward electrolyte flows appear in the interelectrode gap opposite the surfaces with increased working height. The zone with downward electrolyte flows increases with an increase in the width of the electrodes to 1.5-2.0 mm and a decrease in the interelectrode distance of less than 50 mm.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении рабочей ширины электродов до 2,0 м и более, снижении междуэлектродного расстояния и, как следствие, повышении производительности электролизера, снижении удельного расхода электроэнергии.The technical problem solved by the invention is to increase the working width of the electrodes to 2.0 m or more, reduce the interelectrode distance and, as a result, increase the productivity of the electrolyzer, reduce the specific energy consumption.

Технический результат заключается в том, что при получении магния достигается снижение удельного расхода электроэнергии при одновременном повышении силы тока на электролизере и его производительности.The technical result consists in the fact that upon receipt of magnesium, a decrease in the specific energy consumption is achieved while increasing the current strength on the cell and its productivity.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения магния и хлора из содержащего MgCl2 расплава солей в электролизере с одной или несколькими камерами электролиза с чередующимися анодами и катодами, ячейкой для сепарации магния, отделенной от камеры электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами, включающей поддержание газонаполнения электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре, обеспечивающего замкнутую циркуляцию электролита между камерой электролиза и ячейкой для сепарации магния и препятствующего возникновению в межэлектродном зазоре нисходящего потока электролита, и создание потока электролита и магния над катодами, направленного в сторону верхних циркуляционных каналов, согласно изобретению регулируют скорость потока электролита и магния над катодами путем изменения высоты верхних циркуляционных каналов в зависимости от среднего межэлектродного расстояния, выбираемого из условияThe technical result is achieved by the fact that in the known method for producing magnesium and chlorine from a molten salt containing MgCl 2 in an electrolyzer with one or more electrolysis chambers with alternating anodes and cathodes, a cell for magnesium separation, separated from the electrolysis chamber by a partition with upper and lower circulating channels, including maintaining gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap, providing closed circulation of the electrolyte between the electrolysis chamber and the cell for separating rotting and preventing a downward flow of electrolyte in the interelectrode gap, and creating an electrolyte and magnesium flow above the cathodes directed towards the upper circulation channels, according to the invention, the flow rate of the electrolyte and magnesium above the cathodes is controlled by changing the height of the upper circulation channels depending on the average interelectrode distance, selected from the condition

hканала=(1,0-10,0)lср.,h channel = (1.0-10.0) l cf. ,

где hканала - высота верхних циркуляционных каналов, см;where h of the channel is the height of the upper circulation channels, cm;

lср - среднее межэлектродное расстояние, см,l cf - the average interelectrode distance, cm,

и газонаполнение электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре поддерживают равным 6-25 условных единиц, которое определяют по формулеand gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap is maintained equal to 6-25 conventional units, which is determined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где G - газонаполнение электролита пузырьками хлора в междуэлектродном зазоре;where G is the gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap;

dk - катодная плотность тока, А/см2;d k - cathodic current density, A / cm 2 ;

Нk - высота катода, см,N k - cathode height, cm,

при этом электролиз проводят с обеспечением переменной площади сечения межэлектродных зазоров по ходу движения восходящих потоков электролита, увеличивающейся по ходу движения расплава.the electrolysis is carried out with the provision of a variable cross-sectional area of interelectrode gaps in the direction of upward flow of the electrolyte, increasing in the direction of movement of the melt.

Электролизер для осуществления вышеописанного способа получения магния и хлора, содержащий камеру электролиза с чередующимися анодами и катодами и ячейку для сепарации магния, отделенную от камеры электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами. Для решения поставленной задачи в электролизере высота катода превышает междуэлектродный зазор в 25-60 раз, а рабочая поверхность катода или анода выполнена с наклоном к вертикали под углом 38’-1°26’.An electrolyzer for implementing the above method for producing magnesium and chlorine, comprising an electrolysis chamber with alternating anodes and cathodes and a cell for separating magnesium, separated from the electrolysis chamber by a partition with upper and lower circulation channels. To solve the problem in the cell, the cathode height exceeds the interelectrode gap by 25-60 times, and the working surface of the cathode or anode is made with an inclination to the vertical at an angle of 38’-1 ° 26 ’.

Пример осуществления способа получения магния и хлора.An example implementation of the method of producing magnesium and chlorine.

Электролизер для осуществления способа представлен на фиг.1-3.The electrolyzer for implementing the method is presented in figures 1-3.

Электролизер содержит кожух 1, футерованный изнутри огнеупорным материалом 2, камеру электролиза 3 с чередующимися анодами 4 и катодами 5, ячейку 6 для сепарации магния, арочную перегородку 7, отделяющую камеру электролиза от ячейки для сепарации магния, с верхними циркуляционными каналами 8 и нижними каналами 9. Камера электролиза 3 укрыта сверху перекрытием 10.The cell contains a casing 1 lined with refractory material from the inside 2, an electrolysis chamber 3 with alternating anodes 4 and cathodes 5, a cell 6 for magnesium separation, an arched partition 7 that separates the electrolysis chamber from the cell for magnesium separation, with upper circulation channels 8 and lower channels 9 The electrolysis chamber 3 is covered from above by a ceiling 10.

Электролизер работает следующим образом.The cell operates as follows.

После заливки в электролизер расплава, содержащего 10-18% МgСl2, 35-40% NaCl и 45-50% KCl, подключают постоянный ток к электродам. При температуре электролита 660-670°С на анодах 4 выделяется хлор, а на катодах 5 выделяется магний. За счет высокого газонаполнения электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре 12 появляются восходящие потоки электролита вместе с магнием и хлором, который собирается над электролитом в камере электролиза, откуда через патрубок 11 хлор непрерывно удаляется в магистральный хлоропровод. Над катодами электролит вместе с магнием поступает через циркуляционные каналы 8 в ячейку 6 для сепарации магния, где магний накапливается на поверхности электролита и периодически выбирается вакуум-ковшом. Освободившийся от магния электролит в ячейке 6 направляется вниз, и далее через нижние каналы 9 потоки электролита поступают в межэлектродные зазоры 12.After pouring into the electrolyzer a melt containing 10-18% MgCl 2 , 35-40% NaCl and 45-50% KCl, a direct current is connected to the electrodes. At an electrolyte temperature of 660-670 ° C, chlorine is released at anodes 4, and magnesium is released at cathodes 5. Due to the high gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap 12, upward flows of electrolyte appear together with magnesium and chlorine, which is collected above the electrolyte in the electrolysis chamber, from where chlorine is continuously removed through the pipe 11 to the main chlorine pipeline. Above the cathodes, the electrolyte together with magnesium enters through the circulation channels 8 into the cell 6 for magnesium separation, where magnesium accumulates on the surface of the electrolyte and is periodically selected by a vacuum ladle. The electrolyte freed from magnesium in the cell 6 is directed downward, and then through the lower channels 9, the electrolyte flows into the interelectrode gaps 12.

Предложенные параметры газонаполнения электролита пузырьками хлора в междуэлектродных зазорах обеспечивают условия, при которых в междуэлектродном зазоре по всей его длине создаются восходящие потоки электролита, направленные в верхней части зазора выше катодов в сторону ячейки для сепарации магния, что способствует ускорению вывода магния из камеры электролиза в ячейку для сепарации. Для поддержания параметров по газонаполнению электролита пузырьками хлора при постоянной высоте электродов необходимо значительно снизить расстояние между электродами (примерно в 2-3 раза) и повысить в 1,5-2,0 раза плотность тока по сравнению с известными способами, что позволит повысить силу тока на электролизере и его производительность.The proposed gas filling parameters of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gaps provide the conditions under which upward electrolyte flows are created in the interelectrode gap along its entire length, directed in the upper part of the gap above the cathodes toward the cell for magnesium separation, which helps to accelerate the removal of magnesium from the electrolysis chamber into the cell for separation. To maintain parameters for gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles at a constant height of the electrodes, it is necessary to significantly reduce the distance between the electrodes (about 2-3 times) and increase the current density by 1.5-2.0 times in comparison with the known methods, which will increase the current strength on the electrolyzer and its performance.

При увеличении параметра газонаполнения электролита свыше 25 условных единиц за счет высокого скоростного напора газоэлектролитной смеси происходит отрыв зарождающихся мелких капель магния с поверхности катода, которые легко хлорируются в турбулентном потоке электролита и хлора, что приводит к резкому снижению выхода по току и производительности электролизера. Кроме того, потери хлора с газами сантехотсоса прямо пропорциональны газонаполнению электролита хлором. С увеличением газонаполнения возрастает скорость потока электролита и увеличивается число пузырьков хлора, которые выносятся из междуэлектродных зазоров в ячейку для сепарации магния.With an increase in the gas-filling parameter of the electrolyte over 25 conventional units due to the high pressure head of the gas-electrolyte mixture, the nucleation of small droplets of magnesium from the cathode surface breaks off, which are easily chlorinated in the turbulent flow of the electrolyte and chlorine, which leads to a sharp decrease in the current efficiency and productivity of the electrolyzer. In addition, the loss of chlorine from the gases of a plumbing pump is directly proportional to the gas filling of the electrolyte with chlorine. With increasing gas filling, the electrolyte flow rate increases and the number of chlorine bubbles increases, which are removed from the interelectrode gaps into the cell for magnesium separation.

При уменьшении газонаполнения меньше 6 условных единиц появляются нисходящие потоки электролита в междуэлектродном зазоре, что приводит к снижению выхода по току.With a decrease in gas filling of less than 6 conventional units, downward flows of electrolyte appear in the interelectrode gap, which leads to a decrease in current efficiency.

Увеличение площади сечения восходящих потоков электролита в междуэлектродном зазоре по ходу движения приводит к снижению разницы скоростей потока по высоте междуэлектродного зазора, что способствует улучшению облуженности катода магнием, подъему его по поверхности катода и отрыва магния от поверхности катода в верхней части катода. Последнее приводит к снижению потерь магния за счет его хлорирования и увеличению выхода по току.An increase in the cross-sectional area of the ascending electrolyte flows in the interelectrode gap in the direction of travel leads to a decrease in the difference in the flow velocities along the height of the interelectrode gap, which improves the cathode tinning with magnesium, elevates it along the cathode surface and detaches magnesium from the cathode surface in the upper part of the cathode. The latter leads to a decrease in magnesium losses due to its chlorination and an increase in current efficiency.

Скорость потока электролита и магния над катодами регулируется изменением высоты верхних каналов, которая, в свою очередь, определяется средним расстоянием между электродами. При соотношении высоты канала к среднему междуэлектродному расстоянию менее 1,0 увеличивается гидравлическое сопротивление канала, что ухудшает условия вывода магния из камеры электролиза в ячейку для сепарации магния. Соотношение высоты канала к среднему междуэлектродному расстоянию более 10,0 приводит к резкому увеличению потерь хлора с газами сантехотсоса, удаляемых из ячейки для сепарации через патрубок 13.The flow rate of electrolyte and magnesium above the cathodes is controlled by a change in the height of the upper channels, which, in turn, is determined by the average distance between the electrodes. When the ratio of the channel height to the average interelectrode distance is less than 1.0, the hydraulic resistance of the channel increases, which worsens the conditions for the withdrawal of magnesium from the electrolysis chamber into the cell for magnesium separation. The ratio of the height of the channel to the average interelectrode distance of more than 10.0 leads to a sharp increase in the loss of chlorine from the gases of the sanitary pump removed from the cell for separation through the pipe 13.

Благодаря указанным соотношениям высоты канала к междуэлектродному расстоянию обеспечиваются условия, при которых в пространстве между анодами выше катодов образуется поток электролита и магния, направленный в сторону верхних циркуляционных каналов.Due to the indicated ratios of the channel height to the interelectrode distance, conditions are provided under which a flow of electrolyte and magnesium is formed in the space between the anodes above the cathodes and is directed towards the upper circulation channels.

Благодаря указанным углам наклона рабочих поверхностей катода или анода, или анода и катода, к их вертикальной оси увеличивается общая рабочая поверхность электродов и сила тока на электролизере, а, следовательно, увеличивается его производительность.Due to the indicated inclination angles of the working surfaces of the cathode or anode, or anode and cathode, the total working surface of the electrodes and the current strength on the electrolyzer increase to their vertical axis, and, therefore, its productivity increases.

При увеличении угла наклона рабочей поверхности катода или анода к вертикали более 1°26’ снижается общая рабочая поверхность электродов и сила тока на электролизере, а, следовательно, снижается его производительность.With an increase in the angle of inclination of the working surface of the cathode or anode to the vertical more than 1 ° 26 ’, the overall working surface of the electrodes and the current strength on the cell decrease, and, therefore, its performance decreases.

При уменьшении угла наклона рабочей поверхности катода или анода менее 38’ хлорный веер будет касаться верхней части поверхности катода, что приведет к преждевременному отрыву мелких капель магния с поверхности катода и увеличению его потерь.If the angle of inclination of the working surface of the cathode or anode is less than 38 ’, the chlorine fan will touch the upper part of the cathode surface, which will lead to premature detachment of small drops of magnesium from the cathode surface and increase its losses.

Таким образом, использование изобретения позволяет снизить удельный расход электроэнергии на 1000кВт·ч/т Мg и повысить производительность электролизера на 40%.Thus, the use of the invention allows to reduce the specific energy consumption by 1000 kW · h / t Mg and to increase the productivity of the cell by 40%.

Claims (2)

1. Способ получения магния и хлора из содержащего MgCl2 расплава солей в электролизере с одной или несколькими камерами электролиза с чередующимися анодами и катодами и ячейкой для сепарации магния, отделенной от камеры электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами, включающий поддержание газонаполнения электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре, обеспечивающего замкнутую циркуляцию электролита между камерой электролиза и ячейкой для сепарации магния и препятствующего возникновению в межэлектродном зазоре нисходящего потока электролита, и создание потока электролита и магния над катодами, направленного в сторону верхних циркуляционных каналов, отличающийся тем, что регулируют скорость потока электролита и магния над катодами путем изменения высоты верхних циркуляционных каналов в зависимости от среднего межэлектродного расстояния, выбираемой из условия1. A method of producing magnesium and chlorine from a molten salt containing MgCl 2 in an electrolyzer with one or more electrolysis chambers with alternating anodes and cathodes and a cell for separating magnesium, separated from the electrolysis chamber by a partition with upper and lower circulating channels, including maintaining gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap, providing a closed circulation of the electrolyte between the electrolysis chamber and the cell for the separation of magnesium and preventing the occurrence in the interelectrode m the gap of the downward flow of electrolyte, and the creation of the flow of electrolyte and magnesium above the cathodes, directed towards the upper circulation channels, characterized in that the flow rate of the electrolyte and magnesium above the cathodes is controlled by changing the height of the upper circulation channels depending on the average interelectrode distance selected from the condition hканала=(1,0÷10,0)·lcp,h channel = (1,0 ÷ 10,0) l cp , где hканала - высота верхних циркуляционных каналов, см;where h of the channel is the height of the upper circulation channels, cm; lcp - среднее межэлектродное расстояние, см,l cp is the average interelectrode distance, cm, газонаполнение электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре поддерживают равным 6-25 условных единиц, которое определяют по формулеgas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap is maintained equal to 6-25 conventional units, which is determined by the formula
Figure 00000003
Figure 00000003
 где G - газонаполнение электролита пузырьками хлора в межэлектродном зазоре;where G is the gas filling of the electrolyte with chlorine bubbles in the interelectrode gap; dk - катодная плотность тока, А/см2;d k - cathodic current density, A / cm 2 ; Hk - высота катода, см,H k - cathode height, cm, при этом электролиз проводят с обеспечением переменной площади сечения межэлектродных зазоров по ходу движения восходящих потоков электролита, увеличивающейся по ходу движения расплава.the electrolysis is carried out with the provision of a variable cross-sectional area of interelectrode gaps in the direction of upward flow of the electrolyte, increasing in the direction of movement of the melt. 2. Электролизер для получения магния и хлора, содержащий камеру электролиза с чередующимися анодами и катодами и ячейку для сепарации магния, отделенную от камеры электролиза перегородкой с верхними и нижними циркуляционными каналами, отличающийся тем, что высота катода превышает межэлектродный зазор в 25-60 раз, а рабочая поверхность катода или анода выполнена с наклоном к вертикали под углом 38’÷1°26’.2. An electrolyzer for producing magnesium and chlorine, containing an electrolysis chamber with alternating anodes and cathodes and a cell for magnesium separation, separated from the electrolysis chamber by a partition with upper and lower circulation channels, characterized in that the cathode height is 25-60 times greater than the electrode gap, and the working surface of the cathode or anode is made with an inclination to the vertical at an angle of 38 '÷ 1 ° 26'.
RU2003113257/02A 2003-05-05 2003-05-05 Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine RU2243295C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113257/02A RU2243295C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine
IL161678A IL161678A (en) 2003-05-05 2004-04-29 Method and apparatus for production of magnesium and chlorine
OA1200400125A OA12717A (en) 2003-05-05 2004-05-03 Method and apparatus for production of magnesium and chlorine.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113257/02A RU2243295C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2243295C1 true RU2243295C1 (en) 2004-12-27
RU2003113257A RU2003113257A (en) 2005-01-20

Family

ID=34075218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003113257/02A RU2243295C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine

Country Status (3)

Country Link
IL (1) IL161678A (en)
OA (1) OA12717A (en)
RU (1) RU2243295C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020013679A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Акционерное Общество "Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат" Ао "Ук Тмк" Method for producing magnesium and chlorine and electrolytic cell for implementing same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106894060A (en) * 2017-03-17 2017-06-27 中科京投环境科技江苏有限公司 A kind of closed metallurgical electrolysis device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АГАЛАКОВ В.А. и др. Выход по току на бездиафрагменных электролизерах с увеличенной высотой электродов при малом межэлектродном расстоянии. Цветные металлы, 1976, №2, с.53. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020013679A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Акционерное Общество "Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат" Ао "Ук Тмк" Method for producing magnesium and chlorine and electrolytic cell for implementing same
CN112912545A (en) * 2018-07-11 2021-06-04 乌斯季卡面诺戈尔斯克钛和镁种植股份有限公司 Method for producing magnesium and chlorine and electrolytic cell for carrying out said method
RU2760025C1 (en) * 2018-07-11 2021-11-22 Акционерное общество "Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат" Method for obtaining magnesium and chlorine and electrolyzer for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
OA12717A (en) 2006-06-27
IL161678A (en) 2008-11-03
RU2003113257A (en) 2005-01-20
IL161678A0 (en) 2004-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002236366B2 (en) A method and an electrowinning cell for production of metal
EP0096990B1 (en) Metal production by electrolysis of a molten metal electrolyte
JPS6232276B2 (en)
US4617098A (en) Continuous electrolysis of lithium chloride into lithium metal
RU2243295C1 (en) Electrolytic cell and method for production of magnesium and chlorine
JPS59133393A (en) Electrolytic cell for producing metal
US20090321273A1 (en) Method and an electrolysis cell for production of a metal from a molten chloride
US3907651A (en) Method for the molten salt electrolytic production of metals from metal chlorides and electrolyzer for carrying out the method
RU2316618C2 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2405865C1 (en) Method for obtaining magnesium and chlorine, and electrolysis unit for its implementation
JPH02258993A (en) Electrolytic cell for producing metal
RU2760025C1 (en) Method for obtaining magnesium and chlorine and electrolyzer for its implementation
KR102023751B1 (en) Electrolytic cell for production of rare earth metals
RU2336368C1 (en) Electrolyser for production of magnesium and chlorine
JPS5839789A (en) Electrolyzing method for molten chloride
US3118827A (en) Fused salt electrolysis cell
JP6889640B2 (en) Molten salt electrolytic cell
JPH0132317B2 (en)
NZ206098A (en) A method for the electrolytic production of magnesium
RU2206639C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU74923U1 (en) ELECTROLYZER FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE
JP6933936B2 (en) Molten salt electrolytic cell
US5110426A (en) Method of and an apparatus for introducing at least one halide in the liquid or gaseous state into the bath of a cell for dry electrolysis
SU1433081A1 (en) Method of electrolytic production of titanium and other metals
RU1782065C (en) Electrolyzer for producing magnesium and chloride

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090506