RU2244046C1 - Electrolyzer for producing magnesium and chlorine - Google Patents
Electrolyzer for producing magnesium and chlorine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244046C1 RU2244046C1 RU2003116215/02A RU2003116215A RU2244046C1 RU 2244046 C1 RU2244046 C1 RU 2244046C1 RU 2003116215/02 A RU2003116215/02 A RU 2003116215/02A RU 2003116215 A RU2003116215 A RU 2003116215A RU 2244046 C1 RU2244046 C1 RU 2244046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- lining
- electrolyzer
- compartment
- electrolysis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения магния электролизом расплавленных солей.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for producing magnesium by electrolysis of molten salts.
Известен электролизер для получения магния и хлора (пат. RU №2109851, опубл. 27.04.98 г., БИ №12), включающий ванну с футерованными стенками, разделенную перегородкой на электролитическое и сборное отделения, закрытые сверху перекрытиями. В электролитическом отделении размещены аноды, установленные на подине футеровки электролизера, и катоды с токоподводами, введенными через боковую стенку футерованной ванны. Перегородка выполнена с верхним и нижним переточными каналами. Катодный лист выполнен со скосом снизу, при этом скос размещен в футеровке электролизера.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (US Pat. RU No. 2109851, publ. 04/27/98, BI No. 12), including a bath with lined walls, separated by a partition on the electrolytic and prefabricated compartments, closed on top with ceilings. In the electrolytic compartment placed anodes mounted on the bottom of the lining of the cell, and cathodes with current leads introduced through the side wall of the lined bath. The partition is made with upper and lower transfer channels. The cathode sheet is made with a bevel from the bottom, while the bevel is placed in the lining of the cell.
Недостатком данной конструкции электролизера является то, что конструктивное размещение катода в боковой стенке футеровки электролизера не позволяет демонтировать катод без повреждений. Катод деформируется, что не позволяет повторно использовать его в дальнейших процессах, что ведет к большим затратам на сталь и изготовление катода. Конструкция катода не позволяет стабилизовать ведение технологического процесса электролиза, что ведет к большим затратам электроэнергии.The disadvantage of this design of the cell is that the structural placement of the cathode in the side wall of the lining of the cell does not allow to dismantle the cathode without damage. The cathode is deformed, which does not allow it to be reused in further processes, which leads to high costs for steel and the manufacture of the cathode. The design of the cathode does not allow to stabilize the process of electrolysis, which leads to high energy costs.
Известен электролизер для получения магния и хлора (пат. RU №902505, опубл. 20.10.96 г. БИ №29), включающий электролитические отделения с введенными через подину анодами переменной ширины и закрепленными в стенках консольными катодами, расположенную перпендикулярно электродам сборную ячейку, отделенную от рабочих отделений разделительной перегородкой с верхними и нижними переточными каналами для циркуляции электролита. Токоподвод выполнен прямоугольной формы, а катод - со скосом в правом верхнем углу перед верхним переточным каналом.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (US Pat. RU No. 902505, publ. 20.10.96, BI No. 29), comprising electrolytic compartments with variable-width anodes introduced through the bottom and cantilever cathodes fixed to the walls, an assembly cell located perpendicular to the electrodes, separated from working compartments with a dividing wall with upper and lower transfer channels for electrolyte circulation. The current lead is made in a rectangular shape, and the cathode with a bevel in the upper right corner in front of the upper transfer channel.
Недостатком данной конструкции электролизера является то, что конструктивное размещение катода в боковой стенке футеровки электролизера не позволяет демонтировать катод без повреждений. Катод деформируется, что не позволяет повторно использовать его в дальнейших процессах, что ведет к большим затратам на сталь и изготовление катода. Конструкция катода не позволяет стабилизовать ведение технологического процесса электролиза, что ведет к большим затратам электроэнергии.The disadvantage of this design of the cell is that the structural placement of the cathode in the side wall of the lining of the cell does not allow to dismantle the cathode without damage. The cathode is deformed, which does not allow it to be reused in further processes, which leads to high costs for steel and the manufacture of the cathode. The design of the cathode does not allow to stabilize the process of electrolysis, which leads to high energy costs.
Известен электролизер для получения магния и хлора (пат.RU №2094536, опубл. 27.10.97 г. БИ №30), принятый по количеству общих признаков за ближайший аналог-прототип и включающий кожух, футеровку, электролитические отделения с введенными через подину анодами и закрепленными в стенках катодами с токоподводами, сборную ячейку, отделенную от рабочих отделений разделительной перегородкой с верхними и нижними переточными каналами для циркуляции электролита. Перегородка выполнена с выступом прямоугольной формы и со скосом в сторону электролитического отделения. Перегородка с выступом образует Z-образный профиль, параллельный катоду, а зазор выполнен по всей длине постоянной ширины. Катод сверху выполнен со скосом, при этом скос расположен в футеровке электролизера.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (US Pat. RU No. 2094536, published on 10.27.97 BI No. 30), adopted by the number of common features for the closest prototype analogue and including a casing, lining, electrolytic compartments with anodes introduced through the bottom and fixed to the walls with cathodes with current leads, an assembly cell separated from the working compartments by a dividing wall with upper and lower transfer channels for electrolyte circulation. The partition is made with a rectangular protrusion and with a bevel towards the electrolytic compartment. The partition with a protrusion forms a Z-shaped profile parallel to the cathode, and the gap is made over the entire length of a constant width. The cathode is made with a bevel on top, while the bevel is located in the lining of the cell.
Недостатком данной конструкции электролизера является то, что конструктивное размещение катода в боковой стенке футеровки электролизера не позволяет демонтировать катод без повреждений. Катод деформируется, что не позволяет повторно использовать его в дальнейших процессах, а это приводит к большим затратам на сталь и изготовление катода. Конструкция катода не позволяет стабилизовать ведение технологического процесса электролиза, что приводит к большим затратам электроэнергии.The disadvantage of this design of the cell is that the structural placement of the cathode in the side wall of the lining of the cell does not allow to dismantle the cathode without damage. The cathode is deformed, which does not allow to reuse it in further processes, and this leads to high costs for steel and the manufacture of the cathode. The design of the cathode does not allow to stabilize the conduct of the electrolysis process, which leads to high energy costs.
Технический результат заключается в устранении недостатков указанного прототипа и направлен на снижение затрат за счет повторного использования катода. Повторное использование катода позволяет не только снизить затраты на его изготовление но и за счет повышения поверхностных свойств стали катода улучшить технико-экономические характеристики работы электролизера, это приводит к снижению пускового периода процесса электролиза, к снижению удельного расхода электроэнергии и стабилизации процесса электролиза.The technical result consists in eliminating the disadvantages of this prototype and is aimed at reducing costs due to the reuse of the cathode. Reuse of the cathode allows not only to reduce the cost of its manufacture, but also by improving the surface properties of the cathode steel to improve the technical and economic characteristics of the electrolysis cell, this leads to a decrease in the start-up period of the electrolysis process, to a decrease in the specific energy consumption and stabilization of the electrolysis process.
Технический результат достигается тем, что предложен электролизер для получения магния и хлора, содержащий кожух, футеровку, электролитическое отделение с введенными через подину анодом и катодом, одна из сторон которого установлена в футеровке боковой стенки электролизера, другая размещена в электролитическом отделении, сборную ячейку, отделенную от электролитического отделения разделительной перегородкой с верхними и нижними переточными каналами, и токоподводы, новым является то, что он снабжен катодным экраном, жестко размещенным на катоде, разделяющим катод на две части и установленным вплотную к футеровке в электролитическом отделении, при этом катод выполнен съемным, часть катода, установленная в футеровке боковой стенки электролизера, выполнена сверху ступенчатой формы, снизу - прямолинейной, а часть катода, размещенная в электролитическом отделении, выполнена со скосами.The technical result is achieved by the fact that an electrolyzer for producing magnesium and chlorine is proposed, comprising a casing, a lining, an electrolytic compartment with an anode and a cathode introduced through the bottom, one of the sides of which is installed in the lining of the side wall of the electrolyzer, the other is placed in the electrolytic compartment, the cell is separated from the electrolytic compartment with a dividing wall with upper and lower transfer channels, and current leads, new is that it is equipped with a cathode screen, rigidly placed on the cathode, dividing the cathode into two parts and installed close to the lining in the electrolytic compartment, while the cathode is removable, part of the cathode installed in the lining of the side wall of the cell is made on top of a stepped shape, bottom straight, and part of the cathode located in the electrolytic compartment made with bevels.
Кроме того, скосы выполнены параллельными.In addition, the bevels are made parallel.
Кроме того, скосы выполнены в верхней части катода со стороны переточного канала перегородки и в нижней части со стороны катодного экрана.In addition, the bevels are made in the upper part of the cathode from the side of the transfer channel of the septum and in the lower part from the side of the cathode screen.
Кроме того, соотношение ширины части катода, размещенной в футеровке, к ширине части катода, размещенной в электролитическом отделении, равно 1:(1,5-1,8).In addition, the ratio of the width of the part of the cathode placed in the lining to the width of the part of the cathode located in the electrolytic compartment is 1: (1.5-1.8).
Кроме того, соотношение части анода, расположенной над катодом, к высоте катода равно 1:(3,5-4,0).In addition, the ratio of the part of the anode located above the cathode to the height of the cathode is 1: (3.5-4.0).
Установка катодного экрана между двумя частями катода позволяет увеличить площадь катода, так как он работает так же, как и катод, повысить активность катодной поверхности листа, что способствует стабилизации процесса электролиза.The installation of a cathode screen between two parts of the cathode allows increasing the cathode area, since it works the same as the cathode, increasing the activity of the cathode surface of the sheet, which helps stabilize the electrolysis process.
Изготовление одной части катода, размещенной в футеровке боковой стенки электролизера, сверху ступенчатой формы, а снизу - прямолинейной, позволяет облегчить установку катода в футеровке при монтаже электролизера и извлечение его из футеровки при капремонтах. Изготовление другой части катода, размещенной в электролитическом отделении, со скосами позволяет оптимизировать процесс электролиза, что позволяет снизить удельный расход электроэнергии.The manufacture of one part of the cathode located in the lining of the side wall of the electrolytic cell, at the top of the stepped form, and at the bottom, in a straight line, makes it easier to install the cathode in the lining during installation of the electrolytic cell and to remove it from the lining during major repairs. The manufacture of another part of the cathode located in the electrolytic compartment with bevels allows to optimize the electrolysis process, which reduces the specific energy consumption.
На чертеже показан электролизер для получения магния и хлора, состоящий из кожуха 1, футеровки 2, электролитического отделения 3, в котором установлены графитированный анод 4 и металлический катод 5, выполненный из двух частей, причем одна часть 6 размещена в боковой стенке футеровки и выполнена сверху ступенчатой формы 7 и снизу прямолинейной формы 8, а другая часть 9 размещена в электролитическом отделении и выполнена со скосами 10 с двух противоположных сторон, между частями 6 и 9 катода установлен катодный экран 11, из сборной ячейки 12, перегородки 13 с верхним переточным каналом 14 и нижним переточным каналом 15, токоподводом 16.The drawing shows an electrolyzer for producing magnesium and chlorine, consisting of a casing 1, a lining 2, an electrolytic compartment 3, in which a graphite anode 4 and a metal cathode 5, made of two parts, are installed, and one part 6 is placed in the side wall of the lining and is made on top step-shaped form 7 and bottom straight-line form 8, and the other part 9 is placed in the electrolytic compartment and is made with bevels 10 on two opposite sides, between the parts 6 and 9 of the cathode there is a cathode screen 11, from the assembly cell 12, burnout Odes 13 with an upper transfer channel 14 and a lower transfer channel 15, current lead 16.
Монтаж электролизера производят следующим образом.Installation of the cell is as follows.
Предварительно изготавливают катод 5 из стали 3 по ГОСТ 380-71, для чего сваривают две части 6 и 9 и катодный экран 11, размещенный между частями 6 и 9, при этом одна часть 6 изготовлена сверху ступенчатой формы 7 и снизу прямолинейной формы 8, а другая часть 9 выполнена со скосами 10 с двух противоположных сторон. Скосы 10 выполнены параллельными и размещены в верхней части катода 9 со стороны переточного канала 14 перегородки 13, а в нижней части со стороны катодного экрана 11. Катод 5 частью 6 размещают в проеме боковой стенки футеровки 2, а катодный экран 11 устанавливают вплотную к внутренней стенке футеровки 2 электролитического отделения 3. Свободное пространство проема футеровки 2 над верхней ступенчатой стороной 7 части 6 катода 5 заполняют магнезитовой крошкой крупностью 0-1 мм и насыпной массой не более 500 кг/м3 и бетоном. Соотношение ширины части 6 катода, находящегося в футеровке, к ширине части 9 катода, размещенной в электролитическом отделении, поддерживают равным 1:(1,5-1,8). В подине футеровки 2 электролизера устанавливают аноды 4 таким образом, чтобы соотношение части анода 4, разсположенной над катодом 5, к высоте катода было равно 1:(3,5-4,0). Затем на футеровку 2 сверху над электролитическим отделением 3 устанавливают перекрытие с перегородкой 13 с верхним переточным каналом 14 и нижним переточным каналом 15. Образованная перегородкой 13 сборная ячейка 12 размещена между электролитическими отделениями 3. При окончании работы электролизера (при остановке на капитальный ремонт) удаляют отбойным молотком в проеме, где установлена часть 6 катода, бетон с магнезитовой крошкой, извлекают катод 5 и затем после ремонта, устанавливают его вновь в электролизер.The cathode 5 is preliminarily fabricated from steel 3 according to GOST 380-71, for which two parts 6 and 9 and the cathode screen 11, which are placed between parts 6 and 9, are welded, while one part 6 is made on top of the step shape 7 and on the bottom of the straight shape 8, and the other part 9 is made with bevels 10 on two opposite sides. The bevels 10 are made parallel and placed in the upper part of the cathode 9 from the side of the transfer channel 14 of the partition 13, and in the lower part from the side of the cathode screen 11. The cathode 5 part 6 is placed in the opening of the side wall of the lining 2, and the cathode screen 11 is installed close to the inner wall lining 2 of the electrolytic compartment 3. The free space of the opening of the lining 2 above the upper stepped side 7 of part 6 of the cathode 5 is filled with magnesite chips with a grain size of 0-1 mm and a bulk density of not more than 500 kg / m 3 and concrete. The ratio of the width of the cathode part 6 in the lining to the width of the cathode part 9 located in the electrolytic compartment is maintained at 1: (1.5-1.8). Anodes 4 are installed in the bottom of the lining 2 of the electrolyzer so that the ratio of the part of the anode 4 located above the cathode 5 to the height of the cathode is 1: (3.5-4.0). Then, a lining 2 is installed on top of the lining 2 above the electrolytic compartment 3 with a partition 13 with an upper transfer duct 14 and a lower transfer duct 15. A collection cell 12 formed by the partition 13 is placed between the electrolytic compartments 3. At the end of the operation of the cell (when it is stopped for overhaul), the fenders are removed hammer in the opening where part 6 of the cathode is installed, concrete with magnesite chips, remove the cathode 5 and then after repair, install it again in the cell.
Электролизер работает следующим образом.The cell operates as follows.
В сборную ячейку 12 заливают расплавленное хлормагниевое сырье 35-50 кг при содержании хлорида магния 47,5%, подают постоянный электрический ток через токоподвод 16 к анодам 4 и катодам 5. При прохождении электрического тока на аноде выделяется газообразный хлор, на катоде - расплавленный магний. Пузырьки хлора и капли магния вместе с электролитом поднимаются вверх между рабочими поверхностями анода 4 и катода 5. Хлор удаляется в электролитическом отделении 3 через хлоропровод, а электролит с магнием выносится через переточный канал 14 разделительной перегородки 13 в сборную ячейку 12 и через нижний переточный канал 15 возвращается в электролитическое отделение. Магний удаляют вакуум-ковшом из сборной ячейки и направляют потребителю.35-50 kg of molten chlorine-magnesium raw material is poured into the collection cell 12 with a magnesium chloride content of 47.5%, direct current is supplied through the current lead 16 to the anodes 4 and cathodes 5. When electric current passes, gaseous chlorine is released on the anode, and molten magnesium is deposited on the cathode . Chlorine bubbles and drops of magnesium together with the electrolyte rise up between the working surfaces of the anode 4 and cathode 5. Chlorine is removed in the electrolytic compartment 3 through a chlorine line, and the electrolyte with magnesium is carried out through the transfer channel 14 of the separation wall 13 into the collection cell 12 and through the lower transfer channel 15 returns to the electrolytic compartment. Magnesium is removed by vacuum bucket from the collection cell and sent to the consumer.
Таким образом, предложенная конструкция электролизера позволяет снизить затраты за счет повторного использования катода и повысить технико-экономические характеристики работы электролизера, в частности снизить пусковой период работы электролизера, снизить удельный расход электроэнергии, стабилизировать процесс электролиза.Thus, the proposed design of the electrolyzer can reduce costs due to the reuse of the cathode and increase the technical and economic characteristics of the electrolyzer, in particular, reduce the start-up period of the electrolyzer, reduce the specific energy consumption, stabilize the electrolysis process.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116215/02A RU2244046C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116215/02A RU2244046C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003116215A RU2003116215A (en) | 2005-01-10 |
| RU2244046C1 true RU2244046C1 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34881250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116215/02A RU2244046C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244046C1 (en) |
-
2003
- 2003-06-02 RU RU2003116215/02A patent/RU2244046C1/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003116215A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2559381C2 (en) | Electrolyser anode fitted with grooves | |
| CN101413136B (en) | Novel cathode structured aluminum cell with longitudinal and transversal wave damping functions | |
| JP6501886B2 (en) | Molten salt electrolytic cell, method of producing metallic magnesium using the same, and method of producing titanium sponge | |
| RU2727441C1 (en) | Cathode block with slot of special geometrical shape | |
| RU2244046C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
| US2468022A (en) | Electrolytic apparatus for producing magnesium | |
| RU2316618C2 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
| CN201305634Y (en) | Novel cathode-structure aluminum electrolytic cell with functions of longitudinal wave reduction and horizontal wave reduction | |
| US3756929A (en) | Method of operating an aluminium oxide reduction cell | |
| RU2405865C1 (en) | Method for obtaining magnesium and chlorine, and electrolysis unit for its implementation | |
| US3676323A (en) | Fused salt electrolyzer for magnesium production | |
| KR101341331B1 (en) | Jig for slag pot and method for excluding slag using the same | |
| RU90074U1 (en) | ELECTROLYZER FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE | |
| CN221822352U (en) | Novel aluminum electrolysis cell lining | |
| RU2702215C1 (en) | Electrolysis unit for magnesium and chlorine production | |
| RU217407U1 (en) | DIAPHRAGM-FREE ELECTROLYSIS FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE WITH BOTTOM ANODES INLET | |
| RU2166007C1 (en) | Electrolyzer for production of magnesium electrolyzer | |
| US2785121A (en) | Electrolytic apparatus | |
| UA52752C2 (en) | Electrolyzer for obtaining magnesium | |
| RU2078855C1 (en) | Anode enclosure of aluminium electrolyzer | |
| USRE28829E (en) | Fused salt electrolyzer for magnesium production | |
| CN202175727U (en) | Rare earth molten salt electrolytic cell with side-mounted submerged lower cathode | |
| RU2245944C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium | |
| RU2196849C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
| RU2094536C1 (en) | Diaphragm-free electrolyzer to produce magnesium and chlorine |