RU2339744C2 - Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts - Google Patents

Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts Download PDF

Info

Publication number
RU2339744C2
RU2339744C2 RU2006134318/02A RU2006134318A RU2339744C2 RU 2339744 C2 RU2339744 C2 RU 2339744C2 RU 2006134318/02 A RU2006134318/02 A RU 2006134318/02A RU 2006134318 A RU2006134318 A RU 2006134318A RU 2339744 C2 RU2339744 C2 RU 2339744C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
anodes
bath
electrolyzer
central
Prior art date
Application number
RU2006134318/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006134318A (en
Inventor
Нонна Владимировна Белозерова (RU)
Нонна Владимировна Белозерова
Роман Евгеньевич Буданов (RU)
Роман Евгеньевич Буданов
Игорь Сергеевич Журин (RU)
Игорь Сергеевич Журин
Евгений Владимирович Зобнин (RU)
Евгений Владимирович Зобнин
Геннадий Васильевич Молев (RU)
Геннадий Васильевич Молев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод"
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 "Машиностроительный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод"
Priority to RU2006134318/02A priority Critical patent/RU2339744C2/en
Publication of RU2006134318A publication Critical patent/RU2006134318A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2339744C2 publication Critical patent/RU2339744C2/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: electrolyzer contains basin-cathode, anodes installed lengthwise basin on cross bar with anodic facilities, drive of cross bar vertical displacement, immovable frame with side and central coverings and gas-suction channels and feed bars. Each anode is a graphitic monoblock with ratio of lateral dimensions 1:1.8÷2.1 and height 400÷600 mm. Immovable frame with side and central coverings is located on edge of basin - cathode. Central covering is implemented in the form of plate; gas-suction channels are located on butt ends of immovable frame on the level of basin-cathode edge.
EFFECT: reduction of graphite discharge intensity per unit of finished product from 84 till 50,7 kg, due to increasing of operating resourse of anode monoblocks.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано, например, для получения кальция.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used, for example, to produce calcium.

Металлический кальций получают электролизом расплава хлорида кальция с жидким катодом в виде медно-кальциевого сплава с последующей вакуумной дистилляцией кальция из медно-кальциевого сплава и возвратом на электролиз остатка обедненного по кальцию медно-кальциевого сплава.Calcium metal is obtained by electrolysis of a molten calcium chloride with a liquid cathode in the form of a copper-calcium alloy, followed by vacuum distillation of calcium from a copper-calcium alloy and returning to the electrolysis the remainder of the calcium-poor copper-calcium alloy.

Электролиз сопровождается значительным расходом дорогостоящих графитовых анодов. Обычно анод представляет собой параллепипед размером 300×300×900 мм, изготовленный прессованием смеси нефтяного кокса и каменноугольного пека с последующей термо - и механической обработкой. В процессе электролиза каждый из графитовых анодов обычно представляет собой попарно соединенные графитовые блоки. Блоки погружены на 150 мм в расплав электролита, бурлящий от выделяющегося на их поверхности хлора. Верхняя часть анодных блоков открыта для воздействия потока воздуха при температуре 350÷680°С.Electrolysis is accompanied by a significant consumption of expensive graphite anodes. Typically, the anode is a parallelepiped 300 × 300 × 900 mm in size, made by pressing a mixture of petroleum coke and coal tar pitch, followed by thermal and mechanical processing. In the process of electrolysis, each of the graphite anodes is usually a pair of graphite blocks connected. The blocks are immersed 150 mm in the electrolyte melt, seething from the chlorine released on their surface. The upper part of the anode blocks is open for exposure to air flow at a temperature of 350 ÷ 680 ° C.

Значительная составляющая повышенного расхода анодов связана с окислением поверхности анода кислородом воздуха. При этом происходит постепенное изменение его геометрии и снижение механической прочности, что негативно влияет на характеристики процесса электролиза, а также приводит к разрушению целостности анода.A significant component of the increased consumption of anodes is associated with oxidation of the surface of the anode with atmospheric oxygen. In this case, a gradual change in its geometry and a decrease in mechanical strength occur, which negatively affects the characteristics of the electrolysis process, and also leads to the destruction of the integrity of the anode.

Решением этой проблемы электролизного производства является увеличение продолжительности эксплуатации графитовых анодов за счет увеличения стойкости графита к высокотемпературному окислению в процессе его эксплуатации в электролизере.The solution to this problem of electrolysis production is to increase the duration of operation of graphite anodes by increasing the resistance of graphite to high-temperature oxidation during its operation in the cell.

Известен электролизер для получения щелочных и щелочноземельных металлов из расплавов (а. с. СССР № 1526285, кл С25С 3/02, оп. 20.02.2000), содержащий ванну-катод, аноды с анодным устройством, размещенную на борте ванны неподвижную раму с боковыми и центральным укрытиями, каналы газоотсосов, токоподводящие шины анодов и ванны-катода.Known electrolyzer for producing alkaline and alkaline earth metals from melts (a.s. USSR No. 1526285, class C25C 3/02, op. 20.02.2000), containing a cathode bath, anodes with an anode device, a fixed frame with side frames located on the side of the bath and central shelters, gas exhaust channels, current-carrying buses of the anodes and the cathode bath.

Аноды представляют собой попарно соединенные графитовые блоки. Каждый графитовый блок выполнен из двух частей с размером поперечного сечения верхней части, составляющей 0,6÷0,9 размера поперечного сечения нижней части. Аноды установлены с выходом верхней части через центральное укрытие с зазором между анодами и укрытием.Anodes are pairwise connected graphite blocks. Each graphite block is made of two parts with a cross-sectional size of the upper part of 0.6 ÷ 0.9 of the cross-sectional size of the lower part. Anodes are installed with the upper part exiting through the central shelter with a gap between the anodes and the shelter.

Центральное укрытие выполнено в виде короба, а каналы газоотсосов расположены в торцевых частях электролизера. Анодное устройство включает привод вертикального перемещения анодов, траверсу, токоподводящую штангу, одним концом закрепленную в траверсе, а на другом имеющую два анододержателя, разъемно соединенных с графитовыми блоками.The central shelter is made in the form of a duct, and the channels of the gas pumps are located in the end parts of the electrolyzer. The anode device includes a drive for the vertical movement of the anodes, a traverse, a current-supply rod, one end fixed in the traverse, and on the other having two anode holders detachably connected to graphite blocks.

При эксплуатации данного электролизера атмосферный воздух, попадая в полость электролизера через зазоры в укрытии, полностью омывает верхнюю часть анодов, доходит до ступеньки, где происходит его завихрение. Нижняя часть анодов, находящаяся над электролитом, омывается смесью воздуха и поднимающегося вверх хлора, выделяющегося на погруженной в электролит части анодов.During operation of this electrolyzer, atmospheric air entering the electrolyzer cavity through the gaps in the shelter completely washes the upper part of the anodes and reaches the step where it swirls. The lower part of the anodes, located above the electrolyte, is washed by a mixture of air and rising chlorine, which is released on the part of the anodes immersed in the electrolyte.

Недостатком данного электролизера является установка анодов с выходом верхней части анода через центральное укрытие с зазором между анодами и укрытием, что приводит к увеличению концентрации кислорода над поверхностью электролита. Вследствие этого не погруженная в электролит часть анода подвергается интенсивному окислению кислородом воздуха.The disadvantage of this electrolyzer is the installation of anodes with the outlet of the upper part of the anode through the central shelter with a gap between the anodes and the shelter, which leads to an increase in the oxygen concentration above the electrolyte surface. As a result, the part of the anode not immersed in the electrolyte is subjected to intense oxidation by atmospheric oxygen.

Значительный приток воздуха в рабочее пространство электролизера снижает концентрацию хлора в хлоро-воздушной смеси, что приводит к снижению степени извлечения хлора и увеличению выбросов хлора.A significant inflow of air into the working space of the electrolyzer reduces the concentration of chlorine in the chlorine-air mixture, which leads to a decrease in the degree of extraction of chlorine and an increase in chlorine emissions.

При этом уменьшение сечения анода, особенно в области крепления анододержателя, приводит к увеличению электросопротивления этого участка, а следовательно, к выделению большего количества тепла в этой области. Сочетание повышенного тепловыделения и прохода воздуха способствует интенсивному окислению графита в области крепления его к анододержателю, вызывая преждевременный выход из строя анода.At the same time, a decrease in the cross section of the anode, especially in the area of the anode holder attachment, leads to an increase in the electrical resistance of this section, and, consequently, to the generation of more heat in this area. The combination of increased heat and air passage contributes to the intense oxidation of graphite in the area of its attachment to the anode holder, causing a premature failure of the anode.

Значительный выступ анодов над ванной влечет увеличение габаритов центрального укрытия над ванной, что приводит к увеличению рабочего пространства ванны над электролитом. В свою очередь, это требует увеличения скоростей движения газов для обеспечения эффективной эвакуации хлора из электролизера, а также подсоса большего количества воздуха, что приводит к окислению графитовых анодов.A significant protrusion of the anodes above the bath leads to an increase in the size of the central shelter above the bath, which leads to an increase in the working space of the bath above the electrolyte. In turn, this requires an increase in gas velocities to ensure effective evacuation of chlorine from the electrolyzer, as well as suction of more air, which leads to the oxidation of graphite anodes.

Из известных электролизеров для получения щелочноземельных металлов из расплавов наиболее близким по технической сущности является электролизер для получения кальция, описанный в а.с. СССР 771192, кл С25С 3/02, оп.15.10.80.Of the known electrolytic cells for producing alkaline earth metals from melts, the closest in technical essence is the electrolytic cell for producing calcium, described in A.S. USSR 771192, class C25C 3/02, op.15.10.80.

Этот электролизер содержит ванну-катод, аноды с анодным устройством, размещенную над ванной неподвижную раму с боковыми и центральным укрытиями, каналы газоотсосов, токоподводящие шины анодов и ванны-катода.This electrolyzer contains a cathode bath, anodes with an anode device, a fixed frame above the bath with side and central shelters, gas suction channels, current-carrying busbars of the anodes and the cathode bath.

Аноды представляют собой попарно соединенные графитовые блоки. Каждый графитовый блок выполнен в виде параллепипеда с квадратным сечением. Анодное устройство включает привод вертикального перемещения анодов, траверсу, токоподводящую штангу, одним концом закрепленную на раме привода, а другим концом связанную с возможностью разъема с консолью, несущей два анододержателя, жестко связанных с графитовыми блоками. Аноды с анододержателями установлены под центральным укрытием, выполненным в виде короба. Каналы газоотсосов расположены в верхней части центрального укрытия.Anodes are pairwise connected graphite blocks. Each graphite block is made in the form of a parallelepiped with a square section. The anode device includes a drive for the vertical movement of the anodes, a traverse, a current-supply rod, one end fixed to the drive frame, and the other end connected with the possibility of a connector with a console carrying two anode holders rigidly connected to graphite blocks. Anodes with anode holders are installed under the central shelter, made in the form of a box. Gas exhaust channels are located in the upper part of the central shelter.

Такой электролизер позволяет сократить количество вынужденных остановок электролизера, необходимых на замену анодных блоков или для очистки газоходов благодаря тому, что замена графитовых блоков проводится без подъема траверсы, а размещение газоходов в верхней части укрытия практически исключает захват пылевидных частиц шихты и унос их в газоходы. При этом установка анодов с анододержателями под укрытием способствует увеличению концентрации хлора в ХВС. Связанное с этим уменьшение концентрации кислорода в ХВС уменьшает скорость реакции окисления графита и, следовательно, увеличивает срок службы анодных сборок.Such an electrolyzer reduces the number of forced stops of the electrolyzer required to replace the anode blocks or to clean the flues due to the fact that the replacement of graphite blocks is carried out without lifting the traverse, and the placement of flues in the upper part of the shelter virtually eliminates the capture of dusty particles of the charge and their entrainment into the flues. In this case, the installation of anodes with anode holders under a shelter increases the concentration of chlorine in the cold water. A related decrease in the oxygen concentration in the CID decreases the rate of the graphite oxidation reaction and, consequently, increases the service life of the anode assemblies.

Недостаток данного электролизера заключается в выполнении анодов в виде попарно связанных графитовых блоков с вплавленными в них анододержателями. При выходе из строя одного из блоков потребуется замена не только изношенного, но парного блока, так как анододержатели жестко связаны с блоками и установлены на общей консоли.The disadvantage of this electrolyzer is that the anodes are made in the form of pairwise connected graphite blocks with anode holders fused into them. If one of the blocks fails, it will be necessary to replace not only the worn out, but the paired block, since the anode holders are rigidly connected to the blocks and are installed on a common console.

Кроме того, выполнение центрального укрытия в виде короба из-за значительной высоты анодов и расположения каналов газоотсосов в верхней части центрального укрытия высоко над ванной, увеличивает рабочее пространство электролизера над электролитом, тем самым снижая эффективность эвакуации хлора. Так как в центре электролизера скорость движения газов минимальна, хлор, выделяющийся между анодными блоками, будет выходить за пределы укрытия и попадать в рабочую зону. Для обеспечения эффективной эвакуации хлора необходимо повысить скорости движения газов, обеспечить подсос большего количества воздуха, что приведет к окислению графитовых анодов.In addition, the implementation of the Central shelter in the form of a box due to the significant height of the anodes and the location of the channels of the gas pumps in the upper part of the central shelter high above the bath, increases the working space of the cell above the electrolyte, thereby reducing the efficiency of chlorine evacuation. Since the gas velocity is minimal in the center of the cell, the chlorine released between the anode blocks will go beyond the shelter and fall into the working area. To ensure effective evacuation of chlorine, it is necessary to increase the gas velocity, to ensure the suction of more air, which will lead to the oxidation of graphite anodes.

Задача настоящего изобретения состоит в создании конструкции электролизера, позволяющего повысить ресурс работы анодных блоков и оптимизировать условия эвакуации выделяющегося хлора из электролизера.The objective of the present invention is to create a design of the electrolyzer, which allows to increase the service life of the anode blocks and optimize the conditions for the evacuation of the released chlorine from the electrolyzer.

Поставленная задача достигается тем, что в электролизере для получения щелочноземельных металлов из расплавов, содержащем ванну-катод, установленные вдоль ванны на траверсе аноды с анодными устройствами, привод вертикального перемещения траверсы, неподвижную раму с боковыми и центральным укрытиями, каналы газоотсосов, токоподводящие шины, согласно изобретению, каждый анод представляет собой графитовый моноблок с отношением поперечных размеров 1:1,8÷2,1 и высотой, составляющей 400÷600 мм, неподвижная рама с боковыми и центральным укрытиями установлена на борте ванны-катода, центральное укрытие выполнено в виде плиты, а каналы газоотсосов размещены в торцах неподвижной рамы на уровне борта ванны-катода.This object is achieved in that in the electrolyzer for producing alkaline earth metals from melts containing a cathode bath, anodes with anode devices installed along the bath on the traverse, a drive for moving the traverse vertically, a fixed frame with side and central shelters, gas suction channels, busbars, according to According to the invention, each anode is a graphite monoblock with a ratio of transverse dimensions of 1: 1.8 ÷ 2.1 and a height of 400 ÷ 600 mm, a fixed frame with side and central shelters mounted on the side of the cathode bath, the central shelter is made in the form of a plate, and the channels of the gas pumps are located at the ends of the fixed frame at the level of the side of the bath cathode.

Такое конструктивное выполнение электролизера для получения щелочноземельных металлов из расплавов солей позволяет повысить ресурс работы анодов за счет замены анодной сборки в виде попарно соединенных графитовых блоков на графитовый моноблок с соотношением поперечных размеров 1:1,8÷2,1 и высотой, составляющей 400÷600 мм. Изменение геометрии анодных блоков по сравнению с анодами из парных блоков приводит, как показали опытные испытания, к уменьшению площади поверхности моноблоков, подвергающейся окислению, в 1,65 раза и массы анодов - в 2 раза.Such a constructive implementation of the electrolyzer for producing alkaline earth metals from molten salts allows to increase the life of the anodes by replacing the anode assembly in the form of pairwise connected graphite blocks with a graphite monoblock with a transverse dimension ratio of 1: 1.8 ÷ 2.1 and a height of 400 ÷ 600 mm Changing the geometry of the anode blocks compared to the anodes of paired blocks leads, as shown by experimental tests, to a decrease in the surface area of monoblocks subjected to oxidation by 1.65 times and the mass of the anodes by 2 times.

Уменьшение ширины анода на 40 см увеличивает расстояние между анодом и боковыми стенками ванны до 550 мм, что исключает возможность выделения кальция на боковой стенке ванны, а, значит, повышает выход по току. Высота моноблоков (от 400 до 600 мм) позволяет максимально приблизить укрытие к поверхности электролита и, тем самым уменьшить объем рабочего пространства электролизера над электролитом и увеличить концентрацию хлора в хлоровоздушной смеси (ХВС). Следовательно, связанное с этим уменьшение концентрации кислорода в ХВС уменьшает окисление графита, а значит, увеличивает срок службы анодов. Выполнение моноблоков с высотой, меньшей 400 мм, приводит к неработоспособности устройства, с высотой, большей 600 мм, к увеличению рабочего пространства электролизера.Reducing the width of the anode by 40 cm increases the distance between the anode and the side walls of the bath up to 550 mm, which eliminates the possibility of calcium release on the side wall of the bath, and, therefore, increases the current efficiency. The height of the monoblocks (from 400 to 600 mm) allows you to maximize the shelter to the surface of the electrolyte and, thereby, reduce the volume of the working space of the cell above the electrolyte and increase the concentration of chlorine in the chlorine-air mixture (CID). Consequently, the associated decrease in the oxygen concentration in the CID decreases the oxidation of graphite and, therefore, increases the service life of the anodes. The implementation of monoblocks with a height of less than 400 mm leads to inoperability of the device, with a height of more than 600 mm, to increase the working space of the cell.

Расположение газоотсосов на уровне борта ванны в торцах неподвижной рамы обеспечит эффективную эвакуацию выделяющегося хлора, так как выделяющийся хлор, ввиду большей, чем воздух, плотности, скапливается у поверхности электролита. Кроме того, меньший рабочий объем над электролитом и расположение газоходов обеспечивает меньшие скорости движения ХВС, что воспрепятствует уносу порошка соли вместе с ХВС в газоход.The location of the gas pumps at the side of the bath at the ends of the fixed frame will ensure the effective evacuation of the released chlorine, since the released chlorine, due to its higher density than air, accumulates at the surface of the electrolyte. In addition, a smaller working volume above the electrolyte and the location of the flues ensures lower speeds of the cold water, which will prevent the entrainment of salt powder along with the cold water into the gas duct.

Для пояснения изобретения ниже приводится пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображен предлагаемый электролизер общий вид с частичным поперечным разрезом.To explain the invention, the following is an example embodiment of the invention with reference to the accompanying drawing, which shows the proposed electrolytic cell General view with a partial cross section.

Электролизер для получения щелочноземельных металлов из расплавов содержит ванну-катод 1 с футерованным корпусом 2, установленные вдоль ванны на траверсе 3 аноды 4 с анодными устройствами, привод 5 вертикального перемещения траверсы, установленную на борт ванны неподвижную раму 6 с боковыми 7 и центральным 8 укрытиями, каналы газоотсосов 9, токоподводящие шины анодов и ванны-катода, соответственно 10 и 11.The electrolyzer for producing alkaline earth metals from melts contains a cathode bath 1 with a lined body 2, mounted along the bath on the traverse 3 anodes 4 with anode devices, a drive 5 for vertical movement of the traverse, a fixed frame 6 with side 7 and central 8 shelters mounted on the side of the bath, the channels of the gas exhaust 9, the current-carrying busbars of the anodes and the bath cathode, respectively 10 and 11.

Каждый анод выполнен в виде графитового моноблока с соотношением поперечных размеров 1:1,8÷2,1 и высотой, составляющей 400-600 мм. Анодное устройство включает токоподводящую штангу 12, закрепленную на траверсе с возможностью съема и анододержатель 13, выполненный из стального круга с двумя концевыми резьбовыми участками. На одном участке предусмотрена внутренняя резьба для соединения со штангой 12, а на другом участке выполнена наружная резьба для соединения с моноблоком.Each anode is made in the form of a monoblock graphite with a ratio of transverse dimensions of 1: 1.8 ÷ 2.1 and a height of 400-600 mm. The anode device includes a current-supply rod 12, mounted on a traverse with the possibility of removal and the anode holder 13, made of a steel circle with two end threaded sections. In one section, an internal thread is provided for connecting to the rod 12, and in another section, an external thread is made for connecting to the monoblock.

Каналы газоотсосов 9 расположены на уровне борта ванны в торцах неподвижной рамы 6.The channels of the gas exhaust 9 are located at the side of the bath at the ends of the fixed frame 6.

Конструкция предлагаемого электролизера прошла опытные испытания в промышленных условиях на ОАО "Машиностроительный завод". Результаты испытаний показали, что средняя продолжительность анодных моноблоков составила 97 суток по сравнению с 65 сутками в случае применения парных анодов.The design of the proposed electrolyzer passed pilot tests in industrial conditions at OJSC "Machine-Building Plant". The test results showed that the average duration of the anode monoblocks was 97 days compared to 65 days in the case of paired anodes.

Электролизер работает следующим образом.The cell operates as follows.

В электролизер загружают медь электролитическую, возврат остатка медно-кальциевого сплава после дистилляции, обедненного по кальцию с концентрацией кальция 15-40%. Устанавливают в электролизер четырнадцать анодов 3 (моноблоки с размерами 300×560×600 мм), засыпают электролит - безводный хлорид кальция с добавкой хлорида калия для снижения температуры плавления электролита. Через токоподводящие шины 10 и 11 подают электрический ток соответственно на аноды 3 и ванну 1. Для запуска электролизера в работу накоротко замыкают аноды на ванну, при этом образующаяся дуга расплавляет электролит. В дальнейшем аноды поднимают с одновременным добавлением дополнительных порций порошка хлорида кальция. После загрузки 600 кг электролита выставляют межполюсное расстояние 1÷4 см и корректируют содержание в электролите хлорида калия на уровне 15%. Загрузку ванны производят до борта ванны. Жидкий электролит, пропитывая верхнюю часть теплоизоляции ванны, застывает и герметизирует ее стык с ванной, тем самым, защищая ванну от воздействия хлора.Electrolytic copper is loaded into the electrolyzer, returning the remainder of the copper-calcium alloy after distillation, depleted in calcium with a calcium concentration of 15-40%. Fourteen anodes 3 are installed in the electrolyzer (monoblocks with dimensions of 300 × 560 × 600 mm), the electrolyte is filled in - anhydrous calcium chloride with the addition of potassium chloride to lower the melting point of the electrolyte. Through current-carrying buses 10 and 11, electric current is supplied to the anodes 3 and bath 1, respectively. To start the electrolyzer, the anodes are short-circuited to the bath, while the resulting arc melts the electrolyte. Subsequently, the anodes are lifted while additional portions of calcium chloride powder are added. After loading 600 kg of electrolyte, an interpolar distance of 1 ÷ 4 cm is set and the content of potassium chloride in the electrolyte is adjusted at the level of 15%. The bath is loaded to the side of the bath. Liquid electrolyte, impregnating the upper part of the thermal insulation of the bath, freezes and seals its junction with the bath, thereby protecting the bath from chlorine.

В процессе электролиза на жидком катоде выделяется кальций, образующий с медью медно-кальциевый сплав, на аноде - хлор. По мере протекания электролизного процесса сплав обогащается по кальцию до концентрации 60%, увеличивается в объеме с одновременным повышением его уровня в ванне. С помощью подъемного механизма аноды поднимают, сохраняя постоянным межполюсное расстояние 1-4 см (зазор между нижними торцами анодов и медно-кальциевым расплавом - жидким катодом). Это расстояние поддерживается автоматически исходя из значения падения напряжения на электролизере. По мере увеличения уровня медно-кальциевого сплава последний откачивают из электролизера вакуумным ковшом, после чего в электролизер добавляют шихту - сухой порошок хлорида кальция и обедненный по кальцию медно-кальциевый сплав после дистилляции.In the process of electrolysis, calcium is released on the liquid cathode, forming a copper-calcium alloy with copper, and chlorine on the anode. As the electrolysis process proceeds, the alloy is enriched in calcium to a concentration of 60%, increases in volume with a simultaneous increase in its level in the bath. Using the lifting mechanism, the anodes are lifted, keeping the interpolar distance 1-4 cm constant (the gap between the lower ends of the anodes and the copper-calcium melt - liquid cathode). This distance is maintained automatically based on the value of the voltage drop across the cell. As the level of the copper-calcium alloy increases, the latter is pumped out of the electrolyzer with a vacuum ladle, after which a charge is added to the electrolyzer - dry powder of calcium chloride and calcium-depleted copper-calcium alloy after distillation.

Хлор, выделяющийся в процессе электролиза, собирается в пространстве между зеркалом электролита и центральным укрытием 7. В этом объеме постоянно поддерживается давление ниже атмосферного. Через неплотности в укрытии происходит подсос воздуха. С помощью газоотсосов 9 хлор в смеси с воздухом эвакуируется из электролизера по хлоропроводам в отделение абсорбции для его улавливания известковым молоком с получением электролизного сырья - порошка хлорида кальция.Chlorine released during the electrolysis process is collected in the space between the electrolyte mirror and the central shelter 7. In this volume, a pressure below atmospheric is constantly maintained. Through leaks in the shelter, air leaks. With the help of gas suction pumps 9, chlorine in a mixture with air is evacuated from the electrolyzer through chlorine pipelines to the absorption compartment to be trapped in milk of lime with the production of electrolysis raw materials - calcium chloride powder.

При эксплуатации наблюдается постепенный износ анодов. В известных решениях наблюдается разрушение анодов, опоясывающее среднюю часть блока (т.н. шейки), на расстоянии 300 мм от нижнего торца блока. Разрушение моноблоков наблюдается только в верхней части. Однако, благодаря более глубокому резьбовому соединению моноблока с анододержателем (длина соединения 260 мм), не происходит «сползание» тяжелого (массой 135 кг) моноблока в ванну с анододержателя.During operation, gradual wear of the anodes is observed. In known solutions, anode destruction is observed, encircling the middle part of the block (the so-called neck), at a distance of 300 mm from the lower end of the block. The destruction of monoblocks is observed only in the upper part. However, due to the deeper threaded connection of the monoblock with the anode holder (connection length 260 mm), there is no “sliding” of a heavy (weighing 135 kg) monoblock into the bath from the anode holder.

Для замены блоков отключают ток от электролизера, открывают центральное укрытие 8, отсоединяют от траверсы 2 штангу 11 с анододержателем 12 и моноблоком 4. Разрушенный моноблок удаляют вместе с резьбовым участком анододержателя.To replace the blocks, disconnect the current from the electrolyser, open the central shelter 8, disconnect the rod 11 from the traverse 2 with the anode holder 12 and the monoblock 4. The destroyed monoblock is removed together with the threaded section of the anode holder.

Предложенный электролизер для получения щелочноземельных металлов из расплавов по сравнению с известными позволяет снизить удельный расход графита на единицу готовой продукции с 84 до 50,7 кг благодаря увеличению ресурса работы анодов.The proposed electrolyzer for the production of alkaline earth metals from melts in comparison with the known ones allows to reduce the specific consumption of graphite per unit of finished product from 84 to 50.7 kg due to an increase in the life of the anodes.

Claims (1)

Электролизер для получения щелочно-земельных металлов из расплавов, содержащий ванну-катод, установленные вдоль ванны на траверсе аноды с анодными устройствами, привод вертикального перемещения траверсы, неподвижную раму с боковыми и центральным укрытиями и каналами газоотсосов, токоподводящие шины, отличающийся тем, что каждый анод выполнен в виде графитового моноблока с соотношением поперечных размеров 1:1,8÷2,1 и высотой 400÷600 мм, неподвижная рама с боковыми и центральным укрытиями размещена на борте ванны-катода, при этом центральное укрытие выполнено в виде плиты, а каналы газоотсосов размещены в торцах неподвижной рамы на уровне борта ванны-катода.An electrolyzer for producing alkaline earth metals from melts, containing a cathode bath, anodes with anode devices installed along the bath on the traverse, a traverse vertical drive, a fixed frame with side and central shelters and gas suction channels, current-carrying buses, characterized in that each anode made in the form of a monoblock graphite with a ratio of transverse dimensions of 1: 1.8 ÷ 2.1 and a height of 400 ÷ 600 mm, a fixed frame with side and central shelters is placed on the side of the cathode bath, while the central covering of configured as a plate, and the gas suction channels arranged at the ends of the fixed frame at the side of the cathode-bath.
RU2006134318/02A 2006-09-28 2006-09-28 Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts RU2339744C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134318/02A RU2339744C2 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134318/02A RU2339744C2 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006134318A RU2006134318A (en) 2008-04-10
RU2339744C2 true RU2339744C2 (en) 2008-11-27

Family

ID=40193411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006134318/02A RU2339744C2 (en) 2006-09-28 2006-09-28 Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2339744C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006134318A (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2680039C1 (en) Systems and methods for purifying aluminum
EP1364077B1 (en) A method and an electrowinning cell for production of metal
CN101413136B (en) Novel cathode structured aluminum cell with longitudinal and transversal wave damping functions
AU2002236366A1 (en) A method and an electrowinning cell for production of metal
CN104047034A (en) Systems and methods of protecting electrolysis cells
CN104213152B (en) It is provided with the aluminium cell of middle seam backgauge partition board
RU2339744C2 (en) Electrolyzer for alkali-earth metals receiving from melts
RU2401884C2 (en) Polyakov electrolysis cell for producing aluminium
UA127352C2 (en) Systems and methods for molten oxide electrolysis
CN201305634Y (en) Novel cathode-structure aluminum electrolytic cell with functions of longitudinal wave reduction and horizontal wave reduction
KR20090074041A (en) A method and an electrolysis cell for production of a metal from a molten chloride
RU2316618C2 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
JP4198439B2 (en) Consumable carbon anode for smelting titanium metal
KR102023751B1 (en) Electrolytic cell for production of rare earth metals
RU2696124C1 (en) Electrolytic cell for aluminum production
RU2657395C1 (en) Electrolyzer for obtaining aluminum
US3265606A (en) Electrolytic cell for preparation of alloys of lead with alkaline metals
CN216237317U (en) Device for producing metal by electrolyzing molten electrolyte
KR850001013B1 (en) Apparatus for electrolytic production of magnesium metal from its chloride
JP4557565B2 (en) Electrolyzer
UA52752C2 (en) Electrolyzer for obtaining magnesium
RU2760025C1 (en) Method for obtaining magnesium and chlorine and electrolyzer for its implementation
RU2621084C1 (en) Electrolytic cell for production of aluminium
JP4009457B2 (en) Method for operating electrolyzer for production of magnesium metal
RU2687617C1 (en) Electrolysis cell for aluminum production

Legal Events

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

Effective date: 20160929