RU2586183C1 - Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts - Google Patents
Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586183C1 RU2586183C1 RU2015101950/02A RU2015101950A RU2586183C1 RU 2586183 C1 RU2586183 C1 RU 2586183C1 RU 2015101950/02 A RU2015101950/02 A RU 2015101950/02A RU 2015101950 A RU2015101950 A RU 2015101950A RU 2586183 C1 RU2586183 C1 RU 2586183C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- electrolysis
- electrolyzer
- cell
- lid
- Prior art date
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
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к устройствам для производства металлов электролизом расплавленного электролита, в частности алюминия. Получаемыми металлами помимо алюминия могут быть медь, магний, литий, натрий, свинец.The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to devices for the production of metals by electrolysis of molten electrolyte, in particular aluminum. In addition to aluminum, the resulting metals can be copper, magnesium, lithium, sodium, and lead.
Используемые в промышленности аппараты для производства алюминия электролизом имеют следующие недостатки: низкая производительность, отнесенная к единице площади, занимаемой электролизером; высокий удельный расход электроэнергии на единицу массы полученного металла; выделение экологически вредных веществ в атмосферу, большие трудозатраты.Apparatuses used in industry for the production of aluminum by electrolysis have the following disadvantages: low productivity per unit area occupied by the electrolyzer; high specific energy consumption per unit mass of the obtained metal; emission of environmentally harmful substances into the atmosphere, high labor costs.
Известно изобретение (Патент РФ №2101392, С25С 3/06, опубл. 01.10.1998), согласно которому множество инертных анодов расположено вертикально внутри множества трубчатых катодов, выполненных из электронно-проводящего малорасходуемого материала. При пропускании постоянного электрического тока через параллельно подключенные электроды на катодах выделяется и стекает вниз жидкий алюминий, а на анодах выделяется и поднимается вверх газообразный кислород.The invention is known (RF Patent No. 2101392,
Вертикальное расположение электродов значительно увеличивает их рабочую площадь, что позволяет повысить производительность электролизеров, отнесенную к занимаемой ими площади. Однако описанная конфигурация электродов не обеспечивает наиболее плотного расположения электродов в электролизере, что препятствует достижению высокого значения производительности на единицу занимаемой им площади.The vertical arrangement of the electrodes significantly increases their working area, which allows to increase the productivity of electrolyzers, related to the area occupied by them. However, the described configuration of the electrodes does not provide the most dense arrangement of electrodes in the electrolyzer, which prevents the achievement of a high value of productivity per unit area occupied by it.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому электролизеру для получения жидких металлов электролизом расплавов является изобретение (Патент РФ №2275443, С25С 3/06, опубл. 27.04.2006). Изобретение касается установки для получения металлов, в частности алюминия, электролизом расплавленных солей и способа установки электролизных ванн. Многополярная электролизная ванна включает корпус, подину, крышку и установленные вертикально или наклонно и параллельно относительно друг друга катоды и малорасходуемые аноды, подсоединенные к источнику постоянного тока, при этом катоды или их поверхность выполнены из смачиваемого получаемым металлом материала. В электродах выполнены углубления и внутренние каналы для транспортировки по ним продуктов электролиза, верхней частью аноды закреплены в крышке. Аноды и катоды выполнены в поперечном сечении в виде шестиугольника с острыми или скругленными углами, при этом более половины площади боковой поверхности каждого из электродов обращено к электроду противоположного знака, и одноименные электроды образуют цепочки, соединенные параллельно. Крышка выполнена из независимо открывающихся секций, а ее нижняя поверхность защищена неэлектропроводным и стойким к воздействию электролита и продуктов электролиза материалом.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed electrolyzer for producing liquid metals by electrolysis of melts is the invention (RF Patent No. 2275443,
Использование прототипа не позволяет достигнуть высоких значений производительности на единицу занимаемой электролизером площади. Использование шестиугольника в качестве геометрического основания электрода не позволяет добиться максимально эффективного использования площади, занимаемой электролизной ванной, т.к. лишь 4 из 6 граней могут быть направлены к электроду противоположного знака. Недостатком параллельного соединения электродов в описанной электролизной ванне является большая масса токоподводящих шин.Using the prototype does not allow to achieve high performance values per unit occupied by the electrolyzer area. Using a hexagon as the geometric base of the electrode does not allow the most efficient use of the area occupied by the electrolysis bath, because only 4 of 6 faces can be directed to the electrode of the opposite sign. The disadvantage of parallel connection of the electrodes in the described electrolysis bath is the large mass of current-carrying tires.
Задачей изобретения является создание конструкции электролизера, обладающей уменьшенной массой ошиновки и позволяющей получать расплавленные металлы с высокой производительностью на единицу занимаемой ею площади и высокой энергетической эффективностью. Предлагаемая конструкция может быть использована для получения металлов (алюминия, магния, свинца и т.д.), плотность которых выше плотности расплава, в состав которого входит разлагаемое соединение.The objective of the invention is to create a design of an electrolytic cell having a reduced mass of busbars and allowing to obtain molten metals with high productivity per unit area occupied by it and high energy efficiency. The proposed design can be used to obtain metals (aluminum, magnesium, lead, etc.), the density of which is higher than the density of the melt, which includes the decomposable compound.
Технический результат заключается в увеличении производительности, отнесенной к единице площади, в снижении удельного расхода электроэнергии, в снижении массы токоподводящей ошиновки.The technical result consists in increasing the productivity per unit area, in reducing the specific energy consumption, in reducing the mass of the lead-in busbar.
Поставленная задача достигается тем, что электролизер для получения жидких металлов электролизом расплавов, включающий корпус, подину, крышку, установленные вертикально или наклонно малорасходуемые полые перфорированные и/или открыто пористые электроды, подсоединенные к источнику постоянного тока, при этом в электродах выполнены внутренние каналы для транспортировки по ним продуктов электролиза, согласно изобретению электроды выполнены в поперечном сечении в виде прямоугольника, закреплены в крышке электролизера и/или в углублениях корпуса и подины, причем в подине катодной частью, при этом электроды соединены от 1 до 100 параллельных рядов с последовательно соединенными биполярными электродами в ряду от 2 до 100, при расстоянии между электродами от 0,5 до 5 см, а от боковой поверхности электрода до боковой стенки электролизера от 0,01 до 1 см, при этом каждый ряд эквипотенциальных электродов соединен с накопителем металла, расположенным в нижней части электролизера. Электроды снабжены керамическими трубками, стойкими к кислороду. В крышке расположена полость для размещения в ней материалов, например глинозема, и отверстия для эвакуации газов.This object is achieved in that the electrolyzer for producing liquid metals by electrolysis of melts, including a housing, a hearth, a lid, vertically or obliquely installed low-consuming hollow perforated and / or openly porous electrodes connected to a direct current source, while the internal channels for transportation are made in the electrodes according to them electrolysis products, according to the invention, the electrodes are made in the cross section in the form of a rectangle, are fixed in the lid of the electrolyzer and / or in the recesses x the case and the hearth, and in the hearth the cathode part, while the electrodes are connected from 1 to 100 parallel rows with bipolar electrodes connected in series from 2 to 100, with a distance between the electrodes of 0.5 to 5 cm, and from the side surface of the electrode to the side wall of the cell from 0.01 to 1 cm, with each row of equipotential electrodes connected to a metal storage located in the lower part of the cell. The electrodes are equipped with ceramic tubes that are resistant to oxygen. In the lid there is a cavity for accommodating materials, such as alumina, and openings for evacuating gases.
Расстояние между электродами выбирается исходя из наличия или отсутствия взвесей (суспензий), заполняющих межэлектродный зазор, и наличия конвекции в электролите, и может составлять от 0,5 до 5 см (при использовании расплавов, не содержащих взвесей).The distance between the electrodes is selected based on the presence or absence of suspensions (suspensions) filling the interelectrode gap and the presence of convection in the electrolyte, and can be from 0.5 to 5 cm (when using melts that do not contain suspensions).
Электроды могут располагаться вертикально или наклонно. Наклон электродов может составлять от 1° до 45° от вертикали, что обеспечит более эффективную эвакуацию продуктов электролиза в электродные каналы под действием градиентов давления и силы гравитации.The electrodes may be vertical or inclined. The inclination of the electrodes can be from 1 ° to 45 ° from the vertical, which will provide a more efficient evacuation of electrolysis products into the electrode channels under the influence of pressure gradients and gravity.
В предложенной конструкции электролизера электролиз осуществляется между обращенными друг к другу наклонными или вертикальными малорасходуемыми электродами. Предпочтительными являются электроды с развитой поверхностью с целью уменьшения плотности тока.In the proposed design of the electrolyzer, electrolysis is carried out between the inclined or vertical low-consumable electrodes facing each other. Electrodes with a developed surface are preferred in order to reduce current density.
Продукты электролиза выделяются на границе электрод-электролит, а затем эвакуируются через каналы внутри тела электрода. Катодные и анодные поверхности имеют отверстия (каналы) для отвода соответствующих продуктов электролиза. В этом случае продукты электролиза - к примеру, кислород на анодной поверхности и алюминий на катодной - удаляются из зоны реакции через полости в структуре электродов: кислород, поднимаясь вверх внутри анодной полости и металл, например алюминий, стекая вниз внутри катодной полости, вследствие разности плотностей алюминия и электролита, сил поверхностного натяжения на границе поверхности электродов, и гравитации. Внутренние каналы катодов используются для стекания металла в накопитель. Допускается подключение к катодным каналам вакуума. Анодный газ эвакуируется из анодной полости по керамическим трубкам в верхней части анода. Допускается подключение к керамическим трубкам вакуума.Electrolysis products are released at the electrode-electrolyte interface, and then evacuated through channels inside the electrode body. The cathode and anode surfaces have openings (channels) for removal of the corresponding electrolysis products. In this case, the electrolysis products - for example, oxygen on the anode surface and aluminum on the cathode - are removed from the reaction zone through cavities in the structure of the electrodes: oxygen rising up inside the anode cavity and metal, for example aluminum, flowing down inside the cathode cavity, due to the difference in densities aluminum and electrolyte, surface tension forces at the boundary of the surface of the electrodes, and gravity. The internal channels of the cathodes are used to drain metal into the storage ring. Connection to cathode channels of vacuum is allowed. Anode gas is evacuated from the anode cavity through ceramic tubes in the upper part of the anode. Connection to ceramic tubes of vacuum is allowed.
Электроды удерживаются путем их фиксации в разделенной на секции крышке электролизера и/или в специальных углублениях корпуса и подины. Таким образом, можно производить работы по замене электродов или локальному ремонту электролизных ванн, открывая только нужную секцию. Нижняя часть крышки выполнена из стойкого к воздействию выделяемых тепла, паров и газов материала, такого как огнеупорный высокоглиноземистый бетон.The electrodes are held by fixing them in a sectioned lid of the electrolyzer and / or in special recesses of the housing and the hearth. Thus, it is possible to carry out work on the replacement of electrodes or local repair of electrolysis baths, opening only the desired section. The lower part of the lid is made of a material resistant to the effects of heat, vapors and gases, such as refractory high-alumina concrete.
Прямоугольная форма поперечного сечения электрода позволяет направить к электроду противоположного знака более 95% площади боковой поверхности.The rectangular cross-sectional shape of the electrode allows you to direct more than 95% of the side surface area to the electrode of the opposite sign.
Наличие системы накопителей металла в нижней части электролизера исключает возможность замыкания на металле.The presence of a system of metal storage in the lower part of the cell eliminates the possibility of a short circuit on the metal.
Применение последовательно-параллельного соединения электродов позволяет снизить массу токоподводящей ошиновки пропорционально количеству электродов в каждом ряду. При количестве 20 электродов масса снижается в 20 раз.The use of series-parallel connection of the electrodes allows to reduce the mass of the current-carrying busbar in proportion to the number of electrodes in each row. With the number of 20 electrodes, the mass decreases by 20 times.
При установке более 100 рядов и/или более 100 электродов в каждом ряду управление электролизером затрудняется в связи с его большими размерами. Использование такого электролизера становится нецелесообразным.When installing more than 100 rows and / or more than 100 electrodes in each row, the control of the electrolyzer is difficult due to its large size. The use of such an electrolyzer becomes impractical.
Расстояние от электрода до боковой стенки электролизера, не превышающее 1 см, является достаточным для уменьшения величины «байпасных» токов в электролизере.The distance from the electrode to the side wall of the cell, not exceeding 1 cm, is sufficient to reduce the bypass currents in the cell.
Установка электродов в крышке электролизера и/или в углублениях корпуса и подины электролизера позволяет исключить их движение относительно друг друга и корпуса электролизера и тем самым зафиксировать необходимое межэлектродное расстояние.The installation of electrodes in the lid of the electrolyzer and / or in the recesses of the casing and the bottom of the electrolysis cell eliminates their movement relative to each other and the casing of the cell and thereby fix the required interelectrode distance.
При угле наклона электродов к вертикали более 45° затрудняется эвакуация продуктов электролиза вследствие сил гравитации и давления.When the angle of inclination of the electrodes to the vertical is more than 45 °, it is difficult to evacuate the electrolysis products due to gravity and pressure.
Использование в электродах керамических трубок обусловлено необходимостью эвакуации газообразных продуктов электролиза из электролизера.The use of ceramic tubes in the electrodes is due to the need to evacuate the gaseous products of electrolysis from the cell.
Скругленные углы электродов позволяют добиться более равномерного токораспределения и исключения высокой плотности тока в углах электродов.The rounded corners of the electrodes allow for a more uniform current distribution and the exclusion of a high current density at the corners of the electrodes.
При расстоянии между электродами менее 0,5 см наблюдается перемешивание продуктов электролиза, что ведет к уменьшению выхода по току. При расстоянии более 5 см увеличивается величина падения напряжения в межэлектродном зазоре.When the distance between the electrodes is less than 0.5 cm, mixing of the electrolysis products is observed, which leads to a decrease in current efficiency. With a distance of more than 5 cm, the magnitude of the voltage drop in the interelectrode gap increases.
Предлагаемая конструкция поясняется чертежами, где:The proposed design is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 показан электролизер для получения жидких металлов электролизом расплавов в сборе;in FIG. 1 shows an electrolyzer for producing liquid metals by electrolysis of molten assemblies;
на фиг. 2 - вид сверху на взаимное расположение электродов в исполнении с двумя параллельными рядами вертикальных электродов и четырьмя последовательными электродами в каждом ряду;in FIG. 2 is a top view of the relative position of the electrodes in a design with two parallel rows of vertical electrodes and four consecutive electrodes in each row;
на фиг. 3 - связь электродов с системой эвакуации продуктов электролиза в поперечном разрезе электролизера;in FIG. 3 - connection of electrodes with an evacuation system of electrolysis products in a cross section of an electrolyzer;
на фиг. 4 - продольный разрез электролизера;in FIG. 4 is a longitudinal section of an electrolyzer;
на фиг. 5 - внутренняя полость катодов в продольном разрезе электролизера;in FIG. 5 - an internal cavity of the cathodes in a longitudinal section of the electrolyzer;
на фиг. 6 - внутренняя полость анодов в продольном разрезе электролизера;in FIG. 6 - the internal cavity of the anodes in a longitudinal section of the electrolyzer;
на фиг. 7 - система загрузки материалов в поперечном разрезе электролизера;in FIG. 7 - a system for loading materials in a cross section of an electrolyzer;
на фиг. 8 - биполярный электрод со стороны катодной поверхности;in FIG. 8 - bipolar electrode from the side of the cathode surface;
на фиг. 9 - биполярный электрод со стороны анодной поверхности;in FIG. 9 - bipolar electrode from the side of the anode surface;
на фиг. 10 - вид сверху на биполярный электрод в разрезеin FIG. 10 is a sectional top view of a bipolar electrode
на фиг. 11 - поперечный разрез биполярного электрода в исполнении с перфорированными катодной и анодной поверхностями, с наклонными и вертикальными каналами, со скругленными углами;in FIG. 11 is a cross-sectional view of a bipolar electrode with perforated cathode and anode surfaces, with inclined and vertical channels, with rounded corners;
на фиг. 12 - поперечный разрез электролизера в работе.in FIG. 12 is a transverse section of the electrolyzer in operation.
на фиг. 13 - продольный разрез корпуса электролизера.in FIG. 13 is a longitudinal section of a cell body.
На фиг. 1 изображен электролизер для получения жидких металлов электролизом расплавов в сборе, состоящий из корпуса 1, крышки, разделенной на независимо открывающиеся секции 2, накопителей металла 3. Ток к электролизеру подводится посредством токоподводящей шины 4. Металл из накопителей металла транспортируется по трубкам 5. В крышке электролизера имеются отверстия 6 для загрузки материалов, а также отверстия 7 для эвакуации газов, образующихся при электролизе. Нижняя поверхность крышки выполнена из огнеупорного материала, например бетона.In FIG. 1 shows an electrolyzer for producing liquid metals by electrolysis of molten assemblies, consisting of a
На фиг. 2 показан вид сверху на взаимное расположение электродов в электролизере в разрезе. В представленном исполнении электролизер включает 2 параллельно соединенных ряда электродов. Каждый ряд электродов включает концевой анод 8, концевой катод 9 и два биполярных электрода 10. Таким образом, в каждом ряду электроды соединены последовательно. Соседние электроды из разных рядов образуют эквипотенциальную цепочку, соединенную с накопителем металла системой переточных каналов.In FIG. 2 shows a top view of the relative arrangement of the electrodes in the electrolyzer in a section. In the presented embodiment, the electrolyzer includes 2 parallel connected rows of electrodes. Each row of electrodes includes an
Фиг. 3 иллюстрирует связь электродов с системой эвакуации продуктов электролиза. Каждый катод связан с накопителем металла, а каждый анод с отверстием для эвакуации газов. В крышке, разделенной на независимо открывающиеся секции, имеется полость 12 для размещения материалов, например глинозема.FIG. 3 illustrates the connection of electrodes with an electrolysis product evacuation system. Each cathode is associated with a metal storage ring, and each anode with a hole for evacuating gases. In the lid, divided into independently opening sections, there is a
Фиг. 4 демонстрирует продольный разрез электролизера, а также два соседних эквипотенциальных электрода, расположенных в корпусе. Каждый концевой анод и каждый биполярный электрод соединен с отверстием для эвакуации газов в крышке, разделенной на независимо открывающиеся секции, посредством керамической трубки 13.FIG. 4 shows a longitudinal section through an electrolyzer as well as two adjacent equipotential electrodes located in a housing. Each end anode and each bipolar electrode is connected to a hole for evacuating gases in the lid, divided into independently opening sections, by means of a
На фиг. 5 изображен продольный разрез электролизера, демонстрирующий внутреннюю полость 14 катодной части биполярного электрода. В этой полости происходит транспортировка жидкого металла до вертикальной трубки 15, а затем в накопитель металла.In FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the electrolyzer, showing the
На фиг. 6 изображен продольный разрез электролизера, демонстрирующий внутреннюю полость 16 анодной части биполярного электрода. В этой полости происходит транспортировка анодных газов до керамической трубки, соединяющей электрод с отверстием для эвакуации газов.In FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the electrolyzer, showing the
На фиг. 7 изображен поперечный разрез, демонстрирующий систему загрузки материалов в электролизер. Материал, например глинозем, заполняет полость для размещения материалов в крышке электролизера, поступая через отверстия для загрузки материалов. Затем через отверстие 17 материал поступает в межэлектродный зазор.In FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a system for loading materials into a cell. A material, such as alumina, fills a cavity for placing materials in the lid of the electrolyzer, entering through openings for loading materials. Then, through the
Фиг. 8 иллюстрирует внешний вид биполярного электрода со стороны катодной части. В данном исполнении биполярный электрод имеет перфорированную катодную поверхность 18 и скругленные углы 19. Отверстия 20 служат для поступления жидких металлов, восстановленных на катодной поверхности биполярного электрода в полость внутри электрода и дальнейшей транспортировки в накопитель металла.FIG. 8 illustrates the appearance of the bipolar electrode from the side of the cathode portion. In this embodiment, the bipolar electrode has a perforated
Фиг. 9 иллюстрирует внешний вид биполярного электрода со стороны анодной части. В данном исполнении биполярный электрод имеет перфорированную анодную поверхность 21. Отверстия 22 служат для поступления газов, образовавшихся на анодной поверхности биполярного электрода в полость внутри электрода и дальнейшей транспортировки в керамическую трубку.FIG. 9 illustrates the appearance of a bipolar electrode from the anode side. In this embodiment, the bipolar electrode has a perforated
На фиг. 10 изображен вид сверху на биполярный электрод в разрезе. Внутри катодной и анодной частей биполярного электрода имеются полости для транспортировки продуктов электролиза, а в нижней части катодной полости расположено отверстие 23, через которое жидкий металл стекает в накопитель металла.In FIG. 10 is a sectional plan view of a bipolar electrode. Inside the cathode and anode parts of the bipolar electrode there are cavities for transporting electrolysis products, and an
На фиг. 11 изображен поперечный разрез биполярного электрода. В представленном исполнении отверстия в катодной и анодной поверхностях связаны с полостями внутри биполярного электрода посредством наклонных поперечных каналов 24 и 25 соответственно. Внутри керамической трубки анодной части биполярного электрода имеется вертикальный продольный канал 26 для транспортировки анодных газов. Вертикальная трубка в нижней части катода имеет вертикальный продольный канал 27 для транспортировки жидкого металла.In FIG. 11 is a cross-sectional view of a bipolar electrode. In the presented embodiment, the holes in the cathode and anode surfaces are connected to the cavities inside the bipolar electrode by means of inclined
Фиг. 12 иллюстрирует вид сбоку на поперечный разрез электролизера в работе. Электролиз осуществляется в электролите 28 между электродами противоположного знака.FIG. 12 illustrates a side cross-sectional view of an electrolyzer in operation. Electrolysis is carried out in
На фиг. 13 изображен продольный разрез корпуса электролизера, демонстрирующий углубления 29 для фиксации электродов в подине и в стенках электролизера.In FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the cell body, showing
Для самопроизвольной эвакуации металла внутренняя поверхность каналов должна смачиваться алюминием.For spontaneous evacuation of metal, the inner surface of the channels should be wetted with aluminum.
Работа электролизера заключается в электролитическом разложении оксида металла в межэлектродном зазоре на ионы кислорода и ионы металла, переносе ионов кислорода к анодной поверхности 21 биполярного электрода 10 со скругленными углами 19, либо к концевому аноду 8, переносе ионов металла к катодной поверхности 18 биполярного электрода 10, либо к концевому катоду 9. Восстановление жидкого металла осуществляется на границе катодной поверхности 18 и прикатодного слоя электролита 28 при совершении над электролизером электрической работы после загрузки в расположенные в крышке 2 отверстия 6 исходных материалов, нагрева электролизера до температуры на 5-20°С выше температуры ликвидуса используемого электролита и подключения шин 4 к источнику постоянного тока.The operation of the electrolyzer is the electrolytic decomposition of metal oxide in the electrode gap into oxygen ions and metal ions, the transfer of oxygen ions to the
Вследствие окисления ионов кислорода, в прианодном слое электролита образуется газообразный кислород. После насыщения прианодного слоя электролита кислородом, на анодной поверхности 21 образуются пузыри. Под действием градиентов давления пузыри попадают в отверстия 22 анодной поверхности 21, после чего по наклонным или горизонтальным каналам 25 попадают во внутреннюю полость 16, откуда через канал 26 керамической трубки 13 эвакуируются из электролизера. Ионы металла восстанавливаются, образуя жидкий металл в прикатодном слое электролита. Капли жидкого металла под действием гравитации и градиентов давления проникают в отверстия 20 катодной поверхности 18, после чего по наклонным или горизонтальным каналам 24 попадают во внутреннюю полость 14, откуда через отверстие 23 по вертикальному каналу 27 стекают в накопитель металла 3. Окончательная эвакуация жидкого алюминия из электролизера происходит через трубки 5.Due to the oxidation of oxygen ions, gaseous oxygen is formed in the anode layer of the electrolyte. After saturation of the anode layer of the electrolyte with oxygen, bubbles form on the
Процесс производства жидкого металла сопровождается непрерывным питанием электролизера необходимыми материалами (в т.ч. оксидом получаемого металла), через отверстие 6. Запас материалов поддерживается на необходимом уровне, заполняя пространство для размещения материалов 12. Непосредственно в межэлектродный зазор материалы поступают через отверстие 17.The process of production of liquid metal is accompanied by a continuous supply of electrolyzer with the necessary materials (including oxide of the obtained metal) through the
Для обеспечения устойчивости, электроды фиксируются в углублениях 29 в подине 11 и в стенках корпуса 1.To ensure stability, the electrodes are fixed in the
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, представлен в таблице 1.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is presented in table 1.
Удельная производительность электролизера превосходит удельную производительность прототипа более чем на 50%. Масса ошиновки электролизера была уменьшена по сравнению с прототипом (а также с электролизером с OA 200 кА) в 20 раз за счет применения последовательно-параллельного соединения электродов.The specific productivity of the electrolyzer exceeds the specific productivity of the prototype by more than 50%. The busbar mass of the electrolyzer was reduced compared to the prototype (as well as with the electrolyzer with OA 200 kA) by 20 times due to the use of series-parallel connection of the electrodes.
Заявленный электролизер обеспечивает значительное снижение удельного расхода электроэнергии на производство металла по сравнению с электролизером с OA 200 кА, благодаря снижению межэлектродного расстояния при использовании суспензии в качестве среды электролиза.The claimed electrolyzer provides a significant reduction in the specific energy consumption for metal production compared to an electrolyzer with OA 200 kA, due to the reduction of the interelectrode distance when using a suspension as an electrolysis medium.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015101950/02A RU2586183C1 (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015101950/02A RU2586183C1 (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586183C1 true RU2586183C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015101950/02A RU2586183C1 (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586183C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722605C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-06-02 | Василий Андреевич Крюковский | Electrolysis unit for aluminum production |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993010281A1 (en) * | 1991-11-20 | 1993-05-27 | Moltech Invent S.A. | Cell for the electrolysis of alumina preferably at law temperatures |
RU2101392C1 (en) * | 1990-11-28 | 1998-01-10 | Мольтех Инвент С.А. | Aluminum-producing electrolyzer, anode pack of electrolyzer, method of rearranging electrolyzer, and method of aluminum production |
US6811676B2 (en) * | 2002-07-16 | 2004-11-02 | Northwest Aluminum Technologies | Electrolytic cell for production of aluminum from alumina |
US6866768B2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-03-15 | Donald R Bradford | Electrolytic cell for production of aluminum from alumina |
RU2275443C2 (en) * | 2004-07-23 | 2006-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Multipolar electrolysis bath for production of the molten metals by the electrolysis of the melts and the method of the electrolysis baths mounting |
US7144483B2 (en) * | 2001-02-23 | 2006-12-05 | Norsk Hydro Asa | Method and an electrowinning cell for production of metal |
US8480876B2 (en) * | 2007-12-26 | 2013-07-09 | Theodore R. Beck | Aluminum production cell |
-
2015
- 2015-01-22 RU RU2015101950/02A patent/RU2586183C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2101392C1 (en) * | 1990-11-28 | 1998-01-10 | Мольтех Инвент С.А. | Aluminum-producing electrolyzer, anode pack of electrolyzer, method of rearranging electrolyzer, and method of aluminum production |
WO1993010281A1 (en) * | 1991-11-20 | 1993-05-27 | Moltech Invent S.A. | Cell for the electrolysis of alumina preferably at law temperatures |
US7144483B2 (en) * | 2001-02-23 | 2006-12-05 | Norsk Hydro Asa | Method and an electrowinning cell for production of metal |
US6811676B2 (en) * | 2002-07-16 | 2004-11-02 | Northwest Aluminum Technologies | Electrolytic cell for production of aluminum from alumina |
US6866768B2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-03-15 | Donald R Bradford | Electrolytic cell for production of aluminum from alumina |
RU2275443C2 (en) * | 2004-07-23 | 2006-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Multipolar electrolysis bath for production of the molten metals by the electrolysis of the melts and the method of the electrolysis baths mounting |
US8480876B2 (en) * | 2007-12-26 | 2013-07-09 | Theodore R. Beck | Aluminum production cell |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US5006209A, ?09.04.1991. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722605C1 (en) * | 2019-11-26 | 2020-06-02 | Василий Андреевич Крюковский | Electrolysis unit for aluminum production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6558525B1 (en) | Anode for use in aluminum producing electrolytic cell | |
RU2680039C1 (en) | Systems and methods for purifying aluminum | |
WO2011148347A1 (en) | Hall-heroult cell cathode design | |
EP0089325B1 (en) | Apparatus and method for electrolysis of mgc12 | |
JPS6232276B2 (en) | ||
JP6501886B2 (en) | Molten salt electrolytic cell, method of producing metallic magnesium using the same, and method of producing titanium sponge | |
RU2586183C1 (en) | Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts | |
CN102345141B (en) | Aluminum electrolytic tank anode carbon block of irregularly-shaped structure with exhaust passage and preparation method thereof | |
EA034760B1 (en) | Electrolytic cell intended for the production of aluminium and electrolytic smelter comprising this cell | |
RU2001127744A (en) | ELECTROLYZERS FOR ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM WITH ANODES OXIDATING OXYGEN | |
RU2689475C1 (en) | Device for production of high-purity aluminum with carbon-free anodes by electrolysis and method of its implementation | |
JPH0443987B2 (en) | ||
US11180862B2 (en) | Advanced aluminum electrolysis cell | |
WO2008101283A1 (en) | Electrochemical reduction of metal oxides | |
CN202359211U (en) | Special-structured aluminum reduction cell anode carbon block with exhaust passages | |
RU2275443C2 (en) | Multipolar electrolysis bath for production of the molten metals by the electrolysis of the melts and the method of the electrolysis baths mounting | |
RU2657395C1 (en) | Electrolyzer for obtaining aluminum | |
FI112802B (en) | Electrolytic cell to electrochemically precipitate any of the metals copper, zinc, lead, nickel or cobalt | |
EP0181544B1 (en) | Apparatus for molten salt electrolysis | |
RU2282680C1 (en) | Electrolyzer for production of aluminum | |
CN205856631U (en) | A kind of cell construction | |
CN104372382A (en) | Rare earth molten salt electrolytic tank for producing rare earth metals and alloys | |
RU2687617C1 (en) | Electrolysis cell for aluminum production | |
CN111850614B (en) | High-efficiency energy-saving multi-electrode magnesium electrolytic tank | |
RU2385364C1 (en) | Anode current conductor of aluminium electrolytic cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190123 |