RU2702215C1 - Electrolysis unit for magnesium and chlorine production - Google Patents

Electrolysis unit for magnesium and chlorine production Download PDF

Info

Publication number
RU2702215C1
RU2702215C1 RU2019113236A RU2019113236A RU2702215C1 RU 2702215 C1 RU2702215 C1 RU 2702215C1 RU 2019113236 A RU2019113236 A RU 2019113236A RU 2019113236 A RU2019113236 A RU 2019113236A RU 2702215 C1 RU2702215 C1 RU 2702215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
cathodes
anodes
cathode
anode
Prior art date
Application number
RU2019113236A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Александровна Гладикова
Андрей Геннадьевич Калмыков
Станислав Сергеевич Набоких
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
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 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to RU2019113236A priority Critical patent/RU2702215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702215C1 publication Critical patent/RU2702215C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/04Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells

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

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to non-ferrous metallurgy, namely, to devices for magnesium and chlorine production by electrolysis of molten salts. Electrolysis cell for magnesium and chlorine production includes a lined bath divided by a partition wall with top and bottom overflow openings onto a collecting cell and a working compartment, in which there are cathodes made in the form of two plates and anodes. Anodes and cathodes are installed so that distance between them is 1.5–3.8 of anode width, at that interelectrode distance has variable height and makes 1:(0.5–2) of average value. In the lower part the anodes are made with a bevel with reduction of the anode width from top to bottom to 1/3 of the cathode bottom level. Cathodes on the side facing the collecting cell are rigidly connected by a brace.
EFFECT: use of the electrolysis cell reduces power consumption by reducing the electrical resistance of the electrolyte between the anode and the cathode while reducing magnesium losses.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к устройствам для получения магния и хлора электролизом расплавленных солей.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to devices for producing magnesium and chlorine by electrolysis of molten salts.

Технология электролитического производства магния предусматривает равномерное распределение плотности тока по рабочим поверхностям анодов и катодов. С этой целью аноды и катоды устанавливаются параллельно, а их рабочие поверхности на всем протяжении имеют постоянную высоту (Лебедев О.А. Производство магния электролизом. - М.: Металлургия, 1988, с. 190-199). Основным недостатком известных электролизеров является возникновение застойных зон электролита в электрохимических ячейках и, как следствие, длительный контакт магния, всплывающего на поверхность, с хлором газовой фазы. Задача, следовательно, заключается в создании конструкции электролизеров с упорядоченной, управляемой циркуляцией электролита, имеющей четко выраженную вертикальную составляющую, обеспечивающую быстрый вынос магния в сборную ячейку.The technology of electrolytic production of magnesium provides for a uniform distribution of current density on the working surfaces of the anodes and cathodes. To this end, the anodes and cathodes are installed in parallel, and their working surfaces along the entire length have a constant height (Lebedev OA Production of magnesium by electrolysis. - M .: Metallurgy, 1988, p. 190-199). The main disadvantage of known electrolyzers is the occurrence of stagnant zones of electrolyte in electrochemical cells and, as a result, prolonged contact of magnesium that floats to the surface with chlorine of the gas phase. The task, therefore, is to create a design of electrolyzers with an ordered, controlled circulation of the electrolyte, which has a clearly defined vertical component, which ensures the rapid removal of magnesium into the collection cell.

Известен электролизер для получения магния (А.с. 585237, опубл. 25.12.77, бюл. 47) с верхним вводом анодов, включающий сборную, электролитическую и катодные ячейки, аноды, анодные перекрытия с разделительной перегородкой, катоды, выполненные в виде металлических листов, установленных по обеим сторонам анодов под углом относительно их рабочих поверхностей, в катодных ячейках по всей длине катода укреплены в наклонном положении металлические листы, выполненные со щелями, а катоды укреплены под углом относительно горизонтальной плоскости, вследствие чего межполюсное расстояние уменьшено сверху вниз.Known electrolytic cell for producing magnesium (A. S. 585237, publ. 25.12.77, bull. 47) with the upper input of the anodes, including the assembly, electrolytic and cathode cells, anodes, anode overlays with a dividing wall, cathodes made in the form of metal sheets mounted on both sides of the anodes at an angle relative to their working surfaces, in the cathode cells along the entire length of the cathode, metal sheets made with slots are fixed in an inclined position, and the cathodes are fixed at an angle relative to the horizontal plane, due to then reduced interpolar distance downwards.

Недостатком данного электролизера является то, что при равномерном распределении плотности тока на катоде не создается направленной циркуляции электролита с магнием в сторону сборной ячейки, и потери магния за счет взаимодействия его с хлором сравнительно высоки, так как в межэлектродном пространстве не исключаются встречные потоки и замкнутая циркуляция газожидкостных потоков.The disadvantage of this electrolyzer is that with a uniform distribution of the current density at the cathode, no directed circulation of the electrolyte with magnesium towards the collection cell is created, and the losses of magnesium due to its interaction with chlorine are relatively high, since counter flows and closed circulation are not excluded in the interelectrode space gas-liquid flows.

Известен электролизер для получения магния и хлора (Пат. РФ №1782065, опубл. 20.03.95 г., бюл. 8), включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхним и нижним переточными окнами на сборную ячейку и электролитическую ячейку, в которой размещены аноды и катоды, выполненные в виде двух параллельных пластин, между которыми размещены наклонные направляющие полочки с уклоном к сборной ячейке. Данная конструкция электролизера позволяет за счет создания оптимальных гидродинамических условий снизить потери магния и повысить, таким образом, выход магния по току.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (US Pat. RF No. 1782065, publ. 20.03.95, bull. 8), including a lined bath, separated by a partition with upper and lower transfer windows on the assembly cell and the electrolytic cell in which the anodes are placed and cathodes made in the form of two parallel plates, between which inclined guide shelves are placed with a slope to the assembly cell. This design of the electrolyzer allows, by creating optimal hydrodynamic conditions, to reduce the loss of magnesium and, thus, increase the current output of magnesium.

Недостатком данного электролизера является то, что данная конструкция не позволяет снизить расход электроэнергии, так как при подобном размещении катода и анода нельзя уменьшить межэлектродное расстояние, и тем самым уменьшить электросопротивление электролита между катодом и анодом, что приводит к большим потерям электроэнергии во время проведения процесса электролиза.The disadvantage of this electrolyzer is that this design does not allow to reduce energy consumption, since with a similar placement of the cathode and anode it is impossible to reduce the interelectrode distance, and thereby reduce the electrical resistance of the electrolyte between the cathode and the anode, which leads to large losses of electricity during the electrolysis process .

Известен магниевый электролизер с направленной циркуляцией электролита (патент РФ №2095482, опубл. 10.11.1997), включающий металлический кожух с огнеупорной футеровкой, образующей рабочее пространство, разделенное перегородкой с переточными каналами на отделение для накопления магния и электролитическое отделение для размещения введенных через футерованные стенки стальных катодов с экранами и введенных через подину или через перекрытие углеродистых анодов. При этом электролизер снабжен опорными выступами, расположенными на верхней грани каждого катода со стороны футеровки, а высота катодного экрана равна высоте катода с опорными выступами.Known magnesium electrolyzer with directional circulation of the electrolyte (RF patent No. 2095482, publ. 10.11.1997), including a metal casing with refractory lining, forming a working space, separated by a partition with transfer channels to the compartment for the accumulation of magnesium and the electrolytic compartment for placement entered through the lined walls steel cathodes with screens and introduced through the bottom or through the overlap of carbon anodes. In this case, the electrolyzer is equipped with supporting protrusions located on the upper face of each cathode from the lining side, and the height of the cathode screen is equal to the height of the cathode with supporting protrusions.

Недостатком данного электролизера является то, что данная конструкция не обеспечивает полного и быстрого вывода магния из рабочего отделения. А также установка разновеликого межэлектродного расстояния по длине рабочего отделения, и использование направляющих желобов на катоде приводит к образованию вихревых нисходящих потоков по межэлектродному пространству, препятствующих перемещению электролита к переточным каналам. Время пребывания корольков магния в хлорнасыщенной зоне увеличивается, что приводит к снижению выхода по току. Некоторое повышение плотности тока в районе катодных экранов не обеспечивает в полной мере направленного потока электролита с магнием в сторону верхних переточных каналов.The disadvantage of this electrolyzer is that this design does not provide a complete and rapid withdrawal of magnesium from the working compartment. And also the installation of a different-sized interelectrode distance along the length of the working compartment, and the use of guide troughs on the cathode leads to the formation of vortex downward flows along the interelectrode space, which impede the movement of the electrolyte to the overflow channels. The residence time of magnesium kings in a chlorine-saturated zone increases, which leads to a decrease in current efficiency. A certain increase in the current density in the region of the cathode screens does not provide a fully directed directional flow of electrolyte with magnesium towards the upper transfer channels.

Известен электролизер для получения магния и хлора (Патент РФ №2284372, опубл. 27.09.2006, бюл. №27), включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхним и нижним переточными окнами на сборную ячейку и электролитическую ячейку, в которой размещены аноды и катоды, выполненные в виде двух параллельных пластин, между которыми размещены наклонные направляющие полочки с уклоном к сборной ячейке. При этом электролизер содержит две полочки, размещенные параллельно верхней грани катода от его торцов до наклонных полочек с образованием горизонтального циркуляционного канала, а направляющие наклонные полочки размещены с образованием наклонного циркуляционного канала переменного сечения, верхняя часть которого соединена с горизонтальным каналом, а нижняя часть размещена ниже нижнего перточного окна. В средней части анода выполнены хлоротводящие каналы, а катоды выполнены с наклонной поверхностью.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (RF Patent No. 2284372, publ. 09/27/2006, bull. No. 27), including a lined bath, separated by a partition with upper and lower transfer windows on the assembly cell and the electrolytic cell, which contains anodes and cathodes made in the form of two parallel plates, between which there are inclined guide shelves with a slope to the assembly cell. The cell contains two shelves placed parallel to the upper face of the cathode from its ends to the inclined shelves with the formation of a horizontal circulation channel, and the guide inclined shelves are placed with the formation of an inclined circulation channel of variable cross section, the upper part of which is connected to the horizontal channel, and the lower part is located below bottom glove box. In the middle part of the anode, chlorinating channels are made, and the cathodes are made with an inclined surface.

Недостатком данной конструкции электролизера являются значительные потери хлора из-за того, что газожидкостная смесь, проходя через переточные окна разделительной перегородки, на высоких скоростях выносит в сборную ячейку хлор, который при выборке металла выносится в атмосферу цеха, вызываю загазованность воздуха в цехе. Кроме того, в интенсивном циркуляционном контуре, многократно вращаясь, магний дробится на мелкие капли. Увеличивается время пребывания их в хлоронасышенной зоне, что приводит к значительным потерям металла и снижению выхода по току.The disadvantage of this design of the electrolyzer is the significant loss of chlorine due to the fact that the gas-liquid mixture passing through the transfer windows of the dividing partition at high speeds carries chlorine into the collection cell, which, when the metal is sampled, is brought out into the workshop atmosphere, causing air pollution in the workshop. In addition, in an intense circulation circuit, spinning repeatedly, magnesium is crushed into small drops. Their residence time in the chlorine-saturated zone increases, which leads to significant metal losses and a decrease in current efficiency.

Известен электролизер для получения магния и хлора (патент РФ 2336368, опубл. 20.10.2008, бюл. №29), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип, и включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхним и нижним переточными окнами на технологическую ячейку и рабочее отделение, в котором размещены аноды и катоды. В нижней части на 1/4-3/4 высоты катода имеются плоскопараллельные рабочие поверхности, а в верхней части катоды имеют переменное по высоте и длине сечение с обеспечением межэлектродного расстояния в верхней части катодов 1,1-2,5 межэлектродного расстояния между нижней частью катода и анода. Данная конструкция электролизера позволяет за счет создания оптимальных гидродинамических условий снизить потери магния и повысить, таким образом, выход магния по току.Known electrolyzer for producing magnesium and chlorine (RF patent 2336368, publ. 20.10.2008, bull. No. 29), by the number of common signs adopted for the closest analogue of the prototype, and including a lined bath, separated by a partition with upper and lower transfer windows on the technological cell and working compartment, in which anodes and cathodes are placed. In the lower part, on 1/4-3/4 of the cathode height, there are plane-parallel working surfaces, and in the upper part of the cathode they have a section of variable height and length, providing an interelectrode distance in the upper part of the cathodes of 1.1-2.5 interelectrode distances between the bottom cathode and anode. This design of the electrolyzer allows, by creating optimal hydrodynamic conditions, to reduce the loss of magnesium and, thus, increase the current output of magnesium.

Недостатком данного электролизера является то, что данная конструкция не позволяет снизить расход электроэнергии, так как при подобном размещении катода и анода нельзя уменьшить межэлектродное расстояние, и тем самым уменьшить электросопротивление электролита между катодом и анодом, что приводит к большим затратам электроэнергии во время проведения процесса электролиза.The disadvantage of this electrolyzer is that this design does not allow to reduce the energy consumption, since with a similar placement of the cathode and anode it is impossible to reduce the interelectrode distance, and thereby reduce the electrical resistance of the electrolyte between the cathode and the anode, which leads to high energy costs during the electrolysis process .

Задачами, на решение которой направлено изобретение, является снижение расхода электроэнергии, уменьшение потерь магния при электролизе, повышение выхода по току.The tasks to which the invention is directed, is to reduce energy consumption, reduce magnesium losses during electrolysis, increase current efficiency.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет уменьшить межэлектродное расстояние между анодом и катодом и тем самым уменьшить электросопротивление электролита, и снизить расход электроэнергии, улучшить вынос магния в сборную ячейку.The technical result is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype and allows to reduce the interelectrode distance between the anode and cathode and thereby reduce the electrical resistance of the electrolyte, and reduce energy consumption, improve the removal of magnesium in the collection cell.

Технический результат достигается тем, что предложен электролизер для получения магния и хлора, включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхними и нижними переточными окнами на сборную ячейку и рабочее отделение, в котором размещены катоды, выполненные в виде двух пластин, и аноды, новым является то, что аноды и катоды установлены так, что расстояние между ними составляет 1,5-3,8 ширины анода, при этом межэлектродное расстояние имеет переменное по высоте значение и составляет 1:(0,5-2) от среднего значения, в нижней части аноды выполнены со скосом с уменьшением ширины анода сверху вниз до 1/3 от уровня низа катода, а катоды со стороны, обращенной к сборной ячейке, жестко соединены стяжкой.The technical result is achieved by the fact that an electrolyzer for producing magnesium and chlorine is proposed, including a lined bath, separated by a partition with upper and lower transfer windows into a collection cell and a working compartment, in which cathodes made in the form of two plates and anodes are placed, that the anodes and cathodes are installed so that the distance between them is 1.5-3.8 of the width of the anode, while the interelectrode distance has a variable height value and is 1: (0.5-2) from the average value, in the lower part anodes made with a bevel with a decrease in the width of the anode from top to bottom to 1/3 of the level of the bottom of the cathode, and the cathodes from the side facing the collection cell are rigidly connected by a coupler.

Кроме того, пластины катодов наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния.In addition, the plates of the cathodes are inclined to the axis of the cathodes to achieve a height-variable interelectrode distance.

Кроме того, катоды со стороны, обращенной к сборной ячейке, жестко соединены стяжкой в виде единого металлического листа.In addition, the cathodes from the side facing the collection cell are rigidly connected by a screed in the form of a single metal sheet.

Установка анодов и катодов так, что расстояние между ними составляет 1,5-3,8 ширины анода, и межэлектродное расстояние имеет переменное по высоте значение, и составляет 1:(0,5-2) от среднего значения, позволяет значительно уменьшить межэлектродное расстояние между анодом и катодом и тем самым уменьшить электросопротивление электролита и снизить расход электроэнергии.Installing the anodes and cathodes so that the distance between them is 1.5-3.8 of the width of the anode, and the interelectrode distance has a variable height value, and is 1: (0.5-2) from the average value, it can significantly reduce the interelectrode distance between the anode and cathode and thereby reduce the electrical resistance of the electrolyte and reduce energy consumption.

Выполнение скоса в нижней части анодов с уменьшением ширины анода сверху вниз до 1/3 от уровня низа катода позволяет создать направленную циркуляцию электролита и улучшить вынос магния из рабочего отделения в сборную ячейку и тем самым снизить потери магния при электролизе, повысить выход магния по току.Performing a bevel in the lower part of the anodes with decreasing the width of the anode from top to bottom to 1/3 of the level of the bottom of the cathode allows you to create a directed circulation of the electrolyte and improve the removal of magnesium from the working compartment to the collection cell and thereby reduce the loss of magnesium during electrolysis, increase the current yield of magnesium.

Установка пластин катода наклонно к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния сверху вниз позволяет вести процесс электролиза при минимальном межэлектродном расстоянии с хорошей циркуляцией электролита и, как следствие, повысить выход магния по току и полноту разделения хлора и магния.The installation of cathode plates inclined to the axis of the cathodes in order to achieve an interelectrode distance varying from top to bottom allows the electrolysis process to be carried out at a minimum interelectrode distance with good electrolyte circulation and, as a result, to increase the current output of magnesium and the completeness of the separation of chlorine and magnesium.

Соединение катодов со стороны, обращенной к сборной ячейке, жестко стяжкой в виде металлического листа, позволяет повысить жесткость катодов и исключить деформацию катодов в процессе работы, и как следствие, исключить изменение межэлектродного расстояния между анодом и катодом и тем самым уменьшить электросопротивление электролита и снизить расход электроэнергии.The connection of the cathodes from the side facing the collection cell with a rigid screed in the form of a metal sheet allows increasing the cathode stiffness and eliminating the deformation of the cathodes during operation, and as a result, eliminating the change in the interelectrode distance between the anode and cathode and thereby reducing the electrolyte resistance and lowering the consumption electricity.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве - электролизере для получения магния и хлора, изложенных в пунктах формулы изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the invention. The determination from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in terms of the totality of the features of the analogue, made it possible to establish the set of distinctive features that are essential for the applicant as seen in the claimed device — an electrolyzer for producing magnesium and chlorine, set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень».To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The claimed features are new and do not follow explicitly for the specialist, since from the prior art determined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention has not been identified to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг. 1 показан электролизер с верхним вводом анодов для получения магния и хлора. На фиг. 2 - компоновка анодов и катодов в электролизере.In FIG. 1 shows an electrolyzer with a top entry of anodes to produce magnesium and chlorine. In FIG. 2 - layout of the anodes and cathodes in the cell.

Электролизер содержит кожух 1, огнеупорную футеровку 2, разделительную перегородку 3 с верхним переточным окном 4 и нижним переточным окном 5, сборную ячейку 6, рабочее отделение 7, в которой размещены катоды 8, выполненные в виде двух пластин 9, и жестко соединены стяжкой 10 и аноды 11. Катоды 8 и аноды 11 установлены так, что расстояние между ними составляет 1,5-3,8 ширины анода 11, при этом межэлектродное расстояние имеет переменное по высоте значение, и составляет 1: (0,5-2) от среднего значения. В нижней части аноды 11 выполнены со скосом 12 с уменьшением ширины сверху вниз до 1/3 от уровня низа катода 8. Катоды 8 со стороны, обращенной к сборной ячейке 6, жестко соединены стяжкой 10 в виде единого металлического листа.The cell contains a casing 1, a refractory lining 2, a dividing wall 3 with an upper transfer window 4 and a lower transfer window 5, an assembly cell 6, a working compartment 7, in which cathodes 8 are made in the form of two plates 9, and are rigidly connected by a coupler 10 and anodes 11. The cathodes 8 and anodes 11 are installed so that the distance between them is 1.5-3.8 of the width of the anode 11, while the interelectrode distance has a variable height value, and is 1: (0.5-2) from the average values. In the lower part of the anode 11 are made with a bevel 12 with decreasing width from top to bottom to 1/3 of the bottom level of the cathode 8. The cathodes 8 are rigidly connected by a coupler 10 in the form of a single metal sheet from the side facing the collection cell 6.

Монтаж электролизера к работе.Installation of the cell to work.

Предварительно готовят металлические катоды 8, скрепленные между собой стяжкой 10 единым металлическим листом, например, при помощи сварки. Устанавливают аноды 11 в перекрытие электролизера, устанавливают с двух сторон анода 11 катоды 8 с подводом тока сбоку через футеровку. Электролизер герметизируют и начинают пуск электролизера.Metal cathodes 8 are preliminarily prepared, fastened together by a screed 10 with a single metal sheet, for example, by welding. The anodes 11 are installed in the overlap of the electrolyzer, the cathodes 8 are installed on both sides of the anode 11 with current being supplied from the side through the lining. The electrolyzer is sealed and the start of the electrolyzer begins.

Пример работы электролизераElectrolyzer Operation Example

Электролизер для получения магния однорядный с верхним вводом анодов и фронтальной сборной ячейкой на силу тока 225-235 кА с удельным расходом электроэнергии постоянно тока не более 13,0-14,5 кВт/т магния. В качестве сырья используют возвратный хлорид магния с процесса получения губчатого титана.An electrolyzer for producing single-row magnesium with a top input of anodes and a frontal assembly cell for a current of 225-235 kA with a specific constant current consumption of no more than 13.0-14.5 kW / t of magnesium. As raw materials use return magnesium chloride from the process of obtaining sponge titanium.

В сборную ячейку электролизера заливают расплав хлоридов металлов, на аноды и катоды подают постоянный электрический ток. Под воздействием электрического тока хлорид магния разлагается на магний и хлор, в процессе электролиза осуществляют постоянную циркуляцию электролита из рабочего отделения 7 в сборную ячейку 6 по верхним переточным окнам 4 и нижним переточным окнам разделительной перегородки 3. В сборной ячейке 6 происходит отделение металла от основного циркулирующего потока электролита и по мере накопления периодически извлекают из сборной ячейки.A molten metal chloride is poured into the assembly cell of the electrolyzer, and a direct electric current is supplied to the anodes and cathodes. Under the influence of electric current, magnesium chloride decomposes into magnesium and chlorine, during the electrolysis, the electrolyte is constantly circulated from the working compartment 7 to the collection cell 6 through the upper transfer windows 4 and the lower transfer windows of the separation partition 3. In the collection cell 6, metal is separated from the main circulating the flow of electrolyte and as it accumulates, it is periodically removed from the collection cell.

Таким образом, предложенная конструкция электролизера для получения магния и хлора позволяет за счет уменьшения межэлектродного расстояния между анодом и катодом, уменьшить электросопротивление электролита, и снизить расход электроэнергии, улучшить вынос магния в сборную ячейку.Thus, the proposed design of the electrolyzer for producing magnesium and chlorine allows, by reducing the interelectrode distance between the anode and cathode, to reduce the electrical resistance of the electrolyte, and to reduce the energy consumption, to improve the removal of magnesium into the collection cell.

Claims (3)

1. Электролизер для получения магния и хлора, содержащий футерованную ванну, разделенную перегородкой с верхними и нижними переточными окнами на сборную ячейку и рабочее отделение, в котором размещены катоды, выполненные в виде двух пластин, и аноды, отличающийся тем, что аноды и катоды установлены так, что расстояние между ними составляет 1,5-3,8 ширины анода, при этом межэлектродное расстояние имеет переменное по высоте значение и составляет 1:(0,5-2) от среднего значения, в нижней части аноды выполнены со скосом с уменьшением ширины анода сверху вниз до 1/3 от уровня низа катода, а катоды со стороны, обращенной к сборной ячейке, жестко соединены стяжкой.1. An electrolyzer for producing magnesium and chlorine, containing a lined bath, separated by a partition with upper and lower transfer windows into a collection cell and a working compartment, in which cathodes are made in the form of two plates, and anodes, characterized in that the anodes and cathodes are installed so that the distance between them is 1.5-3.8 of the width of the anode, while the interelectrode distance has a variable height value and is 1: (0.5-2) from the average value, in the lower part of the anode made with a bevel with a decrease anode width y down to 1/3 of the bottom of the cathode layer and the cathode on the side facing the modular cell are rigidly connected coupler. 2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что пластины катодов наклонены к оси катодов для достижения переменного по высоте межэлектродного расстояния.2. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the cathode plates are inclined to the axis of the cathodes in order to achieve a height-varying interelectrode distance. 3. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что катоды со стороны, обращенной к сборной ячейке, жестко соединены стяжкой в виде единого металлического листа.3. The electrolyzer according to claim 1, characterized in that the cathodes from the side facing the collection cell are rigidly connected by a coupler in the form of a single metal sheet.
RU2019113236A 2019-04-29 2019-04-29 Electrolysis unit for magnesium and chlorine production RU2702215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113236A RU2702215C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Electrolysis unit for magnesium and chlorine production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113236A RU2702215C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Electrolysis unit for magnesium and chlorine production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702215C1 true RU2702215C1 (en) 2019-10-04

Family

ID=68170699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113236A RU2702215C1 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Electrolysis unit for magnesium and chlorine production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702215C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308116A (en) * 1979-06-26 1981-12-29 Norsk Hydro A.S. Method and electrolyzer for production of magnesium
RU2316618C2 (en) * 2006-02-16 2008-02-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" (ОАО "РУСАЛ ВАМИ") Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2336368C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Electrolyser for production of magnesium and chlorine
RU2405865C1 (en) * 2009-05-05 2010-12-10 Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Method for obtaining magnesium and chlorine, and electrolysis unit for its implementation
WO2017018441A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 東邦チタニウム株式会社 Molten salt electrolytic cell, metallic magnesium production method using same, and sponge titanium production method
EA027479B1 (en) * 2011-02-04 2017-07-31 Металисиз Лимитед Electrolysis method and electrolysis apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308116A (en) * 1979-06-26 1981-12-29 Norsk Hydro A.S. Method and electrolyzer for production of magnesium
RU2316618C2 (en) * 2006-02-16 2008-02-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" (ОАО "РУСАЛ ВАМИ") Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2336368C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Electrolyser for production of magnesium and chlorine
RU2405865C1 (en) * 2009-05-05 2010-12-10 Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Method for obtaining magnesium and chlorine, and electrolysis unit for its implementation
EA027479B1 (en) * 2011-02-04 2017-07-31 Металисиз Лимитед Electrolysis method and electrolysis apparatus
WO2017018441A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 東邦チタニウム株式会社 Molten salt electrolytic cell, metallic magnesium production method using same, and sponge titanium production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008291662B2 (en) Method for operating copper electrolysis cells
EA005281B1 (en) A method and electrowinning cell for production of metal
RU2702215C1 (en) Electrolysis unit for magnesium and chlorine production
Thayer et al. Improving the electrolytic process magnesium production
RU2401884C2 (en) Polyakov electrolysis cell for producing aluminium
RU2457285C1 (en) Electrolysis unit for aluminium manufacture
US2468022A (en) Electrolytic apparatus for producing magnesium
RU2405865C1 (en) Method for obtaining magnesium and chlorine, and electrolysis unit for its implementation
US3907651A (en) Method for the molten salt electrolytic production of metals from metal chlorides and electrolyzer for carrying out the method
RU2316618C2 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2284372C1 (en) Electrolyzer for production of magnesium and chlorine
RU2128244C1 (en) Electrolyzer producing magnesium and chlorine
US3676323A (en) Fused salt electrolyzer for magnesium production
RU2094536C1 (en) Diaphragm-free electrolyzer to produce magnesium and chlorine
RU2190703C1 (en) Electrolyzer to produce magnesium and chlorine
RU2336368C1 (en) Electrolyser for production of magnesium and chlorine
RU2196849C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2206639C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2166007C1 (en) Electrolyzer for production of magnesium electrolyzer
RU217407U1 (en) DIAPHRAGM-FREE ELECTROLYSIS FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE WITH BOTTOM ANODES INLET
RU2166006C1 (en) Electrolyzer for production of magnesium and chlorine
RU2176291C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium
RU2230835C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2244046C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine
RU2095482C1 (en) Magnesium electrolyzer with directed electrolyte circulation