RU93805U1 - INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS - Google Patents

INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS Download PDF

Info

Publication number
RU93805U1
RU93805U1 RU2010102166/22U RU2010102166U RU93805U1 RU 93805 U1 RU93805 U1 RU 93805U1 RU 2010102166/22 U RU2010102166/22 U RU 2010102166/22U RU 2010102166 U RU2010102166 U RU 2010102166U RU 93805 U1 RU93805 U1 RU 93805U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyzer
electrolyte
anode
powder
installation
Prior art date
Application number
RU2010102166/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Костылев
Леопольд Игоревич Леонтьев
Вячеслав Львович Лисин
Софья Александровна Петрова
Original Assignee
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН)
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 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) filed Critical УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН)
Priority to RU2010102166/22U priority Critical patent/RU93805U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU93805U1 publication Critical patent/RU93805U1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

1. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов, включающая электролизер с ванной расплавленного электролита, катод, расходуемый анод, установленный по центру электролизера с возможностью вертикального перемещения, систему подачи тока на анод и катод, содержащую источник питания, агрегат разгрузки порошоксодержащего продукта, систему вывода газов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит агрегат подготовки электролита, размещенную на несущем каркасе шлюзовую камеру, на корпусе которой установлены направляющие стойки анодной группы, при этом анодная штанга, на которой установлен анод или устройство скребкового типа для очистки стенок электролизера, снабжена приводом вращения, шлюзовая камера сообщена с электролизером шлюзовым каналом для подачи электролита и прохода анодной штанги, на котором установлен шиберный затвор, при этом электролизер выполнен в виде тигля с герметичной крышкой и коническим днищем и снабжен клапаном выпуска порошоксодержащего продукта, агрегат разгрузки порошоксодержащего продукта снабжен системой охлаждения и выполнен в виде герметичного тигля, агрегат подготовки электролита выполнен в виде тигля, в днище которого имеется клапан выпуска электролита, а электролизер и агрегаты подготовки электролита и разгрузки порошоксодержащего продукта для обеспечения герметичности установки и поддержания заданной атмосферы соединены друг с другом теплоизолированными трубопроводами и снабжены клапанами подвода и отвода газов. ! 2. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов по п.1, отличающаяся тем, что шлюзовая к� 1. Installation for the electrochemical production of refractory metal powders, including an electrolyzer with a molten electrolyte bath, a cathode, a consumable anode mounted vertically in the center of the electrolyzer, a current supply system to the anode and a cathode containing a power source, a powder-containing product unloading unit, an output system gas, characterized in that it further comprises an electrolyte preparation unit, a lock chamber placed on the supporting frame, on the housing of which guiding racks of the anode group, the anode rod on which the anode or the scraper type device is installed for cleaning the walls of the electrolyzer is provided with a rotation drive, the lock chamber is in communication with the electrolyzer with a lock channel for supplying electrolyte and the passage of the anode rod on which the slide gate is installed, while the electrolyzer is made in the form of a crucible with a sealed lid and a conical bottom and is equipped with a valve for the release of a powder-containing product, the unit for unloading a powder-containing product is equipped with a cooling system deposition and is made in the form of a sealed crucible, the electrolyte preparation unit is made in the form of a crucible, in the bottom of which there is an electrolyte discharge valve, and the electrolyzer and the units for preparing the electrolyte and unloading the powder-containing product to ensure the tightness of the installation and maintain a given atmosphere are connected to each other by heat-insulated pipelines gas supply and exhaust valves. ! 2. Installation for the electrochemical production of powders of refractory metals according to claim 1, characterized in that the airlock

Description

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения нанокристаллических порошков конденсаторного сорта с использованием электрохимического процесса.The utility model relates to non-ferrous metallurgy, in particular to devices for producing nanocrystalline powders of a capacitor grade using an electrochemical process.

Известна установка для получения порошка тантала электролизом, включающая электролизер с ванной электролита, изготовленной из никеля или нихрома, катод, установленный по центру ванны, графитовый анод, устройства для подвода инертного газа и загрузки сырья (В.И.Константинов Электролитическое получение тантала, ниобия и их сплавов. М.Мысль, Металлургия, 1977, с.134-137).A known installation for producing tantalum powder by electrolysis, including an electrolyzer with an electrolyte bath made of nickel or nichrome, a cathode installed in the center of the bath, a graphite anode, devices for supplying inert gas and loading raw materials (V.I. Konstantinov, Electrolytic production of tantalum, niobium and their alloys. M. Mysl, Metallurgy, 1977, p.134-137).

Недостатком установки является недолговечность работы электролизера, обусловленная разрушением стенок ванны из-за их коррозии под воздействием расплава, и невысокая производительность установки, обусловленная периодичностью процесса электролиза - необходимостью остановки электролизера для вывода катода с образовавшимся слоем порошка.The disadvantage of the installation is the short life of the electrolyzer, due to the destruction of the walls of the bath due to their corrosion under the influence of the melt, and the low productivity of the installation, due to the frequency of the electrolysis process - the need to stop the cell to withdraw the cathode with the formed powder layer.

Известна установка для получения тугоплавких металлов или неметаллов в расплавленных солевых электролитах, включающая герметичный электролизер с корпусом, закрытым герметичной крышкой, жидкий металлический катод в виде расплава легкоплавкого металла, с размещенным над поверхностью слоя электролита, по меньшей мере, одним анодом, погружаемым в слой электролита, средства для подачи в слой электролита солевого расплава, рабочего газа, средства для вывода анодного газа, средство для непрерывного слива жидкого катода и электролита (Патент РФ №2264482, МПК 7 C25C 7/00, 5/04, 3/26, опубл. 2005.11.20).A known installation for producing refractory metals or non-metals in molten salt electrolytes, including a sealed electrolyzer with a housing closed by a sealed cover, a liquid metal cathode in the form of a low-melting metal melt, with at least one anode placed above the surface of the electrolyte layer immersed in the electrolyte layer , means for supplying a molten salt, a working gas to the electrolyte layer, means for withdrawing the anode gas, means for continuously draining the liquid cathode and electrolyte (Patent RF №2264482, IPC 7 C25C 7/00, 5/04, 3/26, publ. 2005.11.20).

Предложенная конструкция установки повышает эффективность работы за счет исключения процесса остановки электролизера при непрерывном выводе готовой продукции, но не обеспечивает защиту стенок корпуса электролизера от разрушения под воздействием электролита.The proposed design of the installation increases the efficiency by eliminating the process of stopping the cell during continuous output of the finished product, but does not protect the walls of the cell body from destruction under the influence of the electrolyte.

Известен электролизер для получения гафния из расплавленных солей, состоящий из образующего рабочую камеру герметичного водоохлаждаемого корпуса, с установленной на нем водоохлаждаемой плитой, имеющей полость, в которой размещен приемник для катодного осадка, выполненный в виде ковша со сменной изложницей и установленный с возможностью горизонтального перемещения внутри полости плиты, двух анодов, введенных в рабочую камеру, водоохлаждаемого катода, размещенного между анодами с возможностью его вертикального перемещения по центральной оси, стакана, установленного над полостью плиты, внутри которого смонтирована с возможностью вертикального перемещения штанга с ножом для среза катодного осадка, на котором закреплен защитный колпак, внутри которого размещен механизм перемещения катода и штанги с ножом, питателя солей и патрубков для подачи инертного газа и удаления анодных газов (Патент РФ №77869, МПК C25C 3/26, опубл. 2008.11.10).A known electrolyzer for producing hafnium from molten salts, consisting of a sealed water-cooled case forming a working chamber with a water-cooled plate mounted on it having a cavity in which a cathode deposit receiver is arranged, made in the form of a bucket with a replaceable mold and installed with the possibility of horizontal movement inside cavity of the plate, two anodes introduced into the working chamber, a water-cooled cathode placed between the anodes with the possibility of vertical movement along the central axis, a cup mounted above the plate cavity, inside of which a rod with a knife for cutting the cathode deposit is mounted with the possibility of vertical movement, on which a protective cap is fixed, inside which there is a mechanism for moving the cathode and rod with a knife, a salt feeder and inert gas nozzles and removal of anode gases (RF Patent No. 77869, IPC C25C 3/26, publ. 2008.11.10).

Предложенная конструкция не обеспечивает достаточную защиту внутренней полости электролизера от воздушной атмосферы и стенок корпуса от разрушения под воздействием электролита.The proposed design does not provide sufficient protection of the inner cavity of the cell from the air atmosphere and the walls of the housing from destruction under the influence of the electrolyte.

Известен герметичный электролизер для получения металлов электролизом расплавленных солей, например титана, циркония, гафния и других, включающий герметизированную ванну с водоохлаждаемыми двойными стальными стенками и дном, с крышкой и резиновой прокладкой, четыре графитовых электрода, два из которых предназначены для подвода переменного электрического тока для разогрева и расплавления электролита, а два являются анодами, металлический (никелевый) катод, расположенный вертикально по центру электролизера, камеры для охлаждения катодного осадка, сменяемые посредством разъемного вакуумного шлюза без нарушения атмосферы инертного газа, загрузочный бункер с вакуумным затвором и питателем, патрубки для подачи инертного газа и отвода анодных газов, летку для удаления расплавленного электролита (Авторское свидетельство СССР №119681, заявл. 1958.07.22).Known sealed electrolyzer for producing metals by electrolysis of molten salts, for example titanium, zirconium, hafnium and others, including a sealed bath with water-cooled double steel walls and a bottom, with a lid and a rubber gasket, four graphite electrodes, two of which are intended for supplying alternating electric current for heating and melting of the electrolyte, and two are anodes, a metal (nickel) cathode located vertically in the center of the electrolyzer, a chamber for cooling sediment that can be replaced by a detachable vacuum gateway without disturbing the inert gas atmosphere, a feed hopper with a vacuum shutter and feeder, nozzles for supplying inert gas and removing anode gases, a tap hole for removing molten electrolyte (USSR Author's Certificate No. 119681, application. 1958.07.22) .

Недостатком является недолговечность, работы электролизера, обусловленная разрушением ванны, так как гарнисаж из застывшего электролита, образующийся на водоохлаждаемых стенках и дне ванны, не обеспечивает надежную защиту ванны от воздействия расплава при повышенных температурах.The disadvantage is the fragility of the electrolyzer’s operation, due to the destruction of the bath, since the skull from the frozen electrolyte formed on the water-cooled walls and the bottom of the bath does not provide reliable protection of the bath from the effects of the melt at elevated temperatures.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является установка для электрохимического восстановления порошков и/или гранул оксида металла, содержащая электролизер с ванной расплавленного электролита, катод в виде элемента (пластины), который имеет верхнюю поверхность для поддерживания порошков и/или гранул оксида металла, погруженный в ванну электролита, расходуемый графитовый анод, средство для перемещения анода вниз в ванну электролита, систему для приложения потенциала между анодом и катодом, включающую в себя электрическую цепь с источником питания, средство для подачи порошков и/или гранул оксида металла в ванну электролита, агрегат для удаления по меньшей мере частично электрохимически восстановленных гранул оксида металла из ванны электролита, водораспылительную камеру для охлаждения выгруженного материала, систему для вывода и обработки газов, выделяющихся из электролизера (Патент РФ №2347015, МПК C25C 5/00, опубл. 2007.07.27).The closest in technical essence to the claimed solution is an installation for electrochemical reduction of powders and / or granules of a metal oxide containing an electrolyzer with a bath of molten electrolyte, a cathode in the form of an element (plate), which has an upper surface for supporting powders and / or granules of metal oxide, immersed in the electrolyte bath, consumable graphite anode, means for moving the anode down into the electrolyte bath, a system for applying potential between the anode and cathode, including an electric circuit with a power source, means for feeding powders and / or granules of the metal oxide into the electrolyte bath, an apparatus for removing at least partially electrochemically reduced granules of the metal oxide from the electrolyte bath, a water spray chamber for cooling the discharged material, a system for removing and processing gases, stand out from the electrolyzer (RF Patent No. 2347015, IPC C25C 5/00, publ. 2007.07.27).

Предложенная конструкция не обеспечивает получение порошков с однородными физико-механическими свойствами, обусловленное использованием в качестве расходуемого анода графитового блока и попадания углерода в готовый продукт, и защиту стенок корпуса от разрушения под воздействием расплава электролита и агрессивных образующихся хлорсодержащих продуктов реакции.The proposed design does not provide the production of powders with homogeneous physical and mechanical properties, due to the use of a graphite block as a sacrificial anode and carbon ingress into the finished product, and to protect the walls of the casing from destruction under the influence of an electrolyte melt and aggressive chlorine-containing reaction products formed.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение электрохимического разрушения рабочих поверхностей электролизера с одновременным получением порошков с однородными физико-механическими свойствами.The technical result of the claimed utility model is the elimination of electrochemical destruction of the working surfaces of the electrolyzer with the simultaneous production of powders with uniform physical and mechanical properties.

Указанный результат достигается тем, что установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов, включающая электролизер с ванной расплавленного электролита, катод, расходуемый анод, установленный по центру электролизера с возможностью вертикального перемещения, систему подачи тока на анод и катод, содержащую источник питания, агрегат разгрузки порошок содержащего продукта, систему вывода газов, согласно полезной модели, дополнительно содержит агрегат подготовки электролита, размещенную на несущем каркасе шлюзовую камеру, на корпусе которой установлены направляющие стойки анодной группы, при этом анодная штанга, на которой установлен анод или устройство скребкового типа для очистки стенок электролизера, снабжена приводом вращения, шлюзовая камера сообщена с электролизером шлюзовым каналом для подачи электролита и прохода анодной штанги, на котором установлен шиберный затвор, при этом электролизер выполнен в виде тигля с герметичной крышкой и коническим днищем и снабжен клапаном выпуска порошок содержащего продукта, агрегат разгрузки порошок содержащего продукта снабжен системой охлаждения и выполнен в виде герметичного тигля, агрегат подготовки электролита выполнен в виде тигля, в днище которого имеется клапан выпуска электролита, а электролизер и агрегаты подготовки электролита и разгрузки порошок содержащего продукта для обеспечения герметичности установки и поддержания заданной атмосферы соединены друг с другом теплоизолированными трубопроводами и снабжены клапанами подвода и отвода газов.This result is achieved in that the installation for the electrochemical production of refractory metal powders, comprising an electrolyzer with a molten electrolyte bath, a cathode, a consumable anode mounted vertically in the center of the electrolyzer, a current supply system to the anode and cathode containing a power source, a powder unloading unit containing the product, the gas exhaust system, according to the utility model, further comprises an electrolyte preparation unit located on the carrier frame of the locks a chamber, on the housing of which the guide posts of the anode group are installed, while the anode rod, on which the anode or a scraper-type device for cleaning the walls of the electrolyzer is mounted, is equipped with a rotation drive, the lock chamber is in communication with the electrolyzer with a lock channel for supplying electrolyte and the passage of the anode rod, which has a slide gate installed, while the electrolyzer is made in the form of a crucible with a sealed cover and a conical bottom and is equipped with a valve for the release of powder containing the product, powder unloading unit the containing product is equipped with a cooling system and is made in the form of a sealed crucible, the electrolyte preparation unit is made in the form of a crucible, in the bottom of which there is an electrolyte discharge valve, and the electrolyzer and the electrolyte preparation and unloading units the powder of the containing product to ensure the integrity of the installation and maintain a given atmosphere other thermally insulated pipelines and equipped with valves for supplying and removing gases.

Кроме того, шлюзовая камера, электролизер и агрегаты подготовки электролита и разгрузки порошок содержащего продукта соединены друг с другом системой подачи и отвода газов, в качестве расходуемого анода используют слиток, пруток или пластину из металла получаемого порошка, катодом служит стенка тигля электролизера и катод выполнен из металла получаемого порошка.In addition, the lock chamber, the electrolyzer and the units for preparing the electrolyte and unloading the powder of the containing product are connected to each other by a gas supply and exhaust system, an ingot, a rod or a plate made of metal of the obtained powder are used as an anode consumed, the cathode is the wall of the electrolyzer crucible and the cathode is made of metal of the resulting powder.

На рисунке показана схема установки для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов. Установка содержит:The figure shows the installation diagram for the electrochemical production of refractory metal powders. The installation contains:

- анодную группу, состоящую из установленного на верхней платформе 3 электропривода вертикального перемещения 1 траверсы 4, электропривода вращения 2 анодной штанги 6, направляющих стоек 5, опирающихся на опорные пятаки 11, к анодной штанге крепятся расходуемый анод 16 (слиток, пруток или пластина из металла получаемого порошка) или устройство скребкового типа 17 для очистки стенок тигля 45 электролизера;- an anode group consisting of an electric drive of vertical movement 1 of a traverse 4 mounted on an upper platform 3, an electric drive of rotation 2 of the anode rod 6, guide racks 5, supported by supporting nickels 11, a consumable anode 16 (an ingot, bar or metal plate) is attached to the anode rod obtained powder) or a scraper type device 17 for cleaning the walls of the crucible 45 of the electrolyzer;

- шлюзовую камеру, размещенную на несущем каркасе 61, состоящую из корпуса 18, с технологическим люком 15, вакуумноплотным сальником 12, клапанами подвода 13 и отвода 14 газа. Шлюзовая камера сообщена с электролизером шлюзовым каналом 32 для подачи электролита и прохода анодной штанги 6, на котором установлен шиберный затвор 31;- a lock chamber placed on a supporting frame 61, consisting of a housing 18, with a process hatch 15, a vacuum tight stuffing box 12, supply valves 13 and gas outlet 14. The lock chamber is in communication with the electrolyzer through the lock channel 32 for supplying electrolyte and the passage of the anode rod 6, on which the slide gate 31 is mounted;

- агрегат подготовки электролита, выполненный в виде помещенного в печь сопротивления 26 тигля 25, днище которого снабжено клапаном выпуска электролита 27, а верхняя часть оборудована герметичной крышкой 24 с люком загрузки исходного сырья 23 и клапанами подвода 21 и отвода 22 газа. Теплоизолированный трубопровод 28 соединяет тигель 25 с шлюзовым каналом 32;- an electrolyte preparation unit, made in the form of a crucible 25 placed in a resistance furnace 26, the bottom of which is equipped with an electrolyte discharge valve 27, and the upper part is equipped with a sealed cover 24 with a feedstock loading hatch 23 and gas supply and exhaust valves 21. The heat-insulated pipeline 28 connects the crucible 25 to the lock channel 32;

- электролизер, состоящий из помещенного в печь сопротивления 46 тигля 45 (выполненного из металла получаемого порошка) с герметичной крышкой 43, снабженной клапанами подвода 41 и отвода 42 газа. Коническое днище тигля 45 снабжено клапаном выпуска порошок содержащего продукта 48;- an electrolyzer consisting of a crucible 45 (made of metal of obtained powder) placed in a resistance furnace 46 with an airtight lid 43 provided with valves for supplying 41 and exhaust gas 42. The conical bottom of the crucible 45 is equipped with a valve for the release of powder containing product 48;

- агрегат разгрузки порошок содержащего продукта, выполненный в виде герметичного тигля 55 с крышкой 53, снабженный системой охлаждения 54, клапанами подвода 51 и отвода 52 газа, люком 56 разгрузки порошок содержащего продукта;- the unit for unloading the powder of the containing product, made in the form of an airtight crucible 55 with a cover 53, equipped with a cooling system 54, valves for supplying and discharging gas 52, a manhole 56 for unloading the powder of the containing product;

- систему подвода газов 71 (азот и аргон) с редукционным клапаном 72, соединенную с клапанами подвода газов 13, 21, 41, 51 и систему отвода газов 81, с форвакуумным насосом 82, соединенную с клапанами отвода газов 14, 22, 42 и 52;- a gas supply system 71 (nitrogen and argon) with a pressure reducing valve 72 connected to the gas supply valves 13, 21, 41, 51 and a gas exhaust system 81, with a fore-vacuum pump 82 connected to the gas exhaust valves 14, 22, 42 and 52 ;

- систему подачи тока на анод 16 и токоприемник 44, размещенный на стенке тигля 45, являющейся катодом, включающую источник постоянного тока 91;- a system for supplying current to the anode 16 and the current collector 44 located on the wall of the crucible 45, which is the cathode, including a direct current source 91;

- систему электропитания и управления установкой 92.- power supply and installation control system 92.

Пример работы заявляемой установки для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов.An example of the operation of the inventive installation for the electrochemical production of powders of refractory metals.

Приготовление электролита.Electrolyte preparation.

Клапан выпуска 27 электролита в агрегате подготовки электролита находится в закрытом положении. В люк загрузки исходного сырья 23 засыпают отмеренные количества солей галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов после чего люк загрузки 23 закрывают, обеспечивая герметичность. Клапан отвода газа 22 переводят в положение - открыто и форвакуумным насосом 82 откачивают воздух из тигля 25 с загруженными солями. Затем клапан 22 закрывают, а форвакуумный насос 82 выключают. Клапан подачи газа 21 открывают и заполняют азотом тигель 25 с засыпанными солями. Необходимое давление азота обеспечивается редукционным клапаном 72.The electrolyte discharge valve 27 in the electrolyte preparation unit is in the closed position. Measured amounts of alkali and alkaline earth metal halide salts are poured into the loading hatch of the feedstock 23, after which the loading hatch 23 is closed to ensure tightness. The gas exhaust valve 22 is moved to the position - openly and the fore-vacuum pump 82 pumps out air from the crucible 25 with loaded salts. Then, the valve 22 is closed, and the foreline pump 82 is turned off. The gas supply valve 21 is opened and nitrogen filled with a crucible 25 filled with salts. The required nitrogen pressure is provided by pressure reducing valve 72.

Клапан подачи газа 21 приводят в положение - закрыто и через клапан 22 форвакуумным насосом 82 откачивают азот из тигля 25 подготовки электролита. После чего клапан 22 приводят в положение - закрыто и форвакуумный насос 82 отключают. Всего выполняют три цикла заполнения - откачки азота. Далее через клапан подачи газа 21 тигель 25 заполняют аргоном и клапан подачи 21 приводят в положение - закрыто.The gas supply valve 21 is brought into the closed position and nitrogen is pumped out of the crucible 25 of the electrolyte preparation through the valve 22 by the foreline pump 82. After that, the valve 22 is brought into the closed position and the foreline pump 82 is turned off. In total, three filling cycles are performed - nitrogen pumping. Then, through the gas supply valve 21, the crucible 25 is filled with argon and the supply valve 21 is brought into the closed position.

Через систему электропитания 92 подают ток на печь сопротивления 26, поднимая температуру в тигле 25 до 700-800°C и выдерживают заданное время до полного расплавления солей электролита.Through the power supply system 92, current is supplied to the resistance furnace 26, raising the temperature in the crucible 25 to 700-800 ° C and maintain the set time until the electrolyte salts are completely melted.

Через клапан отвода газов 22 форвакуумным насосом 82 откачивают газ из тигля 25, клапан закрывают, а насос отключают. Через клапан подачи газа 21 тигель 25 заполняют аргоном.Through the vent valve 22 by the foreline pump 82, gas is pumped out of the crucible 25, the valve is closed, and the pump is turned off. Through the gas supply valve 21, the crucible 25 is filled with argon.

Подготовка анодной группы для электролиза.Preparation of the anode group for electrolysis.

Шиберным затвором 31 перекрывают шлюзовой канал 32. Анодная штанга 6 со скребковым устройством 17 очистки стенок тигля приведена в положение переналадки (крайнее верхнее положение), при этом технологический люк 15 открыт. После демонтажа скребкового устройства 17 и размещения его на вспомогательной технологической площадке монтируют подготовленный расходуемый анод 16, закрывают технологический люк 15. Клапан отвода газов 14 приводят в положение - открыто и форвакуумным насосом 82 откачивают воздух из шлюзовой камеры 18. Клапан отвода приводят в положение - закрыто и форвакуумный насос отключают.The gate valve 31 overlaps the lock channel 32. The anode rod 6 with the scraper device 17 for cleaning the walls of the crucible is brought into the readjustment position (the highest position), while the process hatch 15 is open. After dismantling the scraper device 17 and placing it on the auxiliary technological platform, the prepared sacrificial anode 16 is mounted, the process hatch is closed 15. The gas exhaust valve 14 is brought into position - open and the fore-vacuum pump 82 pumps the air out of the lock chamber 18. The exhaust valve is brought into the closed position and the foreline pump is turned off.

Клапан подачи газов 13 приводят в положение - открыто и заполняют азотом шлюзовую камеру 18. Необходимое давление азота обеспечивается редукционным клапаном 72, клапан 13 закрывают.The gas supply valve 13 is brought into the open position and the lock chamber 18 is filled with nitrogen. The necessary nitrogen pressure is provided by the pressure reducing valve 72, the valve 13 is closed.

Всего выполняют три цикла заполнения - откачки азотом.In total, three filling cycles are performed - nitrogen evacuation.

Клапан подачи газов 13 приводят в положение - открыто и заполняют аргоном шлюзовую камеру 18, клапан подачи 13 положение - все закрыто.The gas supply valve 13 is brought into position - open and fill the lock chamber 18 with argon, the supply valve 13 position - everything is closed.

Загрузка подготовленного электролита.Download the prepared electrolyte.

Через клапан отвода газов 42 форвакуумным насосом 82 откачивают воздух из тигля 45 электролизера, клапан 42 закрывают, форвакуумный насос выключают.Air is removed from the crucible 45 of the electrolyzer through the gas exhaust valve 42 by the fore-vacuum pump 82, the valve 42 is closed, the fore-vacuum pump is turned off.

Через клапан подачи газов 41 заполняют азотом тигель 45 электролизера. Необходимое давление азота обеспечивается редукционным клапаном 72.Through the gas supply valve 41, the crucible 45 of the electrolyzer is filled with nitrogen. The required nitrogen pressure is provided by pressure reducing valve 72.

Через клапан отвода газов 42 форвакуумным насосом 82 откачивают азот из тигля 45 электролизера, клапан 42 отвода газа закрывают.Nitrogen is pumped out from the crucible 45 of the electrolyzer through the gas exhaust valve 42 by the fore-vacuum pump 82, and the gas exhaust valve 42 is closed.

Всего выполняют три цикла заполнения - откачки азотом.In total, three filling cycles are performed - nitrogen evacuation.

Через клапан подачи газа 41 тигель 45 электролизера заполняют аргоном, клапан 41 подачи газа закрывают.Through the gas supply valve 41, the electrolyzer crucible 45 is filled with argon, the gas supply valve 41 is closed.

Путем подачи тока на печь 46 электролизера тигель 45 предварительно прогревают до температуры 700-800°C и дозаполняют аргоном, обеспечивая равенство давлений аргона в агрегате подготовки электролита и тигле 45 электролизера.By supplying current to the electrolysis furnace 46, the crucible 45 is preheated to a temperature of 700-800 ° C and refilled with argon, ensuring equal argon pressures in the electrolyte preparation unit and the electrolysis crucible 45.

Через клапан выпуска электролита 27 по трубопроводу 28 через шлюзовой канал 32 расплавленный электролит из тигля 25 перетекает в тигель 45 электролизера, после чего выпускной клапан 27 закрывают.Through the valve for the release of electrolyte 27 through the pipe 28 through the lock channel 32, the molten electrolyte from the crucible 25 flows into the crucible 45 of the electrolyzer, after which the exhaust valve 27 is closed.

Электролиз с получением порошок содержащего продукта.Electrolysis to obtain a powder containing product.

Тигель 45 электролизера, помещенный в печь сопротивления 46, прогревается до температуры 700-850°C. Шиберный затвор 31 канала 32 переводят в положение - открыто. Анодную штангу 6 с расходуемым анодом 16 переводят в крайнее нижнее положение опусканием траверсы 4 по направляющим стойкам 5 с помощью электропривода вертикального перемещения 1, который установлен на верхней платформе 3. Скорость вращения анодной штанги 6 с расходуемым анодом 16 электроприводом вращения 2 устанавливают в пределах от 1 до 90 об/мин. С помощью источника постоянного тока 91 подают ток на анод 16 и токоприемник 44, размещенный на стенке тигля 45. По истечении заданного времени анодную штангу 6 поднимают и переводят в положение переналадки. Шлюзовой канал 32 шибером 31 переводят в положение - закрыто.The crucible 45 of the electrolyzer, placed in a resistance furnace 46, is heated to a temperature of 700-850 ° C. The slide gate 31 of the channel 32 is moved to the open position. The anode rod 6 with a sacrificial anode 16 is moved to its lowest position by lowering the traverse 4 along the guide posts 5 using a vertical displacement electric drive 1, which is installed on the upper platform 3. The rotation speed of the anode rod 6 with a sacrificial anode 16, an electric rotation drive 2 is set within 1 up to 90 rpm Using a direct current source 91, current is supplied to the anode 16 and the current collector 44 located on the wall of the crucible 45. After a predetermined time, the anode rod 6 is lifted and transferred to the changeover position. The gateway channel 32 by the gate 31 is transferred to the closed position.

Производят выдержку времени и открывают технологический люк 15.Produce a time delay and open the technological hatch 15.

Извлечение порошок содержащего продукта.Extract powder containing product.

Демонтируют с анодной штанги 6 расходуемый анод 16 и устанавливают скребковое устройство 17 очистки стенок тигля 45. Технологический люк 15 закрывают, через клапан 14 откачивают воздух из шлюзовой камеры 18, клапан закрывают, форвакуумный насос 82 выключают.Dismantled anode 16 is removed from the anode rod 6 and a scraper device 17 for cleaning the walls of the crucible 45 is installed. The process hatch 15 is closed, air is pumped out of the lock chamber 18 through valve 14, the valve is closed, and the foreline pump 82 is turned off.

Через клапан подачи газов 13 шлюзовую камеру 18 заполняют азотом, регулируя давление редукционным клапаном 72, клапан 13 закрывают.Through the gas supply valve 13, the lock chamber 18 is filled with nitrogen, adjusting the pressure with a pressure reducing valve 72, the valve 13 is closed.

Всего проводят три цикла заполнения - откачки азота, затем заполняют камеру аргоном, клапан 13 закрывают.In total, three filling cycles are carried out - nitrogen evacuation, then the chamber is filled with argon, valve 13 is closed.

Аналогичным образом, используя клапаны 41 и 42 создают газовую атмосферу в тигле 45 электролизера.Similarly, using valves 41 and 42 create a gas atmosphere in the crucible 45 of the cell.

Шиберный затвор 31 переводят в положение - открыто. С помощью электропривода вертикального перемещения 1, установленного на верхней платформе 3 опускают анодную штангу 6 со скребковым устройством 17 очистки тигля 45 в крайнее нижнее положение, используя траверсу 4 и направляющие стойки 5. Электропривод 2 обеспечивает вращение анодной штанги 6 в крайнем нижнем положении, раскрытие лопастей скребкового устройства 17, очистку стенок тигля 45 электролизера и доведение продуктов электролиза до однородной массы.The slide gate 31 is moved to the open position. Using the vertical displacement electric drive 1 installed on the upper platform 3, lower the anode rod 6 with the scraper device 17 for cleaning the crucible 45 to the lowermost position using the crosshead 4 and the guide rails 5. The electric drive 2 provides rotation of the anode rod 6 in the lowermost position, the blades open scraper device 17, cleaning the walls of the crucible 45 of the electrolyzer and bringing the electrolysis products to a homogeneous mass.

Затем открывают клапан выпуска 48 и по трубопроводу 47 с помощью давления азота вытесняют продукты электролиза в тигель разгрузки 55. С помощью системы электропитания и управления установкой 92 возвращают анодную штангу 6 в крайнее верхнее положение. Шибер 31 шлюзового канала 32 переводят в положение - закрыто, технологический люк 15 открывают.Then, the exhaust valve 48 is opened and the products of electrolysis are displaced into the discharge crucible 55 using a nitrogen pressure 47. Using the power supply system and control system 92, the anode rod 6 is returned to its highest position. The gate 31 of the lock channel 32 is moved to the closed position, the process hatch 15 is opened.

Извлечение порошка.Powder extraction.

Клапан выпуска 48 находится в положении - закрыто. Клапаны подачи 51 и отвода газов 52 находятся в положении - закрыто. Приводят в действие систему охлаждения 54 тигля 55, выдерживают заданное время и открывают люк разгрузки 56. Выгружают охлажденные продукты электролиза (порошок содержащий продукт и электролит), люк 56 закрывают.Release valve 48 is in the closed position. The valves supply 51 and exhaust 52 are in the closed position. The cooling system 54 of the crucible 55 is activated, the set time is maintained and the discharge hatch 56 is opened. The cooled electrolysis products (powder containing the product and electrolyte) are unloaded, the hatch 56 is closed.

Преимуществами заявляемой полезной модели являются повышение эффективности работы оборудования при получении порошков тугоплавких металлов за счет исключения остановок и регулирования теплового режима электролизера. Предлагаемая полезная модель относится к промышленным установкам и позволяет получать порошки тугоплавких металлов конденсаторного сорта в непрерывном режиме.The advantages of the claimed utility model are to increase the efficiency of the equipment when receiving powders of refractory metals by eliminating stops and regulating the thermal regime of the electrolyzer. The proposed utility model relates to industrial plants and allows to obtain powders of refractory metals of a condenser grade in a continuous mode.

Claims (5)

1. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов, включающая электролизер с ванной расплавленного электролита, катод, расходуемый анод, установленный по центру электролизера с возможностью вертикального перемещения, систему подачи тока на анод и катод, содержащую источник питания, агрегат разгрузки порошоксодержащего продукта, систему вывода газов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит агрегат подготовки электролита, размещенную на несущем каркасе шлюзовую камеру, на корпусе которой установлены направляющие стойки анодной группы, при этом анодная штанга, на которой установлен анод или устройство скребкового типа для очистки стенок электролизера, снабжена приводом вращения, шлюзовая камера сообщена с электролизером шлюзовым каналом для подачи электролита и прохода анодной штанги, на котором установлен шиберный затвор, при этом электролизер выполнен в виде тигля с герметичной крышкой и коническим днищем и снабжен клапаном выпуска порошоксодержащего продукта, агрегат разгрузки порошоксодержащего продукта снабжен системой охлаждения и выполнен в виде герметичного тигля, агрегат подготовки электролита выполнен в виде тигля, в днище которого имеется клапан выпуска электролита, а электролизер и агрегаты подготовки электролита и разгрузки порошоксодержащего продукта для обеспечения герметичности установки и поддержания заданной атмосферы соединены друг с другом теплоизолированными трубопроводами и снабжены клапанами подвода и отвода газов.1. Installation for the electrochemical production of refractory metal powders, including an electrolyzer with a molten electrolyte bath, a cathode, a consumable anode mounted vertically in the center of the electrolyzer, a current supply system to the anode and a cathode containing a power source, a powder-containing product unloading unit, an output system gas, characterized in that it further comprises an electrolyte preparation unit, a lock chamber placed on the supporting frame, on the housing of which guiding racks of the anode group, the anode rod on which the anode or the scraper type device is installed for cleaning the walls of the electrolyzer is provided with a rotation drive, the lock chamber is in communication with the electrolyzer with a lock channel for supplying electrolyte and the passage of the anode rod on which the slide gate is installed, while the electrolyzer is made in the form of a crucible with a sealed lid and a conical bottom and is equipped with a valve for the release of a powder-containing product, the unit for unloading a powder-containing product is equipped with a cooling system deposition and is made in the form of a sealed crucible, the electrolyte preparation unit is made in the form of a crucible, in the bottom of which there is an electrolyte discharge valve, and the electrolyzer and the units for preparing the electrolyte and unloading the powder-containing product to ensure the tightness of the installation and maintain a given atmosphere are connected to each other by heat-insulated pipelines gas supply and exhaust valves. 2. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов по п.1, отличающаяся тем, что шлюзовая камера, электролизер и агрегаты подготовки электролита и разгрузки порошоксодержащего продукта соединены друг с другом системой подачи и отвода газов.2. Installation for the electrochemical production of powders of refractory metals according to claim 1, characterized in that the lock chamber, electrolyzer and units for preparing the electrolyte and unloading the powder-containing product are connected to each other by a gas supply and exhaust system. 3. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве расходуемого анода используют слиток, пруток или пластину из металла, получаемого порошка.3. Installation for the electrochemical production of powders of refractory metals according to claim 1, characterized in that as an expendable anode, an ingot, rod or plate from a metal of the obtained powder is used. 4. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов по п.1, отличающаяся тем, что катодом служит стенка тигля электролизера.4. Installation for the electrochemical production of powders of refractory metals according to claim 1, characterized in that the cathode is the wall of the crucible of the electrolyzer. 5. Установка для электрохимического получения порошков тугоплавких металлов по п.1, отличающаяся тем, что катод выполнен из металла получаемого порошка.
Figure 00000001
5. Installation for the electrochemical production of powders of refractory metals according to claim 1, characterized in that the cathode is made of metal of the obtained powder.
Figure 00000001
RU2010102166/22U 2010-01-25 2010-01-25 INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS RU93805U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102166/22U RU93805U1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010102166/22U RU93805U1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU93805U1 true RU93805U1 (en) 2010-05-10

Family

ID=42674266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010102166/22U RU93805U1 (en) 2010-01-25 2010-01-25 INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU93805U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100485233B1 (en) Process for the electrolytic production of metals
CN104399897A (en) Tool for casting NiCrAlYSi alloy target and casting method
CN103334125A (en) Method for preparing sponge titanium on special resistance furnace by molten salt electrolysis method
CN103934431A (en) Device and method for antigravity forming of titanium and titanium alloy complex thin section castings
RU2663025C1 (en) Vacuum induction melting and casting unit
SU1540657A3 (en) Installation for electrolytic production of chemically active metal
RU93805U1 (en) INSTALLATION FOR ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF POWDERS OF REFROOMING METALS
CN105441987A (en) Rare earth fused-salt electrolysis cell for producing rare earth metals and alloys by using liquid cathode
CN103597125B (en) The method of discharging for the gas pollutant limited from anode scrap and equipment thereof
CN202224638U (en) Vacuum-positive pressure melting solidification device
US20180245852A1 (en) Electric immersion aluminum holding furnace with circulation means and related method
CN116393706A (en) Shunt replacement type storage tank device
JP2004052003A (en) Method and apparatus for producing niobium powder or tantalum powder
RU2371522C1 (en) Electrolytic cell for receiving of lithium
GB2081748A (en) Atomising plant for producing metal powder
Hu et al. Deoxidization mechanism of preparation FeTi alloy using ilmenite concentrate
RU2621207C1 (en) Method for producing aluminium-based alloy and device for its implementation
CN212362823U (en) Intermediate frequency furnace for preparing large-coil heavy nickel strap
TWM632486U (en) Sacrificial anode manufacturing equipment
JP2003306789A (en) Method and apparatus for manufacturing sponge titanium
RU2696124C1 (en) Electrolytic cell for aluminum production
RU77869U1 (en) ELECTROLYZER FOR PRODUCING HAFNI FROM MELTED SALTS
RU2264482C1 (en) Electrolyzer
CN2801816Y (en) Electrolytic apparatus of metal
US2937128A (en) Electrolytic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20130917