SE537832C2 - Modulärt anodaggregat och metoder för användning av detsammaför elektrokemisk reduktion - Google Patents

Modulärt anodaggregat och metoder för användning av detsammaför elektrokemisk reduktion Download PDF

Info

Publication number
SE537832C2
SE537832C2 SE1350853A SE1350853A SE537832C2 SE 537832 C2 SE537832 C2 SE 537832C2 SE 1350853 A SE1350853 A SE 1350853A SE 1350853 A SE1350853 A SE 1350853A SE 537832 C2 SE537832 C2 SE 537832C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
anode
modular
electrolyte
assembly
electrical
Prior art date
Application number
SE1350853A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1350853A1 (sv
Inventor
James L Willit
Laurel A Barnes
Stanley G Wiedmeyer
Mark A Williamson
Original Assignee
Ge Hitachi Nucl Energy America
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 Ge Hitachi Nucl Energy America filed Critical Ge Hitachi Nucl Energy America
Publication of SE1350853A1 publication Critical patent/SE1350853A1/sv
Publication of SE537832C2 publication Critical patent/SE537832C2/sv

Links

Classifications

    • 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
    • C25C7/005Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells for the electrolysis of melts
    • 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
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • G21C19/48Non-aqueous processes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

SAMMANDRAG Moduldra anodaggregat (200) anvands i elektrolytiska oxidreduktionssystem for skalbar produktion av reducerad metall via elektrolys. Aggregat innefattar en kanalram (201) ansluten till flera anodstavar (210) som stracker sig in i en elektrolyt. Ett elektriskt system (280, 285, 286) driver stavarna emedan det ãr isolerat fran kanalramen. Ett kylsystem (240, 245) tar bort varme frdn anodstavarna och det elektriska systemet. Ett anodskydd faster till kanalramen for att undvika oavsiktlig elchock eller skada under hantering eller ompositionering. Varje anodstav kan vara delad i ovre och lagre sektioner for att tillta enkel reparation och utbyte av lagre sektioner. De modulara aggregaten kan ha standardiserade komponenter for att tilláta placering vid flera punkter inom ett reducerande system genom att positionera de moduldra anodaggregaten i reduktionssystemet och applicera elektrisk effekt till de flera anodaggregaten.

Description

MODULART ANODAGGREGAT OCH METODER FOR ANVANDNING AV DETSAMMA FOR ELEKTROKEMISK REDUKTION STATLIGT STOD
[0001]Denna uppfinning utfordes med statligt stod under kontraktnummer DE-ACO2-06CH11357, utfardat av U.S. Department of Energy. Staten har vissa rattigheter till uppfinningen.
BAKGRUND
[0002]En- och flerstegs-elektrokemiska processer ãr anvdndbara for att reducera metalloxider till deras motsvarande metalliska (ooxiderade) tillstand. Konventionellt anvdnds sadana processer for att atervinna hogren metall, metaller fran en fororenad feed, och/eller att utvinna metaller fran deras metalloxidmalmer.
[0003]Flerstegsprocesser loser konventionellt upp metall eller malm in i en elektrolyt foljt av ett elektrokemiskt sonderdelnings- eller selektivt elektro-transportsteg for att utvinna ooxiderad metall. Till exempel, i utvinningen av uran fran anvant karnoxidbransle, utfors en kemisk reduktion of uranoxiden vid 650 °C medelst ett reduceringsamne sá som Li lost i smalt LiC1, for att producera uran och Li20. Losningen utsafts ddrefter for elektroutvinning, van i lost Li20 i den smalta LiC1 elektrolytiskt bryts ner for att regenerera Li. Uranmetallen framstdlls for vidare anvdndning, sá som karnbransle i kommersiella karnreaktorer.
[0004]Enstegsprocesser sanker generellt ner en metalloxid i smdlt elektrolyt, vald for att vara kompatibel med metalloxiden, tillsammans med 1 en katod och anod. Katoden är i elektrisk kontakt med metalloxiden och, genom att ladda anoden och katoden (och metalloxiden via katoden), reduceras metalloxiden via elektrolytisk omvandling och jonutbyte genom den smalta elektrolyten.
[0005]Enstegsprocesser anvander generellt Mire komponenter och/eller steg i hantering och forflyttning av smdlta salter och metaller, begransar mangd av friflytande eller overskott av reduktionsmetall, har forbattrad processkontroll och dr forenliga med en mangd olika metalloxider i olika starttillstand/blandningar med hogre renhetsresultat jamfort med flerstegsprocesser.
SAMMANFATTNING
[0006] Exemplifierande utforingsformer innefattar moduldra anodaggregat och elektrolytiska oxidreduktionssystem anvandande sadana moduldra aggregat. Varje aggregat kan innefatta en kanalram ansluten till flera anodstavar som stracker sig in i en elektrolyt i ett reduktionssystem. Stavarna kan vara drivna av ett elektriskt system som, med stavarna, ãr isolerat fran kanalramen. Det elektriska systemet innefattar ett anodblock in i vilket anodstaven ãr placerad och ãr elektriskt ansluten, och en samlingsskena tillhandahallande elektrisk effekt till anodblocket. De elektriska systemen kan vara fjadrande vid hoga driftstemperaturer genom att innefatta en glidkontakt som tillater termisk expansion utan skada. Ett kylsystem tar bort vdrme fran anodstaven och det elektriska systemet genom att, till exempel, blasa en aktiv, inert kylgas pa komponenterna. Ett anodskydd kan vara fastsatt till kanalramen for att undvika oavsiktlig 2 elchock eller skada av aggregatkomponenter under hantering och ompositionering av de moduldra aggregaten. Varje anodstav kan vara uppdelad i byre och undre sektioner for att tilláta enkel reparation och utbyte av ldgre sektioner som ãr i kontakt med en potentiellt korrosiv elektrolyt. De moduldra aggregaten kan ha standardiserade elektriska och gaskalla/ avlopp kontakter for att tilláta placering vid flera punkter inom ett reducerande system.
[0007] Exemplifierande metoder kan driva ett elektrolytiskt oxidreduktionssystem genom att positionera de moduldra anodaggregaten i reduktionssystemet och anordna elektrisk effekt till de flera anodaggregaten genom det elektriska systemet i aggregaten for att ladda anodstavarna. Eftersom anodstavarna stracker sig in i en elektrolyt som är i kontakt med target-oxiden samt katod, kan metalloxiden reduceras till dess metalliska form. Elektrolyten kan vara fluidiserad genom smdltning eller upplosning sá att anodstaven i vart och ett av de moduldra anodstavsaggregaten kan stracka sig in i elektrolyten. Kylsystemet kan drivas under anordnandet av effekt for att ta bort varme fran anodstaven och det elektriska systemet nar det är kopplat till en gaskalla och ett gasavlopp via kylsystemet.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGAR
[0008]FIG. 1 dr en illustration av en exemplifierande utforingsform elektrolytiskt oxidreduktionssystem.
[0009]FIG. 2 är en annan illustration av den exemplifierande utforingsformen oxidreduktionssystem enligt Fig. 1 i en alternativ utformning. 3
[0010]FIG. 3 är en illustration av en exemplifierande utforingsform anodaggregat anvandbart i exemplifierande utfOringsform system.
[0011]FIG. 4 ãr en illustration av en annan exemplifierande utforingsform anodaggregat utan ett anodskydd.
DETALJERAD BESKRIVNING
[0012]Exemplifierade utforingsformer kommer harefter beskrivas i detalj med hanvisning till de bifogade ritningarna. Specifika strukturella och funktionella detaljer beskriva hari ãr dock endast representativa i syfte att beskrivaexemplifierandeutforingsformer.Deexemplifierade utforingsformerna kan utgoras i manga alternativa former och bor inte tolkas som begransade till enbart exemplifierande utforingsformer som anges
[0013]Det kommer forstas att, awn om termerna forsta, andra, osv., kan anvandas hari for att beskriva olika element, ska dessa element inte vara begransade av dessa termer. Dessa termer anvands endast for att sarskilja ett element frail ett annat. Till exempel, ett forsta element kan bendmnas andra element, och pa samma salt, ett andra element kan bendmnas ett forsta element, utan att franga_ omfattningen av exemplifierade utforingsformer. Sa som anvands hari, termen "och/eller" innefattar vilken som helst och alla kombinationer av en eller flera av de associerade angivna delarna.
[0014]Det kommer att forstas att nar ett element refereras till att vara "ansluten", "kopplad", "parad", "fastsatt", eller "fixerad" till ett annat element, kan det vara direkt anslutet eller kopplat till det andra elementet 4 eller mellanliggande element kan vara narvarande. I motsats, ndr ett element är refererat till att vara "direkt anslutet" eller "direkt kopplat" till ett annat element finns det inga mellanliggande element narvarande. Andra ord anvanda for att beskriva relationen mellan element skall tolkas pa liknande sat (t.ex. "mellan" kontra "direkt mellan", "intilliggande" kontra "direkt intilliggande", osv.).
[0015]Som anvands hari, singular formerna "en" och "den" ãr avsedda att aven inkludera pluralformerna sâvida inte spraket explicit indikerar annat. Det kommer vidare forstas att termerna "innefattar", "innefattande", "inkluderar" och/eller "inkluderande", nar de anvands hari, specificerar forekomsten av angivna sardrag, enheter, steg, operationer, element och/eller komponenter, men utesluter inte forekomsten eller tillagg av ett eller flera andra sardrag, enheter, steg, operationer, element, komponenter och/eller grupper ddrav.
[0016]Det ska ocksa noteras att i vissa alternativa implementeringar, kan de noterade funktionerna/atgarderna intraffa utanfor ordningen noterad i figurerna eller beskrivna i beskrivningen. Till exempel, tva_ figurer eller steg visade i foljd kan i sjdlva verket utforas i serie och samtidigt, eller kan ibland utforas i omvand ordning eller repetitivt, beroende pa involverad funktionalitet/ agerande.
[0017]Uppfinnarna has insett ett problem i existerande en- stegselektrolytiska reduktionsprocesser i att de kanda processerna inte kan generera stora mangder av reducerade, metalliska produkter i en kommersiell eller flexibel skala, atminstone delvis pa grund av begransad, statiskkatodstorlekochkonfiguration.En-stegselektrolytiska reduktionsprocesser kan vidare sakna flexibilitet i konfiguration, sd som regelbundenhet av delar och mojlighet att ersatta, och i driftsparametrar, sá som effektnivd, driftstemperatur, fungerande elektrolyt etc. Exemplifierande system och metoder beskriva nedan dtgardar dessa och andra problem, diskuterade nedan eller inte, pa ett unikt salt.
Exemplifierande utforingsform Elektrolytiska oxidreduktionssystem
[0018]FIG. 1 är en illustration av en exemplifierande utforingsform elektrolytisk oxidreduktionssystem (EORS) 1000. Aven om aspekter av exemplifierande utforingsform EORS 1000 beskrivs nedan och är anvandbara med relaterade exemplifierande utforingsformskomponenter dr EORS 1000 vidare beskriven i foljande samtidigt lopande ansokningar: Ansokningsnr. Ingivningsdag Ombudsreferens. 12/977791 12/23/2024AR2461(8564- 000224) 12/977839 12/23/2024AR246136 (8564- 000225) 12/9780012/23/2024AR246139 (8564- 000227) 12/978027 12/23/2024AR2461(8564- 000228) Innehallen i de ovan listade samtidigt lopande ansokningar dr harmed inforlivade i sin helhet genom hanvisning hari.
[0019]Som visas i Fig. 1, exemplifierande utforingsform EORS 1000 innefattar flera moduldra komponenter som tillater elektrolytisk reduktion 6 av flera olika typer av metalloxider i en flexibel eller kommersiell skala. Exemplifierande utforingsform EORS 1000 innefattar en elektrolytbehallare 1050 i kontakt med eller pa annat salt uppvarmd av en varmare 1051, vid behov att smdlta och/eller losa upp en elektrolyt i behallare 1050. Elektrolytbehallare 1050 ãr fylld med en ldmplig elektrolyt, sá som ett halidsalt eller salt innefattande en loslig oxid som tillhandahaller mobila oxidjoner, vald baserat pa den typ av material som ska reduceras. Till exempel kan CaC12 och CaO, eller CaF2 och CaO, eller nd_gra andra Cabaserade elektrolyter, eller en litium-baserad elektrolytblandning sd. som Li C1 och Li20, anvandas for att reducera oxider av sallsynta jordartsmetaller, eller oxider av aktinider sá som uran- eller plutoniumoxider, eller komplexa oxider sa som anvant karnbransle. Elektrolyten kan vidare vara vald baserad pa dess smdltpunkt. Till exempel kan en elektrolytsaltblandning av LiC1 eller LW och LiC12 bli smdlt vid omkring 610 °C vid standardtryck, medan en CaC12 och CaO blandning kan krava driftstemperaturer av ca 850 °C. Koncentrationer av de losta oxiddelarna kan kontrolleras under reduktion genom tillsatser av losliga oxider eller klorider genom elektrokemiska eller andra medel.
[0020]EORS 1000 kan innefatta flera uppbarande och strukturella delar for att innehalla, rama in, och pa annat sat bora upp och sammansatta andra komponenter. Till exempel kan en eller flera laterala stod 1104 stracka sig upp till och stodja en topplatta 1108, vilken kan innefatta en oppning (ej visad) ovanfi5r elektrolytbehallare 1050 for att tillata akomst till densamma. Topplatta 1108 kan vidare vara uppburen och/eller isolerad av en handskbox (ej visad) anslutande till och runt topplatta 1108. 7 Flera standardiserade elektriska kontakter 1480 (Fig. 2) och kylkallor/gasutlopp kan vara tillhandahdllna pa eller nara topplatta 1108 for att tilláta anod- och katodkomponenter att vara stodda av och verksamma genom EORS 1000 vid modulara positioner. Ett lyftkorgssystem, innefattande en lyftbom 1105 och/eller styrstanger 1106 kan ansluta och/eller upphanga katodaggregat 1300 som stracker sig ner in i den smalta elektrolyten i elektrolytbehallare 1050. Sklant lyftkorgsystem kan tillâta selektiv lyftning eller annan bantering av katodaggregat 1300 utan att flytta resten av EORS 1000 och relaterade komponenter.
[0021]I Fig. 1 ar EORS 1000 visad med flera katodaggregat 1300 alternerande med flera anodaggregat 1200 uppburna av olika stodelement och strackande sig in i elektrolytbehallare 1050. Aggregaten kan vidare vara drivna eller kylda genom standardiserade anslutningar till motsvarande kallor i EORS 1000. Aven om tio katodaggregat 1300 och elva anodaggregat 1200 visas i Fig. 1 kan vilket som heist antal anodaggregat 1200 och katodaggregat 1300 anvandas i EORS 1000, beroende pa energiresurser, mangd material som ska reduceras, onskad mangd av metall som ska produceras, etc. Det vill saga, individuella katodaggregat 1300 och/eller anodaggregat 1200 kan laggas till eller tas bort for att tillhandahalla ett flexibelt, och potentiellt stort, i kommersiell skala, elektrolytiskt reduktionssystem. Pa detta satt, genom den modulara designen av exemplifierande utforingsform EORS 1000, anodaggregat 1200 och katodaggregat 1300, kan exemplifierande utforingsformer battre tillfredsstalla materialproduktionskraven och energiforbrukningsgranser i en snabb, forenklad en-stegsreduktionsoperation. Den modulara designen kan 8 vidare mojliggora snabb reparation och standardiserad tillverkning av exemplifierandeutforingsformer,reduceratillverknings-och renoveringskostnader och tidsatgang.
[0022]Fig. 2 ãr en illustration av EORS 1000 i en alternativ konfiguration, med korglyftsystem innefattande lyftbom 1105 och styrstanger 1106 upplyfta for att selektivt lyfta endast moduldra katodaggregat 1300 ut ur elektrolytbehallare 1050 for atkomst, tillata lastning eller urlastning av reaktionsmetalloxider eller producerade reducerade metaller fran katodaggregaten 1300. I konfigurationen enligt Fig. 2 visas flera moduldra elektriska kontakter 1480 inriktade vid moduldra positioner runt oppningen i topplatta 1080. Till exempel kan elektriska kontakter 1480 vara kniveggskontakter som tillater flera olika inriktningar och positioner av moduldra katodaggregat 1300 och/ eller anodaggregat 1200 inom EORS 1000.
[0023]Som visas i Fig. 1 kan ett effektoverforingssystem innefattande en samlingsskena 1400, anodstromkabel 1410, och/eller katodstromkabel tillhandahalla oberoende elektrisk laddning till anodaggregat 1200 och/eller katodaggregat 1300, genom elektriska kontakter (ej visade). Under drift kan elektrolyt i elektrolytbehallare 1050 eras flytande genom uppvarmning och/eller upplosning eller pa annat satt tillhandahalla ett flytande elektrolytmaterial kompatibelt med oxiden som ska reduceras. Driftstemperaturer hos det flytande elektrolytmaterialet kan strdcka sig fran ca 400-1200 °C, baserat pa materialen som anvands. Oxidmaterial, innefattande till exempel Nd203, Pu02, UO2, komplexa oxider sá som anvdnt kdrnbransle eller sallsynta jordartsmalmer etc. laddas in i katodaggregat 9 1300, vilka stracker sig in i den flytande elektrolyten, sd_ att oxidmaterialet ãr i kontakt med elektrolyten och katodaggregat 1300.
[0024]Katodaggregat 1300 och anodaggregat 1200 ãr anslutna till effektkallor for att tillhandahalla motsatta laddningar eller polariteter, och en stromkontrollerad elektrokemisk process sker sá att en onskad elektrokemiskt genererad reduceringspotential dstadkommes vid katoden genom reduktionselektroner som strommar in i metalloxiden vid katoden. Pa grund av den genererade reducerande potentialen, friers syre i oxidmaterialet inom katodaggregaten 1300 och loses upp i den flytande elektrolyten som en oxidjon. Den reducerade metallen i oxidmaterialet blir kvar i katodaggregaten 1300. Den elektrolytiska reaktionen vid katodaggregaten kan representeras av ekvation (1): (metalloxid) +2e-(reducerad metall) + 02-(1) ddr 2e- ãr strommen som tillfors av katodaggregatet 1300.
[0025]Vid anodaggregatet 1200 kan negativa syrejoner losta i elektrolyten overfora sin negativa laddning till anodaggregatet 1200 och omvandlas till syrgas. Elektrolysreaktionen vid anodaggregaten kan representeras genom ekvation (2): 2- —> 02 +4e-(2) ddr 4e- ãr strommen som passerar in i anodaggregatet 1200.
[0026]Om, till exempel, ett small Li-baserat salt anvands som elektrolyt, kan katodreaktionen ovan aterges genom ekvation (3): (metalloxid) + 2e- +2Li+ (metalloxid) + 2Li (reducerad metall) + 2Li+ +02- (3) Denna specifika reaktionsekvens behover dock inte ske, och intermedidra elektrodreaktioner ãr mojliga, sá som om katodaggregat 1300 bibehalls vid en mindre negativ potential an den vid vilken litiumdeposition kommer ske. Mojliga intermediara elektrodreaktioner inkluderar de representerade av ekvationer (4) och (5): (metalloxid) + xe- +2Li+Lix(metalloxid) (4) Lix(metalloxid) + (2 - x)e- +(2 - x)Li+(reducerad metall) + 2Li+ +0215) Inforlivande av litium in i kristallstrukturen hos metalloxiden i de intermediara reaktionerna visade i (4) och (5) kan forbattra konduktivitet hos metalloxiden, vilket gynnar reduktion.
[0027]Referenselektroder och andra kemiska eller elektriska overvakningsapparaterkananvandasforattkontrollera elektrodpotentialerna och reduktionshastighet och saledes risk for anodeller katodskador/korrosion/overhettning etc. Till exempel kan referenselektroder vara placerade nara en katodyta for att overvaka elektrodpotential och justera spanning till anodaggregat 1200 och katodaggregat 1300. Tillhandahalla en jamn potential tillracklig endast for reduktion kan undvika anodreaktioner sá som klorutveckling och katodreaktioner sá som fri-flytande droppar av elektrolytmetall sá som litium eller kalcium.
[0028]Effektiv transport av losta oxidjonsdelar i en flytande elektrolyt, eg. Li20 i smalt LiC1 anvandsom elektrolyt, kan forbattra reduktionshastigheten och produktion av ooxiderad metall i exemplifierande utforingsform EORS 1000. Alternerande anodaggregat 1200 och katodaggregat 1300 kan forbattra lost oxidjonmattnad och jamnhet genom elektrolyten, under okande av anod- och katodytarea for produktion i storre skala. Exemplifierande utforingsform EORS 1000 kan vidare innefatta en 11 omrOrare, blandare, vibrator, eller liknande for att forbattra diffusionstransport av de losta oxidjonsdelarna.
[0029]Kemisk och/eller elektrisk overvakning kan indikera att den ovan beskrivna reduceringsprocessen har korts till slut, sá som ndr en spanningspotential mellan anodaggregat 1200 och katodaggregat 1300 okar eller en mangd av losta oxidjoner minskas. Vid en onskad grad av slutforande kan den reducerade metallen bildad i den ovan diskuterade reduceringsprocessen skordas fran katodaggregat 1300, genom att lyfta katodaggregat 1200 innehallande den kvarhanna reducerade metallen ut ur elektrolyten i behallare 1050. Syrgas samlad vid anodaggregaten under processen 1200 kan periodiskt eller kontinuerligt svepas bort av aggregaten och utstrommas eller insamlas for vidare anvandning.
[0030] Aven om strukturen och driften av exemplifierande utfOringsform EORS 1000 har visats och beskrivits ovan forstas det att flera olika komponenter beskrivna i de inforlivade dokumenten och pa andra stallen ãr anvdndbara med exemplifierande utforingsformer och kan beskriva, i vidare detalj, specifika operationer och sardrag av EORS 1000. Pa liknande sat, ãr inte komponenter och funktionalitet av exemplifierande utforingsform EORS 1000 begrdnsade till de specifika detaljer givna ovan eller i de inforlivade dokumenten, utan kan varieras enligt behov och begrdnsningar enligt fackmannen.
Exemplifierande utforingsform Anodaggregat
[0031]Fig. 3 dr en illustration av en exemplifierande utforingsform moduldrt anodaggregat 200 anvdndbar med exemplifierande utforingsform 12 EORS 1000. Till exempel, modulart anodaggregat 200 kan anvandas som anodaggregat 1200 beskrivna ovan med hanvisning till Fig. 1. Exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200 kan aven anvandas med andra elektrolytiska system och komponenter anvandande anoder.
[0032]SA som visas i Fig. 3, exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200 innefattar en eller flera anodstavar 210. Varje anodstav 210 kan stracka sig ner from en kanalram 201 f6r ett tillrackligt avstand for att komma i elektrisk kontakt med en elektrolyt under aggregat 200. Till exempel, vid anvandning i EORS 1000 (Fig. 1) kommer en anodstav 210 ha en langd som ãr storre an ett avstand fran en botten av anodaggregat 1200 till en toppniva 1052 av elektrolyten i elektrolytbehallaren 1050. Anodstavar 210 kan vara jamnt Atskilda eller grupperade langs kanalram 201 av exempliflerande utforingsform modulart anodaggregat 200, beroende pA var oxidation av oxidjoner onskas i ett elektrolytiskt oxidreduktionssystem. Till exempel, som visas i Fig. 3, kan fyra anodstavar 210 vara jamnt linjerade langs kanalram 201, sá att for att presentera en jamn strom eller laddningsdistribution genom en elektrolyt vid placering pA vardera sida av katodaggregat 1300 (Fig. 1). Vidare, eftersom katodaggregat 1300 anvandbara med exemplifierande utforingsform EORS 1000 kan vara plana med okad volym for att rymma st6rre mangder av metalloxider, kan anodstavar 210 linjerade huvudsakligen jamnt langs kanalram 201 ta bort oxidjoner jamnt fran en elektrolyt runt de plana katodaggregaten 1300 och/eller tillhandahalla jamna oxidationspotentialer till desamma. Ett exempel pa katodaggregat som kan alterneras med exemplifierande 13 utforingsform anodaggregat pa moduldrt salt är beskrivet i det inforlivande dokumentet U.S. ansokningsnummer 12/978005, ingiven 23 december, 2010.
[0033]En anodstav kan vara framstalld av en mangd olika ledande material som bibehaller sina fysiska egenskaper dá de utsatts for elektrolytiska eller oxiderande forhallanden och driftstemperaturer av flera hundra grader Celsius. Till exempel, kan vilken som helst korrosionsbestandig metallegering anvandas i anodstav 210. I exemplet som anvander en hogtemperatur-blandning av alkaliskt halidsalt som elektrolyt kan ett sarskilt varme- och korrosionsbestandigt material, sa som platina, anvandas for en lagre del 211 av anodstav 210 som stracker sig under elektrolytytniva_ 1052. Platina, iridium, rodium och legeringar darav, och andra adla, ledande material kan pa lika sat anvandas for anodstav 210, eller en lagre del 211 darav. Vidare kan offermaterial, sa som grafit, anvandas for anodstav 210, eller en lagre del 211 darav. Offermaterial kan latt reagera med syre utvecklad vid anoden och/eller slappt fran elektrolyten for att bilda mindre reaktiva/korrosiva gaser, sá som koldioxid.
[0034]For att reducera kostnad kan en ovre del 212 av anodstav 2 framstallas av ett mer rikligt material sá som en nickellegering som andd_ ãr elektriskt ledande och varme- och korrosionsbestandig. Det vill saga, eftersom ovre del 212 inte kan komma i kontakt med reaktiv elektrolyt, kan ett billigt men jamforelsevis fjadrande material anvandas i den byre delen 212, sa som rostfritt stal eller nickel, istallet for ett ovanligare material sá som platina, iridium eller rodium. Alternativt, eller i tillagg, kan lagre del 211 vara icke-forstorbart lostagbar fram ovre del 212 f6r att tillata 14 materialskillnader mellan dessa sektioner och tilláta enkelt utbyte och/eller reparation av lagre del 211 pa grund av, till exempel, korrosion eller annan skada orsakad av hog elektrolytdriftstemperatur eller elektrolys. Ovre del 212 kan vara borttagbart hoppassad med lagre del 211 genom vilken som helst av flera kanda sammansattningsmekanisker s6_ som mekaniska fastelement, skruv och gangat hal, gangtappshuvud och mottagare, etc.
[0035]Ett eller flera instrumenteringsstyrror 220 kan vidare vara belagna i kanalram 201 eller pa annat satt forbundna till exemplifierande utf8ringsform modulart anodaggregat 200. Instrumenteringsstyrror 220 kan tillhandahalla inriktning for att infora individuella aggregat 200 vid fasta positioner inom ett storre system, sa som EORS 1000 till exempel, och kan underlatta lâtt inforsel och borttagning av exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200 fran sklana system baserat pa behov. InstrumenteringsstyrrOr 220 kan ocksa rymma elektriska och/eller kemiska sensorer som Overvakar fysiska aspekter av aggregat 200 och system anvandande detsamma for att faststalla och kontrollera reduktionspotential och fullstandighet. Till exempel kan kemisk instrumentering uppmatande oxidjoner i elektrolyten, eller en elektrod matande stromflode i en anodstav 210 placeras i instrumenteringsstyrror 220 och anslutna till en exterior outputanordning eller processor (ej visad) for att analysera systemparametrar och kontrollera anvandning av desamma.
[0036]Kanalram 201 kan inkludera en elektrisk och/eller termiskt isolerande del fastsatt därtill for att sanka driftstemperaturen hos kanalramen 201 och angransande komponenter och for att undvika stromflode utanfor exemplifierande utforingsform anodaggregat 200, sá som in i ett storre EORS system 1000 (Fig. 1). Till exempel kan isolerande del 202 tacka en hel lagre eller yttre yta av aggregat 200, eller kan vara positionerad pa kanalram 201 endast ddr kanalram 201 skulle komma i kontakt med ett utvandigt stod, sá som topplatta 1108 eller runt kniveggskontakter av samlingsskena 280 (diskuterad nedan), eller kan vara positionerad ddr anodstavar 210 ansluter till kanalram 201 som visas i Fig. 3. Isolerande del 202 kan framstallas av en keram eller flourkol, sá som polytetrafluoreten, eller liknande for att tillhandahalla termisk och/eller elektrisk isolering.
[0037]Ett anodskydd 205 kan vidare vara sammanfogat till kanalram 201 och omsluta elektriska komponenter av exemplifierande utforingsform moduldrt anodaggregat 200. Anodskydd 205 kan isolera och/eller forhindra oavsiktlig kontakt med stromforande aggregatkomponenter under hantering av aggregat 200. Anodskydd 205 kan fullstdndigt skydda elektriska interna komponenter och dnda tillata kylningsmekanismer, sa_ som en kylgasledning 240 och/eller avgasledning 245 (beskrivna nedan) att strdcka sig frail och in i aggregat 200. Anodskydd 205 kan framstallas av ett material som ãr isolerande och motstandskraftigt mot syrekorrosion och/ eller forhojda temperaturer; sadant material kan vara en solid plat eller kan vara ett ndt som tillater gaser och varme att floda utanfor aggregat 200. En lyftbage 290 eller annan hanteringsmekanism kan vara sammansatt till anodskydd 205 eller annan komponent av aggregat 200 for att hjalpa till i hantering/isattning/borttagning av exemplifierande utforingsform moduldra anodaggregat 200. Pa detta sat kan kanalram 201, anodskydd 205 och lyftbage 290 tillhandahalla isolerande och sdkra driftsforhallanden och 16 hanteringsmekanismer for att latt flytta, satta i eller ta bort exemplifierande utfOringsform moduldra anodaggregat 200 i system tillatande flexibla anodkonfigurationer, sá som EORS 1000 (Fig. 1).
[0038]Fig. 4 ãr en annan illustration av exemplifierande utforingsform anodaggregat 200 med anodskydd 205 eller lyftbage 290, visande elektriska och kylande interna komponenter anvandbara ddri. SA som visas i Fig. 4, kan anodstavar 210 och/eller intrumenteringsstyrror 220 vara placerade i kanalram 201 genom hallare 215. HAHare 215 kan sakert och borttagbart sammanfoga kanalram 201 och anodstav 210 pa sa sat att anodstavar 210 dr isolerande fran kanalram 201. Till exempel kan hallare 215 vara en keramisk hylsa, mutter eller skruv, en bult som har en isolerande liner, etc.
[0039]Anodstav 210, oavsett dess position eller orientering inom aggregat 200, an elektriskt driven av ett elektriskt system hos exemplifierande utforingsform moduldrt anodaggregat 200. Till exempel kan ett elektriskt system innefatta ett anodblock 286, glidkontakt 285 och samplingsskena 280, som tillhandahaller strom och/eller spanning till en eller flera anodstavar 210. I exemplet som visas i Fig. 4, ansluter anodstav 210 eller an placerad in i en insats eller hal i anodblock 286 for att maximera ytareakontakt mellan anodblock 286 och anodstav 210. Anodblock 286 an elektriskt anslutet genom laterala kontakter vid en glidkontakt 285 till samlingsskena 280. Anodblock 286, glidkontakt 285, och samlingsskena 280 kan var och en vara isolerade fran och/eller pa annat satt inte elektriskt anslutna till kanalram 201 och anodskydd 205 (Fig. 3). Till exempel, sá som visas i Fig. 4, dr glidkontakt 285, anodblock 286, och samlingsskena 280 var och en upphojda fran och separerade fran 17 kanalram 201. Dar dessa element kommer i kontakt med andra laddade komponenter, sa_ som anodstavar 210 sammanfogande till anodblock 286 vid kanalram 201 eller dar kniveggskontakter hos samlingsskena 280 stracker sig genom kanalram 201 kan en isolator vara anbringad mellan kontakten och kanalramen 201.
[0040]Glidkontakt 285 tillater termisk expansion av anodblock 286 och/eller samlingsskena 280 utan rorelse av anodstav 210 eller resulterande skada. Det vill saga, anodblock 286 och/eller samlingsskena 280 kan expandera och/eller sammandra sig transversellt forbi varandra i glidkontakt 285, emedan fortfarande forbli i lateral elektrisk kontakt. Varje komponent av det exemplifierade elektriska systemet dr framstallt av elektriskt ledande material, sa som koppar eller jarnlegeringar och liknande. Vilket som heist antal av komponenter kan upprepas inom det elektriska systemet, till exempel, flera anodblock 286 kan vara positionerade for att ansluta till flera motsvarande anodstavar 210 emedan fortfarande var och en ansluta till flertal samlingsskenor 280 vid endera ande av exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200, vilket kan ansluta till motsvarande synkroniserade spanningskallor.
[0041]Ett elektriskt system skyddat av anodskydd 205 (Fig. 3) och isolerat fran kanalram 201 och anodskydd 205 (Fig. 3) kan anda vara anslutet till en extern elektrisk kalla. Till exempel kan samlingsskena 280 innefatta en kniveggskontakt strackande sig genom, och isolerad fran, kanalram 201. Kniveggskontakten hos samlingsskena 280 kan vara placerad in i en kniveggsmottagare i EORS 1000 (Fig. 1) vid definierade positioner dar exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200 18 kan vara placerad. Oberoende elektrisk strom och/eller spanning av onskade nivaer kan vara tillhandahallena till anodstav 210 genom samlingsskena 280, glidkontakt 285 och anodblock 286, sá att anodstavar 210 kan tillhandahalla en oxiderande potential /syreavjonande funktion i ett reducerande system. Spanning och/eller strom som tillhandahalls av ett elektriskt system i exemplifierande utforingsform aggregat 200 kan varieras genom en extern styrenhet, manuell eller automatiserad, baserad pa fysiska parametrar hos ett system och kerkoppling &Am instrumentering, vilket aven kan tillhandahallas av exemplifierande utforingsform anodaggregat 200. Alternativt kan elektriska system i exemplifierande utforingsform moduldra anodaggregat vara fristaende och drivna av internt hog-kapacitets elektriskt lager, utan behov av externa kontakter.
[0042]Exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200 kan vidare innefatta ett kylsystem som hjalper till att bibehalla elektriska komponenter och andra aggregatstrukturer vid en driftstemperatur som forbattrar materialstabilitet, elektrisk konduktivitet och sakerhet. Till exempel, bortsett &an lagre del 211 (Fig. 3) av anodstavar 210 som ãr i direkt kontakt med mojligen smdlta halidsalter, kan en driftstemperatur hos exemplifierande utforingsform moduldra anodaggregat 200 over topplatta 1108 bibehallas vid ca 150 °C eller logre. Isolerande del 202 kan vidare bidra till en lagre driftstemperatur.
[0043]Kylmedelssystem kan innefatta, till exempel, en kylledning 2 for aktiv gas och en gasutloppsledning 245 anslutna och/eller avluftande till exemplifierande utforingsform moduldrt aggregat 200. Sd_ som visas i Fig. 4 kan ledningar 240 och 245 komma in i aggregat 200 fran en sida eller bada 19 sidor och stracka sig langs med varje anodblock 286 inom anodskydd 205 (Fig. 3). Ledningar 240 och 245 kan ansluta till motsvarande gaskallor och avlopp inkluderade i eller oberoende frail ett modulart system sa. som EORS 1000 (Fig. 1). Gasutloppsledning 245 och kylledning 240 for aktiv gas kan vara omsesidigt eller individuellt stodda av ledningsstod 248 sakrat till kanalram 201 och isolerat frail ett elektriskt system. Kylledning 240 for aktiv gas kan innefatta en eller flera draneringshal 241 som blaser en kylmedelsgas direkt pa ett anodblock 286 eller annan komponent som onskas bli aktivt kyld. Eftersom anodblock 286 kan ansluta till anodstav 210 i en hogre-temperaturelektrolyt kan anodblock 285 vara en varmaste eller mest effektivt kyld komponent i exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200. Vidare eller alternativt kan ledning 240 for aktiv gas ventilera eller blasa kylmedelsgas pa en mangd olika strukturer och/eller generellt kyla en insida av anodskydd 205 (Fig. 3). Sjalvfallet kan slutna kanaler och kompressor/kylmedel-baserade kylsystem, eller system anvandande multipla kylmedelsledningar 240, etc. anordnas i slinga genom exemplifierande utforingsform modulara anodaggregat och tillhandahalla onskad kylning.
[0044]Den aktiva kylmedelsgasen kan vara en kyld, inert gas sá som argon, helium etc. som konvektivt tar bort varme fran exemplifierande utforingsform modulart anodaggregat 200. Den aktiva kylmedelsgasen kan vidare blanda med syre eller annan avgas overlaten frail elektrolyten eller material som ska reduceras i reduktionssystem och kan floda in i eller samlas i exemplifierande utforingsform anodaggregat 200. Blandningen kan bade kyla och reducera korrosiviteten av heta avgaser; till exempel, kyld neon blandande med het, potentiellt joniserad, gasformigt syre kommer, genom utspddning, reducera temperaturen och korrosiviteten av sadant syre utan vidare reaktion.
[0045]Aktiv kylmedelsgas och vilken som heist sammanblandad avgas kan svepas in i gasutloppsledning 245 for ventilering eller vidare anvandning. Gasutloppsledning 245 kan ha hal, ventilationsspringor, filter etc. och vara ansluten till en extern Mkt eller kylare som tillhandahaller ett relativt lagt tryck i gasutloppsledning 245, sA_ att gaser i exemplifierande utforingsform anodaggregat 200, sarskilt kylmedel och avgaser som samlas under anodskydd 205 (Fig. 3) kommer svepas in i gasutloppsledning 245. Gasutloppsledning 245 kan vidare innefatta en svepventilationsledning 246 anslutande ddrtill. En svepning samlande och koncentrerade syre och/eller andra avgaser frail ett reduktionssystem kan ansluta till exemplifierande utfOringsform anodaggregat 200 och mata sadana gaser direkt in i gasutloppsledning 245 genom svepventilationsledning 246. Avgaserna fran en sa_clan svepning kan blanda och bli kylda med den inerta kylmedelsgasen som svept in i gasutloppsledning 245 for saker hantering och reducerad korrosion. Ett exempel pa en svepanordning sammansattningsbar till exemplifierande utforingsform ãr beskriven i den inforlivade ansokan U.S. ansokningsnummer 12/97779, ingiven 23 december 2010.
[0046]Gasledningar 240 och 245 kan vara enkelt och icke-destruktivt anslutna och frankopplade till respektive kylmedelsgaskdllor eller trycksankor ddr exemplifierande utforingsform moduldrt anodaggregat 200 dr positionerad i ett reducerande system, sa som EORS 1000 (Fig. 1) eller ett annat system. Till exempel kan reducerande system inkludera ett 21 handskboxsror som kan ansluta, via ett fa stelement, skruv, rorkoppling, etc., till gasutloppsledning 245 och dra avgas och anvdnd kylmedelsgas in i handskboxen for isolering och hantering.
[0047]SA som visas i Fig. 1 ãr exemplifierande utforingsform moduldra anodaggregat 200 anvandbara som anodaggregat 1200 och kan standardiseras och anvandas i en utbytbar kombination, i antal baserade pa oxidationsbehov. Till exempel, om varje modulart anodaggregat 200 innefattar, pa liknande sat konfigurerade, samlingsskenor 280 med kniveggskontakter och utlopp for gasledningar 240 och 245, kan vilket som helst moduldrt anodaggregat 200 bytas ut mot ett annat eller flyttas till andra, pa motsvarande sat konfigurerade, platser inom ett reducerande system, sa som EORS 1000. Varje anodaggregat kan drivas och placeras i narheten, sá som varvat, med ett katodaggregat for att tillhandahalla en onskad och effektiv reduktionsaktion till metalloxider i katoderna. Sas:Ian flexibilitet kan Mika stora mdngden av reducerad metall att bildas i forutsagbara, jamna mdngder med kontrollerad resurskonsumption och reducerad systemkomplexitet och/ eller skaderisk i exemplifierande utforingsform system anvdndande exemplifierande utforingsform moduldra anodaggregat 200.
[0048] Exemplifierande utforingsformer diskuterade ovan kan anvdndas i unika reduktionsprocesser och metoder i samband med exemplifierande system och anodaggregatutforingsformer. Exemplifierande metoder innefattar faststalla position eller konfiguration av en eller flera moduldra anodaggregat inom ett reduktionssystem. Sadant faststallande kan vara baserat pa en mdngd av material som ska reduceras, onskade 22 driftseffektnivaer eller temperaturer, katodaggregatpositioner, och/ eller vilken som heist annan uppsattning eller Onskad driftsparameter av systemet. Exemplifierande metoder kan vidare ansluta anodaggregat till en effektkalla och en valfri gaskalla/avlopp, sá som en handskbox dar aggregaten är placerade. Eftersom exemplifierande aggregat är modulara kan externa anslutningar ocksa eras enhetliga, och en enda typ av anslutning kan fungera med alla exemplifierande utforingsform anodaggregat. En elektrolyt som anvands i reduktionssystem kan eras smolt eller flytande for att positionera anod- och/ eller katodaggregat vid de bestamda positionerna i kontakt med elektrolyten.
[0049]En onskad effektniva, matt i antingen strom eller spanning, anordnas till anodaggregat genom ett elektriskt system i aggregaten for att darigenom ladda anodstavar dari i exemplifierande metoder. Denna laddning reducerar, medan anodstavarna är i kontakt med en elektrolyt, en metalloxid i narliggande katoder eller i kontakt med desamma i elektrolyten, under avjoning av syre lost in i elektrolyten. Exemplifierande metoder kan vidare byta ut modulara delar av aggregat eller hela aggregat inom reduktionssystem baserat pa behov av reparation eller systemkonfiguration, tillhandahallande ett flexibelt system som kan producera varierande mangder av reducerad metall och/eller drivas vid onskade effektnivaer, elektrolyttemperaturer, och/ eller vilken som helst annan systemparameter baserad pa modular konfiguration. Efter reduktion kan den reducerade metallen tas bort och anvandas i en mangd av kemiska processer baserat pa identiteten hos den reducerade metallen. Till exempel, reducerad uranmetall kan upparbetas till karnbransle. 23
[0050]Exemplifierande metoder saledes beskrivna, det kommer forstas av fackmannen att exemplifierande utfOringsformer kan varieras genom rutinexperiment och utan vidare uppfinningsverksamhet. Till exempel, aven om fyra anodstavar visas i exemplifierande utforingsformer är det sjalvfallet forstatt att annat antal och konfigurationer av anodstavar kan anvdndas baserat pa forvdntad anodaggregatplacering, effektniva, nodvandig anodiserande potential, etc. Variationer ska inte ses som avvikande frail andemeningen eller omfanget av de exemplifierande utforingsformerna, och alla sa.dana modifieringar som skulle ses som uppenbara for fackmannen är avsedda att inkluderas i skyddsomfanget av de foljande kraven. 24

Claims (3)

Krav: 1. Ett modulart anodaggregat, innefattande: en kanalram uppbarande det modulara anodaggregatet; kminstone en anodstav som stracker sig &An och elektriskt isolerad fran kanalramen, anodstaven elektriskt ledande i en elektrolyt; ett elektriskt system isolerat fran kanalramen och tillhandahallande elektrisk effekt till anodstaven, det elektriska systemet innefattande ett anodblock in i vilket anodstaven dr placerad och ãr elektriskt ansluten, och en samlingsskena tillhandahallande elektrisk effekt till anodblocket; och ett kylsystem anordnat att ta bort varme fran anodstaven och det elektriska systemet. 2. Aggregatet enligt krav 1, vidare innefattande: ett anodskydd som ansluter till kanalramen och inneslutande det elektriska systemet far att undvika extern kontrakt till det elektriska systemet. 3. Aggregatet enligt krav 2, varvid anodskyddet innefattar ett handtag, varvid anodskyddet vidare innesluter kylsystemet, och varvid kylsystemet och det elektriska systemet innefattar dtkomstpunkter utanfor anodskyddet. 4. Aggregatet enligt krav 1, varvid kanalramen har en ldngd for att uppbara aggregatet inom en ram, och varvid den kminstone en anodstav innefattar atminstone fyra anodstavar fordelade jamnt ldngs ldngden hos kanalramen. 5. Aggregatet enligt krav 1, varvid anodstaven innefattar en byre sektion som ansluter till kanalramen, och varvid anodstaven innefattar en lagre sektion anordnad att komma i elektrisk kontakt med elektrolyten och bortforbart sammankopplad till den byre sektionen av anodstaven. 6. Aggregatet enligt krav 5, varvid den ovre sektionen är framstdlld av en nickellegering, och varvid den ldgre sektionen innefattar platina. 7. Aggregatet enligt krav 1, van i det elektriska systemet vidare innefattar en glidkontakt som elektriskt kopplar anodblocket till samlingsskenan. 8. Aggregatet enligt krav 7, varvid tva samlingsskenor tillhandahaller lika elektrisk effekt till ett flertal av anodblocken in i vilka var och en av ett flertal av anodstavarna ãr placerade, och varvid de tva samlingsskenorna var och en innefattar en kniveggskontakt strdckande dig utanfor kanalramen for att tillhandahalla den elektriska effekten fran en utvdndig 9. Aggregatet enligt krav 7, van i glidkontakten innefattar ett flertal laterala delar forflyttningsbara i en forsta riktning med avseende pa varje 26 annan lateral del emedan kvarstaende i elektrisk kontakt med atminstone en annan lateral del i en andra riktning. 10. Aggregatet enligt krav 1, varvid kylsystemet innefattar en kylledning for aktiv gas anordnad att blasa kylmedelsgas pa det elektriska systemet, och en gasutloppsledning anordnad att samla in och ta bort kylmedelsgasen och avgaser fran aggregatet. 11. Ett elektrolytiskt oxidreduktionssystem innefattande: en elektrolytbehallare innehallande en elektrolyt; atminstone ett moduldrt katodaggregat uppburet ovanfor elektrolytbehallaren och som stracker sig in i elektrolyten; och ett flertal moduldra anodaggregat pa vilken sida som helst av det moduldra katodaggregatet, de moduldra anodaggregaten var och en innefattande, en kanalram uppbarande det moduldra anodaggregatet ovanfor elektrolytbehallaren, atminstone en anodstav som stracker sig in i elektrolyten i elektrolytbehallaren, varvid anodstaven stracker sig frail och ãr elektrisk isolerad fran kanalramen, ett elektriskt system isolerat fran kanalramen och tillhandahallande elektrisk effekt till anodstaven, det elektriska systemet innefattande ett anodblock in i vilket anodstaven dr placerad och ãr elektriskt ansluten, och en samlingsskena tillhandahallande elektrisk effekt till anodblocket; 27 och ett kylsystem anpassat att ta bort varme fran anodstaven och det elektriska systemet. 12. Systemet enligt krav 11, varvid det flertalet modulara anodaggregaten var och en vidare innefattar ett anodskydd, varvid anodskyddet vidare omsluter det elektriska systemet och kylsystemet, och varvid kylsystemet och det elektriska systemet innefattar atkomstpunkter utanfor anodskyddet. 13. Systemet enligt krav 11, varvid kanalramen har en langd for att uppbara det modulara aggregatet ovanfor elektrolytbehallaren, varvid den atminstone en anodstav innefattar fyra anodstavar fordelade jamnt langs langden av kanalramen, och varvid de fyra anodstavarna tillfor en huvudsakligen jamn oxiderande potential till ett intilliggande modulart katodaggregat. 14. Systemet enligt krav 11, varvid det elektriska systemet innefattar, tva samlingsskenor tillhandahallande elektrisk effekt till anodblocket, de tva samlingsskenorna var och en innefattande en kniveggskontakt strackande sig utanfor kanalramen for att ansluta till kniveggsmottagare i det elektrolytiska oxidreduktionssystemet, och tva glidkontakter som elektriskt kopplar anodblocket till de tva samlingsskenorna. 28 15. Systemet enligt krav 11, varvid kylsystemet innefattar en kylledning for aktiv gas anordnad att bldsa kylmedelsgas pd. det elektriska systemet, och en gasutloppsledning anordnad att samla in och ta bort kylmedelsgasen och avgaser fran aggregatet, varvid den aktiva gaskylledningen borttagbart ansluter till en kylgaskalla, och varvid gasutloppsledningen borttagbart ansluter till en handskbox. 16. En metod for att driva ett elektrolytiskt oxidreduktionssystem, metoden innefattande: positionera ett flertal moduldra anodaggregat i reduktionssystemet, varje moduldrt anodaggregat innefattande, en kanalram uppbarande det moduldra anodaggregatet ovanfor en elektrolyt, dtminstone en anodstav strackande sig in i elektrolyten, varvid anodstaven stracker sig fran och ãr elektriskt isolerad fran kanalramen, ett elektriskt system tillhandahallande elektrisk effekt till anodstaven, det elektriska systemet innefattande ett anodblock in i vilket anodstaven ãr placerad och ãr elektriskt ansluten och en samlingsskena som tillhandahaller elektrisk effekt till anodblocket, och ett kylsystem for att ta bort varme fran anodstaven och det elektriska systemet; anordna elektrisk effekt till det flertalet anodaggregaten genom det elektriska systemet i aggregaten for att ladda anodstavarna; och 29 reducera en metalloxid genom att bringa en katod i kontakt med metalloxiden till elektrolyt. 17. Metoden enligt krav 16, vidare innefattande: fluidisera elektrolyten s6_ att anodstaven in varje av de modulara anodstavsaggregaten stracker sig in i elektrolyten. 18. Metoden enligt krav 16, vidare innefattande: ansluta de flertalet modulara anodaggregaten till en effektkalla via det elektriska systemet och till en gaskalla och ett gasavlopp via kylsystemet; flocla en kylmedelsgas genom kylsystemet in i aggregatet; och ta bort kylmedelsgasen och en avgas genom kylsystemet. 19. Metoden enligt krav 16, vidare innefattande: ta bort kylmedelsgasen och en avgas genom kylsystemet. 20. Metoden enligt krav 16, varvid anodstaven innefattar en byre sektion som ansluter till kanalramen, varvid anodstaven innefattar en lagre sektion anordnad att vara i elektrisk kontakt med elektrolyten och borttagbart sammankopplad till den ovre sektionen av anodstaven; och varvid metoden vidare innefattar: ta bort den lagre sektionen av anodstaven och byta ut den lagre sektionen av anodstaven med en ersattande lagre sektion. / LC) CD ft-:----;:----CIrr i' \\ g;'•-• ;•.,...„.. „ I.t "`., ,, ,, --,•,-- •k„, ,,,,— - • — - —4--,•••••'-',‘k„4,\\■' j ■r."-----k k ;",-.,, , • ..,..i f,\
1. ,,,,,.•,•,, \ ‘ 'v. 0 \ S
2. -- ------- /\ LC) _.- –1- .........„------ \ SV c 'ci\4\1'1 r '''.. : :L---
3. ------- .$ — q i:---,....,.• kat ‘ 4 i ‘ . .1i•1 iI i; ; ''''''--...—... ' -:1 . sk, PA'r+ $"1' t c ) L - -1?- 1--- - ; ; $ ,)i i: f 0 / /I ,$ ‘,...._______„„„„„$.„1„„s„0„,„„,_„••••,„ c.1 1----6,•-•-4 ::: _ -Kr $ 1 •, 7. ,....„._,i „.... / ill•' lc' -i 1 T :/ 1 t/ • .........0..v., $, , C.; ; k. ; ; 7 - 2-b, k c kitC9kt.' 411 CD 2 / 4 248 ----
SE1350853A 2010-12-23 2011-09-29 Modulärt anodaggregat och metoder för användning av detsammaför elektrokemisk reduktion SE537832C2 (sv)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/977,916 US8956524B2 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Modular anode assemblies and methods of using the same for electrochemical reduction
PCT/US2011/053872 WO2012087399A1 (en) 2010-12-23 2011-09-29 Modular anode assemblies and methods of using the same for electrochemical reduction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1350853A1 SE1350853A1 (sv) 2013-07-09
SE537832C2 true SE537832C2 (sv) 2015-10-27

Family

ID=44872591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1350853A SE537832C2 (sv) 2010-12-23 2011-09-29 Modulärt anodaggregat och metoder för användning av detsammaför elektrokemisk reduktion

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8956524B2 (sv)
JP (1) JP5849100B2 (sv)
KR (1) KR101767712B1 (sv)
CN (1) CN103261491B (sv)
FI (1) FI20135785L (sv)
GB (1) GB2501041B (sv)
SE (1) SE537832C2 (sv)
WO (1) WO2012087399A1 (sv)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10221499B2 (en) * 2015-06-25 2019-03-05 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Nuclear fuel structure and method of making a nuclear fuel structure using a detachable cathode material
TWI649458B (zh) * 2017-11-22 2019-02-01 財團法人工業技術研究院 電鍍設備
US10872705B2 (en) * 2018-02-01 2020-12-22 Battelle Energy Alliance, Llc Electrochemical cells for direct oxide reduction, and related methods
GB2570700A (en) * 2018-02-03 2019-08-07 Richard Scott Ian Continuous processing of spent nuclear fuel
EP4055623A4 (en) 2019-11-08 2023-12-13 Abilene Christian University IDENTIFYING AND QUANTIFYING COMPONENTS IN A HIGH MELTING POINT LIQUID
CN112342385B (zh) * 2020-09-28 2022-10-25 西北工业大学 一种从含铀废水或海水中提取铀的装置、方法及其应用
WO2023049690A1 (en) 2021-09-21 2023-03-30 Abilene Christian University Stabilizing face ring joint flange and assembly thereof
US12012827B1 (en) 2023-09-11 2024-06-18 Natura Resources LLC Nuclear reactor integrated oil and gas production systems and methods of operation

Family Cites Families (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US422139A (en) 1890-02-25 Daniel m
US658891A (en) * 1899-05-11 1900-10-02 S D Warren & Co Electrode and electrode connection.
GB284678A (sv) * 1927-02-03 1928-11-29 Paul Leon Hulin
US2089738A (en) 1935-08-10 1937-08-10 Redler Conveyor Co Conveyer
US2194444A (en) 1937-07-06 1940-03-19 Du Pont Fused salt electrolysis cell
GB506590A (en) 1937-11-29 1939-05-30 George William Johnson Improvements in the electrolytic manufacture and production of zinc dust
US2766198A (en) * 1953-03-05 1956-10-09 Union Carbide & Carbon Corp Anodes for electrowinning of manganese
US2800219A (en) 1954-09-30 1957-07-23 Ance E Carroll Conveyor for handling pulverized uranium
US2913380A (en) 1957-06-20 1959-11-17 Chicago Dev Corp Refining titanium-vanadium alloys
US2967142A (en) * 1958-09-22 1961-01-03 Union Carbide Corp Blade electrode assembly
US3286136A (en) * 1963-09-20 1966-11-15 Bell Telephone Labor Inc Fabrication of electrodes from modular units
US3479225A (en) * 1966-03-15 1969-11-18 Leesona Corp Oxygen depolarized electrochemical modular units
US3531269A (en) 1967-04-21 1970-09-29 Intern Steel Slag Corp Molten steel slag handling process and apparatus
US3562131A (en) 1968-03-21 1971-02-09 Bunker Hill Co Cathode handling equipment
US3645708A (en) 1969-12-04 1972-02-29 Int Steel Slag Corp Steel slag handling system and method for using
US3697404A (en) 1971-01-29 1972-10-10 Peter M Paige Apparatus to support the electrodes and bus bars in an electrolytic cell
BE791042A (fr) * 1971-11-09 1973-03-01 Oronzio De Nora Impianti Cellule d'electrolyse bipolaire
AU498239B2 (en) 1973-09-26 1979-02-22 Lamm, August Uno. A chlorinator cell
GB1476055A (en) 1975-03-05 1977-06-10 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Eletro-winning metals
US4025400A (en) 1975-08-11 1977-05-24 Duval Corporation Process and apparatus for the recovery of particulate crystalline product from an electrolysis system
DE2600344A1 (de) 1976-01-07 1977-07-14 H T Hydrotechnik Gmbh Wasserelektrolyseur
US4023673A (en) 1976-01-22 1977-05-17 Veda, Inc. Conveyor drop structure
US4013329A (en) 1976-02-23 1977-03-22 Multilam Corporation Multiple plate assembly for forming electrical connector or switch
US4073703A (en) * 1976-12-14 1978-02-14 Aluminum Company Of America Electrolytic production of magnesium
DE2728634C2 (de) 1977-06-24 1979-03-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Ultraschall-Lotbad mit einer mit Lotbadbehälter angeordneten Sonotrode
US4148392A (en) 1977-07-11 1979-04-10 Prab Conveyors, Inc. Viscid material conveyor
CA1142123A (en) 1980-01-31 1983-03-01 Hugh D. Kelley Conveyor for handling free-flowing material
DE3005795C2 (de) * 1980-02-15 1984-12-06 Conradty GmbH & Co Metallelektroden KG, 8505 Röthenbach Beschichtete Metallanode zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen
US4437968A (en) 1980-09-10 1984-03-20 Zerpol Corporation Boiler apparatus
US4326937A (en) 1980-09-16 1982-04-27 Par Systems Corp. Grab mechanism
IT1157026B (it) * 1982-06-04 1987-02-11 Ginatta Marco Elettrochim Metodo per la produzione elettrolitica di piombo
US4492621A (en) 1982-09-29 1985-01-08 Stubb Paul R Method and apparatus for electrodeposition of materials
JPS60194090A (ja) * 1984-03-16 1985-10-02 Mitsubishi Chem Ind Ltd チタン電解槽
US4668353A (en) 1984-10-10 1987-05-26 Desom Engineered Systems Limited Method and apparatus for acid mist reduction
US4608135A (en) * 1985-04-22 1986-08-26 Aluminum Company Of America Hall cell
EP0286092B1 (en) 1987-04-10 1993-01-07 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus for hanging and handling plate members
CN87207164U (zh) * 1987-06-10 1988-12-07 周昌明 立体型铂阳极电解槽
US4880506A (en) 1987-11-05 1989-11-14 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Electrorefining process and apparatus for recovery of uranium and a mixture of uranium and plutonium from spent fuels
NO162975C (no) * 1987-12-30 1990-03-14 Norsk Hydro As Fremgangsmaate for setting av elektroder i elektrolyseceller.
US4936971A (en) * 1988-03-31 1990-06-26 Eltech Systems Corporation Massive anode as a mosaic of modular anodes
IT1219222B (it) 1988-04-19 1990-05-03 Ginatta Spa Procedimento per la produzione elettrolitica di un metallo polivalente ed apparecchiatura per l'attuazione del procedimento
US4863580A (en) 1988-08-10 1989-09-05 Epner R L Waste metal extraction apparatus
US4946026A (en) 1989-08-28 1990-08-07 Ogden Environmental Services, Inc. Residue removal system for a conveyor assembly
CN2101839U (zh) * 1991-04-24 1992-04-15 冶金工业部鞍山热能研究院 带强制冷却的直流电弧炉底阳极
US5279715A (en) 1991-09-17 1994-01-18 Aluminum Company Of America Process and apparatus for low temperature electrolysis of oxides
JP3074919B2 (ja) 1992-03-31 2000-08-07 三菱マテリアル株式会社 電解槽におけるカソードスクレーパ駆動装置
US5454914A (en) 1993-12-23 1995-10-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of removal of heavy metal from molten salt in IFR fuel pyroprocessing
US5531868A (en) 1994-07-06 1996-07-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Advanced electrorefiner design
DE29505938U1 (de) 1995-04-06 1996-08-08 Stocko Metallwarenfab Henkels Elektrisches Kontaktelement und Kunststoffgehäuse zur Aufnahme des Kontaktelements
WO1996033297A1 (en) 1995-04-21 1996-10-24 Alcan International Limited Multi-polar cell for the recovery of a metal by electrolysis of a molten electrolyte
US5582706A (en) 1995-06-02 1996-12-10 Rockwell International Corporation Electroseparation of actinide and rare earth metals
US5770034A (en) 1995-07-15 1998-06-23 Agfa-Gevaert N.V. Process and apparatus for desilvering a silver-containing solution
JPH0972991A (ja) 1995-09-05 1997-03-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd アクチノイド元素とランタノイド元素の電解分離装置および電解分離方法
FR2738661B1 (fr) 1995-09-11 1997-11-28 Framatome Sa Dispositif et procede de recuperation et de refroidissement du coeur en fusion d'un reacteur nucleaire
US5855749A (en) 1997-05-29 1999-01-05 Electrocopper Products Limited Ventilation system for electrolytic cell
DE19845258C1 (de) 1998-10-01 2000-03-16 Hamburger Aluminium Werk Gmbh Anlage zum Absaugen der Abgase und zur Nutzung ihrer Abwärme für eine Anlage zur Aluminiumschmelzflußelektrolyse mit mehreren Elektrolysezellen
US6142291A (en) 1998-12-31 2000-11-07 Sidney Manufacturing Company Self-cleaning inclined section for drag conveyor
FI107941B (sv) 1999-06-10 2001-10-31 Outokumpu Oy Anordning för överföring av elektroder vid elektrolytisk raffinering av metaller
NO20010927D0 (no) 2001-02-23 2001-02-23 Norsk Hydro As FremgangsmÕte og apparatur for fremstilling av metall
WO2002072939A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Unilever N.V. Reciprocating washing machine.
US6827828B2 (en) 2001-03-29 2004-12-07 Honeywell International Inc. Mixed metal materials
US6689260B1 (en) 2001-08-29 2004-02-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Nuclear fuel electrorefiner
US6540902B1 (en) 2001-09-05 2003-04-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Direct electrochemical reduction of metal-oxides
AU2002952743A0 (en) 2002-11-19 2002-12-05 Waterpower Systems Pty Ltd Electrocoagulation system
US6866768B2 (en) 2002-07-16 2005-03-15 Donald R Bradford Electrolytic cell for production of aluminum from alumina
NO318164B1 (no) 2002-08-23 2005-02-07 Norsk Hydro As Metode for elektrolytisk produksjon av aluminiummetall fra en elektrolytt samt anvendelse av samme.
US6911134B2 (en) 2002-09-06 2005-06-28 The University Of Chicago Three-electrode metal oxide reduction cell
JP2004115889A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Dowa Mining Co Ltd 電解製錬用電極の冷却装置
AU2003275505A1 (en) 2002-10-04 2004-04-23 Michael John Sole Electowinning of metals
AU2002952181A0 (en) 2002-10-21 2002-11-07 Intec Ltd Electrolysis process and cell for use in same
US20040134785A1 (en) 2003-01-09 2004-07-15 The University Of Chicago Advanced high-throughput electrorefiner design
TWI322198B (en) 2003-01-22 2010-03-21 Toyo Tanso Co Electrolytic apparatus for molten salt
KR100593790B1 (ko) 2003-03-28 2006-07-03 한국원자력연구소 LiCl-Li₂O 용융염계를 이용하여 산화물핵연료로부터 핵연료 금속을 제조하는 방법, 상기 방법을구현하기 위한 환원전극, 및 상기 환원전극을 포함하는환원장치
US7097747B1 (en) 2003-08-05 2006-08-29 Herceg Joseph E Continuous process electrorefiner
US7011736B1 (en) 2003-08-05 2006-03-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy U+4 generation in HTER
JP3913725B2 (ja) 2003-09-30 2007-05-09 日鉱金属株式会社 高純度電気銅及びその製造方法
WO2005035404A1 (en) 2003-10-14 2005-04-21 Raijmakers Leon Fatima Peter H Scraper conveyor
US7267754B1 (en) 2004-01-21 2007-09-11 U.S. Department Of Energy Porous membrane electrochemical cell for uranium and transuranic recovery from molten salt electrolyte
DE102004018554B4 (de) 2004-04-14 2018-09-27 Wago Verwaltungsgesellschaft Mbh Brücker für elektrische Klemmen
WO2006007863A1 (en) 2004-07-16 2006-01-26 Cathingots Limited Electrolysis apparatus with solid electrolyte electrodes
JP2006083466A (ja) 2004-08-17 2006-03-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 金属回収装置
JP2006129439A (ja) 2004-09-28 2006-05-18 Kyocera Corp 通信システム、基地局装置、サーバ装置、移動局装置、及び送信データ量決定方法
DE202004018757U1 (de) 2004-12-04 2006-04-13 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Vorrichtung zur elektrischen Überbrückung zweier Stromschienen
EA011904B1 (ru) 2005-03-24 2009-06-30 БиЭйчПи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД. Анодное поддерживающее устройство
JP4504247B2 (ja) 2005-04-28 2010-07-14 株式会社東芝 マイナーアクチニドリサイクル方法
US7638026B1 (en) 2005-08-24 2009-12-29 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Uranium dioxide electrolysis
US7449635B2 (en) 2006-03-06 2008-11-11 Siemens Energy & Automation, Inc. Bus joint assembly
US7563982B2 (en) 2006-11-30 2009-07-21 Continental Automotive Systems Us, Inc. Bus bar assembly
DE102006062206B4 (de) 2006-12-22 2011-06-16 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lager mit axialer Vorspannung
US7744734B2 (en) 2007-08-24 2010-06-29 Battelle Energy Alliance, Llc High current density cathode for electrorefining in molten electrolyte
US7993501B2 (en) 2007-11-07 2011-08-09 Freeport-Mcmoran Corporation Double contact bar insulator assembly for electrowinning of a metal and methods of use thereof
CN101453071B (zh) 2007-11-28 2013-05-08 李世煌 一种导电材料改进的电源插头、插座、接插件的导电体
US8097142B2 (en) 2008-02-29 2012-01-17 Uchicago Argonne, Llc. High-throughput electrorefiner for recovery of U and U/TRU product from spent fuel
WO2009122705A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 株式会社キノテック・ソーラーエナジー 電解槽
WO2010080761A1 (en) 2009-01-06 2010-07-15 Epner R L System for electrolytic recovery of metals with improved connection interface
US7980384B2 (en) 2009-04-30 2011-07-19 Hapman, Inc. Tensioning device for drag conveyor
US20110100328A1 (en) 2009-10-29 2011-05-05 Prime Core Tech LLC. Electrolysis apparatus and related devices and methods
US8248760B2 (en) 2010-07-07 2012-08-21 Eaton Corporation Switch arrangement for an electrical switchgear
US9777910B2 (en) 2015-03-24 2017-10-03 Atlas Lighting Products, Inc. LED based area lighting fixture

Also Published As

Publication number Publication date
GB2501041B (en) 2016-11-02
CN103261491B (zh) 2016-04-20
GB2501041A (en) 2013-10-09
KR101767712B1 (ko) 2017-08-11
FI20135785L (sv) 2013-07-19
KR20140000288A (ko) 2014-01-02
WO2012087399A1 (en) 2012-06-28
JP2014501331A (ja) 2014-01-20
CN103261491A (zh) 2013-08-21
GB201313053D0 (en) 2013-09-04
SE1350853A1 (sv) 2013-07-09
US20120160704A1 (en) 2012-06-28
JP5849100B2 (ja) 2016-01-27
US8956524B2 (en) 2015-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE537832C2 (sv) Modulärt anodaggregat och metoder för användning av detsammaför elektrokemisk reduktion
US9920443B2 (en) Modular cathode assemblies and methods of using the same for electrochemical reduction
JP5889916B2 (ja) 電解酸化物還元システム
JP5849099B2 (ja) 電気化学還元用のアノードカソード電力分配システムおよびその使用方法
US11613823B2 (en) Actinide and rare earth drawdown system for molten salt recycle
CN103270197A (zh) 用于从电解氧化物还原系统捕集和去除废气的阳极护罩
JP2020173278A (ja) 核燃料構造体および取り外し可能な陰極材料を用いた核燃料構造体の製作方法
EP3497737B1 (en) Method of manufacture of a leak free current collector assembly for metallurgical vessel
KR101598851B1 (ko) 사용후핵연료로부터 용존성원소의 분리방법 및 이를 포함하는 사용후핵연료의 금속전환방법
Wiedmeyer et al. Electrolytic oxide reduction system
BR112020005125A2 (pt) sistemas e métodos para eletrólise de óxido fundido