SU42302A1 - Электролизер с бипол рными электродами - Google Patents

Description

Предлагаемый электролизер предназначен дл  получени  магни  электролизером расплава, в котором присутствзет хлормагний. В этлк услови х достаточно устойчива  против разрушени  электролитом ванна может быть сложена из шамотового кирпича или плит на глине. Особенно благопри тны такие плавленые материалы, как, например, кварц, диабаз, муллит, которые совершенно непроницаемы дл  расплава и могут свариватьс  автогеном или вольтовой дугой, т. е. образовывать цельнолитые  ш:ики дл  ванн.

Как и обычно в сер йЕкх ваннах, кожух имеет р д каналов и выступов дл  вкладывани  в nidx электродов, раздел ющих ванну на такой же р д узких  чеек. Перегородки представл ют собою металлические или угольные, или графитовые плиты. Ток подводитс  и проходит обычным путем дл  таких, ванн. Ванна описанного вида имеет тот недостаток , что в ней нельз  сблизить электроды настолько, насколько это возможно в параллельной системе. В серийной системе это рассто ние сближени  должно позвол ть выгребанию шламма , удалению магни  и предназначено дл  устранени  слишком быстрого обеднени  электролита магнием и слишком сильного разбрызгивани  его пузырьками хлоргаза, а также дл  уменьшени 

утечек тока вдоль стенок ванны между электродами и т. п.

Согласно изобретению в электролизере с бипол рными электродами, с целью сокраш,ени  рассто ни  между электродами без уменьшени  междуэлектродного пространства, бипол рные электроды выполнены в виде пластин, соединенных электрически с катодной стороны с решетками, расположенными параллельно на требуемом рассто нии от анодной стороны смежных электродов . Дл  регулировани  же рассто ни  между электродами катодные решетки или ее вертикальные звень  выполнены подвижными.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемый электролизер в разрезе; фиг. 2- то же в продольном разрезе по линии АВ на фиг. 1; фиг. 3-две проекции поворотного устройства решетки;. фиг. 4- то же видоизмененного устройства.

Бипол рный электрод, примененный в предлагаемом электролизере(фиг. 1 и 2), представл ет собою угольную или другого провод щего ток материала пластину 1, 2 (фиг. 1 и 2), поставленную вертикально, заделанную внизу и с боков в не провод щие ток стенки ванны и служащую одной стороной в качестве анода 2.

С катодной стороны пластины 7 укреплены решетки 3 из железа или друтого материала-проводника, образующие действующую катодную поверхность. Эти рещетки 3 расположены на известном рассто нии от поверхности пластины / параллельно последней.

Рещетки 3 и пластины 7 электрически соединены стержн ми 4, провод щими ток и целиком погруженными в электролит. Кроме того, решетки 3 выступают выще уровн  электролита и не заделаны в футеровку стенок ванны.

Угольна  пластина / имеет вверху надставку 5, расположенную вышеуровн  электролита и выполненную из какого-либо материала, достаточно стойкого в услови х электролиза, как например , шамота и т. п. Эти надставки 5 служат дл  полного разделени  электролизера на  чейки, которые и осуществл ют бипол рную систему.

Угольна  пластина / гладкой своей стороной 2 работает, как анод; друга  сторона угл  с укрепленной на ней катодной решеткой 3 во врем  электролиза оказываетс  слабо пол ризованной; в основном же катодом служит поверхность решетки 3.

Р д подобного рода сдвоенных электродов ставитс  в ванне параллельно на равных друг от друга рассто ни х, причем рассто ние от анодной угольной поверхности одной электродмой системы до поверхности катодной решетки другой системы достаточно мало. Благодар  этому напр жение между парой соседних электродных систем может быть очень небольшим.

Если примен емый материал электродов одинаково стоек в качестве катодного и анодного, а также достаточно прочен в механическом отношении, то электродна  система может представить собой в простейшем случае параллельно сто щие тонкие пластину и решетку 3, соединенные одним или несколькими стержн ми 4, перпендикул рными к обеим поверхност м и расположенными между последними. Стержни 4 должны быть расставлены, таким образом, чтобы возможно меньше мешать обслуживанию ванны, как например, выгребанию шламма и т. п. по вертикальным кра м пластин 7 и решеток 3.

Если анод 2 должен состо ть из иного материала, чем катод, то описанна  система может быть изготовлена целиком из металла, например, железа, стали и т. п. и к ее пластине может быть плотно угольна  пластина. В иных случа х на нее может быть нанесен хлороустойчивый слой иного металла или сплава. Кра  соединенных плоских пар заделываютс  в непровод щих стенках ванны или выступах и дл  увеличени  и улучшени  контакта прочности могут быть залиты чугуном и тому подобным материалом. В видоизмененном приеме сборки электродной пары катодна  решетка соединительными стержн ми (без пластины) быть поставлена свободными концами стержней на анодную угольную пластину и на нее же залит чугун. Таким образом получитс  слой чугуна, который, плотно прилега  к анодной угольной пластине, закрепл ет и концы соединительных стержней, осуществл   необходимый электрический контакт между анодной пластиной и катодной решеткой. Дл  усилени  прочности соединени  анодна  угольна  плита может иметь расшир ющиес  внутрь углублени , в которые входит чугун при заливке. Вместо чугуна могут быть применены соответствующие более стойкие против коррозии салавы.

Дл  увеличени  срока службы электродной системы в анодных пластинах необходимо примен ть наиболее плотные сорта электродного угл , а также подход щие наполнители, свод щие до минимума пористость угл .

Крышка ванны электролизера должна быть снабжена хорошей теплоизол цией и изготовл етс  цельной или составной.

Удаление хлора кз ванны может производитьс  через-один патрубок, укрепленный в крышке или стенке. Над электродами может оставатьс  свободное пространство 7/, которым соединены все  чейки. В зависимости от мощности ванны количество хлороотводных патрубков 72 может быть и больше одного, что особенно необходимо дл  чистки.

Циркул ци  электролита, подаваемого в ванну по каналу 8, осуш ествл етс  преимущественно последовательно из  чейки в  чейку с помощью соответствующих жолобов б и каналов 7. У одной и другой стенок ванны дно жолоба б может находитьс  выше уровн  электролита, который заполн ет жолоб б только в моменты перепускани  электролита , т. е. приливани  свежих порций в крайнее отделение.

Как и во вс ких бипол рных системах подобные каналы вызывают известную утечку тока. Жолоб б проходит в непровод щей верхней анодной надставке .5 и служит дл  слива электролита в соседнюю  чейку через вертикальный канал 7, имеющийс  в стенке ванны между концами соседних анодов. Этот же канал 7 служит дл  направлени  электролита на дно соседней  чейки .

Удаление магни  производитс  через люки 9, расположенные над вертикальными каналами 7, отвод щими электролит из одного отделени  на дно соседнего, т. е. на каждые две соседние электролитические  чейки приходитс  один люк 9 дл  вычерпывани  магни . При перетекании электролита вниз по вертикальному каналу 7 магний не опускаетс  вместе с электролитом, но удерживаетс  в канале и всплывает наверх в перерыве течени  струи. При большой скорости струи металл перемешиваетс  с электролитом и перетекает по вертикальному каналу 7 в соседнее отделение и так доходит до последнего и отсюда выходит из ванны с отработанным электролитом, от которого отдел етс  в приемниках-отстойниках дл  электролита. При этом способе работы 1юки 9 при каждой второй  чейке дл  вычерпывани  требуетс  открывать редко . В упрощенном типе ванны вертикальные каналы 7 отсутствуют и магний перетекает из  чейки в  чейку с электролитом и выплескаетс  с ним из последней  чейки.

Регулирование силы тока происходит без затруднений только при анодах, не измен ющихс  с течением времени. Если аноды срабатываютс  сравнительно быстро, как например, графитовые, то рассто ние между катодом и анодом постепенно возрастает и поэтому требуетс  регулировать или катодную решетку или напр жение генератора .

Катодна  рещетка 5 состоит из параллельных вертикальных стержней Ю

(фиг. 3). Верхние концы их могут поворачиватьс  или перемещатьс  в отверсти х штанги 4. Ось вращени  каждого стержн  10 во втулке 14 смещена относительно оси нижней рабочей части стержн  10, благодар  чему эта часть может приближатьс  или удал тьс  по отношению к анодной поверхности при вращении верхнего конца. Поворачивание стержней 10 на необходимый угол производитс  периодически. Так как все элементы решетки 3 целиком погружены в электролит, то при поворачивании головок 13 стерххней W, имеющих квадратную или иную форму, инструмент дл  их поворота тоже погружаетс  в электролит, благодар  чему уровень последнего несколько снижаетс  дл  обнажени  головок 13. Регулирование напр жени  на ванне при временных неполадках путем поворачивани  катодов неудобно. Соответствующа  регулировка достигаетс  изменением напр жени  генератора, питающего ванну. В помощь последней может употребл тьс  также тепловое регулирование посредством вентил ционных каналов, расположенных в стенках ванны. При употреблении электрических машин с достаточно широкой регулировкой силы тока все элементы катодной решетки могут быть неподвижны. В этом случае сила тока и производительность одной ванны по мере утонченн  анодов уменьшаетс , но обща  производительность нескольких ванн может оставатьс  посто нной, если смена анодов в них происходит в разное врем .

Описанный электролизер может быть применен дл  получени  различнь5х металлов путем электролиза расплавленных сред, например, магни , натри  и т. п. Исходный материал может представл ть чистую соль металла или смесь ее с другими сол ми (например, карналлит ). В первом случае количество периодически или непрерывно добавл емого в ванну исходного материала может быть недостаточно по объему дл  вытеснени  подход щей порции выделенного током металла или вытеснени  его подход щим объемом расплавленного электролита, нужный небольшой запас которого имеетс  специально дл  этой цели.

предмет изобретени .

Claims (3)

1. Электролизер с бипол рными электродами , преимущественно дл  получени  магни , отличающийс  тем, что с целью сокращени  рассто ни  между электродами без уменьщени  междуэлектродного пространства, бипол рные электроды выполнены в виде пластины /, с катодной стороны электрически соединенной с параллельно расположенными рещетками 3 на желаемом рассто нии от анодной стороны 2 смежных электродов (фиг. 1).

2.Форма выполнени  электролизера, по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью регулировани  рассто ни  между электродами , катодные решетки или отдельные их вертикальные звень  устроены: подвижными (фиг. 3).

3.В электролизере по пп. 1 и 2 применение электродов, составленных из. нескольких примыкающих друг к другу частей, укрепленных в стенках из изолирующего материала, могущих иметь, отверсти  или каналы дл  перетекани , электролита из одной камеры в. другую .

сРиг. S

- rf4

а i

41г м

--  I