SU771192A1 - Электролизер дл получени кальци - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области цветной металлургии и может быть использовано дл  получени  кальци . . Известен электролизер дл  получени  кальци  способом катода касани  состо щий из ванны-анода, штанги-катода , подвижной траверсы и подъёмного устройства i. Указанный электролизер имеет р д существенных недостатков: низкую производительность и низкий выход метал ла по току. Небо 1ьшой выход готового продукта обусловливаетс  также значительными затратами времени на обслуживание и ремонт электролизера. Все это, в конечном итоге, приводит к высокой себестоимости получаемого металла. Известен также электролизер дл  п лучени  кальци  с жидким .катодом, который состоит из футерованного кор пуса, ванны-катода, укрыти , анодного устройства и газоходов. Анодное устройство состоит из неподвижной ра мы, подъемного механизма и траверсы . закрепленными на нем графитовыми бло каг/ш-анодами в анододержател х 2. Электролизер работает следующим образом. На дно ванны заливают расплавленный металл, образующий жидкий катод, затем заливают расплав соли кгшьци , образующий электролит. Кальций по мере течени  электрохимического процесса из электролита переходит в сплав, постепенно насыща  его. При этом уровень сплава поднимаетс , а следовательно , мен етс  межполюсное рассто ние (между катодом и анодом), что нежелательно. Дл  сохранени  заданного межполюсного рассто ни  анодный блок при помощи механизма подъема перемещают вверх. Периодически сплав, насыщенный кгшьцием , откачивают в вакуум-ковщ и отправл ют на дистилл цию (дл  отгонки металлического кальци ).После дистилл ции сплав (обедненный по кальцию) повторно возвращают в электролизер. В электролизер периодически добавл ют щихту в виде сыпучего продукта. Электролизер указанного типа также имеет р д существенных недостатков. Стенки ванны во врем  эксплуатации прогибаютс  внутрь,испытывают большие напр жени  раст жени  и сравнительно быстро разрушаютс .Этому способствует интенсивна  коррози  стенок йанны на

i-paHHue раздела фаз:жидкий электролитгазова  среда, содержаща  хлор. Кроме того, аноды электролизера выполнены в виде графитовых блоков, жестко закрепленных в анододержателе. Пр . выходе из стро  одного из блоков (в процессе эксплуатации блоки изнашиваютс  неравномерно, могут быть также механические повреждени  при обслживании электролизера) требуетс  остановка на длительное врем  дл  ремонта электролизера с подъемом подвижной траверсы.

К числу недостатков указанного электролизера относитс  также размещение винтовых подъемников по торцам траверсы и размещение привода подъемного механизма на одном из торцов . В этом случае дл  передачи движени  на противоположный от привода винтовой подъемник требуетс  вал, проход щий по всей длине электролизера . Длина электролизера может быть до 4-5 м. Это усложн ет конструкцию механизма подъема, делает ее менее надежной в эксплуатации (возможно заклинивание подшипников вала, так как они эксплуатируютс  в услови х повышенных температур, а атмосфера в месте расположени  подшипников содержит хлор). Расположение вала в зоне обслуживани  электролизера дл  безопасных условий эксплуатации требует установки защитных ограждений.

Одним из основных недостатков электролизера  вл етс  размещение газоходов в нижней части укрыти . При загрузке ванны порошкообразной шихтой отход щие анодные газы захватывают пыль и унос т ее в газоходы, так как последние располагаютс  близко к зеркалу расплава, в непосредственной близости от зоны загрузки. Вследствие этого электролизер требует периодической остановки дл  очистки газоходов.

Все перечисленные недостатки снижают выход готового продукта из элекролизера .

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода готового продукта путем увеличени  межремонтной кампании электролизера.

Цель достигаетс  тем,что в электр . лизере дл  получени  кальци  стенки ванны-катода в горизонтальном сечении выполнены -в форме дуги,а верХ н   часть ванны снабжена рубашкой охлаждени .

Подъемный механизм расположен посредине неподвижной рамы, а аноды выполнены съе лными, причем замену их можно производить во врем  работы электролизера. Кроме того, газоходы расположены в верхней части укрыти 

На фиг. 1 изображен предлагаемый электролизер дл  получени  кальци , разрез; на фиг. 2 - то же, сечение А-А на фиг. 1.

Электролизер дл  получени  кальци  представл ет собой чугунную ванну-катод 1. Дл  предотвращени  разрушени  от прогиба стенки ванны в горизонтальном сечении выполнены в форме дуги выпуклостью наружу, в верней части ванны 1 имеетс  охлаждающее устройство 2 дл  охлаждени  верхней части стенок ванны.

В дне ванны 1 вдоль ее торцовых стенок выполнены канавки 3 дл  сбора и удалени  шлама из электролизера . В дно ванны с наружной стороны вплавлены токоподвод щие стальные штанги 4. Ванна снаружи имеет теплоизол цию 5, заключенную в металлический корпус 6.

Над ванной устанавливаетс  неподвижна  рама 7 с укрытием 8 и газоходами 9. Анодом 10 служат графитовые блоки с вплавленными в них анододержател ми 11, закрепленными на траверсе 12. Подъемный механизм 13 установлен посредине неподвижнойрамы 7.

Электролизер работает следующим образом.

После монтажа электролизер прогревают до рабочей температуры 500бОО С и сушат в течение 24-30 ч. Затем в ванну 1 зашивают расплавленную медь, электролит, например СаСвд и включают электрический ток. Дл  предохранени  верхней части ванны 1 от коррозии ее охлаждают с помощью воздуха, пропускаемого через охлаждающее устройство 2, в результате чего на внутренней стороне стенок ванны 1 наращиваетс  гараниссажный слой (слой соли электролита).

В процессе электролиза на жидком катоде вьщел етс  кальций, а на аноде 10 - анодный газ. По мере увеличени  концентрации кальци  в расплаве последний увеличиваетс  в объеме и его уровень в .ванне поднимаетс ; с помощью подъемного механизма 13 поднимаютс  аноды 10, сохран   посто нным межполюсное рассто ние - зазор между нижними торцами анодов 10 и медно-кальциевым расплавом (жидким катодом). По мере увеличени  уровн  жидкого катода готовый продукт (медно-кальциевый сплав) откачивают со дна электролизера вакуным ковшом, после чего в электролизер периодически добавл ют шихту в виде сыпучего материала.

Claims (2)

1. Дл  замены вышедшего из стро  анода 10 открывают укрытие 8, отсоедин ют анододержатель 11 с анодом 10 о траверсы 12 и удал ют его из ванны 1 Установку нового анода 10 производ т в обратной последовательности. Применение ванны-катода, стенки которой выполнены в виде дуг выпуклостью наружу , вместо ранее примен емых ванн с плоскими стенками, обеспечивает большие жесткость и устойчивость против механического разрушени , чго увеличивает межремонтный срок и, в конечном итоге, приводит к увеличению выхода готового продукта. Выполнение охлаждающего устройст ва в верхней части ванны позвол ет получить гараниссажный слой на пове ности стенок на границе раздела фаз и выше зеркала расплава, что значительно снижает коррозионное разру шение стенок ванны. Снижение корро зионного разрушени  стенок ванны по вышает межремонтный срок эксплуатации и тем самым увеличивает выход готового продукта. Размещение привода механизма под ема посредине неподвижной рамы упро щает конструкцию и повышает надежность и безопасность эксплуатации, так как ликвидирует необходимость использовани  длинных валов. Усовер шенствование анодного устройства, позвол ет производить замену графитовых блоков-анодов без подъема траверсы при работе электролизера, исключает вынужденную остановку электролизера, что, в конечном счет увеличивает -выход второго продукта и снижает эксплуатационные расходы. . Размещение газоходов дл  отвода анодных газов в верхней части укрыти  практически исключает захват . гшшевидных частиц шихты и унос их в газоходы. Сокращение вынужденных остановок электролизера дл  очистки газоходов также позвол ет увеличить межремонтный срок, что приводит к увеличению выхода готового продукта и уменьшению -эксплуатационных расходов . Формула изобретени  1.Электролизер дл  получени  кальци , включающий в себ  футерованный корпус, ванну-катод, укрытие, газоходы и анодное устройство, содержащее неподвижную раму, подъемный механизм и траверсу с закрепленными В нем анодсдержател ми и анодами, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода готового продукта путем увеличени  межремонтной компании электролизера, стенки ванны в горизонтальном сечении выполнены в форме дуг, а верхн   часть ванны снабжена охлаждающим устройством, 2.Электролизер по п.1, отличающийс  тем, что подъемный механизм расположен посредине неподвижной рамы, а аноды выполнены съемными . 3.Электролизер по пп. 1 и 2, о тличающийс  тем, что газоходы расположены в верхней части укрыти  . Источники информации; прин тые во внимание при экспертизе 1.Доронин М.А. Кальций. М., Металлурги , 1962, с. 81-84.
2. 2.Род кин В.В. Кальций и его соединени  и сплавы. М., Металлурги , 1976, с. 92.