Электролизер для трехслойного электролитического рафинирования металлов

 

Изобретение относится к конструкциям электролизера для получения металлов в жидком виде. Цель изобретения - повышение срока службы электролизера и качества получаемого металла. Используют в качестве конструкционных материалов широко распространенные дешевые марки сталей. Электролизер содержит стальную ванну 1 с указателем 8 уровня электролита и катод. Катод выполнен в виде стакана 4 с дном 5, обращенным вверх. На ванне выполнен штуцер 9 для подачи сжатого газа, а стакан 4 снабжен устройством 10 для сообщения с вакуумной системой. После накопления заданного количества металла в ванне 1 около стакана 4 периодически производят его передачу в стакан. Для этого в ванну 1 через штуцер 9 подают сжатый газ. Электролит с металлом перетекает через отверстия 7 в стакан 4. После снятия давления газа часть электролита перетекает в полость ванны 1, металл остается там. После нескольких передач металл удаляют из стакана 4. Преимущества предлагаемого электролизера заключаются в том, что исключается разрушение ванны, а это повышает чистоту получаемого металла, кроме того, увеличивается срок службы электролизера. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения металлов в жидком виде электролизером в расплавах солей, когда плотность получаемого металла меньше плотности электролита. Цель изобретения - повышение срока службы электролизера и качества получаемого металла. На чертеже представлен предлагаемый электролизер. Электролизер содержит металлическую ванну 1 с крышкой 2, через которую в полость ванны 1 введен токоподвод 3 с катодом, имеющим возможность перемещения в вертикальном направлении. Катод выполнен в виде стакана 4 с дном 5, обращенным вверх. Внутри стакана у его открытого края расположен перфорированный диск 6 с отверстиями 7. В рабочем положении катода диск 6 находится ниже указателя 8 уровня электролита. Ванна снабжена штуцером 9 для подачи сжатого газа, а катод - трубой 10 для соединения полости стакана 4 с вакуумной системой. В полость стакана введена труба 11 для отсоса жидкого металла. Объем ванны, который находится между ее стенкой и катодом, расположенный ниже указателя уровня электролита, меньше объема стакана 4. Анодом в электролизере служит сплав 12, из которого извлекается целевой металл. Ванна заключена в теплоизолирующую футеровку 13. Электролизер снабжен устройством 14 для контроля зазора между получаемым металлом и стенкой ванны 1. Работает электролизер следующим образом. При пропускании через расплавленную соль - электролит 15 электрического тока ионы целевого металла из анодного сплава переходят к катоду и разряжаются на нем. Металл, в основном выделяемый на диске 6, через отверстия 7 попадает в стакан 4 и всплывает там на поверхность электролита 15, уровень которого в начальный момент совпадает с его уровнем в ванне 1. Та часть металла, которая выделяется на наружной поверхности стакана 4, также всплывает вверх на поверхность электролита и накапливается в ванне 1 около стакана 4 в виде отдельной полупогруженной в электролит "лужи". Она не растекается по поверхности электролита вследствие действия электромагнитных сил, которые направлены в сторону катода. После накопления заданного количества металла в ванне 1 около стакана 4, что определяется с помощью специального устройства 14 визуально, периодически производят его передачу в стакан. Для этого в ванну 1 через штуцер 9 подают сжатый газ. При этом электролит, находящийся между стенкой ванны 1 и катодом ниже указателя 8 уровня электролита, вместе с боковым металлом перетекает через отверстия 7 в стакан 4. Поскольку плотность электролита 15 больше плотности получаемого металла, последний всплывает вверх. После снятия давления газа часть электролита из стакана 4 перетекает обратно в полость ванны 1, а металл остается там. После нескольких передач бокового металла и достижения заданного количества металл из стакана 4 отсасывают по трубе 11. Количество накапливаемого в стакане 4 металла регулируется изменением глубины погружения катода путем перемещения его вверх или вниз. Вместо сжатого газа для передачи бокового металла в стакан 4 можно использовать и вакуум. В этом случае с помощью трубы 10 в стакане 4 создают пониженное давление. Благодаря наличию в катоде диска 6, подавляющее большинство металла сразу попадает в стакан 4 и поэтому сокращается количество операций по передаче бокового металла в этот стакан. Вследствие того что объем электролита, находящийся между стеной ванны 1 и катодом ниже указателя 8 уровня электролита, заранее взят меньше объема стакана, при подаче сжатого газа в ванну 1 указанное количество электролита полностью перетекает в стакан 4. В противном случае при каждой передаче бокового металла пришлось бы катод поднимать вверх, чтобы найти требуемое соотношение этих объемов, а это усложняет обслуживание электролизера. Технико-экономические преимущества предложенного электролизера по сравнению с прототипом заключаются в следующем. 1. Эта конструкция позволяет резко увеличить срок межремонтной службы электролизера, поскольку можно использовать в качестве конструкционного материала ванны широко распространенные дешевые марки стали, например сталь Ст.3, стойкие в данных условиях эксплуатации. При этом благодаря сокращению простоев увеличивается среднегодовая производительность электролизера. 2. Исключение разрушения ванны повышает чистоту получаемого металла. 3. Поскольку существенно увеличивается межремонтный срок службы электролизера, соответственно уменьшаются расходы на его обслуживание. Использование предложенного электролизера в промышленности позволит увеличить среднегодовую производительность технологической линии по ориентировочным подсчетам на 25-30%, что даст значительную экономию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ТРЕХСЛОЙНОГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, содержащий ванну с указателем уровня электролита, крышку и катод, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы электролизера и качества получаемого металла, он снабжен устройством для контроля зазора между стенкой ванны и получаемым металлом и средством для передачи металла, ванна выполнена из металла, катод выполнен в виде стакана с дном, обращенным вверх. 2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что стакан выполнен с перфорированным диском, расположенным у его открытого края ниже указателя уровня электролита. 3. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что средство для передачи металла выполнено в виде стакана с трубой для сообщения с вакуумной системой. 4. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что средство для передачи металла выполнено в виде штуцера подачи сжатого газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1