Способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к получению магния электролизом в поточной линии. Изобретение позволяет снизить потери металла , улучшить циркуляцию электролита в ванне, понизить долю капитальных затрат и обеспечить эксплуатацию поточной линии. Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал 2 вывода расплава, заслонка 3 которого открыта. Данная заслонка служит для металгния . - цвет-35 . БЕЗ- ЕРОВ ЕВЫМ Я ЕГО чению линии. ри мелита в трат и линии. едыдул 2 выорого я герметичного перекрытия канала 2 в момент остановки электролизера. На выходе из канала 2 расплав делится на два потока. Нижняя часть отфильтровывается на сетке 6 от капель магния и поступает в канал 4, заслонка 7 которого также открыта и опускается при остановке электролизера, а затем в электролизное отделение следующего электролизера . Сечение канала 4 по высоте выполнено переменным, и высота его уменьшается таким образом, что его выходное отверстие находится ниже уровня расплава в электролизном отделений. Верхняя часть расплава через окно, расположенное в верхней части подвижной диафрагмы 9, поступает в канал 8, перфорированная диафрагма 11 которого находится в верхнем положении и опускается при остановке электролизера, а затем в канал-коллектор 10 и по нему транспортируется в хвостовой аппарат для отделения магния от расплава. Металлическая сетка или перфорированная пластина 6 имеет размер ячеек (отверстий, прорезей) 0,25-1 мм. Заслонки 3 и 7 выполнены из алундовых, магнезитовых или фторфлогопитовых пластин, а заслонка 11 - из графита или фторфлогопита. 2 С; и 2 з.п. ф-лы, 3 ил. k -/7 6 Ю 11 Л ю о ел С сл 5-А 9 8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sx)s С 25 С 3/04, 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4751753/02 (22) 18.10.89 (46) 15.04.92, Бюл. М 14 (71) Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина (72) В.В.Бурнакин, П.B.ÏîëÿêîB, И.П.Васюнина, В.Д.Язев, Л.И.Воробьев и В.Г.Сорокоус (53) 669.721.72(088.8) (56) Стефанюк С.Л; Производство магния.—

Итоги науки и техники. Металлургия цветных и редких металлов. М., 1980, с,34-35. (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ МАГНИЕВЫХ БЕ3ДИАФРАГМЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ХЛОРМАГНИЕВЫМ

РАСПЛАВОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к получению магния электролизом в поточной линии, Изобретение позволяет снизить потери металла, улучшить циркуляцию электролита в ванне, понизить долю капитальных затрат и обеспечить эксплуатацию поточной линии.

Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал 2 вывода расплава, заслонка 3 которого открыта. Данная заслонка служит для гер,, Ы2,, 1726565 А1 метичного перекрытия канала 2 в момент остановки электролизера. На выходе из канала 2 расплав делится надва потока. Нижняя часть отфильтровывается на сетке 6 от капель магния и поступает в канал 4, заслонка 7 которого также открыта и опускается при остановке электролизера, а затем в электролизное отделение следующего электролизера. Сечение канала 4 по высоте выполнено переменным, и высота его уменьшается таким образом, что его выходное отверстие находится ниже уровня расплава в электролизном отделении. Верхняя часть расплава через окно, расположенное в верхней части подвижной диафрагмы 9, поступает в канал 8, перфорированная диафрагма 11 которого находится в верхнем положении и опускается при остановке электролизера, а затем в канал-коллектор 10 и по нему транспортируется в хвостовой аппарат для отделения магния от расплава.

Металлическая сетка или перфорированная пластина 6 имеет размер ячеек (отверстий, прорезей) 0,25 — 1 мм. Заслонки 3 и 7 выполнены из алундовых, магнезитовых или фторфлогопитовых пластин, а заслонка 11 — из графита или фторфлогопита. 2 с; и 2 з,п. ф-лы,3 ил

1726565

Изобретение относится к электролизу расплавленных солей, в частности к способам получения магния электролизом хлормагниевых расплавов.

Известен способ питания электролизе- 5 ров хлормагниевым сырьем путем индивидуальной заливки расплава или твердого продукта в каждый электролизер, осуществляемой периодически в соответствии с технологическим регламентом. 10

Недостатками указанного способа являются высокие трудозатраты, использование большого числа обслуживающих механизмов, периодическое расстройство

- режима работы ванны, вызванное заливкой 15 расплава, склонность к пассивации катодов и др.

Наиболее близким к предлагаемому является способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров хлормагниевым 20 расплавом в поточной линии, по которому расплав из головного аппарата поступает в первый бездиафрагменный электролизер, из него последовательно во все остальные ванные поточной линии, а затем в хвостовой 25 аппарат. Подача расплава осуществляется в электролизное отделение, а его вывод — из сборной ячейки ванны. Вместе с расплавом транспортируется по всем электролизерам и магний, отделение которого от всего обь- 30 ема расплава происходит в хвостовом аппарате.

Недостатком известного способа питания является то, что в электролизное отделение ванны поступает вместе с расплавом 35 и весь магний, наработанный в предыдущих электролизерах, что вызывает дополнительные потери магния и снижение выхода по току по сравнению с индивидуальным обслуживанием ванны. 40

Наиболее близко к предлагаемому устройство, включающее систему специальных каналов — расплавопроводов, по которым расплав самотеком транспортируется из одного электролизера в другой. На случай вы- 45 хода из строя одной из ванн линии предусмотрены дополнительные обводные каналы.

Недостатком известного устройства является необходимость создания сети кана- 50 лов, имеющих низкий коэффициент использования, что удорожает капитальные затраты при создании рабочей линии и увеличивает себестоимость магния.

Цель изобретения — повышение выхода 55 по току.

Поставленная цель достигается тем, что после вывода расплава для каждых двух последовательных электролизеров линии осуществляют разделение потока на два, причем обедненный по магнию поток направляют в электролизное отделение следующей ванны, а обогащенный — в коллектор.

Способ осуществляют с помощью устройства, в котором каналы выполнены с заслонками, причем в пазы футеровки канала вывода расплава из сборной ячейки установлена заслонка с возможностью перемещения, канал ввода расплава в электролизное отделение выполнен с перфорированной заслонкой, установленной в пазы футеровки, при этом канал выполнен с переменным уменьшающимся по высоте сечением при соотношении минимального и максимального диаметров, равном 2, канал ввода обогащенного по магнию верхнего слоя расплава выполнен с подвижной диафрагмой с окном, расположенным в верхней части, а за диафрагмой перед выходом в следующий канал установлена перфорированная пластина для перекрытия канала, причем перфорированная пластина выполнена с размером ячеек 0,25 — 1,00 мм, а заслонки выполнены из алунда, магнезита, фторфлогопита или графита.

Разделение потока электролита на два между операциями вывода из одного электролизера и ввода в другой способствует предотвращению транспортировки магния по всем электролизерам поточной линии, а следовательно, снижает потери металла и обеспечивает рост выхода по току.

При размере отверстий, щелей, ячеек, равном и большем 0,25 мм, степень улавливания капель магния составляет более 99ь; при их меньших размерах резко возрастает гидравлическое сопротивление: при размере отверстий 1 мм степень улавливания составляет 92 — 93, а далее начинает резко снижаться. Этим обусловлен выбор диапазона изменения размеров отверстий, Материалы, из которых выполнены заслонки, выбраны исходя из условий их коррозионной стойкости в агрессивной среде.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг, 1; на фиг, 3 — сечение Б — Б на фиг.

1, Сборное отделение 1 электролизера соединено с каналом 2 вывода расплава, имеющим запорную заслонку 3, которая служит для перекрытия канала во время остановки электролизера и представляет собой глухую пластину, которая во время работы электролизера постоянно открыта, а в случае необходимости остановки электролизера она находится в опущенном состоянии. Канал вывода сообщен с каналом 4 ввода расплава в электролизное отделение 5 следующего электролизера, имеющим на входе перфо1726565

10

15 рированную пластину (сетку) 6, которая предназначена для отделения капель магния от расплава, а точнее нижней его части, получаемой в результате разделения потока на две части. Несмотря на то, что нижняя часть потока сильно обеднена по магнию; капли магния в ней все же присутствуют и их попадание в следующий электролиэер нежелательно. Эта пластина выполнена перфорированной с тем, чтобы капли магния не проходили в канал 4 (исключая самые мельчайшие — менее 0,25 мм). За перфорированной пластиной 6 установлена еще одна запорная заслонка 7, выполняющая ту же функцию, что и заслонка 3. Канал 2 вывода расплава сообщен также с каналом 8, имеющим на входе подвижную. диафрагму 9, служащую для разделения-потока на две части: вер хний съем, обогащенный по магнию, и нижняя часть, по магнию обедненная. На выходе канала

8 перед входом в канал-коллектор 10 имеется перфорированная пластина 11, служащая для очистки расплава от капель магния при питании следующего электролизера расплавом из канала коллектора в случае остановки предыдущего электролизера, Заслонка 3, диафрагма 9 и перфорированная пластина 11 установлены в специальных пазах 12, выполненных в футеровке

13 соответствующих каналов (фиг. 2), На фиг. 2 видно также входное сечение канала ввода 4, полностью перекрытое сеткой 6.

Канал 4 ввода расплава (фиг. 3) имеет переменное сечение, и его выход находится ниже уровня расплава в электролизном отделении 5. Заслонка 7 также установлена в специальных пазах 12, выполненных в футеровке канала 4. B диафрагме 9 выполнено окно 14, которое регулирует границу раздела потока на две части: обогащенный по магнию верхний съем и обедненная по магнию нижняя часть.

Способ с помощью устройства для питания расплавом электролизеров осуществляют следующим образом.

Расплав из сборного отделения 1 предыдущего электролизера поступает в канал

2, заслонка 3 которого открыта. На выходе из канала 2 расплав делится на два потока.

Нижняя часть (ниже уровня окна 14 диафрагмы 9) отфильтровывается на сетке 6 от капель магния и поступает в канал 4, заслонка 7 которого также открыта, а затем в электролиэное отделение 5 следующего электролизера. Верхняя часть через окно 14 поступает в канал 8, перфорированная диафрагма 11 которого находится в верхнем положении, а затем в канал-коллектор 10 и по нему транспортируется в хвостовой аппарат для отделения магния от расплава.

Уровень расплава в каналах 2 и 4 поддерживается, всегда выше уровня расплава в электролизном отделении 5.

При необходимости остановки электролизера закрываются заслонки 3 и 7 на соответствующих каналах данной ванны и опускается перфорированная пластина 11 канала коллектора следующего электролизера и его питание осуществляется расплавом, поступающим из канала-коллектора. Проходя через перфорированную пластину 9, он очищается от капель магния. Степень разделения расплава на два потока регулируется высотой окна 14 диафрагмы 9 путем ее поднятия или опускания.

Предлагаемые способ и устройство по сравнению с известными позволяют увеличить выход магния по току на 3-5 и снизить материальные затраты за счет исключения из конструкции обводных каналов и устройств для переключения направ. ления транспортируемых потоков расплава.

Формула изобретения

1. Способ питания магниевых бездиафрагменных электролизеров поточной линии хлормагниевым расплавом, включающий подачу расплава в электролизное отделение и его вывод из сборной ячейки ванны, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода по току, после вывода расплава для каждых двух последовательных электролизеров линии осуществляют разделение потока на два, причем обедненный по магнию поток направляют в электролизное отделение следующей ванны, а обогащенный — в коллектор.

2. Устройство для питания магниевых бездиафрагменных электролизеров noTG ной линии хлормагниевым расплавом, содержащее электролизеры с электролизными отделениями и сборными ячейками и систему футерованных каналов для перетока расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода магния по току, каналы выполнены сзаслонками,,причем в пазы футеровки канала вывода расплава из сборной ячейки установлена заслонка с возможностью перемещения, канал ввода расплава в электролизное отделение выполнен с перфорированной пластиной и расположенной за ней запирающей заслонкой, установленной в пазы футеровки, при этом канал выполнен с переменным уменьшающимся по высоте сечением при соотношении минимального и максимального диаметров, равном 2, канал ввода обогащенного по магнию верхнего слоя расплава выполнен с подвижной- диафрагмой с окном, расположенным в верхней части, а за диафрагмой перед выходом в следующий канал установлена перфорированная пластина для перекрытия канала.

1726565

Составитель И. Васюнина

Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷eðÿâàÿ

Редактор А.Orap

Заказ 1251 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что перфорированная пластина выполнена с размером ячеек 0,25 — 1,00 мм.

4, Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что заслонка выполнена из алунда, магнезита, фторфлогопита или графита.