Электролизер для получения металлов и сплавов

 

670637

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Соеетских

Социалистических

Республик

+у Р е (61) Дополнительное к авт. свил-ву—

Заявлено 09.12.75 (21) 2197361/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79

Государственнмй комитет ссср (53) УДК 621.357.1.

:669.713.72 (088.8) по делам изобретений и открытий

А. И. Бегунов, А. Е. Баженов, Б. И. Аюшин, А. И. Кулаков, В. Н. Кульков и А. М. Цыплаков (72) Авторы изобретения

Иркутский политехнический институт (71) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ изменения положения подошвы анодов покачи,ванием (21.

Недостатком такого технического решеIHH является невозможность практической его реализации в электролнзерах с массивным самообжигающимся анодом.

Отличием рассматриваемого в данном изобретении электролизера является то, что в ванну дополнительно установлены

1п блоки с механизмами для непрерывно "o

B03iBipатно-по=тупательного их перемещения.

Целесообразно блоки устанавливать между анодом и бортовой футеровкой, а

15 также выполнять их из материалов — диэлектриков.

Указанные отличия обеспечивают снижение газосодержания электролита в электролизере с самообжигающимся анодом.

20 Блоки устанавливаются на самостоятельной подвеске и могут перемсща гься независимо от анода (а нодной рамы нли рубашки). При перемещении блока вверх или вниз в межполюсном зазоре появляются

25 пульсации струй электролита, способствующие увеличению скорости вывода газовых пузырей из-под анода и снижению газосодвржания электролита. В результате увеличивается катодный выход по току и снижаЗО ются омпческие потери напряжения в мсж1

Изобрете н ие относится к области электролитического получения металлов и сплавов из расплавленных сред, преимущественно к подучвнию алюминия и легкоплавких металлов (например, свинца, о;10ва).

И з в ест и ы 3 EKTlp 0 JliH 3 Qp bl pal H II 0 | % ч е н и я металлов и сплавов, состоящие из анода, жидкого металлического катода и футерован ного катодного кожуха, заполнен ного электролитом. При этом в ваннах с жидким катодом рабочие поверхности электродов располагаются горизонтально (1).

В таких электролизерах анодные газы собираются под электродом в виде крупных газовых цузырей, наличие KQTopbIx ухудшает темнико-экономические показатели процесса: снижается катодный выход по таку и увел ичивается расход энергии.

В связи с этим известны технические решения, направленные на увеличение скорости удаления газа и снижение газосодержаиия электролита.

Известен электролизер для получения металлов и сплавов, в частности алюминия, из расплавленных сред, содержащий футерова нный катодный ко кух, ванну и анод. Для снижения газосодержа ния электролита аноды снабжены механизмами для

: и., . °

-; твмхн -т=

Ф.;:, тс юМ .

М-КлС 25С 7. 00

С 25С 3 08//

/ С 25С 3 36

670637

3 полюс 1031 зазоре (уменьшается расход энергии) .

На фиг. 1 изображен предложенный электролизер .в плане;,на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — кинематическая схема механицизма привода блоков; на фиг. 4 — график зависимости выхода свинца по току от числа перемещений блока в минуту.

О,H состоит из анода 1, жидкого металлического катода 2, футерованного катодного кожуха 3 элекпролизера,и погружен ных в,ва1н ну 4 блоков 5, являющ|ихся отличительным приз паком электролизера. При работе электролизера блокам 5 сообщают непрерывные возврат но-поступательные д вижеяия в вертикальной плоскости. При перемещениями блока 5 BIBopx у|ровень электролита опускается, а при перемещении его вниз — под ни мается, В обоих случаях в элекпролите межполисного зазОра появляются горизонтально нап ра вленные пульсацианные составляющие скорости, увеличивающие скорость удаления газовых пузырьков с подошвы ано да и снижающие сред нее газосодержа ние электролита.

Механизм привода блоков является автономным и может быть выполнен так, как это показа но, .напр имер, на кинематической схеме,на фиг. 3. Блоки 5 через штанги 6, шар нирные соединения 7 и тяги 8 меха нически связанны с коленчатым валом 9. Коленчатый вал 9 соосно соеди нен с тихоходным червячным редуктором 10, который в свою очередь через вал 11 и муфту 12 связали с электрическим двигателем 13. Вращающий момент двигателя при работе механизма пр ивода передается коленчатому валу, который и обеспечивает воз вратнопоступательное перемещение блоков в вертикальной плоскости. Монтаж автономного меха низма привода может выполняться на конструкциях катод ного кожуха 3 (фиг. 1), с которым жестко связываются узлы а, б, в, г, д, е, редуктор 10 и электрический двигатель 13.

Оптимальное количество блаков, их масса и частота перемещений определяются кон к ретным типом электролизера, его геометрическими парамепрами и физико4 химическими с войствами используемых для электролиза систем.

Например, осуществляют элект ролиз расплава 0,7 4PbClz + 0,3 МКС1 со св и нцовьв| катодом при 500 С. При этом электролизе р снабжается одним блоком с максимальным oR емом,погружаемой .в элект ролит части 19,3 см, что составляет 20 /о общего объема электролита в ячейке. Поii!0 лученная зависимость выхода свинца по току от числа перемещений блока в минуту показа на на графике (фиг. 4).

Как видно, использование электролизера предложенной конст р укции с перемеща1д ющимся в элект|ролите блоком позволяет п ри оптимальной частоте перемещений, равной 7 колебаниям в ми и угу, увеличить выход свинца по току примерно на

18 /о. Такого же порядка увеличение произ20 водительности можно ожидать и при внедрении предлагаемых элект ролизеров в алюминиевой про мышлен ности, при производстве сплавов на жидких металлических ка тодах и в других близких отраслях.

«Э

Формула изобретения

1. Электролизер для получения металлов и сплаьов, в частности алюминия, из

З0 расплавленных сред, содержащий футерованный катодный кожух, ванну и анод, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения газосодержа ния электролита в электроли зере с самообжигающимся анодом, в ванну

З> дополнительно уста новлены олоки с механизмами для непрерывного возврат но-посту пательного их перемещения.

2. Электролизер по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блоки установлены между

40 анодом и бортовой футеровкой.

3. Электролизер по пп. 1, 2, отл и ч а юшийся тем, что блоки выполнены из материалов-диэлектриков.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беляев А. И. Металл у рпия легких металлов. М., «Металлургия», 1970, с. 202.

2. Патент США № 3501386, кл. 204-67, у 1988

670637

gus.,7

Рие. 9

Редактор 3. Ходакова

1(оррсктор 3. Тарасова

Изд. ¹ 402 Тираж 727

11ПО «11онск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

11 ЖВ5, Москва, Я(-35. Раушская наб, д. 4/5

Заказ 41б9

Подписное.

Загсрская типография Упрпосьпграфнздата Мособлисполкома

Составитель Г. Титова

Тскрсд Н. Строганова

1 !

| (1

i2 17 ib Ig

Чоспс попраний Бака, )нцн