Электролизер для получения металлов и сплавов

 

рс т жз; нг.л

О П И С -А -П "И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеез Советсккк

Социалистически к т есиубиик

{n>675092

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5!)М. Кл.

С 25 С 3/00

С 25 С 3/08

С 25 С 3/36 (22) Залвлеио150277 {21) 2452713/22-02 с присоединением заявки М

Государстееимый комитет ссс.р по делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.07.79. Бюллетень Йо 27 (53) УДК669. 713. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 2507-79 (72) Авторы изобретения

A. И. Бегунов и В. Н. Кульков

Иркутский политехнический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

И СПЛАВОВ

Изобретение относится к электрометаллургии и прикладной электрохимии и используется преимущественно в электролизе расплавленных солей с . горизонтально расположенн ми электродами, применяемом для получения алюминия, сплавов свинца со щелочными металлами и при производстве кальция в методе электролиза с медным катодом.

Известны электролизеры, содержащие футерованный катодный кожух, жидкометаллический катод и погруженный в электролит анод (1) .

Недостатком известного электролизера является то, что металлическая (или солевая, содержащая растворенный металл) и газовая фазы непосредственно контактируют одна с другой, в результате чего катодный выход по @ току не превышает 85-90%.

Целью изобретения является уменьшение потерь металла путем растворения и последующего окислении его анодными газами.

Это достигается введением в электролизер плит, помещенных на поверх" ность жидкометаллического катода.

Плиты установлены в области, распо-, ложенной между анодом и бортовой футеровкой и изготовлены из диэлектрика, плотность которого больше плотности электролита и меньше, чем металла.

В исследованиях гидродинамйки электролизеров с горизонтально расположенными электродами на моделях установлено, что процесс коивективного переноса и потерь растворенного металла носит локальный характер.

Он сосредоточен преимущественно вне межполюсного зазора в области основного циркуляционного контура зоны свободной конвекции и примыкает к боковой поверхности анода.

Благодаря этому существует возможность уменьшить скорость конвективного переноса растворенного металла и величину его потерь, поместив плиты на поверхность металлического катода в области, где реализуются наибольшие скорости смывания его электролйтом. В отличие от прототипа в предложенном электролизере осуществлено частичное разделение катодно- го и анодного пространств в области интенсивного конвективного переноса и потерь металла. С этой целью в конструкцию введены плиты с стержневыми упорами, плавающие на поверх092

Формула изобретения

Составитель В. Крьоков

Редактор Е.ПолионоваТехред И.Асталош Корректор Н.Стец

Заказ 4235/22 . Тираж 719 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Фйлиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4

3 . -: . 675 ности катодного металла Плиты вйполнейы иэ материалов 11иэлЕктриков, имеющих плотность больше, чем плот-. ность электролита, но менЫае, чем плотность металла..

На чертеже показан предложенйый

" """эл ектролизер. 5

ЭлейтроЛизер содержит футерованный катодйый кожух 1, анод 2, погруженный в расплавленный электролит 3, жидкий металлический катод 4, на" поверхности которого плавают плиты 5. 10

Чтобы. исключить вынос плит 5 в меж- полюсный зазор, они снабжены стержйевыми упорами 6.

Применительно к конкретным условиям электролиза криолитоглинозем ных расплавов "в" электрометаллургии алюминия плиты выполняют, например, из нитрида кремния с"добавкой 5% карбида кремния. Этот материал отличается высокой стойкостью в расплава ленных солях и металлах, а также характеризуется объемной массой 2,202,25 г/см, что больше плотности электролита 2,1 г/см, но меньше плотности металла 2, 3 г/см В примыкающей к боковой поверхности анода области вихрь скорости электролита направлен против часовой стрелки.

Поэтому плиты струями электролита, ОРйейтированными в нижййх "его слоях слева, вверх и направо, непрерывно 30 йрижимаются через стержневые упоры б к боковой поверхности анода 2.

В результате воздействия на ста дию конвективного -переноса растворен4 його металла от катода к аноду уменьшаются потери .металла _#_ "повыша-ется катодйый выход по таку. Судя по протяженности 3оН интенсивных пбтерь металла и по результатам " анализа полей скорости электролита, выход металла по току при внедрении изобретения может быть увеличен от

85-90 до 95-98%.

1. Электролизер для получения металлов и сплавов из расплавленных сред, содержащий футерованный катодный кожух, жидкометаллический катод и погруженный в электролит анод, о т л и ч а ю щ и и я тем, что, с целью уменьшения потерь металла путем растворения и последующего окисления его анодными газами, на поверхности жидкометаллического катода расположены плиты, снабженные стержневыми упорами и изготовленные из диэлектрика, плотность которого больше плотности электролита, нс меньше, чем

„металла.

2. Электрслизер по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что плиты установлены в области, расположенной между анодом и бортовой футеровкой.

Источники инфармации, принятые во внимание при экспертизе

1.Веляев A.И. Металлургия легких металлов, M., Металлургия, 1970, с.202-207.