Способ контроля концентрации хлористого магния в расплаве электролита

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТБЛЬСТВУ

Союз Сов втеинк

Социапнстичесник

Республик (и>9О1 365 (6! ) Дополнительное K авт. саид-ву (22) Заявлено 14. 04. 80 (21) 2909916/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)M. Кл.

С 25 С 3/04

ГооудератеенныМ квинтет

CCCP оо делан нэабретеннй н открытки

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень _#_e 4

Дата опубликования описания 02. 02 ° 82 (53). УДК 669 ° 721 ° .372(088.8) (72) Авторы изобретения

О. Г. Гончаренко, Н. 8. Ржепковский, И. Б

В.M. Рябухин, В.И.Лидерман. и В.Ф. б в;, урр

1 (:

Запорожский филиал. Всесоюзного научн исследовательского и конструкторского института иЦветме автоматика"

t (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРИСТОГО

МАГНИЯ В РАСПЛАВЕ ЭЛЕКТРОЛИТА

Изобретение относи т с я к конт ролю технологических параметров и может быть использовано для измерения концентрации хлористого магния при управлении процессом получения магния способом электролиза расплавленных солей.

Известен способ контроля концентрации хлористого магния в расплаве электролита при электролитическом по10 лучении магния, согласно которому периодически отбирают пробу расплава и методом химайализа определяют концентрацию НдСЕт в расплаве электролита.

Суть процесса электролиза заключается в загрузке в электролизер заданного состава сырья, из которого под действием постоянного тока выделяются металлический магний и газообразный хлор. С течением времени вследствие разложения ИдС (его концентрация в расплаве электролита уменьшается. Снижение концентрации МдС Ге ниже пределов, определенных технологическим регламентом, приводит к снижению выхода по току и увеличению удельного расхода электроэнергии. С целью своевременной корректировки состава электролита по MgC E периодически отбирают пробы и производят их химанализ, по результатам которого принимают решение о необходимости корректировки концентрации ИдС Е -основного компонента электролита (1) .

Такой способ измерения концентрации НдС 1 требует большой затраты ручного труда, обладает низкой оператив" ностью, не позволяет своевременно производить корректировку электролита и, тем самым, снижает производительность электролизера.

Цель изобретения - повышение оперативности контроля ко. центрации

ИдС Ее в расплаве электролита.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля концентрации хлористого магния в расплаве электро3 90136 лита, включающем отбор проб и их химанапиз, измеряют начальные концентра" цию хлористого магния и уровень расплава, запоминают измеренные значения, измеряют текущее значение уровня расплава, а текущее значение концентрации хлористого магния определяют по формуле

С = С 11 -а, (Н,-Н) (1+а Н,)1 (") где С - текущее значение концентрации-10

Р

С,,НО- начальные значения концентрации и уровня;

Н - текущее значение уровня; а,,а — коэффициенты, характеризующие конструкцию эпектролизера, 15 определяемые экспериментально.

Определение концентрации хлористбго магния по косвенному параметрууровню расплава, позволяет практичес- 20 ки непрерывно или с заданной дискретностью получить информацию о составе электролита за счет исключения трудоемких процессов пробоотбора и химанализа. 25

Способ осуществляется следующим образом.

В начальный момент времени отбирают пробу электролита, измеряют и запоминают его уровень.

После проведения химанализв отобранной пробы запоминают начальную концентрацию NgC E

В процессе электролиза измеряют текущее значение уровня расплава, 35 электролита и по формуле (1) с учетом запомненных начальных значений концентрации и уровня определяют текущее значение концентрации tlgC E2 в расплаве электролита..

После снижения концентрации MgCE до предельного значения и корректиров ки электролита операции по определению начальных значений концентрации

МдС 1 и уровня повторяется.

Таким образом, отбор пробы и химанализ, электролита производится только после корректировки состава электролита.

При выборе уровня расплава в качестве косвенного параметра для опре50 деления концентрации MgC E> исходят из того, что изменение уровня происходит за счет разложения при электролизе MgCE2 íà t)g+ и СГ и удаления .образоваваегося хлора из электролизера, т.е. изменение уровня электролита связано с уменьшением концентрации HgC Ez.

5 4

Для проверки предлагаемого способа выбирают промышленные бездиафрагменные электролизеры с питанием по хлормагниевой схеме (сырьем, полученным в процессе восстановления губчатого титана).

В течение циклов между заливками

МЦС Е> через каждый час измеряют уровень расплава электролита и концентрацию MgC (q (путем отбора проб и их химанализа).

С учетом начальных значений уровня и концентрации MgCE>, а также текущего значения уровня расплава в промежуточных точках по формуле (1) определяют концентрацию MgC Ez, которую затем сравнивают с значениями концентрации HgC 5> в этих же промежуточных точках, определяемых путем химанали- за отобранных проб.

Исследуют 66 циклов работы электролизеров.

Обработка и сравнение данных концентрации MgC E>, полученных по предлагаемому способу и путем химанализа отобранных проб, показывают хорошую сходимость результатов. Среднеквадратичная ошибка составляет 6 = 0,69, а коэффициент корреляции 0,915.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Электролизер 1 питается постоянным током через шинопроводы 2, к которым подключень1 анод 3 и катод 4.

Измерение уровня расплава электролита осуществляется датчиком 5 уровня, сигнал от которого поступает в программно-вычислительный блок 6, который связан с блоком 7 памяти и регистри рующим устройством;8, Информация о начальной концентрации MgC f вводится в программно-вычислительный блок 6 с пульта 9 и запоминается в блоке 7.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени (после заливки расплава хлористого магния) отбирается проба на химанализ и опрашивается датчик 5 уровня.

Измеренное начальное значение уровня запоминается в блоке 7 памяти, После проведения химанапиза с пульта 9 вводится в программно-вычислительный блок с и запоминается в блоке 7 памяти начальное значение концентрации HgC E>.

5 90136

После поступления информации иэ пульта 9 по команде программно-вычислительного блока б опрашивается датчик 5 уровня.

По измеренным значениям уровня и запомненным начальным значениям концентрации ИдС и уровня расплава программно-вычислительный блок 6 определяет текущее значение концентрации NgC E . Полученные значения кон- 10 центрации NgCE> регистрируются на регистрирующем устройстве 8.

Использование предлагаемого способа позволяет непрерывно получать информацию об изменении концентрации 15

ИцС1 в электролите, оперативно управлять процессом получения магния, своевременно корректируя состав электролита, и, тем самым, повысить выход металла по току на 1-23. 20

Формула и эобретения

Способ контроля концентрации хлористого магния в расплаве электро-.

5 6 рита путем отбора пробы и ее химаналиэа, о т л ич а ющий с я тем, что, с целью повышения оперативности контроля, измеряют и запоминают на" чальные значения концентрации хлорис того магния и уровня расплава, измеряют текущее значение уровня расплава, а текущее значение концентрации хлористого магния определяют по формуле:

С = Co 1 -а (Н о-Н) (1i aaHo ° где С - текущее значение концентра.ции хлористого магния;

СО,Н - начальные значения концентрации и уровня расплава;

Н - текущее значение уровня; а,,а - коэффициенты, характеризующие констоукцию электролиэера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Иванов А.И. и др. Производство магния электролиэом. И., "Иеталлур гия", 1962, с. 195.

Составитель В. Бадовский

Ревактор С. Таоаненко Техред Т.Иаточка Корректор A. Гриценко

Заказ 12310/27 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-) Раушская наб. д. 4/

Филиал ЙПП "Патент", г. Ужгород, ул,. Проектная, ч г