Системы и способы защиты боковых стенок электролизера - заявка 2015143603 на патент на изобретение в РФ

1. Система, включающая в себя:
электролизер, выполненный с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, включающую по меньшей мере один компонент ванны, причем электролизер включает:
подину и
боковую стенку, состоящую по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны; и
систему питания, выполненную с возможностью подачи питающего материала, включающего упомянутый по меньшей мере один компонент ванны, в расплавленную ванну электролита таким образом, что упомянутый по меньшей мере один компонент ванны находится в пределах 2% от насыщения,
причем с помощью питающего материала боковая стенка является стабильной в расплавленной ванне электролита.
2. Система по п. 1, в которой ванна включает питающий материал при содержании выше его предела насыщения.
3. Система по п. 1, в которой компонент ванны имеет среднее содержание в ванне в пределах 1% от насыщения.
4. Система по п. 1, в которой степень насыщения компонента ванны составляет по меньшей мере примерно 95% от насыщения.
5. Система по п. 1, в которой степень насыщения компонента ванны составляет не более 100% от насыщения.
6. Система по п. 1, в которой компонент ванны имеет процентное содержание в ванне от насыщения, измеренное в положении рядом с боковой стенкой.
7. Система по п. 6, в которой положение рядом с боковой стенкой дополнительно включает: не более 6 дюймов от стенки.
8. Система, включающая в себя:
корпус электролизера, выполненный с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, включающую глинозем, причем электролизер включает:
подину и боковую стенку, состоящую по существу из глинозема; и
систему питания, выполненную с возможностью подачи включающего глинозем питающего материала в расплавленную ванну электролита таким образом, что содержание глинозема в ванне находится в пределах примерно 10% от насыщения,
причем с помощью такого содержания в ванне боковая стенка является стабильной в расплавленной ванне электролита.
9. Система, включающая в себя:
анод;
катод в отстоящем от анода положении;
ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем ванна имеет химический состав ванны, включающий множество компонентов ванны;
корпус электролизера, включающий:
подину и
по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, при этом боковая стенка состоит по существу из:
по меньшей мере одного компонента ванны, входящего в химический состав ванны,
при этом химический состав ванны включает упомянутый по меньшей мере один компонент ванны в пределах примерно 10% от предела насыщения для этого компонента, так что с помощью химического состава ванны боковая стенка сохраняется на границе раздела боковой стенки и ванны.
10. Электролизер, включающий в себя:
анод;
катод в отстоящем от анода положении;
расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом, имеющую химический состав ванны;
корпус электролизера, включающий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью контактировать с расплавленной ванной электролита и удерживать ее, при этом боковая стенка выполнена из материала, который является компонентом химического состава ванны; и
устройство питания, выполненное с возможностью подачи питания, включающего этот компонент, в расплавленную ванну электролита;
причем с помощью устройства питания химический состав ванны поддерживается на уровне или вблизи насыщения упомянутого компонента, так что боковая стенка остается стабильной в расплавленном солевом электролите.
11. Электролизер, включающий в себя:
анод;
катод в отстоящем от анода положении;
расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны;
корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает:
первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и
вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера,
причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб;
причем желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать этот защитный осадок отдельно от подины электролизера;
причем защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита.
12. Электролизер, включающий в себя:
анод;
катод в отстоящем от анода положении;
расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны;
корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает:
первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и
вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; при этом желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать защитный осадок отдельно от подины электролизера;
причем защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита; и
направляющий элемент, причем направляющий элемент размещен между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки, при этом направляющий элемент разнесен поперечно над желобом, так что направляющий элемент выполнен с возможностью направлять защитный осадок в желоб.
13. Узел, включающий в себя:
боковую стенку электролиза, имеющую первую часть и вторую часть,
причем вторая часть выполнена совмещающейся с первой частью боковой стенки относительно теплоизоляционной футеровки,
и при этом вторая часть боковой стенки выполнена выступающей от боковой стенки в ступенчатой конфигурации,
причем вторая часть боковой стенки имеет верхнюю поверхность и боковую поверхность, которые образуют ступенчатый участок.
14. Узел по п. 13, в котором верхняя поверхность выполнена обеспечивающей планарную поверхность.
15. Узел по п. 13, в котором верхняя поверхность выполнена обеспечивающей скошенную поверхность, причем скошенная поверхность имеет наклон в сторону первой части боковой стенки, чтобы обеспечить с помощью совместного действия первой части боковой стенки и верхней поверхности второй части боковой стенки углубленную область.
16. Узел по п. 13, в котором углубленная область выполнена с возможностью удерживания в ней защитного осадка.
17. Узел по п. 13, в котором основание содержит упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.
18. Узел по п. 13, в котором защитный осадок содержит упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.
19. Узел по п. 13, в котором защитный осадок выступает из желоба вверх до по меньшей мере верхней поверхности ванны электролита.
20. Узел по п. 13, включающий в себя:
направляющий элемент, причем направляющий элемент размещен между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки,
при этом направляющий элемент размещен над основанием желоба, и при этом направляющий элемент выполнен с возможностью направления защитного осадка в желоб.
21. Узел по п. 20, в котором направляющий элемент выполнен из материала, который присутствует в химическом составе ванны, так что с помощью химического состава ванны направляющий элемент сохраняется в расплавленном солевом электролите.
22. Узел по п. 13, в котором основание желоба образовано питающим блоком, причем питающий блок выполнен из материала, выбранного из компонентов, входящих в химический состав ванны, причем с помощью химического состава ванны питающий блок сохраняется в расплавленной солевой ванне.
23. Узел по п. 13, при этом электролизер дополнительно включает питатель, выполненный с возможностью подачи защитного осадка в желоб.
24. Способ, включающий в себя:
пропускание тока между анодом и катодом через расплавленную ванну электролита электролизера,
подачу питающего материала в электролизер для пополнения расплавленной ванны электролита по меньшей мере одним компонентом ванны,
причем подача происходит со скоростью, достаточной для поддержания содержания в ванне упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны в пределах примерно 95% от насыщения; и
с помощью стадии подачи сохранение боковой стенки электролизера, выполненной из материала, включающего упомянутый по меньшей мере один компонент ванны.
25. Способ по п. 24, включающий:
одновременно с первой стадией поддерживание ванны при температуре, не превышающей 960°С, так что боковые стенки электролизеров практически не имеют застывшей настыли.
26. Способ по п. 24, включающий: расходование защитного осадка для подачи ионов металла в ванну электролита.
27. Способ по п. 24, включающий: получение продукта-металла из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны.
Наверх