Claims (19)
1. Электролизер для электрохимического восстановления порошков и/или гранул оксида металла (как описано здесь), включающий в себя (a) ванну расплавленного электролита; (b) катод в виде элемента, такого как пластина, имеющего верхнюю поверхность для поддерживания порошков и/или гранул оксида металла, который расположен горизонтально или слегка наклонен и имеет передний конец и задний конец и погружен в ванну электролита; (c) поддерживающее катод средство для поддерживания катода сверху ванны электролита и для перемещения катода в электролизере таким образом, чтобы приводить порошки и/или гранулы оксида металла на верхней поверхности катода в движение по направлению к переднему концу катода при одновременном контакте с расплавленным электролитом, в результате чего может протекать электрохимическое восстановление оксида металла по мере того, как порошки и/или гранулы двигаются по направлению к переднему концу; (d) множество анодов, простирающихся в ванну электролита; (e) поддерживающее аноды средство для поддерживания анодов сверху ванны электролита; (f) средство для приложения потенциала между анодами и катодом; (g) средство для подачи порошков и/или гранул оксида металла в ванну электролита таким образом, что порошки и/или гранулы оксида металла могут осаждаться на верхнюю поверхность катода; и (h) средство для удаления по меньшей мере частично электрохимически восстановленных оксидов металлов из ванны электролита.1. An electrolyzer for electrochemical reduction of powders and / or granules of a metal oxide (as described here), including (a) a bath of molten electrolyte; (b) a cathode in the form of an element, such as a plate, having an upper surface for supporting powders and / or granules of a metal oxide, which is horizontally or slightly inclined and has a front end and a rear end and is immersed in an electrolyte bath; (c) cathode-supporting means for supporting the cathode on top of the electrolyte bath and for moving the cathode in the electrolyzer so as to cause metal oxide powders and / or granules on the upper surface of the cathode to move toward the front end of the cathode while contacting the molten electrolyte, in as a result, electrochemical reduction of the metal oxide can occur as the powders and / or granules move toward the front end; (d) a plurality of anodes extending into the electrolyte bath; (e) anode supporting means for supporting the anodes on top of the electrolyte bath; (f) means for applying potential between the anodes and the cathode; (g) means for feeding powders and / or granules of the metal oxide into the electrolyte bath so that the powders and / or granules of the metal oxide can be deposited on the upper surface of the cathode; and (h) means for removing at least partially electrochemically reduced metal oxides from the electrolyte bath.
2. Электролизер по п.1, в котором аноды расположены в виде множества пар над верхней поверхностью катода.2. The electrolyzer according to claim 1, in which the anodes are located in the form of many pairs above the upper surface of the cathode.
3. Электролизер по п.2, в котором имеется множество пар анодов вдоль длины верхней поверхности катода.3. The cell according to claim 2, in which there are many pairs of anodes along the length of the upper surface of the cathode.
4. Электролизер по п.2 или 3, в котором каждый анод выполнен в виде блока из подходящего анодного материала, такого как графит, прикрепленного к концу стержня.4. The cell according to claim 2 or 3, in which each anode is made in the form of a block of a suitable anode material, such as graphite, attached to the end of the rod.
5. Электролизер по п.4, в котором поддерживающее аноды средство включает в себя неподвижную конструкцию и средство для удерживания идущих к этой конструкции анодных стержней выше ванны электролита.5. The electrolyzer according to claim 4, in which the anode supporting means includes a fixed structure and means for holding the anode rods leading to this structure above the electrolyte bath.
6. Электролизер по п.5, в котором средство для удерживания анодных стержней обеспечивает возможность регулирования положения анодных блоков по вертикали вверх или вниз таким образом, что может варьироваться расстояние концов анодных блоков над верхней поверхностью катода.6. The cell according to claim 5, in which the means for holding the anode rods provides the ability to adjust the position of the anode blocks vertically up or down so that the distance of the ends of the anode blocks above the upper surface of the cathode can vary.
7. Электролизер по п.1, в котором поддерживающее катод средство включает в себя7. The cell of claim 1, wherein the cathode-supporting means includes
(a) множество поддерживающих катод элементов, таких как стержни, простирающихся от катода вверх;(a) a plurality of cathode supporting elements, such as rods extending upward from the cathode;
(b) неподвижную конструкцию;(b) a fixed structure;
(c) подвижную конструкцию, поддерживаемую неподвижной конструкцией и способную двигаться относительно неподвижной конструкции, причем эта подвижная конструкция включает в себя средство для удерживания поддерживающих катод элементов таким образом, что катод погружен в ванну электролита; и(c) a movable structure supported by a fixed structure and capable of moving relative to the stationary structure, wherein the movable structure includes means for holding the cathode-supporting elements so that the cathode is immersed in the electrolyte bath; and
(d) средство, связанное с подвижной конструкцией, для перемещения подвижной конструкции с перемещением тем самым катода в электролизере таким образом, чтобы приводить порошки и/или гранулы оксида металла на верхней поверхности катода в движение по направлению к переднему концу катода.(d) means associated with the movable structure, for moving the movable structure, thereby moving the cathode in the cell so as to cause the powders and / or granules of the metal oxide on the upper surface of the cathode to move towards the front end of the cathode.
8. Электролизер по п.7, в котором неподвижная конструкция поддерживающего аноды средства установлена на неподвижной конструкции поддерживающего катод средства.8. The electrolyzer according to claim 7, in which the fixed structure of the supporting anode means is mounted on the fixed structure of the supporting cathode means.
9. Электролизер по п.7, в котором средство для удерживания поддерживающих катод элементов позволяет регулировать положение катода по вертикали вверх или вниз внутри ванны электролита.9. The electrolyzer according to claim 7, in which the means for holding the supporting cathode elements allows you to adjust the position of the cathode vertically up or down inside the electrolyte bath.
10. Электролизер по п.7, в котором поддерживающее катод средство выполнено с возможностью перемещения катода в электролизере таким образом, чтобы приводить порошки и/или гранулы оксида металла на верхней поверхности катодного элемента в движение по верхней поверхности катода в направлениях вперед и назад.10. The electrolyzer according to claim 7, in which the cathode-supporting means is arranged to move the cathode in the electrolyzer so as to cause the powders and / or granules of the metal oxide on the upper surface of the cathode element to move along the upper surface of the cathode in the forward and backward directions.
11. Электролизер по п.1, в котором катод выполнен с возможностью приведения порошков и/или гранул оксида металла в движение на верхней поверхности катода по направлению к переднему концу катода в виде упакованного монослоя порошков и/или гранул.11. The electrolyzer according to claim 1, in which the cathode is configured to bring powders and / or granules of metal oxide in motion on the upper surface of the cathode towards the front end of the cathode in the form of a packed monolayer of powders and / or granules.
12. Электролизер по п.1, в котором оксид металла представляет собой диоксид титана, а электролит представляет собой электролит на основе CaCl2, который содержит CaO в качестве одного из компонентов.12. The electrolyzer according to claim 1, in which the metal oxide is titanium dioxide, and the electrolyte is a CaCl 2 based electrolyte that contains CaO as one of the components.
13. Электролизер по п.1, в котором размер частиц порошков и/или гранул находится в интервале 1-4 мм.13. The electrolyzer according to claim 1, in which the particle size of the powders and / or granules is in the range of 1-4 mm
14. Способ электрохимического восстановления гранул оксида металла, таких как гранулы диоксида титана, в электролизере по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя стадии (a) приложение потенциала электролизера между анодами и катодом, который способен электрохимически восстанавливать оксид металла, подаваемый в ванну расплавленного электролита; (b) непрерывную или полунепрерывную подачу порошков и/или гранул оксида металла в ванну расплавленного электролита таким образом, что эти порошки и/или гранулы осаждаются на верхнюю поверхность катода; (c) приведение порошков и/или гранул оксида металла в движение по верхней поверхности катода по направлению к переднему концу катода при одновременном контакте с расплавленным электролитом, в результате чего протекает электрохимическое восстановление оксида металла по мере того, как порошки или гранулы двигаются по направлению к переднему концу; и (d) непрерывное или полунепрерывное удаление порошков и/или гранул по меньшей мере частично электрохимически восстановленного оксида металла из ванны расплавленного электролита.14. A method for electrochemical reduction of metal oxide granules, such as titanium dioxide granules, in an electrolytic cell according to any one of the preceding claims, comprising the steps of: (a) applying the electrolytic potential between the anodes and the cathode, which is capable of electrochemically reducing the metal oxide supplied to the molten electrolyte bath ; (b) continuously or semi-continuously feeding powders and / or granules of the metal oxide into the bath of molten electrolyte so that these powders and / or granules are deposited on the upper surface of the cathode; (c) bringing the powders and / or granules of the metal oxide in motion along the upper surface of the cathode towards the front end of the cathode while simultaneously contacting the molten electrolyte, resulting in electrochemical reduction of the metal oxide as the powders or granules move towards front end; and (d) continuous or semi-continuous removal of powders and / or granules of at least partially electrochemically reduced metal oxide from a bath of molten electrolyte.
15. Способ по п.14, в котором стадия (b) включает в себя подачу порошков и/или гранул оксида металла в ванну расплавленного электролита таким образом, что эти порошки и/или гранулы образуют монослой на верхней поверхности катода.15. The method according to 14, in which stage (b) includes the supply of powders and / or granules of metal oxide into the bath of molten electrolyte so that these powders and / or granules form a monolayer on the upper surface of the cathode.
16. Способ по п.14 или 15, котором стадия (c) включает в себя приведение порошков и/или гранул оксида металла в движение на верхней поверхности катода по направлению к переднему концу катода в виде упакованного монослоя порошков и/или гранул.16. The method according to 14 or 15, wherein step (c) comprises moving the metal oxide powders and / or granules on the upper surface of the cathode toward the front end of the cathode in the form of a packed monolayer of powders and / or granules.
17. Способ по п.16, в котором стадия (c) включает в себя избирательное перемещение катода таким образом, чтобы приводить порошки и/или гранулы оксида металла на верхней поверхности катода в движение по направлению к переднему концу катода.17. The method according to clause 16, in which stage (c) includes the selective movement of the cathode so as to cause powders and / or granules of metal oxide on the upper surface of the cathode in motion towards the front end of the cathode.
18. Способ по п.17, в котором стадия (c) включает в себя перемещение катода таким образом, чтобы приводить порошки и/или гранулы по всей ширине катода в движение с одинаковой скоростью, так что порошки и/или гранулы имеют по существу одинаковое время пребывания внутри ванны.18. The method according to 17, in which stage (c) includes moving the cathode so as to cause powders and / or granules across the entire width of the cathode to move at the same speed, so that the powders and / or granules have essentially the same time spent inside the bath.
19. Способ по п.13, который включает в себя приложение потенциала электролизера выше потенциала разложения по меньшей мере одного компонента электролита, так что в электролите имеются катионы металла, отличающегося от металла из оксида металла на катоде.19. The method according to item 13, which includes applying the potential of the electrolyzer above the decomposition potential of at least one component of the electrolyte, so that there are metal cations in the electrolyte other than metal from metal oxide at the cathode.