RU2166007C1

RU2166007C1 - Electrolyzer for production of magnesium electrolyzer

Info

Publication number: RU2166007C1
Application number: RU2000104267A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Фрейдлин; Н.К. Жуланов; Н.А. Белкин; О.А. Рубель
Original assignee: Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод"
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy. SUBSTANCE: electrolyzer is made of enclosure, lining, two electrolytic compartments and collecting cell arranged between them. Cathodes brought through longitudinal wall and graphite-coated anodes brought through bottom of electrolyzer are located in electrolytic compartments. Collecting cell is separated from electrolytic compartments by separating partitions with upper and lower overflow ducts. Partition is composed of modules interconnected by upper edge of cathode with the use of additional modules. Additional modules are positioned opposite to butts of anodes, they are equal to thickness of graphite layer and are joined to modules by locks. Electrolytic compartments are closed by ceiling. EFFECT: unification of modules of separating partition for decreasing specific consumption of energy and to diminish labor input to manufacture of electrolyzer. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения магния электролизом расплавленных солей. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used to produce magnesium by electrolysis of molten salts.

Известен электролизер, включающий металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами, введенными через продольные стенки, анодами с чугунными токоподводами, размещенными в подине, и отделенные от сборной ячейки перегородками с переточными окнами. Футеровка электролизера выполнена из кирпича /Лебедев О. А. Производство магния электролизом. - М.: Металлургия. 1988. С. 196/. Known electrolyzer, including a metal casing, lining, electrolytic compartments with cathodes introduced through the longitudinal walls, anodes with cast-iron current leads, located in the hearth, and separated from the assembly cell by partitions with overflow windows. The lining of the electrolyzer is made of brick / O. A. Lebedev. Production of magnesium by electrolysis. - M.: Metallurgy. 1988.S. 196 /.

Недостатком данной конструкции является размывание потоком электролита швов между кирпичами, особенно сильно это проявляется в разделительной перегородке. В верхней ее части образуются сквозные щели, через которые хлор из электролитических отделений попадает в сборную ячейку, ухудшая тем самым условия обслуживания электролизера, возрастают потери хлора. Кроме того, появление щелей приводит к выпадению кирпичей, что способствует разрушению разделительной перегородки и остановке электролизера на капитальный ремонт. The disadvantage of this design is the erosion of the joints between the bricks by the electrolyte flow, this is especially pronounced in the dividing wall. Through the upper part, through slots are formed, through which chlorine from the electrolytic compartments enters the collection cell, thereby worsening the service conditions of the electrolyzer, the loss of chlorine increases. In addition, the appearance of cracks leads to the loss of bricks, which contributes to the destruction of the dividing wall and stop the cell for major repairs.

Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому изобретению является электролизер для получения магния и хлора - прототип /Патент России N 2084558, опубл. БИ N 20, 1997/. Электролизер включает металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, сборную ячейку, разделительную перегородку, выполненную из отдельных модулей, жестко скрепленные между собой выступом и пазом. Of the known analogues closest to the claimed invention is an electrolyzer for producing magnesium and chlorine - prototype / Patent of Russia N 2084558, publ. BI N 20, 1997 /. The electrolyzer includes a metal casing, a lining, electrolytic compartments with cathodes and anodes, a collection cell, a separation wall made of separate modules, rigidly fastened together by a protrusion and a groove.

Недостаток данной конструкции электролизера заключается в фиксированности расстояния между переточными каналами, т.е. предполагается, что толщина катода и междуэлектродное расстояние на всех строящихся электролизерах неизменны. В действительности толщина катода в процессе эксплуатации уменьшается. На современных бездиафрагменных электролизерах катод используется 10-12 лет и толщина его при этом уменьшается на 15-20 мм, а соответственно возрастает междуэлектродное расстояние, т.е. возрастают напряжение на электродах и расход электроэнергии. Таким образом, требуется изготовление модулей с разными расстояниями между переточными каналами, для чего необходимо большое количество оснастки, что удорожает стоимость капитального ремонта электролизера. The disadvantage of this design of the cell is the fixed distance between the transfer channels, i.e. it is assumed that the cathode thickness and the interelectrode distance on all electrolyzers under construction are unchanged. In fact, the cathode thickness decreases during operation. On modern non-diaphragm electrolyzers, the cathode is used for 10-12 years and its thickness decreases by 15-20 mm, and the interelectrode distance increases accordingly, i.e. Electrode voltage and power consumption increase. Thus, the manufacture of modules with different distances between the transfer channels is required, which requires a large amount of equipment, which increases the cost of the overhaul of the cell.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в унификации модуля разделительной перегородки, что позволит монтировать электролизер с необходимым междуэлектродным расстоянием. Это позволит снизить удельный расход электроэнергии и трудозатраты на изготовление модулей. The invention is aimed at solving the problem of unifying the partition wall module, which will allow to mount the electrolyzer with the necessary interelectrode distance. This will reduce the specific energy consumption and labor costs for the manufacture of modules.

Поставленная задача решается так, что в электролизере, включающем кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, отделенные от сборной ячейки разделительными перегородками с переточными каналами, новым является то, что модули в верхней части перегородки установлены с образованием зазора, в котором размещены дополнительные модули, образующие переточные каналы и установленные напротив торцов анодов. Дополнительные модули выполнены с возможностью съема и перемещения по длине зазора. Модуль перегородки соединен с дополнительным модулем замковым соединением. Размер дополнительного модуля по ширине равен толщине анода. Между дополнительными модулями установлены V-образные переточные каналы. The problem is solved in such a way that in the electrolyzer, including the casing, lining, electrolytic compartments with cathodes and anodes, separated from the assembly cell by dividing partitions with transfer channels, the new thing is that the modules in the upper part of the partition are installed with the formation of a gap in which additional modules forming transfer channels and installed opposite the ends of the anodes. Additional modules are made with the possibility of removal and movement along the length of the gap. The partition module is connected to the additional module by a lock connection. The size of the additional module is equal in width to the thickness of the anode. V-shaped transfer channels are installed between the additional modules.

Изготовление разделительной перегородки из модулей, которые в области переточных каналов соединены дополнительными модулями, установленными напротив анодов, позволит монтировать электролизер с минимальным количеством разновидностей модуля при любом междуэлектродном расстоянии, что позволит снизить расход электроэнергии и снизить трудозатраты на изготовление и установку модулей. The manufacture of a dividing wall from modules that are connected in the area of the transfer channels by additional modules installed opposite the anodes will allow the electrolyzer to be installed with a minimum number of module varieties at any interelectrode distance, which will reduce energy consumption and reduce labor costs for the manufacture and installation of modules.

На фиг.1 изображен поперечный разрез электролизера, на фиг. 2 - продольный вид разделительной перегородки. In Fig.1 shows a cross section of the cell, in Fig. 2 is a longitudinal view of a partition wall.

Электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух электролитических отделений 3 и расположенной между ними сборной ячейки 4. В электролитических отделениях 3 размещены катоды 5, введенные через продольную стенку, и графитированные аноды 6, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка 4 отделена от электролитических отделений 3 разделительными перегородками 7 с верхними 8 и нижними 9 переточными каналами. Перегородка 7 выполнена из модулей 10, образующих между собой зазор 11, в котором размещены съемные, перемещающиеся по зазору модули 12. Дополнительные модули 12 установлены напротив торцов анодов 6, равны толщине анода и соединены с модулями 10 замковым соединением. Электролитические отделения закрыты перекрытиями 13. The electrolyzer consists of a casing 1, a lining 2, two electrolytic compartments 3 and a collection cell 4 located between them. In the electrolytic compartments 3 there are placed cathodes 5 introduced through the longitudinal wall and graphite anodes 6 introduced through the bottom of the electrolyzer. The prefabricated cell 4 is separated from the electrolytic compartments 3 by dividing partitions 7 with the upper 8 and lower 9 transfer channels. The partition 7 is made of modules 10, which form a gap 11 between them, which contains removable, moving along the gap modules 12. Additional modules 12 are installed opposite the ends of the anodes 6, are equal to the thickness of the anode and are connected to the modules 10 by a lock connection. The electrolytic compartments are closed by ceilings 13.

Монтаж перегородки
Разделительная перегородка 7 монтируется следующим образом. Сначала устанавливают модули 10. Затем на них размещают напротив анодов дополнительные модули 12, на которые сверху устанавливают модули 10.Installation of the partition
The partition wall 7 is mounted as follows. First, modules 10 are installed. Then, additional modules 12 are placed on them opposite the anodes, on which modules 10 are mounted on top.

Электролизер работает следующим образом. Процесс электролиза происходит при температуре 680±10^oC. При прохождении постоянного электрического тока через электролит и электроды в электролитическом отделении на катоде выделяется магний, на аноде - хлор. Магний потоком электролита через верхние переточные каналы 8 перегородки выносится в сборную ячейку 4. Пузырьки хлора сепарируются от электролита и отсасываются из под перекрытия 13.The cell operates as follows. The electrolysis process occurs at a temperature of 680 ± 10 ^o C. When a direct current flows through the electrolyte and electrodes in the electrolytic compartment, magnesium is released on the cathode, and chlorine is released on the anode. Magnesium flows through the upper transfer channels 8 of the baffle to the collection cell 4. The chlorine bubbles are separated from the electrolyte and sucked out from under the ceiling 13.

Claims

1. An electrolyzer for producing magnesium and chlorine, including a casing, a lining, electrolytic compartments with anodes and cathodes, a collection cell, dividing walls made of modules, transfer channels, characterized in that the modules in the upper part of the partition are formed with a gap in which additional modules are placed that are capable of removal and movement along the length of the gap, forming transfer channels and installed opposite the ends of the anodes.

2. The electrolyzer for producing magnesium and chlorine according to claim 1, characterized in that the size of the additional module is equal to the thickness of the anode.

3. The electrolyzer for producing magnesium and chlorine according to claim 1 or 2, characterized in that the partition module is connected to the additional module by a lock connection.

4. The electrolyzer for producing magnesium and chlorine according to claim 1, characterized in that V-shaped transfer channels are placed between the additional modules.