RU2128730C1 - Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units - Google Patents
Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128730C1 RU2128730C1 RU97118771A RU97118771A RU2128730C1 RU 2128730 C1 RU2128730 C1 RU 2128730C1 RU 97118771 A RU97118771 A RU 97118771A RU 97118771 A RU97118771 A RU 97118771A RU 2128730 C1 RU2128730 C1 RU 2128730C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- chamber
- production line
- magnesium
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому способу производства магния и хлора и устройству для его осуществления, т.е. к поточной линии для получения магния и хлора. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to an electrolytic method for the production of magnesium and chlorine and a device for its implementation, i.e. to the production line for magnesium and chlorine.
Известен способ получения магния и хлора в поточной линии и поточная линия для его осуществления (кн. О.А. Лебедев. Производство магния электролизом. М.: Металлургия, 1988. - С. 227-229). Способ включает загрузку хлормагниевого сырья, смешение его с оборотным электролитом и получение обогащенного электролита, который циркулирует в поточной линии и подвергается гравитационной и электрохимической очистке, затем электролитическому разложению с получением хлора, который передают потребителю, и магния, который отделяют от электролита и направляют на дальнейшую переработку, а отработанный электролит разделяют на два потока: один направляют на доизвлечение хлорида магния до содержания его в электролите до 5%, другой - на стадию смешения с сырьем до содержания в нем хлорида магния 20-23%. A known method of producing magnesium and chlorine in a production line and a production line for its implementation (Prince OA Lebedev. Production of magnesium by electrolysis. M.: Metallurgy, 1988. - S. 227-229). The method includes loading the chloromagnesium feedstock, mixing it with a circulating electrolyte and obtaining an enriched electrolyte that circulates in the production line and is subjected to gravitational and electrochemical purification, then electrolytic decomposition to produce chlorine, which is transferred to the consumer, and magnesium, which is separated from the electrolyte and sent for further processing, and the spent electrolyte is divided into two streams: one is directed to additional extraction of magnesium chloride to its content in the electrolyte up to 5%, the other to the stud May mixing with raw materials to the content of magnesium chloride in it 20-23%.
Поточная линия включает агрегат для подготовки сырья, так называемый головной миксер, один и более агрегат для электрохимической очистки обогащенного электролита от примесей, так называемой рафинировочный электролизер, один и более агрегат для электролитического разложения сырья так называемый проточный электролизер, агрегат для разделения магния от электролита, так называемый разделительный миксер, один и более агрегат для доизвлечения хлорида магния из электролита, так называемый хвостовой электролизер. Поточная линия снабжена соединительными и переточными каналами, соединяющими агрегаты в поточной линии, и насосами-дозаторами для перекачивания электролита в поточной линии. The production line includes a unit for the preparation of raw materials, the so-called head mixer, one or more units for electrochemical cleaning of the enriched electrolyte from impurities, the so-called refining electrolyzer, one or more units for electrolytic decomposition of raw materials, the so-called flow electrolyzer, a unit for separating magnesium from an electrolyte, the so-called separation mixer, one or more units for the extraction of magnesium chloride from the electrolyte, the so-called tail electrolyzer. The production line is equipped with connecting and transfer channels connecting the units in the production line, and metering pumps for pumping electrolyte in the production line.
Недостатками такого способа получения магния и хлора и поточной линии для его осуществления являются:
за счет возникновения восходящих вертикальных потоков электролита газами, часть примесей уносится из агрегата для подготовки сырья в агрегат для электрохимической очистки. За счет этого увеличивается количество шлама и доля ручного труда;
при извлечении шлама из рафинировочных электролизеров теряется большое количество электролита, содержащего хлорид магния;
агрегат для подготовки сырья быстро выходит из строя из-за износа анодов и катодов.The disadvantages of this method of producing magnesium and chlorine and the production line for its implementation are:
due to the occurrence of ascending vertical flows of electrolyte by gases, part of the impurities is carried away from the unit for preparing raw materials to the unit for electrochemical cleaning. Due to this, the amount of sludge and the proportion of manual labor increase;
when removing sludge from refining electrolyzers, a large amount of electrolyte containing magnesium chloride is lost;
the unit for the preparation of raw materials quickly fails due to wear of the anodes and cathodes.
Известен способ получения магния и хлора в поточной линии и поточная линия для его осуществления - прототипа (Ветюков М.М., Цыплаков А.М., Школьников С. Н. Электрометаллургия алюминия и магния. Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1987 г. - с. 304-305), включающий централизованную загрузку сырья, смешение сырья с электролитом до 20-24%, очистку электролита от примесей методом отстоя и электрохимической очисткой, электролитическое разложение сырья на хлор, который передают потребителю, и на магний, который отделяют от электролита и направляют на дальнейшую переработку, а отработанный электролит разделяют на два потока: один направляют на дополнительное доизвлечение хлорида магния из электролита до его содержания 4-5% с получением отработанного электролита, другой - в голову процесса на смешение с загружаемым сырьем. В поточной линии установлен постоянный уровень и состав электролита, стабилизирована температура процесса. Данный способ осуществляется в поточной линии, включающей агрегат для подготовки сырья, так называемый головной миксер, один и более агрегат для электрохимической очистки электролита от примесей, так называемый рафинировочный электролизер, один и более агрегат для электролитического разложения хлорида магния, агрегат для разделения магния и электролита, так называемый разделительный миксер, один и более агрегат для доизвлечения хлорида магния, так называемый хвостовой электролизер. Агрегаты соединены между собой соединительными каналами. Циркуляция электролита по поточной линии осуществляется с помощью насосов-дозаторов. A known method of producing magnesium and chlorine in the production line and the production line for its implementation is the prototype (Vetyukov M.M., Tsyplakov A.M., Shkolnikov S.N. Electrometallurgy of aluminum and magnesium. Textbook for high schools. - M .: Metallurgy, 1987 - p. 304-305), including centralized loading of raw materials, mixing raw materials with an electrolyte up to 20-24%, purification of an electrolyte from impurities by the sludge method and electrochemical cleaning, electrolytic decomposition of raw materials into chlorine, which is transferred to the consumer, and magnesium, which is separated from the electrolyte and sent to further processing, and the spent electrolyte is divided into two streams: one is directed to additional retrieval of magnesium chloride from the electrolyte to its content of 4-5% to obtain spent electrolyte, the other to the head of the process for mixing with the feedstock. In the production line, a constant level and composition of the electrolyte is established, the process temperature is stabilized. This method is carried out in a production line, including a unit for preparing raw materials, the so-called head mixer, one or more units for electrochemical cleaning of the electrolyte from impurities, the so-called refining electrolyzer, one or more units for the electrolytic decomposition of magnesium chloride, a unit for the separation of magnesium and electrolyte , the so-called separation mixer, one or more units for the extraction of magnesium chloride, the so-called tail electrolyzer. Units are interconnected by connecting channels. The electrolyte is circulated along the production line using metering pumps.
Недостатками данной технологии и поточной линии являются:
- недостаточно полная очистка электролита от примесей, так как гравитационная и электрохимическая очистка в одном агрегате не позволяет производить более полный отстой примесей из-за постоянной циркуляции его в агрегате и часть шлама переносится в агрегаты для электрохимической очистки. Это приводит к большим затратам для удаления шлама из агрегата и к повышенному расходу электроэнергии. Кроме того, агрегат для подготовки сырья имеет низкий срок службы из-за быстрого износа электродов;
- большой теплоотвод от агрегатов для электролитического разложения сырья, что приводит к повышенному расходу электроэнергии;
- хлор из электролитических отделений попадает через неплотные соединения в перегородке в сборные ячейки; что приводит к потерям магния и к загрязнению окружающей среды;
- неравномерная загрузка сырья приводит к нарушению технологического режима поточной линии, т.е. происходит так называемое "замерзание" соединительных каналов, и тем самым ведет к большим трудозатратам.The disadvantages of this technology and production line are:
- insufficiently complete cleaning of the electrolyte from impurities, since gravitational and electrochemical cleaning in one unit does not allow more complete sedimentation of impurities due to its constant circulation in the unit and part of the sludge is transferred to units for electrochemical cleaning. This leads to high costs for removing sludge from the unit and to increased energy consumption. In addition, the unit for the preparation of raw materials has a low service life due to the rapid wear of the electrodes;
- large heat sink from units for electrolytic decomposition of raw materials, which leads to increased energy consumption;
- chlorine from the electrolytic compartments enters through prefabricated septa into the prefabricated cells; leading to loss of magnesium and environmental pollution;
- uneven loading of raw materials leads to a violation of the technological regime of the production line, i.e. the so-called "freezing" of the connecting channels occurs, and thereby leads to large labor costs.
Уровень техники для агрегатов поточной линии, составляющих единое целое поточной линии. BACKGROUND OF THE INVENTION For production line units constituting a single production line.
Известен агрегат (головной миксер), рабочее пространство которого разделено одной перегородкой на две камеры: камеру для смешивания оборотного электролита с хлормагниевым сырьем и камеру для отстаивания от окиси магния и других твердых взвесей. (Кн. М.А. Эйдензон. Металлургия магния и других металлов. М.: Металлургия, 1974 г. - с. 157-159). Камеры снабжены электродами. A known unit (head mixer), the working space of which is divided by one partition into two chambers: a chamber for mixing the circulating electrolyte with chloromagnesium raw materials and a chamber for settling from magnesium oxide and other solid suspensions. (Prince M.A. Eidenzon. Metallurgy of magnesium and other metals. M: Metallurgy, 1974 - p. 157-159). The cameras are equipped with electrodes.
Недостатками такого агрегата являются:
- часть примесей уносится из агрегата для подготовки сырья в агрегат для электрохимической очистки, за счет циркуляции электролита из-за чего увеличивается количество шлама и доля ручного труда;
- агрегат быстро выходит из строя из-за износа анодов и катодов.The disadvantages of this unit are:
- part of the impurities is carried away from the unit for preparing raw materials to the unit for electrochemical cleaning, due to the circulation of the electrolyte, due to which the amount of sludge and the proportion of manual labor increase;
- the unit quickly fails due to wear of the anodes and cathodes.
Известен агрегат для электрохимической очистки расплава от примесей (рафинировочный электролизер - авт. свид. N 383758, опубл. 23.05.73 г., БИ N 24), выполненный в виде футерованной емкости (стального короба), разделенной одной и более перегородкой (шторой) на одно и более электролитическое отделение, с катодной системой, разделенной внутренними перегородками, с графитовыми анодами, введенными сверху через перекрытие, и на две сборные ячейки. Агрегат снабжен каналами для ввода и вывода электролита и системой для отсоса газов. A known unit for electrochemical purification of the melt from impurities (refining electrolyzer - ed. Certificate. N 383758, publ. 05.23.73, BI N 24), made in the form of a lined tank (steel box), separated by one or more walls (curtain) into one or more electrolytic cells, with a cathode system divided by internal partitions, with graphite anodes introduced from above through the ceiling, and into two prefabricated cells. The unit is equipped with channels for input and output of electrolyte and a system for exhausting gases.
Недостатками данного агрегата являются:
- недостаточная очистка расплава от примесей из-за взаимодействия полученного магния с отходящими газами и получением большого количества окиси магния, а также за счет низкой циркуляции электролита;
- снижается срок службы анодов из-за взаимодействия с отходящими газами;
- большие потери магния за счет снижения направленной циркуляции электролита,
- образование застойных зон в сборной ячейке приводит к переходу магния в твердое состояние и работоспособность электролизера резко ухудшается;
- большие затраты на газоочистку за счет образования газов (хлорида водорода, оксида углерода, диоксида углерода) и за счет этого снижается качество хлора;
- затруднено удаление шлама из сборных ячеек.The disadvantages of this unit are:
- insufficient purification of the melt from impurities due to the interaction of the obtained magnesium with exhaust gases and the receipt of a large amount of magnesium oxide, as well as due to the low circulation of the electrolyte;
- reduced service life of the anodes due to interaction with exhaust gases;
- large losses of magnesium by reducing the directional circulation of the electrolyte,
- the formation of stagnant zones in the collection cell leads to the transition of magnesium into a solid state and the performance of the electrolyzer is sharply worsened;
- high costs of gas cleaning due to the formation of gases (hydrogen chloride, carbon monoxide, carbon dioxide) and due to this the quality of chlorine is reduced;
- it is difficult to remove sludge from prefabricated cells.
Известен электролизер для получения магния (авт. свид. 410128, опубл. 05.01.74 г., БИ N 1), включающий футерованную ванну, разделенную перегородкой на электролитическое отделение, в котором размещены аноды и катоды, и сборную ячейку, в которой в крайней стенке размещен закрытый сверху канал для отсоса смеси воздуха и хлора из сборной ячейки. Сборная ячейка размещена у крайне футерованной стенки и закрыта сверху крышкой. Электролитическое отделение снабжено перекрытием. Known electrolyzer for producing magnesium (ed. Certificate 410128, publ. 05.01.74, BI N 1), including a lined bath, separated by a partition into an electrolytic compartment, which contains anodes and cathodes, and a collection cell, in which the wall has a channel closed at the top for suctioning a mixture of air and chlorine from a collection cell. The prefabricated cell is placed near an extremely lined wall and is closed by a lid on top. The electrolytic compartment is equipped with an overlap.
Недостатками такой конструкции электролизера являются:
- отвод санитарно-технических газов значительно увеличивает теплоотвод электролизера;
- подсос хлора в сборную ячейку значительно ухудшает качество магния за счет взаимодействия хлора и магния.The disadvantages of this design of the electrolyzer are:
- the removal of sanitary gases significantly increases the heat sink of the electrolyzer;
- the intake of chlorine in the collection cell significantly affects the quality of magnesium due to the interaction of chlorine and magnesium.
Известен агрегат для отделения мания от электролита (А.с. 487287, опубл. БИ N 37, 1975 г.), снабженный камерой для обогащения электролита хлоридом магния, которая расположена между камерой для сепарации и камерой для размещения насосов-дозаторов. Камера для обогащения электролита снабжена загрузочным устройством. A known unit for separating mania from the electrolyte (A.S. 487287, publ. BI
Недостатком данной конструкции агрегата является то, что увеличиваются потери хлорида магния с электролитом из агрегатов для доизвлечения хлорида магния из электролита. The disadvantage of this design of the unit is that it increases the loss of magnesium chloride with an electrolyte from the units for the extraction of magnesium chloride from the electrolyte.
Задачами данного изобретения являются:
- создание направленной циркуляции электролита в поточной линии;
- повышение степени очистки электролита от примесей и в конечном итоге улучшение качества товарного магния;
- стабилизация температурного режима в агрегатах поточной линии, что приведет к повышению выхода магния по току и снижению удельного расхода электроэнергии, сырья и трудозатрат.The objectives of this invention are:
- the creation of directional circulation of the electrolyte in the production line;
- increasing the degree of purification of the electrolyte from impurities and ultimately improving the quality of salable magnesium;
- stabilization of the temperature regime in the units of the production line, which will increase the current output of magnesium and reduce the specific consumption of electricity, raw materials and labor.
Данная задача решается тем, что в способе получения магния и хлора в поточной линии, состоящем из стадии подготовки сырья, включающей загрузку хлормагниевого сырья, смешение его с оборотным электролитом с получением обогащенного электролита, который циркулирует в поточной линии, из стадии гравитационной и электрохимической очистки, из стадии электролитического разложения сырья на хлор, который передают потребителю, и на магний, который направляют на стадию разделения, где магний отделяют от оборотного электролита и направляют на дальнейшую переработку, а электролит разделяют на два потока, первый направляют на стадию подготовки сырья, а второй - на стадию доизвлечения хлорида магния с получением отработанного электролита; из стадии выборки и/или переработки шламоэлектролитной смеси; новым является то, что загрузку сырья осуществляют равномерно через равные промежутки времени, стадию электролитического разложения ведут в герметичном пространстве, поддерживая постоянный объем санитарно-технических газов, температуру электролита на стадии электролитического разложения сырья постепенно повышают от начала процесса до его конца, а количество оборотного электролита периодически изменяют за счет скорости циркуляции. This problem is solved by the fact that in the method of producing magnesium and chlorine in a production line, consisting of the stage of preparation of the raw material, which includes loading the magnesium chloride feed, mixing it with a circulating electrolyte to obtain an enriched electrolyte that circulates in the production line, from the stage of gravitational and electrochemical cleaning, from the stage of electrolytic decomposition of raw materials into chlorine, which is transferred to the consumer, and to magnesium, which is sent to the separation stage, where magnesium is separated from the circulating electrolyte and sent to the far yshuyu processing, and the electrolyte is separated into two streams, a first step directed to the preparation of raw materials, and the second - on the additional recovery step of magnesium chloride to obtain a spent electrolyte; from the stage of sampling and / or processing of the sludge electrolyte mixture; new is that the loading of raw materials is carried out uniformly at regular intervals, the stage of electrolytic decomposition is carried out in a sealed space, maintaining a constant volume of sanitary gases, the temperature of the electrolyte at the stage of electrolytic decomposition of raw materials is gradually increased from the beginning of the process to its end, and the amount of circulating electrolyte periodically change due to the speed of circulation.
Кроме того, загрузку сырья осуществляют в количестве, определяемом по формуле
где
PMg - количество магния, полученного за последние сутки, т;
C2 и C1 - концентрация хлорида магния в электролите, средняя по всем агрегатам за последние и предыдущие сутки, %
4,16 - расходный коэффициент уд. расхода хлорида магния, т/т
5 - доля массы электролита, находящегося в поточной линии в пересчете на 1%;
Кроме того, объем санитарно-технических газов в герметичном пространстве поддерживают в количестве менее 400 Нм3/час с электролизера.In addition, the loading of raw materials is carried out in an amount determined by the formula
Where
P Mg - the amount of magnesium obtained in the last day, t;
C 2 and C 1 - the concentration of magnesium chloride in the electrolyte, the average for all aggregates for the last and previous days,%
4.16 - expenditure ratio beats. magnesium chloride consumption, t / t
5 - the proportion of the mass of electrolyte located in the production line in terms of 1%;
In addition, the volume of sanitary gases in the sealed space is maintained in an amount of less than 400 Nm 3 / h from the electrolyzer.
Кроме того, температуру электролита на стадии электролитического разложения сырья от начала процесса до его конца повышают выше 680oC.In addition, the temperature of the electrolyte at the stage of electrolytic decomposition of raw materials from the beginning of the process to its end is raised above 680 o C.
Кроме того, скорость циркуляции оборотного электролита изменяют от 100 т/час до 15 т/час. In addition, the circulation rate of the circulating electrolyte is changed from 100 t / h to 15 t / h.
Кроме того, содержание окиси магния в обогащенном электролите, поступающего на стадию электрохимической очистки, поддерживают 0,04 - 0,14%, а содержание хлорида магния - более 15%. In addition, the content of magnesium oxide in the enriched electrolyte entering the stage of electrochemical purification is supported by 0.04 - 0.14%, and the content of magnesium chloride is more than 15%.
Кроме того, часть оборотного электролита после стадии разделения с магнием подают на разбавление обогащенного электролита на стадии электрохимической очистки. In addition, part of the circulating electrolyte after the separation stage with magnesium is fed to the dilution of the enriched electrolyte at the stage of electrochemical purification.
Кроме того, электролит вводят периодически. In addition, the electrolyte is administered periodically.
Кроме того, соотношение объемов потока электролита, подаваемого на разбавление на стадию электрохимической очистки, и потока электролита, обогащенного хлоридом магния, поддерживают равным 1:4 - 1:2. In addition, the ratio of the volume of the flow of electrolyte supplied to the dilution at the stage of electrochemical purification, and the flow of the electrolyte enriched in magnesium chloride, is maintained equal to 1: 4 - 1: 2.
Кроме того, плотность тока на стадии электролитического разложения поддерживают постоянный в пределах 0,2 - 0,3 А/см3.In addition, the current density at the stage of electrolytic decomposition maintain a constant in the range of 0.2 - 0.3 A / cm 3 .
Кроме того, после отделения магния на стадии разделения, периодически в оборотный электролит подгружают обезвоженное хлормагниевое сырье в твердом или расплавленном состоянии. In addition, after the separation of magnesium at the separation stage, periodically, dehydrated chloromagnesium raw materials are loaded into the circulating electrolyte in a solid or molten state.
Кроме того, обезвоженное хлормагниевое сырье подгружают в количестве 10-30% от всего сырья, загружаемого в поточную линию. In addition, dehydrated chloromagnesium raw materials are loaded in an amount of 10-30% of all raw materials loaded into the production line.
Кроме того, сырье подгружают до концентрации хлорида магния в электролите в пределах 10-15%. In addition, the raw materials are loaded to a concentration of magnesium chloride in the electrolyte in the range of 10-15%.
Кроме того, выход отработанного электролита рассчитывают по формуле
Pоэ = 0,525 Pк,
где Pк - масса загруженного в поточную линию хлормагниевого сырья;
0,525 - расчетный коэффициент;
Кроме того, концентрацию хлорида магния на стадии доизвелечения хлорида магния в первом по направлению движения электролита агрегате для доизвлечения хлорида магния определяют по концентрации хлорида магния в последнем по направлению движения электролита агрегате электролитического разложения сырья минус поправочный коэффициент, равный 1,0 - 1,5; а концентрацию хлорида магния во втором по направлению движения электролита агрегате для доизвлечения хлорида магния определяют по концентрации хлорида магния в последнем по направлению движения электролита агрегате электролитического разложения сырья минус поправочный коэффициент 2,0 - 3,0.In addition, the yield of spent electrolyte is calculated by the formula
P oe = 0.525 P to ,
where P to - the mass loaded in the production line of chloromagnesium raw materials;
0.525 is the calculated coefficient;
In addition, the concentration of magnesium chloride at the stage of additional recovery of magnesium chloride in the first unit in the direction of movement of the electrolyte for the extraction of magnesium chloride is determined by the concentration of magnesium chloride in the last unit in the direction of movement of the electrolyte electrolytic decomposition of raw materials minus a correction factor equal to 1.0 - 1.5; and the concentration of magnesium chloride in the second unit in the direction of movement of the electrolyte for the recovery of magnesium chloride is determined by the concentration of magnesium chloride in the last in the direction of movement of the electrolyte unit of electrolytic decomposition of raw materials minus a correction factor of 2.0 - 3.0.
Поставленная задача решается также тем, что в поточной линии для получения магния и хлора, включающей: агрегат для подготовки сырья, выполненный в виде футерованной емкости, разделенной по меньшей мере одной перегородкой на по меньшей мере две камеры: камеру смешения, снабженную патрубком для подачи оборотную электролита и патрубком для загрузки хлормагниевого сырья, и камеру отстоя; агрегат для электрохимической очистки, так называемый рафинировочный электролизер, выполненный в виде футерованной емкости, в котором размещены по меньшей мере одно электролитическое отделение с установленными в нем катодами и анодами, закрепленными сверху в перекрытии, и по меньшей мере одна сборная ячейка, отделения от электролитического отделения по меньшей мере одной перегородкой; один и более агрегат для электролитического разложения сырья, выполненный в виде футерованной емкости, в которой размещены по меньшей мере одно электролитическое отделение, где установлены аноды и катоды; по меньшей мере одна сборная ячейка, закрытая крышкой и отделенная от электролитического отделения по меньшей мере одной перегородкой с переточными окнами, система отвода санитарно-технических газов и коллектор для отвода хлора; агрегат для разделения электролита и магния, выполненный в виде футерованной емкости, разделенной по меньшей мере одной перегородкой с переточными окнами на по меньшей мере две камеры; камеру сепарации с колоколом-копильником и камеру для предварительного обогащения электролита, снабженную загрузочным устройством; один и более агрегат для доизвлечения хлорида магния из электролита, выполненный в виде футерованной емкости, в которой размещено по меньшей мере одно электролитическое отделение, в котором размещены аноды и катоды, и по меньшей мере одна сборная ячейка, отделенная от электролитического отделения по меньшей мере одной перегородкой; переточные и соединительные каналы и насосы-дозаторы для циркуляции электролита в поточной линии, новым является то, что камера отстоя агрегата для подготовки сырья соединена посредством канала со сборной ячейкой первого по направлению движения электролита агрегата для электрохимической очистки, сборная ячейка первого по направлению движения электролита агрегата соединена со сборной ячейкой последующего агрегата для электрохимической очистки; сборная ячейка последнего агрегата соединена со сборной ячейкой первого по направлению движения электролита агрегата для электролитического разложения сырья, а сборная ячейка последнего агрегата для электролитического разложения сырья соединена с камерой для сепарации агрегата для разделения электролита и магния. The problem is also solved by the fact that in the production line for producing magnesium and chlorine, including: a unit for the preparation of raw materials, made in the form of a lined tank, divided by at least one partition into at least two chambers: a mixing chamber equipped with a return pipe an electrolyte and a nozzle for loading chlorine-magnesium raw materials, and a sludge chamber; an assembly for electrochemical cleaning, the so-called refining electrolyzer, made in the form of a lined tank, in which at least one electrolytic compartment is installed with cathodes and anodes installed in it, fixed at the top in the ceiling, and at least one collection cell, compartments from the electrolytic compartment at least one septum; one or more units for the electrolytic decomposition of raw materials, made in the form of a lined tank, in which at least one electrolytic compartment is placed where anodes and cathodes are installed; at least one prefabricated cell, closed by a lid and separated from the electrolytic compartment by at least one partition with transfer windows, a system for removing sanitary gases and a collector for removing chlorine; an unit for separating electrolyte and magnesium, made in the form of a lined tank, separated by at least one partition with transfer windows into at least two chambers; a separation chamber with a bell-collector and a chamber for preliminary enrichment of the electrolyte, equipped with a loading device; one or more units for the extraction of magnesium chloride from the electrolyte, made in the form of a lined tank, which houses at least one electrolytic compartment, which houses the anodes and cathodes, and at least one collection cell, separated from the electrolytic compartment of at least one a partition; transfer and connecting channels and metering pumps for circulation of the electrolyte in the production line, the new fact is that the sludge chamber of the unit for preparing raw materials is connected via a channel to the collection cell of the first electrochemical cleaning unit in the direction of electrolyte movement, the collection cell of the first unit in the direction of electrolyte movement connected to the collection cell of the subsequent unit for electrochemical cleaning; the collection cell of the last unit is connected to the collection cell of the first electrolytic decomposition unit in the direction of electrolyte movement of the raw material, and the collection cell of the last unit for electrolytic decomposition of raw materials is connected to the chamber for separating the unit for separating the electrolyte and magnesium.
Кроме того, агрегат для подготовки сырья дополнительно снабжен по меньшей мере одной камерой для переработки шламоэлектролитной смеси, отделенной от камеры смешения перегородкой. In addition, the unit for the preparation of raw materials is additionally equipped with at least one chamber for processing the sludge-electrolyte mixture, separated from the mixing chamber by a partition.
Кроме того, перегородки в агрегате установлены перпендикулярно. In addition, the partitions in the unit are installed perpendicularly.
Кроме того, перегородки снабжены переточными окнами, сообщающими между собой камеру смешения с камерой отстоя и камеру смешения с камерой для переработки шламоэлектролитной смеси. In addition, the partitions are equipped with overflow windows communicating with each other a mixing chamber with a sludge chamber and a mixing chamber with a chamber for processing the sludge-electrolyte mixture.
Кроме того, переточные окна перегородки, разделяющей камеру смещения от камеры для переработки шламоэлектролитной смеси, расположены ниже уровня электролита на расстоянии более 200 мм. In addition, the overflow windows of the partition dividing the displacement chamber from the chamber for processing the sludge-electrolyte mixture are located below the electrolyte at a distance of more than 200 mm.
Кроме того, первый по направлению движения электролита агрегат для электрохимической очистки разделен по меньшей мере одной дополнительной перегородкой на по меньшей мере две камеры: камеру для электрохимической очистки и камеру для электролиза. In addition, the first electrochemical cleaning unit in the direction of movement of the electrolyte is divided by at least one additional partition into at least two chambers: a chamber for electrochemical cleaning and a chamber for electrolysis.
Кроме того, дополнительная перегородка установлена перпендикулярно перегородке, разделяющей электролитическое отделение от сборной ячейки камеры электролиза. In addition, an additional partition is installed perpendicular to the partition separating the electrolytic compartment from the assembly cell of the electrolysis chamber.
Кроме того, дополнительная перегородка снабжена по меньшей мере одним переточным окном, соединяющим электролитическое отделение камеры электрохимической очистки с электролитическим отделением камеры электролиза. In addition, the additional partition is provided with at least one transfer window connecting the electrolytic compartment of the electrochemical cleaning chamber with the electrolytic compartment of the electrolysis chamber.
Кроме того, переточное окно перегородки, разделяющей электролитическое отделение камеры электрохимической очистки от электролитического отделения камеры электролиза, расположено ниже верхней кромки катода на расстоянии более 100 мм. In addition, the transfer window of the partition separating the electrolytic compartment of the electrochemical cleaning chamber from the electrolytic compartment of the electrolysis chamber is located below the upper edge of the cathode at a distance of more than 100 mm.
Кроме того, дополнительная перегородка выполнена сплошной со стороны сборных ячеек. In addition, the additional partition is made continuous from the side of the precast cells.
Кроме того, переточные окна в перегородке, разделяющей электролитическое отделение от сборной ячейки камеры электролиза, размещены от верхней кромки катода на расстоянии более 0,06 метра. In addition, overflow windows in the partition dividing the electrolytic compartment from the collecting cell of the electrolysis chamber are located at a distance of more than 0.06 meters from the upper edge of the cathode.
Кроме того, сборная ячейка камеры электролиза выполнена больше сборной ячейки камеры электрохимической очистки по ширине в 1,1-2,0 раза. In addition, the prefabricated cell of the electrolysis chamber is larger than the prefabricated cell of the electrochemical cleaning chamber by a width of 1.1-2.0 times.
Кроме того, перекрытие камеры электрохимической очистки выполнено в виде рамы из огнеупорного материала, в которой размещены по меньшей мере в один раз отверстия с попарно установленными в них графитовыми анодами. In addition, the overlap of the electrochemical cleaning chamber is made in the form of a frame of refractory material, in which holes are placed at least once with graphite anodes installed in pairs in them.
Кроме того, крышка сборной ячейки агрегата для электролитического разложения сырья выполнена в виде сферы, диаметр которой больше ширины сборной ячейки, а по периметру крышки уложен слой из теплоизоляционного материала. In addition, the cover of the assembly cell of the unit for electrolytic decomposition of raw materials is made in the form of a sphere whose diameter is greater than the width of the assembly cell, and a layer of heat-insulating material is laid along the perimeter of the cover.
Кроме того, в качестве слоя из теплоизоляционного материала использован измельченный отработанный электролит с добавкой фтористого кальция. In addition, a crushed spent electrolyte with the addition of calcium fluoride was used as a layer of heat-insulating material.
Кроме того, электролитическое отделение агрегата для электролитического разложения сырья снабжено перекрытием из жаростойкого бетона, на которое уложены слой из теплоизоляционного материала, чугунные плиты и слой из огнеупорного материала. In addition, the electrolytic compartment of the unit for the electrolytic decomposition of raw materials is equipped with a ceiling made of heat-resistant concrete, on which a layer of heat-insulating material, cast-iron plates and a layer of refractory material are laid.
Кроме того, в качестве слоя из теплоизоляционного материала использован измельченный отработанный электролит с добавкой фтористого кальция, а в качестве слоя из огнеупорного материала - шамот. In addition, crushed spent electrolyte with the addition of calcium fluoride was used as a layer of heat-insulating material, and chamotte was used as a layer of refractory material.
Кроме того, верхние кромки анодов агрегата электролитического разложения сырья размещены выше верхней кромки катодов на 60-200 мм. In addition, the upper edges of the anodes of the electrolytic decomposition unit of raw materials are placed above the upper edge of the cathodes by 60-200 mm.
Кроме того, агрегат для разделения электролита и магния дополнительно снабжен камерой для осветленного электролита. In addition, the unit for separating electrolyte and magnesium is additionally equipped with a chamber for clarified electrolyte.
Кроме того, камера для осветленного электролита отделена от камеры предварительного обогащения перегородкой. In addition, the chamber for clarified electrolyte is separated from the pre-enrichment chamber by a partition.
Кроме того, перегородка выполнена сплошной. In addition, the partition is solid.
Кроме того, камера для осветленного расплава и камера для предварительного обогащения электролита размещены напротив переточных окон перегородки, отделяющей камеру для сепарации магния от электролита. In addition, the chamber for clarified melt and the chamber for preliminary enrichment of the electrolyte are placed opposite the transfer windows of the partition separating the chamber for the separation of magnesium from the electrolyte.
Кроме того, перегородки в агрегате установлены перпендикулярно. In addition, the partitions in the unit are installed perpendicularly.
Кроме того, камера для предварительного обогащения электролита агрегата для отделения магния от электролита соединена посредством канала с камерой смешения агрегата подготовки сырья. In addition, the chamber for preliminary enrichment of the electrolyte of the unit for separating magnesium from the electrolyte is connected via a channel to the mixing chamber of the raw material preparation unit.
Кроме того, камера для осветленного электролита соединена посредством каналов со сборной ячейкой агрегат для доизвлечения хлористого магния и со сборной ячейкой второго по направлению движения электролита агрегата для электрохимической очистки. In addition, the chamber for the clarified electrolyte is connected through channels to a collection cell of a unit for additional extraction of magnesium chloride and to a collection cell of a second unit for electrochemical cleaning in the direction of movement of the electrolyte.
Кроме того, насосы-дозаторы размещены в камере для предварительного обогащения электролита и в камере для осветленного электролита агрегата для отделения магния от электролита. In addition, metering pumps are placed in the chamber for preliminary enrichment of the electrolyte and in the chamber for the clarified electrolyte of the unit for separating magnesium from the electrolyte.
Кроме того, последний по направлению движения электролита агрегат для доизвлечения хлористого магния из электролита снабжен по меньшей мере одной камерой для отработанного электролита, отделенной перегородкой от электролитического отделения и сборной ячейки агрегата. In addition, the last unit in the direction of movement of the electrolyte for the extraction of magnesium chloride from the electrolyte is equipped with at least one chamber for spent electrolyte, separated by a partition from the electrolytic compartment and the assembly cell of the unit.
Кроме того, камера для отработанного электролита выполнена в виде емкости, футерованной огнеупорным материалом и закрытой сверху перекрытием. In addition, the chamber for spent electrolyte is made in the form of a container lined with refractory material and closed with a ceiling on top.
Кроме того, перегородка снабжена по меньшей мере одним переточным окном, соединяющим камеру для отработанного электролита с электролитическим отделением. In addition, the partition is provided with at least one transfer window connecting the spent electrolyte chamber to the electrolytic compartment.
Кроме того, переточное окно перегородки расположено ниже уровня верхней кромки катода на расстоянии более 100 мм. In addition, the transfer window of the partition is located below the level of the upper edge of the cathode at a distance of more than 100 mm.
Кроме того, камера для отработанного электролита соединена посредством канала с камерой смешения агрегата для подготовки сырья. In addition, the chamber for spent electrolyte is connected through a channel to the mixing chamber of the unit for the preparation of raw materials.
Кроме того, камера для отработанного электролита снабжена по меньшей мере одним патрубком для выгрузки шламоэлектролитной смеси, размещенным в перекрытии. In addition, the chamber for the spent electrolyte is equipped with at least one pipe for unloading the sludge-electrolyte mixture, placed in the ceiling.
Кроме того, соединительные каналы между агрегатами для электролитического разложения сырья расположены горизонтально на одном уровне. In addition, the connecting channels between the units for the electrolytic decomposition of raw materials are located horizontally at the same level.
Кроме того, переточные и соединительные каналы выполнены в виде кожуха, футерованного изнутри огнеупорным материалом, и снабжены крышками, закрытыми по периметру слоем из теплоизоляционного материала. In addition, the overflow and connecting channels are made in the form of a casing lined with refractory material from the inside and are equipped with lids closed around the perimeter with a layer of heat-insulating material.
Загрузка сырья равномерно через равные промежутки времени и в количестве, определяемого из расчетной формулы, позволяет исключить образование холодных зон, что в конечном итоге ведет к стабильной работе всей поточной линии. The loading of raw materials evenly at regular intervals and in an amount determined from the calculation formula eliminates the formation of cold zones, which ultimately leads to the stable operation of the entire production line.
Проведение стадии электролитического разложения в герметичном режиме, с поддержанием постоянного объема санитарно-технических газов в количестве, равном менее 400 Нм3/час, позволяет уменьшить теплоотвод от электролизеров и тем самым снизить удельный расход электроэнергии. Кроме того, исключается подсос хлора в сборные ячейки и тем самым уменьшается возможность его взаимодействия с магнием; что в конечном итоге приводит к повышению выхода по току магния.Carrying out the stage of electrolytic decomposition in a sealed mode, while maintaining a constant volume of sanitary gases in an amount equal to less than 400 Nm 3 / h, allows you to reduce the heat sink from the electrolytic cells and thereby reduce the specific energy consumption. In addition, elimination of chlorine inflow into prefabricated cells and thereby reduces the possibility of its interaction with magnesium; which ultimately leads to an increase in the current efficiency of magnesium.
Постепенное повышение температуры электролита от начала электролитического разложения хлористого магния до его конца до температуры выше 680oC позволяет исключить образование застойных зон в поточной линии и создать направленную циркуляцию электролита. Это объясняется тем, что по мере продвижения в электролизерах поточной линии электролит обедняется хлористым магнием и это приводит к снижению температуры кристаллизации и образованию застойных зон, которые препятствуют продвижению электролита в поточной линии.A gradual increase in the temperature of the electrolyte from the beginning of the electrolytic decomposition of magnesium chloride to its end to a temperature above 680 o C eliminates the formation of stagnant zones in the production line and create a directed circulation of the electrolyte. This is explained by the fact that, as the production line moves in the electrolysis cells, the electrolyte is depleted in magnesium chloride and this leads to a decrease in the crystallization temperature and the formation of stagnant zones that impede the advancement of the electrolyte in the production line.
Регулирование температуры электролита путем изменения отвода количества санитарно-технических газов также приводит к стабилизации температурного режима в поточной линии и тем самым позволяет стабилизировать процесс электролиза. Regulation of the temperature of the electrolyte by changing the discharge of the amount of sanitary gases also leads to stabilization of the temperature regime in the production line and thereby stabilizes the electrolysis process.
Количество оборотного электролита изменяют периодически за счет скорости циркуляции электролита в поточной линии от 100 до 15 т/час. Это позволяет создать непрерывную циркуляцию электролита в поточной линии, исключить образование застойных зон в каналах и тем самым повысить производительность поточной линии. При меньшей скорости произойдет уменьшение концентрации хлорида магния в электролите, что в конечном итоге уменьшит выход магния по току, при большей скорости циркуляции ухудшится вынос магния из электролитических отделений из-за встречных потоков. The amount of circulating electrolyte is changed periodically due to the rate of circulation of the electrolyte in the production line from 100 to 15 t / h. This allows you to create a continuous circulation of electrolyte in the production line, to eliminate the formation of stagnant zones in the channels and thereby increase the productivity of the production line. At a lower speed, there will be a decrease in the concentration of magnesium chloride in the electrolyte, which will ultimately reduce the current output of magnesium, and at a higher circulation rate, the removal of magnesium from the electrolytic compartments will deteriorate due to oncoming flows.
Электролит, поступающий на электрохимическую очистку в рафинировочный электролизер с содержанием окиси магния 0,04 - 0,14% и хлорида магния более 15%, позволяет уменьшить содержание шлама в агрегате для электрохимической очистки и тем самым повысить его производительность. The electrolyte supplied to the refining electrolyzer with a magnesium oxide content of 0.04 - 0.14% and magnesium chloride more than 15%, allows to reduce the sludge content in the unit for electrochemical cleaning and thereby increase its productivity.
Часть оборотного электролита подают в агрегат для электрохимической очистки на разбавление обогащенного электролита периодически и в соотношении объема равных 1:4 - 1:2 для стабилизации температурного и концентрационного режимов в агрегатах. Part of the circulating electrolyte is fed to the electrochemical purification unit to dilute the enriched electrolyte periodically and in a volume ratio of 1: 4 - 1: 2 to stabilize the temperature and concentration conditions in the units.
Плотность тока в агрегатах для электролитического разложения поддерживают равным 0,2 - 0,3 А/см2 для того, чтобы уменьшить расход электроэнергии и создать постоянный температурный режим.The current density in the units for electrolytic decomposition is maintained equal to 0.2 - 0.3 A / cm 2 in order to reduce energy consumption and create a constant temperature regime.
Подгрузка в оборотный электролит обезвоженного хлормагниевого сырья в твердом или расплавленном состоянии в количестве 10-30% от общей загрузки сырья до концентрации хлорида магния в электролите в пределах 10-15% позволяет исключить застывание электролита и тем самым создать постоянную циркуляцию электролита из агрегата для разделения магния и электролита в агрегат для подготовки сырья. При меньшей подгрузке уменьшиться температура электролита и произойдет его застывание. The loading into the circulating electrolyte of dehydrated chloromagnesium raw materials in the solid or molten state in the amount of 10-30% of the total feed load to the concentration of magnesium chloride in the electrolyte in the range of 10-15% allows to eliminate the solidification of the electrolyte and thereby create a constant circulation of the electrolyte from the magnesium separation unit and electrolyte in the unit for the preparation of raw materials. With less load, the temperature of the electrolyte decreases and it freezes.
Расчетное количество выхода отработанного электролита позволяет поддерживать постоянный уровень электролита в поточной линии и тем самым создать стабилизированный режим работы поточной линии. The estimated quantity of the output of the spent electrolyte allows you to maintain a constant level of electrolyte in the production line and thereby create a stable mode of operation of the production line.
Расчетное количество концентрации хлорида магния в агрегатах для доизвлечения хлорида магния в зависимости от концентрации хлорида магния в последнем электролизере стадии электролитического разложения сырья позволяет поддерживать постоянную концентрацию хлорида магния в отработанном электролите и рассчитать его выход. The calculated amount of the concentration of magnesium chloride in the units for the extraction of magnesium chloride depending on the concentration of magnesium chloride in the last electrolytic stage of the electrolytic decomposition of raw materials allows you to maintain a constant concentration of magnesium chloride in the spent electrolyte and calculate its output.
Последовательное расположение агрегата в поточной линии и соединение с помощью каналов камеры отстоя агрегата для подготовки сырья со сборной ячейкой первого по направлению движения электролита агрегата для электрохимической очистки; сборной ячейки первого агрегата со сборной ячейкой второго агрегата для электрохимической очисти; сборной ячейки последнего агрегата электрохимической очистки со сборной ячейкой первого по направлению движения агрегата для электролитического разложения сырья и последнего агрегата с камерой сепарации агрегата для разделения магния и электролита позволяет создать направленную циркуляцию электролита в поточной линии и тем самым создать условия работоспособности поточной линии. The serial arrangement of the unit in the production line and the connection using the channels of the sludge chamber of the unit to prepare the raw materials with the collection cell of the first electrochemical cleaning unit in the direction of electrolyte movement; prefabricated cell of the first unit with a prefabricated cell of the second unit for electrochemical treatment; the collection cell of the last electrochemical cleaning unit with the collection cell of the first unit in the direction of movement of the unit for electrolytic decomposition of raw materials and the last unit with a separation chamber of the unit for separation of magnesium and electrolyte allows you to create a directed circulation of the electrolyte in the production line and thereby create working conditions of the production line.
Снабжение агрегата для подготовки сырья дополнительной камерой для переработки шламоэлектролитной смеси и размещение перегородок в агрегате перпендикулярно и с переточными окнами позволяет уменьшить перенос шлама в агрегат для электрохимической очистки и тем самым повысить степень очистки электролита от примесей. The supply of the unit for the preparation of raw materials with an additional chamber for processing the sludge-electrolyte mixture and the placement of partitions in the unit perpendicularly and with overflow windows can reduce the transfer of sludge to the unit for electrochemical cleaning and thereby increase the degree of purification of the electrolyte from impurities.
Разделение агрегата для электрохимической очистки дополнительной вертикальной перегородкой, перпендикулярной основным перегородкам и снабженной переточными окнами со стороны электролитических отделений, с образованием двух камер - камеры электрохимической очистки и камеры для электролиза, препятствует прохождению крупных частиц в другие камеры и тем самым улучшить качество электролита. The separation of the unit for electrochemical cleaning with an additional vertical partition perpendicular to the main partitions and equipped with transfer windows from the side of the electrolytic compartments, with the formation of two chambers - an electrochemical cleaning chamber and an electrolysis chamber, prevents the passage of large particles into other chambers and thereby improve the quality of the electrolyte.
Кроме того, выполнение сборной ячейки камеры электрохимической очистки в 1,1 - 2,0 раза меньше сборной ячейки камеры электролиза позволяет увеличить полезный объем камеры и тем самым увеличить время переработки расплава постоянным током, что в конечном итоге приведет к улучшению качества электролита и магния. In addition, the implementation of the prefabricated cell of the electrochemical cleaning chamber is 1.1 - 2.0 times smaller than the prefabricated cell of the electrolysis chamber, which makes it possible to increase the useful volume of the chamber and thereby increase the processing time of the melt by direct current, which will ultimately lead to an improvement in the quality of electrolyte and magnesium.
Размещение переточных окон в перегородке агрегата выше на 0,06 м от верхней кромки катода позволяет создать направленную циркуляцию электролита из электролитических отделений в сборные ячейки. The placement of the transfer windows in the partition of the unit above 0.06 m from the upper edge of the cathode allows you to create a directed circulation of the electrolyte from the electrolytic compartments to the prefabricated cells.
Выполнение перекрытия камеры электрохимической очистки в виде рамы из огнеупорного материала, в которой размещены по меньшей мере в один ряд отверстия с попарно установленными графитированными анодами позволяет уменьшить вынос отходящих газов в атмосферу цеха, создать стабильный температурный режим работы агрегата и тем самым повысить степень очистки электролита и магния от примесей. The overlapping of the electrochemical cleaning chamber in the form of a frame made of refractory material, in which at least one row of openings with graphite anodes are placed in pairs, reduces the exhaust gases to the workshop atmosphere, creates a stable temperature mode of the unit, and thereby increase the degree of electrolyte purification and magnesium from impurities.
Выполнение крышки сборной ячейки агрегата электролитического разложения сырья в виде сферы, диаметр которой больше ширины сборной ячейки позволяет повысить срок службы крышки и тем самым уменьшить материальные затраты и снизить тепловые потери. The implementation of the cover of the assembly cell of the electrolytic decomposition unit of the raw material in the form of a sphere whose diameter is greater than the width of the assembly cell allows to increase the service life of the cover and thereby reduce material costs and reduce heat loss.
Нанесение теплоизоляционного материала на периметр крышки сборной ячейки и на перекрытия электролитических отделений позволяет создать стабильный температурный режим в агрегатах и герметизацию ячейки. The application of heat-insulating material on the perimeter of the cover of the collection cell and on the overlap of the electrolytic compartments allows you to create a stable temperature regime in the units and sealing the cell.
Размещение верхних кромок анодов электролитических отделений агрегата для электролитического разложения сырья выше верхних кромок катодов на 60-200 мм позволяет снизить время пребывания магния в хлорнасыщенной зоне. Placing the upper edges of the anodes of the electrolytic compartments of the unit for the electrolytic decomposition of raw materials above the upper edges of the cathodes by 60-200 mm can reduce the residence time of magnesium in the chlorine-saturated zone.
Установка в агрегате для разделения магния и электролита дополнительной камеры для осветленного электролита, отделенной от камеры для предварительного обогащения электролита перпендикулярной сплошной перегородкой, и соединенной посредством каналов со сборной ячейкой так называемого хвостового электролизера (агрегата для доизвлечения хлорида магния) и со сборной ячейкой второго по направлению движения электролита рафинировочного электролизера позволяет удалить избыточный электролит из поточной линии и направить его на оптимальное доизвлечение хлорида магния из электролита. Installation in an aggregate for separating magnesium and electrolyte of an additional chamber for clarified electrolyte, separated from the chamber for preliminary enrichment of the electrolyte with a perpendicular solid partition, and connected through channels to a collection cell of the so-called tail electrolyzer (unit for additional recovery of magnesium chloride) and to a collection cell of the second direction the movement of the electrolyte of the refining electrolyzer allows you to remove excess electrolyte from the production line and direct it to the optimum e additional recovery of magnesium chloride from the electrolyte.
Размещение камер в агрегате для разделения магния и электролита напротив переточных окон позволяет разделить потоки электролита и удалить избыточный электролит из поточной линии. Placing the chambers in the unit for the separation of magnesium and electrolyte opposite the transfer windows allows you to separate the electrolyte flows and remove excess electrolyte from the production line.
Размещение насосов-дозаторов в камерах для предварительного обогащения электролита и в камере для осветленного электролита агрегата разделения электролита и магния позволяет создать направленную циркуляцию электролита в поточной линии и требуемую скорость движения электролита в поточной линии. The placement of metering pumps in the chambers for preliminary enrichment of the electrolyte and in the chamber for the clarified electrolyte of the electrolyte and magnesium separation unit allows you to create a directed circulation of the electrolyte in the production line and the required speed of the electrolyte in the production line.
Последний по направлению движения электролита агрегат для доизвлечения хлорида мания снабжен камерой, отделенной от электролитических отделений и сборной ячейки перегородкой с переточными окнами и выполненной в виде емкости, футерованной огнеупорным материалом и закрытым сверху перекрытием, на котором размещен патрубок. Это позволяет удалить избыточный электролит из поточной линии и направить его на дальнейшую переработку, а в случае необходимости на смещение с загружаемым сырьем. The last unit in the direction of movement of the electrolyte for the recovery of mania chloride is equipped with a chamber separated from the electrolytic compartments and the collection cell by a partition with overflow windows and made in the form of a container lined with refractory material and a ceiling closed on top, on which the pipe is placed. This allows you to remove excess electrolyte from the production line and send it for further processing, and, if necessary, for displacement with the feedstock.
Размещение соединительных каналов между агрегатами электролитического разложения сырья на одном позволяет поддерживать постоянный уровень электролита в агрегатах для электролитического разложения сырья. Placing the connecting channels between the units of electrolytic decomposition of raw materials on one allows you to maintain a constant level of electrolyte in units for electrolytic decomposition of raw materials.
Выполнение каналов в виде кожуха, футерованного изнутри огнеупорным материалом, снабженного крышками и разделенного перегородками с зазором, в котором размещен слой из теплоизоляционного материала позволяет создать постоянный температурный режим, исключить "застывание" электролита за счет образования застойных зон. The implementation of the channels in the form of a casing lined internally with refractory material, equipped with covers and separated by partitions with a gap in which a layer of heat-insulating material is placed allows you to create a constant temperature regime, to eliminate the "solidification" of the electrolyte due to the formation of stagnant zones.
На фиг. 1 показана поточная линия для получения магния, которая включает агрегат для подготовки сырья 1, с камерой 2 для смешения, камеры 3 для отстоя электролита и камеры 4 для шламоэлектролитной смеси; агрегат 5 для электрохимической очистки электролита и магния от примесей, включающий электролитические отделения 6 и сборные ячейки 7, камеру 8 для электрохимической очистки и камеру 9 для электролиза; агрегаты для электролитического разложения сырья 10, состоящие из электролитических отделений 11 и сборных ячеек 12; агрегат для разделения электролита и магния 13, содержащий камеру для сепарации 14, камеру для предварительного обогащения сырья 15, камеру для осветленного электролита 16; агрегат 17 для доизвлечения хлористого магния, включающий электролитические отделения 18, сборные ячейки 19 и камеру 20 для отработанного электролита, соединительные каналы 21 между агрегатами для электролитического разложения сырья, соединительные каналы 22 между агрегатами для доизвлечения хлористого магния, переточные каналы 23, 24, 25 для передачи оборотного электролита в агрегаты. Канал 25 входит в канал 24. In FIG. 1 shows a production line for producing magnesium, which includes a unit for preparing raw materials 1, with a
На фиг. 2 показан разрез агрегата 1 для подготовки сырья, состоящий из камеры 2 смещения оборотного электролита с сырьем с переточными каналами 24 и 25, камеры 3 для отстоя электролита и камеры 4 для переработки шламоэлектролитной смеси; перпендикулярные перегородки 26 и 27 снабжены переточными окнами 28 и 29, в камере 2 размещен патрубок 30 для загрузки сырья, в камере 3 - соединительный канал 31. In FIG. 2 shows a section of a unit 1 for preparing raw materials, consisting of a
На фиг. 3 показан разрез агрегата 5 для электрохимической очистки электролита, содержащий электролитические отделения 6', отделенные перегородки 34' с переточными окнами 35' от сборной ячейки 7' камеры 8 для электрохимической очистки; электролитические отделения 6, отделенные перегородкой 34 с переточными окнами 35 от сборной ячейки 7 камеры 9 для электролиза; в электролитических отделениях камеры 9 для электролиза установлены аноды 32 и катоды 33, перпендикулярная перегородка 36 с переточными окнами 37 разделяет агрегат на две камеры 8 и 9, в перекрытии 38 размещены отверстия 39, в которые установлены аноды 40. In FIG. 3 shows a section through a
На фиг. 4 показан разрез агрегата 10 для электролитического разложения сырья, включающий электролитические отделения 11, сборную ячейку 12, отделенные между собой перегородками 41 с переточными окнами 42, крышка 43 выполнена в виде сферы для укрытия сборной ячейки; по периметру крышки уложен теплоизоляционный слой 44, электролитические отделения закрыты перекрытием 45, на который нанесен слой 46 из теплоизоляционного материала, чугунные плиты 47 и слой 48 из огнеупорного упорного материала. В электролитических отделениях размещены аноды 49 и катоды 50. In FIG. 4 shows a section of a unit 10 for electrolytic decomposition of raw materials, including
На фиг. 5 показан разрез агрегата 13 для разделения электролита и магния, состоящий из камеры сепарации 14, камеры 15 для предварительного обогащения электролита и камеры 16 для осветленного электролита. Перегородка 51 с переточными окнами 52 размещена перпендикулярно сплошной перегородке 53, в камерах 15 и 16 размещены насосы-дозаторы 54. В камере 15 предварительного обогащения электролита установлен патрубок 55 для подгрузки сырья и подходят переточные каналы 23 и 24, в камере 16 находится соединительный канал 56 для постоянной передачи электролита в агрегаты для доизвлечения хлорида магния. In FIG. 5 shows a section through an electrolyte and
На фиг. 6 показан разрез агрегата 17 для доизвлечения хлористого магния из электролита, включающий электролитические отделения 18, сборную ячейку 19, камеру 20 для отработанного электролита, сборная ячейка 19 отделена от электролитических отделений 18 перегородками 57 с переточынми окнами 58, а дополнительная перегородка 59 установлена перпендикулярно перегородке 57 и снабжена переточными окнами 60. Камера 20 закрыта перекрытием 61 с патрубком 62 для выгрузки шламоэлектролитной смеси и отработанного электролита. Через канал 26 можно перекачивать электролит из камеры 20 в камеру 2 агрегата 1 для подготовки сырья. In FIG. 6 shows a section of an
На фиг. 7 показан разрез соединительного канала 21, состоящего из кожуха 63, футеровки 64, крышек 65, по периметру крышек размещен слой 66 из теплоизоляционного материала. In FIG. 7 shows a section through a connecting
Поточная линия работает следующим образом. The production line works as follows.
Безводный карналлит с содержанием более 46% хлористого магния, 0,2-0,8% оксида магния расплавленном загружают через патрубок 30 камеры смешения 2 агрегата для подготовки сырья 1 в оборотный электролит с содержанием хлористого магния 8,0-12%, подаваемого через каналы 24, 25. Карналлит загружают в камеру смешения 2 агрегата для подготовки сырья 1 равномерно через равные промежутки времени, например через 0,5 часа. Расход сырья рассчитывают по формуле, зависящем от концентрации хлорида магния в электролите и от массы полученного за последние сутки магния. Для предварительной очистки полученный обогащенный электролит подают через переточное окно 28 перегородки 26 в отстойную камеру 3, где расплав отстаивается до содержания оксида магния в электролите 0,04-0,14%, а скорость потоков расплава обеспечивает достаточное осаждение твердых частиц. Шлам через переточное окно 29 перегородки 27 направляют в камеру 4 для сбора и переработки шламоэлектролитной смеси. Шламоэлектролитную смесь из вакуум-ковша через специальный люк (на чертеже не показан) сливают в камеру 4. Шлам в твердом виде со дна камер 2, 3, 4 удаляется грейфернмы погрузчиком в отвал. Через соединительный канал 31 обогащенный электролит передают в агрегат 5 для электрохимической очистки электролита. Количество оборотного электролита периодически изменяют в поточной линии за счет скорости циркуляции от 100 до 15 т/час. Anhydrous carnallite with a content of more than 46% magnesium chloride, 0.2-0.8% molten magnesium oxide is charged through the
Обогащенный электролит с содержанием хлорида магния более 15% направляют в сборную ячейку 7' камеры 8 агрегата 5 электрохимической очистки, откуда через переточные окна 35' в перегородке 34' поступает в электролитические отделения 6', где происходит частичное разложение сырья на анодах 40, размещенных в перекрытии 38 в отверстии 39, и на катодах (на чертеже не показаны) с получением магния и хлора, и где происходит одновременная очистка (химическая) электролита от примесей с помощью постоянного тока и химических реагентов, находящихся в расплаве, например магния. Далее электролит поступает через переточные окна 37 в перпендикулярной перегородке 36 в электролитические отделения 6 камеры 9 электролиза. Сборная ячейка 6' камеры 8 электрохимической очистки выполнена меньше сборной ячейки 6 камеры 9 электролиза по ширине в 1,1-2,0 раза, что позволяет увеличить время переработки расплава постоянным током за счет увеличения полезного объема камеры 8. Перекрытие 38 камеры 8 электрохимической очистки выполнено в виде рамы из огнеупорного материала, в которой размещены по меньшей мере в один ряд отверстия 39 с попарно установленными в них графитированными анодами 40. В электролитическом отделении 6 камеры 9 происходит разложение сырья на анодах 32 и катодах 33, и затем электролит с магнием через переточные окна 35 в перегородке 34 поступает в сборную ячейку 7 и направляется в последующий ряд агрегатов для электрохимической очистки, но эти агрегаты уже не содержат камеру для электрохимической очистки. Во второй по направлению движения электролита агрегат для электрохимической очистки периодически подают по переточному каналу 23 оборотный электролит на разбавление обогащенного электролита, причем соотношение объемов поддерживают равным 1:4-1:2. Переточные окна в перегородке, разделяющей электролитические отделения от сборных ячеек, размещены от верхней кромки катодов на расстоянии выше 0,06 метра. Процесс ведут при силе тока 110-120 кА и при катодной плотности тока 0,26-0,28 А/см2. Выход магния на этой стадии электрохимической очистки составляет 65 - 70%.The enriched electrolyte with a magnesium chloride content of more than 15% is sent to the collection cell 7 'of the
Далее электролит поступает на стадию электролитического разложения сырья в сборную ячейку 12 агрегата 10, так называемые электролизеры. Здесь электролит через арки в разделительной перегородке 41 поступает в электролитические отделения 11, где происходит процесс электролитического разложения сырья и на анодах 49 получают хлор, а на катодах 50 - магний. Верхние кромки анодов 49 размещены на 60-200 мм выше верхних кромок катодов. Плотность тока в электролизерах поддерживают 0,2-0,3 А/см2. Процесс ведут в герметичном режиме, поддерживая постоянный объем санитарно-технических газов над расплавом менее 400 м3/час. Для создания герметичного режима работы агрегатов для электролитического разложения сырья - крышка 43 сборной ячейки 12 выполнена сферической формы, диаметром большим ширины сборной ячейки, а по периметру крышки уложен слой 44 из теплоизоляционного материала в виде отработанного электролита с добавкой фтористого кальция. Перекрытие 45 над электролитическими отделениями выполнено из жаростойкого бетона и укрыто слоем теплоизоляционного материала 46 из измельченного отработанного электролита с добавками фтористого кальция, затем уложены чугунные плиты 47 и слой 48 из огнеупорного материала из шамота. В процессе электролитического разложения сырья температура электролита постепенно повышают и в последнем электролизере ее поддерживают выше 680oC, преимущественно 700oC. Электролит движется от электролизера к электролизеру по соединительным каналам 21, расположенным горизонтально на одном уровне.Further, the electrolyte enters the stage of electrolytic decomposition of raw materials in the
Полученный в процессе электролитического разложения магний вместе с электролитом поступает в камеру сепарации 14 агрегата 13 для разделения электролита и магния, где происходит разделение магния и электролита. Магний собирается в колоколе-копильнике (на чертеже не показан) в камере 14, а электролит через переточные окна 52 перегородки 51 перетекает в камеру 15 для предварительного обогащения сырья и камеру 16 для осветленного электролита. Сплошная перегородка 53 установлена перпендикулярно перегородке 51 и разделяет емкость на две камеры 15 и 16, в которых размещены насосы-дозаторы 54 для перекачивания оборотного электролита через переточные каналы 23, 24. Через патрубок 55 в камере 15 периодически в количестве 10-30% от всего сырья, загружаемого в поточную линию, подгружают обезвоженное хлормагниевое сырье в твердом или расплавленном состоянии. Сырье подгружают до концентрации хлорида магния в электролите в пределах 10-15%. Из камеры 15 насосом-дозатором 54 электролит подается в канал 24. Из камеры 16 насосом-дозатором 54 злектролит подается в канал 25, а через соединительный канал 56 - в сборную ячейку 19 агрегата 17 для доизвлечения хлорида магния. В агрегате 13 камеры 14 накапливается до 8 тонн магния. Выборку магния из колокола-копильника производят вакуумным ковшом емкостью 2-5 тонны, учитывая, что за час в колокол-копильник поступает 800-1200 кг магния. Извлеченный магний передается на литейный конвейер без дополнительного рафинирования. The magnesium obtained in the process of electrolytic decomposition together with the electrolyte enters the
Полученный после разделения электролит с содержанием хлорида магния 8-10% рециркулирует между камерой 16 агрегата 13 и агрегатами 17 для доизвлечения хлорида магния из электролита. Число агрегатов составляет 3-9% от числа электролизеров в поточной линии. Последний по направлению движения электролита агрегат 17 снабжен камерой 20 для отработанного электролита, отделенной от электролитических отделений 18 и сборной ячейкой 19, дополнительной перегородкой 59 с переточными окнами 60. Электролит по мере движения поступает в сборную ячейку 19 и через арки разделительной перегородки 57 поступает в электролитические отделения 18, в которых установлены аноды и катоды, на которых хлористый магний разлагаются на магний и хлор, затем электролит через переточные окна 60 дополнительной перегородки 59 поступает в камеру 20 ля отработанного электролита. Камера 20 закрыта сверху перекрытием 61, в котором размещен патрубок 62 для выгрузки отработанного электролита. Избытки отработанного электролита удаляют из поточной линии, причем выход отработанного электролита можно рассчитать по формуле Pоэ =0,525 Pк и зависит от массы загружаемого в поточную линию хлормагниевого сырья и составляет 3,50-5,25 т в час. Концентрацию хлорида магния в агрегатах для доизвлечения хлорида магния рассчитывают по концентрации хлорида магния в последнем электролизере стадии электролитического разложения сырья за вычетом поправочного коэффициента. Если в последнем электролизере концентрация хлорида магния составляет 10%, то в первом агрегате она будет составлять 9-8,5%, а во втором агрегате - 7-8%.The electrolyte obtained after separation with an magnesium chloride content of 8-10% is recycled between the
Каналы 21, 22, 23, 24, 25 выполнены в виде кожуха 63, футерованного изнутри слоем огнеупорного материала 64, и снабженного крышками 65. По периметру крышек размещен слой из теплоизоляционного материала 66, а в качестве теплоизоляционного материала использован фторид кальция. The
Таким образом, предложенное техническое решение позволит за счет стабилизации температурного режима и направленного циклового потока электролита в поточной линии, а также повышения степени очистки электролита от примесей повысить выход магния по току на 2-4%, снизить удельный расход электроэнергии, сырья и трудозатрат. Thus, the proposed technical solution will allow, by stabilizing the temperature and the directed cyclic flow of electrolyte in the production line, as well as increasing the degree of purification of the electrolyte from impurities, increase the current yield of magnesium by 2-4%, and reduce the specific consumption of electricity, raw materials and labor.
Claims (49)
где
Р Mg - количество магния, полученного за последние сутки, т;
С1 и С2 - концентрация хлорида магния в электролите, средняя по всем агрегатам за последние и предыдущие сутки, %;
4,16 - расходный коэффициент удельного расхода хлорида магния, т/т;
5 - доля массы электролита, находящегося в поточной линии в пересчете на 1%.2. The method according to claim 1, characterized in that the loading of raw materials is carried out in an amount determined by the formula
Where
P Mg - the amount of magnesium obtained in the last day, t;
With 1 and C 2 - the concentration of magnesium chloride in the electrolyte, the average for all units for the last and previous days,%;
4.16 - expenditure coefficient of the specific consumption of magnesium chloride, t / t;
5 - the proportion of the mass of electrolyte located in the production line in terms of 1%.
Роэ = 0,525•Рк,
где Р к - масса загруженного в поточную линию хлормагниевого сырья;
0,525 - расчетный коэффициент.14. The method according to claim 1, characterized in that the yield of spent electrolyte is calculated by the formula
P oe = 0.525 • P to
where R to - the mass loaded in the production line of chloromagnesium raw materials;
0.525 is the calculated coefficient.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118771A RU2128730C1 (en) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118771A RU2128730C1 (en) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2128730C1 true RU2128730C1 (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=20198927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118771A RU2128730C1 (en) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2128730C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294402C1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-02-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Process for electrolytical production of magnesium from highly dehydrated chlorine-magnesium raw material and flow line for performing the same |
| RU2305144C2 (en) * | 2005-09-14 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" (ОАО "РУСАЛ ВАМИ") | Method of the electrolytic production of magnesium from the deep-dehydrated carnallite and the production line for the method realization |
| RU2332526C2 (en) * | 2006-07-21 | 2008-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Method of preparation of chlormagnesium raw material to electrolytic production of magnesium and device for therefor |
| RU2389813C1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for production of magnesium and chlorine and process line for implementation of this procedure |
| RU2427670C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for chemical purification of melted magnesium chloride from impurities for electrolytic production of magnesium |
-
1997
- 1997-11-04 RU RU97118771A patent/RU2128730C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лебедев О.А. Производство магния электролизом. - М.: Металлургия, 1988, с.227 - 229. Ветюков М.М. и др. Электрометаллургия алюминия и магния. - М.: Металлургия, 1987, с.304 - 305. Эйдензон М.А. Металлургия магния и других металлов. - М.: Металлургия, 1974, с.187 - 159. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294402C1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-02-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Process for electrolytical production of magnesium from highly dehydrated chlorine-magnesium raw material and flow line for performing the same |
| RU2305144C2 (en) * | 2005-09-14 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" (ОАО "РУСАЛ ВАМИ") | Method of the electrolytic production of magnesium from the deep-dehydrated carnallite and the production line for the method realization |
| RU2332526C2 (en) * | 2006-07-21 | 2008-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Method of preparation of chlormagnesium raw material to electrolytic production of magnesium and device for therefor |
| RU2389813C1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for production of magnesium and chlorine and process line for implementation of this procedure |
| RU2427670C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for chemical purification of melted magnesium chloride from impurities for electrolytic production of magnesium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1364077B1 (en) | A method and an electrowinning cell for production of metal | |
| EP0192602B1 (en) | Low temperature alumina electrolysis | |
| CA1245178A (en) | Combination diaphragm and fractional crystallization cell | |
| AU2002236366A1 (en) | A method and an electrowinning cell for production of metal | |
| RU2128730C1 (en) | Process of winning of magnesium and chlorine, production line for its implementations and its units | |
| CN113279015A (en) | Method for preparing high-purity lithium by using double-chamber molten salt electrolytic cell based on solid electrolyte | |
| JP2003306789A (en) | Method and apparatus for manufacturing sponge titanium | |
| US5855757A (en) | Method and apparatus for electrolysing light metals | |
| US2468022A (en) | Electrolytic apparatus for producing magnesium | |
| CH686626A5 (en) | Process for the direct electrochemical refining of copper scrap. | |
| AU709541B2 (en) | Method and apparatus for electrolysing light metals | |
| UA52752C2 (en) | Electrolyzer for obtaining magnesium | |
| RU2100486C1 (en) | Production line for winning of magnesium and chlorine | |
| CN113186394B (en) | A kind of method of ammonia-ammonium method processing high lead and zinc-containing material to produce metal zinc | |
| RU217407U1 (en) | DIAPHRAGM-FREE ELECTROLYSIS FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE WITH BOTTOM ANODES INLET | |
| RU2230835C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
| RU2245944C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium | |
| US3676323A (en) | Fused salt electrolyzer for magnesium production | |
| CN223705778U (en) | Electrolytic lithium chloride production equipment | |
| RU2332526C2 (en) | Method of preparation of chlormagnesium raw material to electrolytic production of magnesium and device for therefor | |
| RU1739682C (en) | Electrolyzer to produce magnesium and chloride | |
| RU2196849C1 (en) | Electrolyzer for producing magnesium and chlorine | |
| RU2186154C1 (en) | Electrolyzer for production of magnesium and chlorine | |
| CA2792487A1 (en) | Method and apparatus for purifying silicon with purifying aluminum by electrolysis | |
| US2888389A (en) | Electrolytic production of magnesium metal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121105 |