A.Â.ÁåçHîcoâ, В.Е.Серов, A Ø,Êóðáàíãàëååâ, В"..":М;Будов, В.A.Фарафонов, A.Н.Татакин, A.С.Чесноков, Н.В. Бондаренко и В.В.Смыслов (Горьковский ордена Трудового Красного Йнамейиполитехнический институт им. A.A.Æäàíñàà и Всесоюзный научно-исследовательский йпрОектный ;;;-, ! институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ

ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ХЛОРИДОБ

Изобретение относится к области электрометаллургии мягких металлов, в частности к .оборудованию для получения преимущественно алюминия и магния из расплава хлоридов, Известна поточная линия электро" лиза хлористого магния, содержащая питатель, миксер ббогащения расплава, последовательно соединенные ка налами электролизеры, насос для перекачки расплава и систему каналов для создания циркуляции расплава, совмещения с магистралью отвода хлора J1) .

Недостатки известной поточной линии состоят в следующем.

Не исключена возможность попада" ния воздуха в каналы для трайспортировки расплава, что приводит к отложению окислов на стенках канала и к повышению-его гидравлического сопротивления и даже к полному его перекрытию возможен выброс в атмосферу цеха токсичных веществ.

Наиболее близкой к изобретению по

:технической сущности и достигаемому результату является поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов, включающая питатель, миксер для .обогащения расплава хлоридов, насос для его перекачивания, последовательно соединенные тру" бопроводами электролизеры, трубопро"

5 вод для подачи расплава к электролизерам, трубопровод отвода оборотного расплава и трубопровод отвода хлора (2). Эта поточная линия снабжена средствами для удаления шлама из миксера-грейферным ковшом.

Недостатком этой поточной линии является низкий срок ее службы, что вызвано попаданием воздуха в миксер (при чистке его от шлама) и, следо" вательно, в трубопроводы, приводящим к выпадению окислов и оседанию их ча стеиках трубопроводов, обуславливаю-. щих выход линии из строя за счет за» купорки трубопроводов.

Целью изобретения является повышение срока службы поточной линии.

Поставленная цель достигается тем, что поточная линия для получения легких металлов- электролизом хлоридов, содержащая.питатель, миксер для обогащения расплава хлоридов для era перекачивания, последовательно соединенные трубопроводами электролизеры, трубопровод для подачи расплава к электролизерам, трубопроводы отвода оборотного расплава и хлора, снабже»

1002407 на трубоцроводом, соединяющим трубопровод подачи расплана у последнего электролиэера с миксером, а трубопровод подачи расплава снабжен эжектором,, соединенным с выходнам патруб" ком насоса и трубопроводом отвода 5 хлора.

-3а счет введения дополнительного трубопровода,, соединенного с трубо,пронодом подачи расплава, снабженным эжекгором, в котором происходит сме- 10 щение расплава с мелкодисперсными пуэйрьками хлора„ вступившего н химическую реакцию с компонентами отложе-, ний, в результате которой происходит очистка стенок, при заполненных элект 5 ролизерах и включенном насосе образу-, ется контур циркуляции расплава, исключающий образование отложений а также и снижение температуры расплава в них (за счет постоянного прокачивания .орячего расплава), что повысит на-дежность и эффективность линии для получения алюминия или магния.

На чертеже показана принципиаль.ная схема поточной линии для получения легких металлов электролизом расплава хлористых солей.

Поточная линия содержит .установленные по ходу технологического процесса питатель 1 для загрузки сырья, миксер 2 обогащения расплава, насос

3 перекачки расплава, трубопровод 4 подачи расплава, размещенный в трубопроводе 4 эжектор 5, камера 6 смешения которого подсоединена к насосу 3, а диффузор 7 сообщен с трубо- 3.» проводом 4 подачи расплава; ряд последовательно соединенных расплавопроводами электролизерон 8, подсоединенных к трубопроводу 4 отводами 9, снаб. женными запорными вентилями 10; до- 4() полнительный трубопровод 11, образующий с трубопроводом 4 подачи расплава замкнутый контур циркуляции; трубопровод 12 оборотного расплава, одним концом подкл.эчанный к первому электролизеру 8, а другим - к миксеру 2 обогащения расплава, и трубопровод 13 отвода хлора1 подсоединенный через патрубок 14, встроенный в горловину 15, к эжектору 5. Трубопровод

13 отвода хлора соединен с электролиэерами 8 патрубками 16. Все узлы трубопроводной системы и соединения ее с агрегатами выполнены герметичными и теплоизолированными. Все трубопроводы сообщены друг с другом и образу-55 ют общую систему транспортировки.

Работает поточная система следующим образом.

Сырье в виде расплава с помощью питателя 1 подают в миксер 2 обога" 60 щения расплава, где происходит отде ление посторонних примесей и подогрев расплава до рабочей температуры, Обогащенный подогретый расплав насосом 3 через эжектор 5 подают в трубопровод 4 подачи расплава, а иэ него по отнодам 9 к электролизерам 8.

После их заполнения до требуемого уровня отводы 9 перекрывают запорными вентилями 10 и начинают процесс электролиза. Металл, который скапливается в нижней части электролизеров

8, удаляют из них или вакуум-ковшами или по трубопроводу (на чертеже не показан) и транспортируют в цех дальнейшей обработки. Хлор, образующийся при электролизе по патрубкам 16 поступает в трубопровод 13 отвода хлора и через патрубок 14 попадает в горловину 15 эжектора 5, а оборотный расплав, образовавшийся в результате реакции разложения, по трубопроводу

12 подают обратно в миксер 2, где он.смешивается с BHoBb поступающим сырьем и вновь возвращается в элект" ролизеры 8. После заполнения электролизеров 8 часть расплава остается в миксере 2 и трубопроводах 4 подачи расплава. Поэтому, пока в электролизерах 8 происходит процесс электролиза, расплав, не попавший в электролизеры 8, циркулирует по замкнутому контуру непрерывной циркуляции, об" разованному трубопроводом 4 подачи расплава и дополнительным трубопронодом 11.

Расплав из миксера 2 с по-, мощью насоса 3 через эжектор 5, получив ускорение, с повышенной скоростью поступает в трубопровод 4 подачи расплава и возвращается в мик- сер 2 по дополнительному трубопроводу 11. Хлор, отводимый от электролизеров 8 по трубопроводу. 13, в горловине 15 эжектора 5 разбивается на мельчайшие дисперсные пузырьки диаметром до 1 мм и смешивается с рас-плавом. Наличие мелкодисперсных пузырьков хлора в сочетании с эффектом эжекции не дает образовываться отложениям на стенках трубопроводов, это" му способствуют циркуляция разогретого расплава по замкнутому контуру и связанный с ней постоянный подогрев системы транспортировки и миксера.

Вследствие всего вышеперечисленного отсутствует кристаллизация металла из расплава, Если же на стенках осядут отложения в виде окислов, то находящийся в расплаве хлор вступает с ними в химическое ззаимодействие и снимает их со стенок системы транспортировки,. Хлор также служит дополнительным средством изменения физико-химического состояния и срыва примесей со стенок в поток. После окон" чания реакции электролиза и удаления полученных в результате компонентов разложения открывают вентили, 10, вновь заполняют очередной порцией расплава электролизеры 8, и цикл повторяется вновь.

1002407

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1734/11 Тираж ь41 Подписное

Филтал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Испытания макета разработанной линии в ГПИ им. A.A.ÆäàHîíà позволяют сделать вывод, что применение предлагаемой поточной линии на промышленных предприятиях .обеспечит по сравнению с применяемыми в настоящее время

5 следующие преимущества.

Повысится ресурс рабо-.ы в 10 раз за счет очищения стенок трубопроводов транспортировки расплавов, благодаря введению в линию эжектора, в котором происходит смешение расплава с мелкодисперсными пузырьками хлора, вступающего в симическую реакцию с компонентами отложений, в результа те которой происходит очистка стенок.15

Кроме того, расплав, проходя через эжектор, получает ускорение, В результате увеличения скорости потока . расплава отложения не успевают укрепляться на стенках трубопроводов и 20 уносятся вместе с потоком в электролизер или миксер, где производится очистка расплава от посторонних примесей, что увеличивает срок службы трубопроводов без остановки линии на ремонт.

Ресурс .работы линии повышается также за счет введения дополнительной магистрали, которая с трубопроводом подачи расплава образует замкнутый контур непрерывной циркуляции что также способствует сохранению стенок трубопроводов, так как непрерывная циркуляция потока расплава не дает им остывать, металл из расплава не кристаллизуется и не оседает на стенки трубопроводов, т.е, не уменьшает их проходное сечение, а значит уменьшается возможность возникновения аварийной ситуации.

Благодаря трубопроводной транспортировке расплавов и газов а также выполнению всех узлов соединений г рметичными воздух не попадает в систему транспорти .эвки и в результате уменьшается возможность его взаимо- 45 действия с расплавами и образования окислов, которые являются одной из причин возникновения отложений на

cтеHKах трубопроводов.

Улучшаются условия работы обслу- i живающего персонала благодаря отсут ствию выброса токсичных веществ в атмосферу цеха, так как поточная ли" ния работает при закрытом ког.туре транспортировки расплавов, все узюй соединений которого выполнены герметичными.

Экономятся средства на оборудоваИии для очистки атмосферного воздуха, которое не нужно при закрйтой транспортировке расплавов и продуктов элек тролиза в закрытой системе, все узлы соединений которой выполнены герметично.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой поточной ,линии составит около 300000 руб.в год.

Поточная линия для получения легких металлов электролизом хлоридов, содержащая питатель, миксер для обогащения расплава хлоридов, насос для его перекачивания, последовательно соединенные трубопроводами электролизеры, трубопровод для подачи рас;: .плава к электролизерам,, трубопроводы отвода оборотного расплава и хлора, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы, линия снабжена трубопроводом, соединяющим трубопровод подачи расплава последнего электролизера с миксером, а трубопровод подачи расплава снабжен эжектором, соединенным с выходным патрубком насоса, и трубопрово" дом отвода хлора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 257029, кл. С 25 С 3/04, 1964, 2. Патент США 9 3418223, кл, 204-70, 1969.