Электролизер для получения лития

 

Изобретение используется в металлургии цветных металлов, конкретно в производстве лития электролизом расплавленных солей. Сущность изобретения состоит в том, что электролизер для получения лития, включающий футерованную ванну, катоды, аноды и диафрагмы для разделения последних , разделен на катодное и анодное отделения вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между катодами и анодами с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении. Загрузочное устройство расположено в анодном отделении . В катодном отделении катодный токоподвод выполнен из графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторонах электролизера, с выводом токоподвода через футеровку. Изобретение позволяет снизить себестоимость в качестве компонента электролита - карбоната лития 1 ил сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5Г1 1097 (st)s С 25 С 3 /06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, фйЬюК (21) 4828337/02 (22) 21.03.90 (46) 15.07.92. Бюл, %26 (71) Красноярский институт цветных металлов им. M.È. Калинина (72) В.В. Бурнакин, Е;А, Панков, В.А, Блинов, П,В. Поляков, Ю.Г. Михалев, С.А. Панова и Э.В. Богданова (53).621,557.1(088.8) (56) Баймаков Ю,В., Ветюков M.M; Электролиз расплавленных солей. — M.: Металлургия, 1966, с.560.

{54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЛИТИЯ (57) Изобретение используется в металлургии цветных металлов, конкретно в производстве лития электролизом расплавленных солей. Сущность изобретения состоит в том, Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к производству лития электролизом расплавленных солей.

Известна конструкция электролизера для получения лития, включающего футерованную ванну, стальной катод и угольные аноды, разделенные сетчатой железной диафрагмой, приемник для сбора жидкого лития, канал для удаления хлора и введенные через перкрытие трубы и для питания ванн жидким хлоридом лития и извлечения жидкого металла.

Недостатками конструкции являются ее сложность, что не позволяет повысить мощность электролизера, и получение конечного продукта с высоким содержанием водорода, что обуславливает низкий коэффициент использования лития при произ,,5U,„, 1747540 А1 что электролизер для получения лития, включающий футерованную ванну, катоды, аноды и диафрагмы для разделения последних, разделен на катодное и анодное отделения вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между катодами и анодами с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении. Загрузочное устройство расположено в аноднам отделении. В катодном отделении катодный токоподвод выполнен из графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторонах электролизера, с выводом токоподвода через футеровку, Изобретение позволяет снизить себестоимость в качестве компонента электролита — карбоната лития. 1 ил. водстве алюминиево-литиевых сплавов и изделий из них.

Известен также электролизер, в котором вфутерованной ванне установлены вертикальные стальные катоды и графитовые аноды, отделенные друг от друга вертикальными не доходящими до подины диафрагмами, что не препятствует обмену электролитом между катодными и анодными. пространствами.

Основными недостатками конструкции электролизера являются невозможность использования в качестве электрохимически разлагающегося более дешевого карбоната лития из- за взаймодействия с железом (материал катода) и получение лития с большим содержанием водорода, обусловленное высокой гигроскопичностью хлорида лития (основного компоненга электролита) и не1747540

15

40

50 возможностью обеспечить хорошую проработку расплава в катодном пространстве по водороду в процессе электролиза из-за обмена электролитом между катодными и анодными и ространствами и частой загруэ«ой хлорида лития.

Цель изобретения — снижение себестоимости получаемого лития и повышение его качества за счет создания возможности использования в электролизере в качестве компонента электролита карбоната лития и снижения содержания водорода в конечном продукте.

Указанная цель достигается тем, что электролизер для получения лития, содержащий футерованную ванну, катоды, аноды и диафрагмы для разделения последних, снабжен вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между анодами и катодами с образованием анодного и катодного отделений с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным в нем разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении, загрузочное устройство расположено в анодном отделении, в катодном отделении катодный токоподвод выполнен иэ графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторойах электролизера с выводом токоподвода через футеровку.

Электролизер содержит футерованную ванну 1, разделенную вертикальной перегородкой 2 на два отделения. В первом из них (анодном) 3 установлены углеграфитовые аноды 4, а во втором (катодном) 5 катоды 6 из углеграфитовых блоков врезаны в футеровку продольных и торцовых сторон электролизера с выводом токоподводов 7 через футеровку 1. На подине 8 электролизера имеется слой 9 свинца, уровень которого выше высоты окон 10, выполненных в перегородке 2. Катодное отделение закрывается герметично перекрытием 11, в котором выполнено окно 12 для выборки металла, закрываемое герметично крышкой 13, В анодном отделении устанавливается устройство 14 (труба или питатель) для загрузки сырья.

Электролйзер работает следующим образом.

Электрохимическому разложению подвергается карбонат лития, растворенный в расплаве его фторида и хлорида, загружаемый устройством 14. Его использование возможно вследствие отсутствия контакта расплава с железом. На аноде 4 происходит разряд кислородсодержащих ионов с выделением окиси и двуокиси углерода, отсасываемых в систему газоотсоса. На слое 9 свинца в анодном отделении 3 вследствие отсутствия электрического контакта между отделениями происходит разряд ионов водорода и лития. Создаваемый за счет этого градиент плотности по металлу обеспечивает возникновение циркуляции металла, что ускоряет доставку свинца, обогащенного литием, в катодном отделении 5. В нем на свинце происходит только анодное растворение лития с последующим его катодным осаждением с образованием слоя на поверхности электролита. По мере его накопле ния осуществляют выборку лития, например, сифоном через окно 12, Пример, Электролизер с токовой нагрузкой 5 кА работает при температуре электролита 600 С с содержанием карбоната лития в анодном отделении 2,5-3,5 мас.7. Плотность тока на угольных блоках и анодной части биполярного электрода со-. ставляет 0,5 и 1,0 А/см соответственно, На катодной лийии плотность тока, рассчитываемая на площадь контакта угольного блока с электролитом и металлом,. составляет около 2 A/ñM, а на катодной части биполярного электрода 0,5-0.6 А/см . B процессе

2 работы электролизера периодически или непрерывно производится загрузка карбоната лития, а выборка металла осуществляется 1 — 2 раза в сутки с помощью сифона без разгерметизации катодного отделения. Конечный продукт содержит водород не более

5 — 10 см /100 г лития.

Формула изобретения

Электролизер для получения лития, содержащий футерованную ванну, катоды; аноды и диафрагмы для разделения последних, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости получаемого лития и повышения его качества за счет использования в электролизере в качестве компонента электролита карбоната лития и снижения содержания водорода в конечном продукте, снабжен вертикальной перегородкой, установленной на подине ванны между катодами и анодами с образованием анодного и катодного отделений с выполненными в нижней части перегородки окнами, перекрытием с выполненным в нем разгрузочным окном с крышкой, размещенным в катодном отделении, загрузочное устройство расположено в ан одном отделении, в катодном отделении катодный токоподвод выполнен из графитовых блоков, установленных в продольных и торцовых сторонах электролизера с выводом токоподвода через футеровку.

Составитель В.B. Бурнакин

Редактор Н,Киштулинец Техред M.Mîðãåíòàë . Корректор С, Черни

Заказ 2476 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101