一种清除镁电解残渣的方法技术

本发明专利技术属于电解法制镁领域，具体涉及一种清除镁电解残渣的方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种清除镁电解残渣的方法，包括以下步骤：在500℃以上，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。本发明专利技术方法中加入的四氯化碳与镁电解残渣体系中的MgO及Mg反应生成MgCl2进入电解质，而铁、铝、硅等氧化物则生成对应的气态氯化物及CO2溢出电解质，从而达到清除电解残渣的目的。本发明专利技术方法可降低人工出渣劳动强度，减少镁电解残渣对电流效率等主要技术指标的影响，对镁电解连续稳定运行具有重要意义。

A method of removing residue from magnesium electrolysis

The invention belongs to the field of magnesium electrolysis, and in particular relates to a method for removing magnesium electrolysis residue. The technical problem to be solved by the invention is to provide a method for clearing the residue of magnesium electrolysis, including the following steps: adding carbon tetrachloride into the residue of magnesium electrolysis at 500 degree or above, and the reaction of carbon tetrachloride and residual residue of magnesium electrolysis. The carbon tetrachloride added to the method and the MgO and Mg in the residue system of magnesium electrolysis react to generate MgCl2 into the electrolyte, while iron, aluminum, silicon and other oxides generate the corresponding gaseous chloride and CO2 overflow electrolyte, so as to achieve the purpose of clearing the residue of electrolysis. The method of the invention can reduce labor intensity of artificial slag, reduce the influence of magnesium electrolysis residue on main technical indexes such as current efficiency, and has important significance for continuous and stable operation of magnesium electrolysis.

【技术实现步骤摘要】
一种清除镁电解残渣的方法
本专利技术属于电解法制镁领域，具体涉及一种清除镁电解残渣的方法。
技术介绍
镁电解是制备金属镁的重要方法，更是镁钛联合企业实现镁-氯循环的关键工序，其能耗指标约占海绵钛制造成本的约36.5％。目前根据电解槽槽型结构主要有无隔板电解槽和多级性电解槽两种。电解过程是655℃～720℃内在较MgCl2分解电位以上将其分解为液态金属镁和氯气的过程，液镁和氯气均在密度差的作用下上浮，通过电解质循环或倒镁槽作用将液镁从电解室带至集镁室中，而氯气进入电解室上部空间从氯压管线中抽出，从而实现镁和氯气的分离。由于纯MgCl2的电阻率大，且其熔点和蒸气压大，一般不宜直接进行电解，常将10～22％的MgCl2加入至KCl-NaCl、NaCl-CaCl2、KCl-NaCl-CaCl2等中形成共晶体系而实施电解，随着电解的进行，原料带入的杂质及电解过程的Mg及MgCl2氧化产生的MgO杂质等会沉积至电解槽底部，形成电解残渣，随着电解残渣的增高，在氯气带动下会悬浮在电解质中，造成阴极液镁汇集变差，产生大量的鱼子状镁珠，造成镁的损失增加，引起电流效率的降低，当电解残渣没过阴阳极时，阴极产生的液镁会被残渣包裹，使得残渣变为良好的导体，容易在阴阳极间造成短路，而使电解过程无法继续进行。电解残渣的主要成分为15～25％MgO、2～5％(SiO2+Al2O3+Fe2O3)、1～5％Mg、其余为电解质，目前常采用人工定期清除电解残渣或/和增大电解槽底与电极间的距离两种方式来减少电解残渣对电解过程的影响，但人工出渣过程容易搅动起来，对电解指标的影响不可避免；而增大槽底距电极的间距则不能根本性解决这一问题，电解槽没至电极时，电解槽便需要进行大修处理。
技术实现思路
针对现有除镁电解残渣存在的问题，本专利技术提供了一种清除镁电解残渣的方法。该方法包括以下步骤：在500℃以上，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。优选的，上述清除镁电解残渣的方法，包括以下步骤：在镁电解温度下，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。进一步的，上述清除镁电解残渣的方法，包括以下步骤：在镁电解条件下，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。更进一步的，上述清除镁电解残渣的方法，所述镁电解温度为665～720℃。优选的，上述清除镁电解残渣的方法中，所述四氯化碳的加入速度为0.1～0.5L/min。具体的，上述清除镁电解残渣的方法中，当电解残渣中MgO含量低于0.5％时停止加入四氯化碳。其中，上述清除镁电解残渣的方法中，所述加入四氯化碳的管材需在上述温度下不与四氯化碳反应。优选金属镍管材。本专利技术清除镁电解残渣的方法具有简单、易操作、成本低等优点，且能够很好地除去残渣中的氧化镁、氧化铝、氧化硅等杂质，从而消除了电解残渣对电解存在的影响。本专利技术方法可降低人工出渣劳动强度，减少镁电解残渣对电流效率等主要技术指标的影响，对镁电解连续稳定运行具有重要意义。本专利技术方法可在目前较为先进的多级性镁电解槽企业中推广应用，其清除了多级性电解槽的残渣，其使用寿命不再受电解残渣量的影响，延长了多级性电解槽使用寿命，可行性高，具备较强的推广应用前景。具体实施方式一种清除镁电解残渣的方法，在500℃以上，将四氯化碳通入镁电解残渣中，两者反应即可。本专利技术采用四氯化碳除镁电解残渣的方法，只需要满足温度在500℃以上，使四氯化碳的氧化性达到一定程度后能够与镁电解残渣中的物质反应即可，对除温度以外的其他条件均没有要求。由于本专利技术四氯化碳与镁电解残渣反应为气固反应或气液反应，为提高反应效率，可采用流化床、沸腾炉、熔盐炉等方式增大四氯化碳蒸汽与电解残渣的接触面积。进一步的，为了操作方便和反应充分进行，控制温度为镁电解温度。此时需要满足的条件仅仅为控制温度为镁的电解温度。更进一步的，由于镁电解工业生产领域中，电解氯化镁基本24h连续电解，那么为了满足电解镁的同时又可以除去电解残渣，可在常规镁电解条件下，同时进行除电解残渣和镁电解两个目的，两个反应不会相互干扰。此时需要满足的条件为镁电解条件，满足常规镁电解需要的温度、电压、电流等。并且，由于镁电解残渣是电解镁而来的副产物，其存在于电解槽中，为防止通入的四氯化碳对电解阴极腐蚀，通入四氯化碳过程也需在镁电解时进行，通过阴极电位作用可保护碳钢阴极。本专利技术方法将四氯化碳通入电解残渣中，其在高温下主要发生以下的反应：2MgO+CCl4(g)→2MgCl2+CO2(g)8Mg+3CCl4(g)→6MgCl2+Mg2C3SiO2+CCl4(g)→SiCl4(g)+CO2(g)2Al2O3+3CCl4(g)→4AlCl3(g)+3CO2(g)2Fe2O3+3CCl4(g)→4FeCl3(g)+3CO2(g)四氯化碳在高温下将迅速气化为蒸汽与电解残渣反应，反应得到的MgCl2进入电解质中，而CO2、SiCl4、AlCl3、FeCl3等则以气态形式溢出，仅少量的碳化镁残余。本专利技术方法中，通入四氯化碳的量根据电解残渣中氧化镁含量决定，电解残渣中的MgO含量低于0.5％时，停止四氯化碳通入。其中氧化镁含量测定方法为：称取一点量的电解残渣，在水中洗去其电解质，然后测定不溶物中的镁含量，便可计算出其氧化镁含量。本专利技术方法中，为防止高温下四氯化碳对加料管的腐蚀，加料管材质选用高温不与四氯化碳反应材质，优选金属镍材质。实施例1700℃的镁电解槽，其中电解残渣中MgO含量为20％，对应的电解残渣层厚度约为150mm，采用直径为10mm的镍管将一定量的四氯化碳通入至电解残渣中，通入量控制在0.1L/min，当电解残渣中MgO含量为0.5％时，停止加料，此时未测得电解残渣层厚度，待30min后再次测定，残渣层厚度仅为20mm。实施例2657℃的镁电解槽，其中电解残渣中MgO含量为35％，对应的电解残渣层厚度约为450mm，采用直径为10mm的镍管将一定量的四氯化碳通入至电解残渣中，通入量控制在0.2L/min，当电解残渣中MgO含量为0.4％时，停止加料，此时未测得电解残渣层厚度，待30min后再次测定，残渣层厚度仅为35mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
清除镁电解残渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：在500℃以上，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。

【技术特征摘要】
1.清除镁电解残渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：在500℃以上，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。2.根据权利要求1所述的清除镁电解残渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：在镁电解温度下，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。3.根据权利要求2所述的清除镁电解残渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：在镁电解条件下，向镁电解残渣中加入四氯化碳，四氯化碳与镁电解残渣反应即可。4.根据权利要求2或3所述的清除镁电解残渣的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱福兴，马尚润，苗庆东，李开华，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51