电解氯化镁生产金属镁的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电解氯化镁领域，具体公开了一种电解氯化镁生产金属镁的装置，包括温度控制系统、液位控制系统和电解槽；在电解槽内设置隔板将电解槽上部分割为电解室和集镁室；在电解室中安装多组碳质阳极和铁质阴极，在阳极与阴极之间插入多块双性电极；在电解室下部设置有支撑板，支撑板上设有电解液循孔，支撑板下方为储渣室；在电解室上面设有密封盖。本实用新型专利技术的电解氯化镁生产金属镁的装置不需要进行出渣操作，大大减少了劳动强度，改善了工作环境，降低了液镁的氧化损失和氧化镁槽渣的产生量，提高了单槽产能和电解效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电解氯化镁生产金属镁领域，尤其涉及一种电解氯化镁生产金属镁的>J-U装直。技术背景熔盐电解法生产金属镁的工艺在海绵钛的镁-钛联合企业中应用非常广泛。在海绵钛生产过程中，用金属镁还原四氯化钛制备海绵钛，同时产生副产物氯化镁，氯化镁采用熔盐电解法生产出金属镁和氯气，其中金属镁返回作为生产海绵钛的还原剂循环使用，氯气返回作为高钛渣加碳氯化生产四氯化钛的原料循环使用。传统氯化镁电解装置主要采用有隔板电解槽或无隔板电解槽的单极电解槽，其主要结构为在一个电解槽内设置多组阴、阳电极，每组阴、阳电极形成一个电解室，一个电解槽内每个电解室之间为并联关系。将氯化镁配制成MgCl2含量为10% 20%的MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2电解液体系，在电解槽中用700°C的熔盐电解，阴极生成液态镁，阳极生成氯气。由于金属镁的密度低于熔融盐，生成的金属镁会浮在液面，电解将金属镁抽出。阳极生成的氯气浮出电解液液面，由氯压机产生负压抽出。这种单极电解槽一般通过增加电解槽容积，并在同一电解槽中增加阴、阳极组数来增加单槽产能，但这种电解槽内的阴阳极组数不能过多，否则会导致电解过程热量不平衡，而单极槽为单槽产能较低，一般仅为0. 7 I吨/天。传统单极槽的液镁是靠电解液循环进入集镁室，液态镁在电解室停留时间较长。其电解室与集镁室之间的隔板为较薄的耐火砖拼装而成，在运行过程中容易出现局部破损，镁与氯气的二次反应几率较大，导致电解效率不高，一般仅为70%左右。传统单极槽的电解液液位无控制手段，在电解槽加料、出镁和电解过程中电解液液位波动比较大，容易造成电解过程的氯气系统压力和槽电压的波动以及液镁和氯气的二次反应等问题，造成电解效率降低。传统单极槽无其他温度控制手段，电解液唯一的温度控制手段是调整直流电的电流强度。当电流强度过大时，因无其他降温手段，可能造成电解液温度过高，电解液升华量增大，造成电解液升华物分成增加，镁的收率降低；当电流强度过小或在直流电出现故障的情况下，因无其他升温手段，可能造成电解液温度过低，电解液和液镁的粘度过低，液镁和氯气不能及时分离而造成二次反应，导致电流效率下降，甚至可能造成电解液和液镁的凝固而停槽。传统单极槽底部存在空间不足以及电解槽盖的密封性较差等原因，在电解过程中需要打开集镁室盖出渣，液态镁的氧化反应严重，槽渣(主要成分为MgO)比较多，造成了镁的收率较低，劳动强度较大、操作环境比较差。
技术实现思路
在下文中给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本技术旨在提供一种设置有储渣室，在电解过程中无需出渣并且电解效率较高的电解氯化镁生产金属镁的装置。本技术解决技术问题采用如下技术方案一种电解氯化镁生产金属镁的装置，包括温度控制装置、液位控制系统和电解槽；在电解槽内设置隔板将电解槽上部分割为电解室和集镁室，所述隔板上设置有导镁口 ；在电解室中安装多组碳质阳极和铁质阴极，并在阳极与阴极之间插入多块双性电极；在电解室下部设置有绝缘的用于支撑电极的支撑板，支撑板上设有电解液循孔，支撑板下方为储渣室，所述储渣室的容积大于或等于电解槽运行一个周期产生的槽渣体积；在电解室上面设有密封盖，密封盖上设有氯气排出孔、加料-出镁口。可选的，所述电解室侧壁上设置有阴极插入口，所述阴极穿过阴极插入口插入到电解室中，并且阴极伸出电解室的侧面与直流铝母线负极连接；所述阴极为侧插式箱式阴极，阴极顶部为全开口 ；阴极靠近集镁室的侧壁上开设有与导镁口连通的阴极导镁出口，并且在该侧壁下部设置有电解质出口，在与设置有阴极导镁出口的侧壁垂直的侧壁上设置有多块向阴极导镁出口倾斜的导镁板，在阴极内部导镁出口上方设有向下倾斜的导镁管。可选的，所述导镁板与水平方向的夹角为0-40度。可选的，所述阴极导镁出口以及隔板上的导镁口均为方形口。可选的，所述液位控制系统包括控制单元、自动充/泄氩气装置、液下罐和液位计；所述液下罐和液位计设置于集镁室内，所述控制单元分别与液位计及自动充/泄氩气装置连接；所述液下罐顶部设置有氩气管，在液下罐的底部设置有开口，所述氩气管穿过密封盖与自动充/泄氩气装置连接。可选的，所述温度控制系统包括控制单元、鼓风机、交流加热装置、温度计和热交换器；所述控制单元分别与鼓风机的控制器、交流加热装置的控制器及温度计连接，所述鼓风机与热交换器的进风管连接。可选的，所述密封盖上还设置有阳极插入口、温度计安装孔、液位计安装孔；所述阳极穿过阳极插入口插入到电解室中，所述温度计穿过温度计安装孔插入到电解槽中的电解液中，所述液位计穿过液位计安装孔插入到电解槽中的电解液中。可选的，在导镁口以上的隔板由刚玉砖堆砌而成，在导镁口及导镁口以下的隔板由熔铸莫来石砖堆砌而成。可选的，在阴极与阳极之间插入的双性电极的数量为2 4块。可选的，所述双性电极为全碳质材料或者为由铁质和碳质压制的复合板材料，其中复合板材料双性电极作为阴极的一面为铁质材料，作为阳极的一面为碳质材料。可选的，在每一对阳极与阴极所形成的电解单元中，阳极与双性电极之间、各个双性电极之间以及双性电极与阴极之间的距离为4. 5 5. 5mm。可选的，阳极与双性电极之间、各个双性电极之间以及双性电极与阴极之间设置有绝缘的隔离定位块。可选的，所述隔离定位块材质为氮化硅陶瓷材料，其电阻率大于或等于IXlO6Q.mmD可选的，每一对阳极与阴极所形成的电解单元中，从阴极到阳极方向，每一块双性电极比其前面紧邻的一块双性电极或阴极顶部高10 25mm。可选的，所述支撑板材质为莫来石。可选的，所述支撑板下方设置有用于支撑支撑板的支撑柱。可选的，在支撑板上每两个电极之间均设置有电解液循孔，所述电解液循孔的孔长与电极的长度相同，孔宽为10 15mm。·可选的，电解槽内的电解液液面位于阴极顶部和最高双性电极顶部之间。本技术的有益效果如下(I)在电解槽底设置有储渣室，其容积大于或等于电解装置运行一个周期产生的槽渣的体积，因此，在电解装置的一个运行周期内，不需要进行出渣操作，大大减少了劳动强度，改善了工作环境，降低了液镁的氧化损失和氧化镁槽渣的产生量，提高了氯气浓度。(2)通过双性电极的设置，因为双性电极无需连接铝母线，与设置有多组电极的电解装置相比，提高了电解槽的单槽生产能力，降低了铝母线、电解槽及厂家占地面积的投资。(3)设置有液位控制系统，能够对液位进行精确有效的控制，避免了现有技术中的电解装置在加料和出镁过程中电解液液位波动大，造成电解过程中氯气系统压力和槽电压波动以液镁和氯气二次反应问题，进而提高了电解效率。(4)设置有温度控制装置，能够将电解槽内的电解液温度控制在适宜的温度范围内，与传统的通过调整电流强度控制温度的方式相比，避免了因电流强度过小或在直流电出现故障的情况下，造成电解液温度较低，电解液和液镁粘度过低，进而液镁与氯气不能及时分离造成二次反应，导致电流下降，造成电解液和液镁凝固而不得不停止生产的问题。(5)导镁口以上的隔板由刚玉砖堆砌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于包括温度控制系统、液位控制系统和电解槽；在电解槽内设置隔板将电解槽上部分割为电解室和集镁室，所述隔板上设置有导镁ロ ；在电解室中安装多组碳质阳极和铁质阴极，并在阳极与阴极之间插入多块双性电极；在电解室下部设置有绝缘的用干支撑电极的支撑板，支撑板上设有电解液循孔，支撑板下方为储渣室，所述储渣室的容积大于或等于电解槽运行ー个周期产生的槽渣体积；在电解室上面设有密封盖，密封盖上设有氯气排出孔、加料-出镁ロ。2.根据权利要求I所述的电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于所述电解室侧壁上设置有阴极插入口，所述阴极穿过阴极插入口插入到电解室中，并且阴极伸出电解室的侧面与直流铝母线负极连接；所述阴极为侧插式箱式阴极，阴极顶部为全开ロ ；阴极靠近集镁室的侧壁上开设有与导镁ロ连通的阴极导镁出口，并且在该侧壁下部设置有电解质出口，在与设置有阴极导镁出口的侧壁垂直的侧壁上设置有多块向阴极导镁出口倾斜的导镁板，在阴极内部导镁出口上方设有向下倾斜的导镁管。3.根据权利要求2所述的电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于所述导镁板与水平方向的夹角为0-40度。4.根据权利要求2所述的电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于所述阴极导镁出ロ以及隔板上的导镁ロ均为方形ロ。5.根据权利要求I所述的电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于所述液位控制系统包括控制单元、自动充/泄氩气装置、液下罐和液位计；所述液下罐和液位计设置于集镁室内，所述控制単元分别与液位计及自动充/泄氩气装置连接；所述液下罐顶部设置有氩气管，在液下罐的底部设置有开ロ，所述氩气管穿过密封盖与自动充/泄氩气装置连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的电解氯化镁生产金属镁的装置，其特征在于所述温度控制系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周茂敬，
申请(专利权)人：青海北辰科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：