Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Влияние расстояния между электродами на выход по току при электролитическом получении магния из хлоридов исследовалось в УНИХИМ, на Ленинградском опытном заводе, в ВАМИ и т. д.
Исследование этой зависимости, проведенное во Всесоюзном алюминиево-магниевом институте (ВАМИ) показало, что влияние расстояния между электродами на выход по току связано с другими параметрами процесса электролиза, особенно с составом электролита и конструкцией электролизера. Ниже описано влияние расстояния между электродами, высоты анодов и плотности тока на выход по току при электролизе карналлита, когда электролит состоит в основном из хлористого калия, и при электролизе хлористого магния, когда применяется электролит оптимального состава, содержащий 30% (вес.) CaCl2, 50—60% NaCl и небольшое количество KCl
Влияние расстояния между электродами, высоты анода и плотности тока на выход по току при электролизе карналлита
В табл. 10 приведены данные, показывающие, как расстояние между электродами влияет на выход по току при электролизе карналлита на полузаводском электролизере при рабочей высоте анода 40—120 см и анодной плотности тока 0,2—0,7 а/см2.
Температура электролита поддерживалась равной 700—710°. Состав электролита не изменялся. Рабочий высотой анода считается высота части анода, погруженной в электролит, которая не перекрывается диафрагмой.
Расстояние между электродами влияет на выход по току в зависимости от высоты электродов и плотности тока.
Влияние расстояния между электродами на выход по току при разной высоте анодов зависит от изменения характера и интенсивности циркуляции электролита при изменении глубины электролизера.
Благоприятное влияние увеличения плотности тока на выход по току было объяснено П.П. Федотьевым. В данном случае влияние плотности тока рассматривается в связи с другими факторами — рабочей высотой анода (глубиной электролизера) и межполюсным расстоянием. Из данных табл. 10 следует, что чем меньше расстояние между электродами и глубина электролизера тем сильнее плотность тока сказывается на выходе по току.
При уменьшении расстояния между электродами улучшаются условия переноса к аноду магния, растворенного в электролите, а также капель магния, взвешенных в электролите, и увеличивается взаимодействие магния с хлором. Однако если при этом увеличивается плотность тока, то пропорционально ей увеличивается и количество металла, выделенного в единицу времени, что приводит к увеличению выхода по току при одинаковом потреблении магния на аноде. Изменение выхода по току зависит от соотношения скоростей обоих процессов.
Влияние плотности тока на выход по току при различной рабочей высоте анодов и разном расстоянии между электродами характеризуется графиками, приведенными на рис. 40.
Влияние расстояния между электродами, высоты электродов и плотности тока на выход по току при электролизе хлористого магния
При электролизе хлористого магния можно регулировать состав электролита в широких пределах. Влияние расстояния между электродами и высоты электродов на выход по току при оптимальном составе электролита было изучено в ВАМИ. Результаты этих работ приведены в табл. 11.
Для всех изученных режимов электролиза существует оптимальный состав электролита, при котором выход по току достигает максимума, Этот электролит характеризуется высоким содержанием NaCl (50— 60%) и CaCl2 [30% (вес.)]
Влияние плотности тока на выход по току при глубине электролизера 100—120 см и расстоянии между электродами 2—8 см характеризуется данными табл. 12 и 13.
Влияние температуры электролита на выход по току
Данные о влиянии температуры на выход по току при электролитическом получении магния из хлоридов приведены в диссертации Эттела, опубликованной в 1895 г. Других сведений о систематических исследованиях такой зависимости в литературе нет.
Резкое увеличение потерь магния с повышением температуры А.Ф. Алабышев объясняет быстрым ростом упругости паров магния, что должно, по его мнению, увеличить растворимость магния в, электролите.
В ВАМИ получены данные о влиянии температуры на выход по току при электролизе хлористого магния Опыты проводились на крупнолабораторной модели промышленного электролизера в интервале температур 680—800°. Условия опытов: Да=0,5 а/см2, ha = 80 см, l=8 см; средний состав электролита: 10% MgCl2, 30% CaCl2, NaCl/KCl = 1:1.
При проведении опытов поддерживались постоянными плотность тока, расстояние между электродами, состав электролита, высота электродов и др.
В изученном интервале температур зависимость выхода по току от температуры выражается прямой линией. При увеличении температуры на 10° выход по току снижается примерно на 0,8%.
Из сопоставления графиков зависимости выходов по току и по энергии от температуры (рис. 41) видно, что оба показателя понижаются с ростом температуры, хотя выход по энергии снижается несколько медленнее, чем выход по току, что является следствием некоторого повышения электропроводности электролита.
В промышленных условиях, если температура плавления электролита значительно ниже температуры плавления металла, электролиз следует вести при 670—690°.