Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и евразийские патенты)"
Бюллетень 07´2017

  

(11) 

027479 (13) B1       Разделы: A B C E F G H    

(21) 

201391015

(22) 

2012.02.02

(51) 

C25C 7/00 (2006.01)

(31) 

1102023.7

(32) 

2011.02.04

(33) 

GB

(43) 

2014.11.28

(86) 

PCT/GB2012/050219

(87) 

WO 2012/104640 2012.08.09

(71) 

(73) МЕТАЛИСИЗ ЛИМИТЕД (GB)

(72) 

Райт Аллен Ричард (GB)

(74) 

Нилова М.И. (RU)

(54) 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА

(57) 1. Установка для электрохимического восстановления твердого сырья, содержащая

контейнер для расплава соли;

анодный узел, содержащий по меньшей мере один анод, который в процессе работы установки находится в контакте с расплавом соли;

катод с возможностью загрузки его твердым сырьем и

устройство перемещения катода, предназначенное для установления и перемещения катода таким образом, что при применении установки катод и твердое сырье находятся в контакте с расплавом соли и перемещаются мимо анодного узла.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство перемещения катода способно опускать катод в контейнер в месте загрузки перед перемещением катода мимо анодного узла.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство перемещения катода способно поднимать катод из контейнера в месте выгрузки после перемещения катода мимо анодного узла, необязательно поднимая катод в камеру с инертной атмосферой.

4. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что место загрузки находится на расстоянии от места выгрузки.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что анодный узел установлен между местом загрузки и местом выгрузки.

6. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что катод установлен с возможностью перемещения ниже анодного узла между местом загрузки и местом выгрузки.

7. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что контейнер содержит основание, и устройство перемещения катода выполнено с возможностью перемещения катода между анодным узлом и основанием контейнера, причем необязательно либо катод, либо катодный узел, содержащий катод, находится в контакте с основанием контейнера.

8. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что установка имеет возможность подсоединения к источнику питания для приложения потенциала между анодом (анодами) и катодом таким образом, что твердое сырье, загруженное на катод, восстанавливается по мере того, как с помощью устройства перемещения катода катод перемещается мимо анодного узла; при этом источник питания представляет собой источник питания постоянного тока.

9. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что катод содержит электропроводный горизонтально ориентированный желоб, предназначенный для перенесения твердого сырья.

10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что желоб изготовлен из немагнитного материала, такого как нержавеющая сталь.

11. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что анодный узел содержит ряд углеродных анодов, которые находятся на расстоянии друг от друга в горизонтальном направлении.

12. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что положение каждого анода может настраиваться для регулирования расстояний между каждым анодом и катодом.

13. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что контейнер содержит периферийную стенку, которая включает боковую стенку, при этом образуется промежуток между боковой стенкой и анодным узлом, причем устройство перемещения катода содержит опору катода, предназначенную для поддержания катода таким образом, что, когда катод установлен в контейнер для проведения электрохимического восстановления сырья, опора катода проходит через этот промежуток, и верхний конец опоры катода выходит наружу из расплава соли.

14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что боковая стенка является одной из двух параллельных боковых стенок, и промежуток является одним из двух промежутков, каждый из которых образуется между соответствующей одной из боковых стенок и анодным узлом, причем опора катода является одной из двух опор катода, предназначенных для удержания катода, каждая из которых проходит через соответствующий один из промежутков в процессе электрохимического восстановления.

15. Установка по п.13 или 14, отличающаяся тем, что опора катода является электропроводной для приложения катодного потенциала к катоду.

16. Установка по пп.13, 14 или 15, отличающаяся тем, что устройство перемещения катода содержит приводное устройство, предназначенное для сцепления с опорой (опорами) катода так, чтобы перемещать опору (опоры) катода вдоль промежутка (промежутков) между боковой стенкой (боковыми стенками) и анодным узлом и чтобы перемещать катод мимо анодного узла предпочтительно от места загрузки к месту выгрузки.

17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что приводное устройство содержит опорный рельс катода, который проходит вдоль каждого из промежутков, причем опора или каждая из опор катода сцепляется с соответствующим рельсом для установки катода на место.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из опор катода и рельс, который соответствует ей, являются электропроводными и находятся в электрическом контакте друг с другом, например, с помощью скользящего контакта, причем катодный потенциал может быть приложен к катоду путем подведения напряжения к электропроводному рельсу.

19. Установка по любому из пп.13-18, отличающаяся тем, что она содержит термоизоляционный участок, который относится по меньшей мере к одной из опор катода для, по меньшей мере, частичного уплотнения части соответствующего промежутка в области опоры катода.

20. Установка по п.19, отличающаяся тем, что термоизоляционный участок находится на расстоянии от расплава соли.

21. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что на поверхности расплава соли обеспечивается термоизоляционный материал в виде порошка или гранул, который имеет плотность, меньшую чем плотность расплава соли.

22. Установка по любому из пп.13-21, отличающаяся тем, что опора (опоры) катода имеет такую форму, чтобы находиться на расстоянии от смежной боковой стенки контейнера и любого расплава соли, застывшей на боковой стенке.

23. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что устройство перемещения катода содержит транспортер или систему с цепным приводом, например, предназначенные для перемещения каждой из опор катода.

24. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что устройство перемещения катода выполнено с возможностью временной остановки и/или перемещения катода в обратном направлении, например, так, чтобы смешать или перемешать расплав соли.

25. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что катод содержит выступ или ковш, который выступает вниз, преимущественно расположенный так, чтобы находиться в контакте с основанием контейнера или в непосредственной близости к нему, когда катод устанавливается между анодным узлом и основанием контейнера.

26. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что длина контейнера больше, чем его ширина, и направление движения катода в процессе электрохимического восстановления является параллельным длине контейнера, причем в процессе загрузки и/или выгрузки катода в или из контейнера катод проходит над боковой стороной контейнера.

27. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что катод загружается в контейнер и/или извлекается из контейнера в направлении, перпендикулярном направлению движения катода в процессе электрохимического восстановления.

28. Установка по п.26 или 27, отличающаяся тем, что анодный узел удерживается с помощью рамы, которая проходит выше контейнера, в значительной степени параллельно направлению движения катода в процессе электрохимического восстановления.

29. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что катод является одним из множества катодов, которые могут быть последовательно загружены в контейнер, перенося твердое сырье, перемещены мимо анодного узла с разностью потенциалов, приложенной между анодным узлом и каждым катодом так, чтобы осуществить восстановление сырья, и извлечены из контейнера, перенося восстановленное сырье.

30. Установка по п.29, отличающаяся тем, что два или более из множества катодов могут быть перемещены мимо анодного узла одновременно.

31. Установка по п.8, отличающаяся тем, что источник питания представляет собой источник питания постоянного тока.

32. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она сконструирована путем модификации существующей ранее установки для производства алюминия, например установки Холла-Эру.

33. Установка по п.32, отличающаяся тем, что указанная установка сконструирована путем удаления анодов из существующей ранее установки для производства алюминия так, чтобы обеспечить место загрузки катода и/или место выгрузки катода.

34. Установка по п.32 или 33, отличающаяся тем, что существующая ранее установка для производства алюминия содержит три или более контейнеров, каждый из которых имеет длину между его концами, которая является большей, чем его ширина между его боковыми сторонами, причем контейнеры расположены бок о бок, в которой установка для производства алюминия модифицирована путем удаления каждого третьего контейнера так, чтобы обеспечить возможность загрузки и извлечения катодов в контейнеры, которые остались, с боковых сторон контейнеров.

35. Способ электрохимического восстановления твердого сырья в контейнере, содержащем расплав соли и анодный узел, содержащий один или более анодов, которые удерживаются так, что каждый из анодов находится в контакте с расплавом соли; включающий следующие шаги:

загрузка катода твердым сырьем и

перемещение катода мимо анодного узла при пропускании тока между катодом и анодом (анодами) так, чтобы восстановить сырье.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что в нем, по меньшей мере, нижний конец каждого из анодов находится в контакте с расплавом соли, причем перемещение катода мимо анодного узла включает перемещение катода ниже анодного узла.

37. Способ по п.35 или 36, отличающийся тем, что указанный способ включает шаг загрузки катода в расплав соли в месте загрузки и извлечение катода из расплава соли в месте выгрузки после перемещения мимо анодного узла.

38. Способ по п.37, отличающийся тем, что место загрузки находится на расстоянии от места выгрузки.

39. Способ по п.37 или 38, отличающийся тем, что анодный узел устанавливается между местом загрузки и местом выгрузки, и/или место загрузки находится на первом конце анодного узла, и место выгрузки находится на втором конце анодного узла.

40. Способ по п.35 или 39, отличающийся тем, что он включает шаг настройки высоты одного или более анодов для регулирования расстояния между каждым анодом и катодом.

41. Способ по любому из пп.35-40, отличающийся тем, что он включает загрузку катодов, которые следуют друг за другом, сырьем и перемещение катодов, которые следуют друг за другом, мимо анодного узла с осуществлением непрерывного процесса восстановления твердого сырья.

42. Способ по любому из пп.35-41, отличающийся тем, что устройство перемещения катода содержит опору катода, которая сцепляется с катодом и проходит в направлении вверх из расплава соли, и включает шаг работы устройства перемещения катода для перемещения катода мимо анодного узла.

43. Способ по любому из пп.35-42, отличающийся тем, что он включает шаг регулирования движения катода мимо анодного узла так, чтобы временно остановить и/или обратить движение катода, например, для взбалтывания или перемешивания расплава соли.

44. Способ по любому из пп.35-43, отличающийся тем, что он включает шаг перемещения катода мимо анодного узла, при этом катод содержит выступающий вниз выступ, ковш или фланец, который находится в контакте или устанавливается вблизи основания контейнера и удаляет или перемещает загрязняющие вещества в области основания контейнера.

45. Способ по любому из пп.35-44, отличающийся тем, что он включает шаг перемещения катода под углом или перпендикулярно направлению его движения мимо анодного узла, например, для того, чтобы усилить поток расплава соли вокруг катода и/или сырья.

46. Способ по любому из пп.35-45, отличающийся тем, что он включает шаг поднятия или опускания катода в то время, когда он находится ниже анодного узла, например, для того, чтобы усилить поток расплава соли вокруг катода и/или сырья.

47. Способ переоборудования алюминиевого электролизера в электролизер для восстановления твердого сырья электролизом расплава соли, который включает шаги удаления анодов, которые являются смежными с каждым концом электролизера, для того, чтобы обеспечить пространство для предоставления места загрузки, предназначенного для загрузки в электролизер катодов, которые переносят твердое сырье, и места выгрузки, предназначенного для извлечения катодов, которые переносят восстановленное сырье, и установление устройства перемещения катода, предназначенного для перемещения катодов от места загрузки к месту выгрузки мимо анодов, которые были оставлены в электролизере.

48. Способ по п.47, отличающийся тем, что указанный алюминиевый электролизер предназначен для производства алюминия с использованием способа Холла-Эру.


наверх