JPH0465911B2 - - Google Patents
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- JPH0465911B2 JPH0465911B2 JP60025867A JP2586785A JPH0465911B2 JP H0465911 B2 JPH0465911 B2 JP H0465911B2 JP 60025867 A JP60025867 A JP 60025867A JP 2586785 A JP2586785 A JP 2586785A JP H0465911 B2 JPH0465911 B2 JP H0465911B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/005—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells for the electrolysis of melts
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶融金属塩化物電解装置、特にアルカ
リ金属又はアルカリ土金属の塩化物を含む溶融塩
から、これらの金属を製造するための電解装置に
関する。
リ金属又はアルカリ土金属の塩化物を含む溶融塩
から、これらの金属を製造するための電解装置に
関する。
塩化リチウムや塩化マグネシウムのようなアル
カリ金属又はアルカリ土金属塩化物の溶融塩電解
においては、密閉構造の電解室内に陽極及び陰極
からなる電極材を複数組配置した並列型、或はこ
の電極対間に二極性の中間電極を１〜数個配置し
た直列型電解装置が用いられる。このような電解
装置においては製品のコストを低下するために電
力原単位の低減が望まれるが、これは主として陽
−陰極間の間隔、つまり極間距離の短縮によつて
行なわれる。この際、陽極面で発生する塩素ガス
の気泡が陰極面に触れるのを効果的に防がなけれ
ばならない。これらの条件を両立させるためのい
くつかの方法が公知である。例えばUSP4055474
記載の並列型装置では陽極面に傾斜を設けて塩素
ガス流の拡がりを補償すると同時に、対向する陰
極面も傾斜させて、塩素ガスとの接触を防ぐ構成
がとられている。一方ソ連発明者証398690には、
陽極の垂直な作用面からの上り勾配をもつて内方
へ向う溝、及び陽極材内でこの溝と接線的に接続
された垂直溝を設け、陽極面で発生する塩素ガス
をこれらの溝に捕集し排出する構成が提案されて
いる。一方直列型の溶融塩化物電解装置としては
各電極の作用面を、陽極面が陰極面の上方へ来る
ように傾斜させた構成がフランス特許第2049201
号公報に示されている。しかしこれらの構成によ
つても、陽極面で生成する塩素のうちかなりの部
分が回収されずに電極間に残留し、拡がつて陰極
面上の溶滴と反応するので、生成金属及び塩素の
収率は必ずしも満足できるものではなかつた。
カリ金属又はアルカリ土金属塩化物の溶融塩電解
においては、密閉構造の電解室内に陽極及び陰極
からなる電極材を複数組配置した並列型、或はこ
の電極対間に二極性の中間電極を１〜数個配置し
た直列型電解装置が用いられる。このような電解
装置においては製品のコストを低下するために電
力原単位の低減が望まれるが、これは主として陽
−陰極間の間隔、つまり極間距離の短縮によつて
行なわれる。この際、陽極面で発生する塩素ガス
の気泡が陰極面に触れるのを効果的に防がなけれ
ばならない。これらの条件を両立させるためのい
くつかの方法が公知である。例えばUSP4055474
記載の並列型装置では陽極面に傾斜を設けて塩素
ガス流の拡がりを補償すると同時に、対向する陰
極面も傾斜させて、塩素ガスとの接触を防ぐ構成
がとられている。一方ソ連発明者証398690には、
陽極の垂直な作用面からの上り勾配をもつて内方
へ向う溝、及び陽極材内でこの溝と接線的に接続
された垂直溝を設け、陽極面で発生する塩素ガス
をこれらの溝に捕集し排出する構成が提案されて
いる。一方直列型の溶融塩化物電解装置としては
各電極の作用面を、陽極面が陰極面の上方へ来る
ように傾斜させた構成がフランス特許第2049201
号公報に示されている。しかしこれらの構成によ
つても、陽極面で生成する塩素のうちかなりの部
分が回収されずに電極間に残留し、拡がつて陰極
面上の溶滴と反応するので、生成金属及び塩素の
収率は必ずしも満足できるものではなかつた。
本発明は陽極の構造を改良することによつてそ
の作用面上に生成する塩素ガスの回収効率を向上
せしめ、これによつて陽極と陰極との距離を従来
に比べて大巾に短縮可能とし、さらに電極面の縦
方向の長さを増して床面積当りの生産量の向上を
可能としたものであつて、その要旨とするところ
は、黒鉛質の陽極と鉄材製の陰極とから成る少く
とも一組の電極対、及びこれらの電極対を配置
し、かつ溶融したアルカリ金属または土金属の塩
化物を保持し得る密閉容器、並びに浴面位を含む
陽極材周囲の空間に配置した絶縁性耐火物から成
る隔壁を有する電解装置において、陰極の作用面
に対向する陽極の作用面全幅にわたつて、前方へ
傾斜して張り出したひさし（庇）状の突起を設け
て該突起の下面及び基部表面により捕集溝を形成
し、一方陽極材内部に実質的に垂直な塩素ガス上
昇孔を設け、これらの捕集溝及び上昇孔を、陽極
材表面に開口し上昇孔に到る、内方へ向つて上り
勾配をもつ接続孔で連結したことを特徴とする、
アルカリ金属またはアルカリ土金属の溶融塩化物
電解装置に存する。
の作用面上に生成する塩素ガスの回収効率を向上
せしめ、これによつて陽極と陰極との距離を従来
に比べて大巾に短縮可能とし、さらに電極面の縦
方向の長さを増して床面積当りの生産量の向上を
可能としたものであつて、その要旨とするところ
は、黒鉛質の陽極と鉄材製の陰極とから成る少く
とも一組の電極対、及びこれらの電極対を配置
し、かつ溶融したアルカリ金属または土金属の塩
化物を保持し得る密閉容器、並びに浴面位を含む
陽極材周囲の空間に配置した絶縁性耐火物から成
る隔壁を有する電解装置において、陰極の作用面
に対向する陽極の作用面全幅にわたつて、前方へ
傾斜して張り出したひさし（庇）状の突起を設け
て該突起の下面及び基部表面により捕集溝を形成
し、一方陽極材内部に実質的に垂直な塩素ガス上
昇孔を設け、これらの捕集溝及び上昇孔を、陽極
材表面に開口し上昇孔に到る、内方へ向つて上り
勾配をもつ接続孔で連結したことを特徴とする、
アルカリ金属またはアルカリ土金属の溶融塩化物
電解装置に存する。
上記のように本発明においては、陽極の表面は
前方傾斜のひさし状乃至下開きのブラインド状突
起を呈する。突起上面は垂直断面が円弧状又は直
線状となるように構成され、その勾配は塩素ガス
の気泡が分離しやすいように垂直に近く、特に水
平に対して60℃以上とするのがよい。下面の傾斜
も大きい方が塩素ガスの導出には有利であるが、
突起部が相対的に薄くなり、この部分の強度が低
下するので、10〜40゜位が適当である。
前方傾斜のひさし状乃至下開きのブラインド状突
起を呈する。突起上面は垂直断面が円弧状又は直
線状となるように構成され、その勾配は塩素ガス
の気泡が分離しやすいように垂直に近く、特に水
平に対して60℃以上とするのがよい。下面の傾斜
も大きい方が塩素ガスの導出には有利であるが、
突起部が相対的に薄くなり、この部分の強度が低
下するので、10〜40゜位が適当である。
ひさし状突起下の捕集溝及び接続孔を経て陽極
材内方へ導かれた塩素ガスは上昇孔内を経て回収
される。ガスを分離した浴は開放した上昇孔の頂
部から電解室内へ還流させ、或は大径の又は断面
積の大きな上昇孔を用い、ガスを分離した浴を上
昇孔軸部を経て孔底から電解室内へ戻すことがで
きる。いずれにせよ円滑な電解操作を継続するた
めには滑らかな浴の対流を形成することが必要で
ある。陽極全体の構成は平板状のものでもよい
が、加工・取付の点からは円柱状に形成するのが
好都合である、突起はどちらの場合でも各段が独
立した水平な階段状にすることができるが、円柱
状構成の場合には特にら旋状に形成することもで
きる。これらの突起は公知の機械加工作業によつ
て形成することができる。
材内方へ導かれた塩素ガスは上昇孔内を経て回収
される。ガスを分離した浴は開放した上昇孔の頂
部から電解室内へ還流させ、或は大径の又は断面
積の大きな上昇孔を用い、ガスを分離した浴を上
昇孔軸部を経て孔底から電解室内へ戻すことがで
きる。いずれにせよ円滑な電解操作を継続するた
めには滑らかな浴の対流を形成することが必要で
ある。陽極全体の構成は平板状のものでもよい
が、加工・取付の点からは円柱状に形成するのが
好都合である、突起はどちらの場合でも各段が独
立した水平な階段状にすることができるが、円柱
状構成の場合には特にら旋状に形成することもで
きる。これらの突起は公知の機械加工作業によつ
て形成することができる。
陰極は一枚の鉄板を陽極と平行に、或は共軸的
に配置した平板又は円筒面とすると簡便ではあ
る。このほかに平板状陽極の場合には特開昭58−
22385に記載されているように、数本の支柱に複
数の水平な横長の鉄片を、同一平面上に又は同一
角度で上下に傾斜して縦一列に取付けた構成とす
ることができる。また円柱状構成の場合にはこれ
らの横長鉄片の代りに円環や円錐（台）環が利用
でき、特に円錐環を縦一列に配置した陰極では析
出する金属を陰極作用面の背後から回収するよう
にも構成できる。
に配置した平板又は円筒面とすると簡便ではあ
る。このほかに平板状陽極の場合には特開昭58−
22385に記載されているように、数本の支柱に複
数の水平な横長の鉄片を、同一平面上に又は同一
角度で上下に傾斜して縦一列に取付けた構成とす
ることができる。また円柱状構成の場合にはこれ
らの横長鉄片の代りに円環や円錐（台）環が利用
でき、特に円錐環を縦一列に配置した陰極では析
出する金属を陰極作用面の背後から回収するよう
にも構成できる。
なお、電解装置の寿命決定の要因としては電極
材と共に、交換困難な部所に用いる消耗材が大き
な比重を占めるので、本発明の電解装置では、電
解室は鋼製容器で構成し、内部にも煉瓦等で作成
された部材の使用を控えるのが好ましい。
材と共に、交換困難な部所に用いる消耗材が大き
な比重を占めるので、本発明の電解装置では、電
解室は鋼製容器で構成し、内部にも煉瓦等で作成
された部材の使用を控えるのが好ましい。
本発明に従つて構成した電解装置においては、
突起状陽極表面で発生した塩素ガスは、直上にあ
る別の突起下面の捕集溝で捕えられ、極間への塩
素の拡散が本質的になくなつたので、極間距離を
30mm以下に小さくすることがき、さらに電極作用
面の縦の長さを１ｍ以上に延長することが可能に
なつた。
突起状陽極表面で発生した塩素ガスは、直上にあ
る別の突起下面の捕集溝で捕えられ、極間への塩
素の拡散が本質的になくなつたので、極間距離を
30mm以下に小さくすることがき、さらに電極作用
面の縦の長さを１ｍ以上に延長することが可能に
なつた。
次に本発明を図面によつて説明する。
第１図はLiClやMgCl2の溶融塩電解に適した、
本発明による電解装置による電解装置一例を示す
縦断面図であり、第２図及び第３図はこのような
電解装置において特に、電解浴レベル調節用の構
成、さらに生成金属収集タンクを用いた、別の例
を示す縦断面図である。
本発明による電解装置による電解装置一例を示す
縦断面図であり、第２図及び第３図はこのような
電解装置において特に、電解浴レベル調節用の構
成、さらに生成金属収集タンクを用いた、別の例
を示す縦断面図である。
特に第１図において、電解室１は本質的に鉄系
材製の円筒状容器２で限定され、容器２の外周は
断熱煉瓦やセラミツクフアイバー等の耐熱層３及
び鉄系材製の外被４で覆われている。容器の中央
には本質的に円筒状の黒鉛製陽極５が容器とほゞ
共軸的に配置され、これは下方を、絶縁材製の隔
離板６及び鉄又はステンレス鋼製支持台７によつ
て支持される。陽極５の周囲にはこれと共軸的に
鉄系材製の円柱面乃至管状の陰極板８が、２〜数
枚の鉄板９を介して容器壁２により支持される。
この陰極支持板９は同時に、通電用の導電材とし
ての機能も兼ねる。陽極材表面の陰極面より上方
の部分は絶縁材層１０で覆う。陽極材の上端は給
電のために蓋１１から突出しているが、蓋との間
には絶縁性隔壁を挾装して絶縁する。一方容器２
の上部側壁には負側のターミナル１２が設けられ
る。このように本発明の電解装置においては容器
材を導電回路の一部として利用する。
材製の円筒状容器２で限定され、容器２の外周は
断熱煉瓦やセラミツクフアイバー等の耐熱層３及
び鉄系材製の外被４で覆われている。容器の中央
には本質的に円筒状の黒鉛製陽極５が容器とほゞ
共軸的に配置され、これは下方を、絶縁材製の隔
離板６及び鉄又はステンレス鋼製支持台７によつ
て支持される。陽極５の周囲にはこれと共軸的に
鉄系材製の円柱面乃至管状の陰極板８が、２〜数
枚の鉄板９を介して容器壁２により支持される。
この陰極支持板９は同時に、通電用の導電材とし
ての機能も兼ねる。陽極材表面の陰極面より上方
の部分は絶縁材層１０で覆う。陽極材の上端は給
電のために蓋１１から突出しているが、蓋との間
には絶縁性隔壁を挾装して絶縁する。一方容器２
の上部側壁には負側のターミナル１２が設けられ
る。このように本発明の電解装置においては容器
材を導電回路の一部として利用する。
陽極表面にはリング状の突起（その一つを代表
的に１３で示す）が数段設けられ、陰極に対向す
る前面並びに下面には、塩素ガス誘導のために陽
極材内方へ向つて上り勾配が付けられている。隣
接突起１３の間には円周上の数ケ所に設けた接続
孔（代表的に１４で示す）が開口しており、その
他端は、陽極材中央に軸方向に設けた上昇孔１５
に連結されている。
的に１３で示す）が数段設けられ、陰極に対向す
る前面並びに下面には、塩素ガス誘導のために陽
極材内方へ向つて上り勾配が付けられている。隣
接突起１３の間には円周上の数ケ所に設けた接続
孔（代表的に１４で示す）が開口しており、その
他端は、陽極材中央に軸方向に設けた上昇孔１５
に連結されている。
浴面に析出する金属を介しての漏洩電流を防止
するために、本発明においては鉄板で補強された
スリーブ状の絶縁材製隔壁１６が陽極材の周囲に
配置される。容器２は保温のため全体的に断熱材
等で囲まれているが、電極特に陰極を配置した部
位の周囲では、断熱材層の厚さを減じたり、或は
水冷ジヤケツト等の配置により効率的に冷却を行
なつて許容電流値を向上せしめ、これによつて装
置の生産性の向上を図ることができる。容器の底
部にはヒーター１７わ配設することにより、電解
操作中断時における電解浴の温度維持、並びに縦
長構造の電解容器において、浴上下部の温度差を
小さく保つことが可能になる。
するために、本発明においては鉄板で補強された
スリーブ状の絶縁材製隔壁１６が陽極材の周囲に
配置される。容器２は保温のため全体的に断熱材
等で囲まれているが、電極特に陰極を配置した部
位の周囲では、断熱材層の厚さを減じたり、或は
水冷ジヤケツト等の配置により効率的に冷却を行
なつて許容電流値を向上せしめ、これによつて装
置の生産性の向上を図ることができる。容器の底
部にはヒーター１７わ配設することにより、電解
操作中断時における電解浴の温度維持、並びに縦
長構造の電解容器において、浴上下部の温度差を
小さく保つことが可能になる。
この構成において電解操作におより生成された
塩素ガスは陽極の（突起）表面に沿つて上昇し、
随伴する一部の浴と共に各突起１３に設けた接続
孔１４から上昇孔１５へ入り、浴から分離して排
出口１８を経て排出される。分離した浴は孔１５
内を下降し、支持台７の底部の開口１９から電解
室内へ戻る。陰極表面で生成した金属は極間を上
昇し、浴面に蓄積され、適宜吸引等の方法で操作
用開口２０から回収される。
塩素ガスは陽極の（突起）表面に沿つて上昇し、
随伴する一部の浴と共に各突起１３に設けた接続
孔１４から上昇孔１５へ入り、浴から分離して排
出口１８を経て排出される。分離した浴は孔１５
内を下降し、支持台７の底部の開口１９から電解
室内へ戻る。陰極表面で生成した金属は極間を上
昇し、浴面に蓄積され、適宜吸引等の方法で操作
用開口２０から回収される。
第２図の装置２１では容器２２、断熱材２３及
び外被２４から成る電解室の基本的構成は第１図
の場合とほぼ同一である。陽極２５の外周表面に
も同様の突起２６が設けられ、突起下面に接続孔
２７が開口している点も上記と同様であるが、上
昇孔２８は表面近くの陽極材内に、軸と平行に複
数本、設けられている。陰極２９は、縦に数個配
置した上開きテーパー付きのリング３０で構成さ
れ、各リングは２〜数ケ所において導電兼支持用
の鉄板３１，３２で容器２２の内面に支持され
る。このような陰極リングはこのほか必要に応じ
て１〜数ケ所を垂直支柱を用いて固定補強するの
がよい。析出した金属はこの場合リングの外方へ
導かれ、陰極の背後を通つて浴面に達するので、
塩素ガスとの再結合による生産効率の低下はさら
に改善される。陽極２５への通電はこの図の場合
鋼製の導電部３３を介して行なわれ、この導電部
は冷却のため、中空に形成され送風管３４を介し
て冷却用空気が送られる。
び外被２４から成る電解室の基本的構成は第１図
の場合とほぼ同一である。陽極２５の外周表面に
も同様の突起２６が設けられ、突起下面に接続孔
２７が開口している点も上記と同様であるが、上
昇孔２８は表面近くの陽極材内に、軸と平行に複
数本、設けられている。陰極２９は、縦に数個配
置した上開きテーパー付きのリング３０で構成さ
れ、各リングは２〜数ケ所において導電兼支持用
の鉄板３１，３２で容器２２の内面に支持され
る。このような陰極リングはこのほか必要に応じ
て１〜数ケ所を垂直支柱を用いて固定補強するの
がよい。析出した金属はこの場合リングの外方へ
導かれ、陰極の背後を通つて浴面に達するので、
塩素ガスとの再結合による生産効率の低下はさら
に改善される。陽極２５への通電はこの図の場合
鋼製の導電部３３を介して行なわれ、この導電部
は冷却のため、中空に形成され送風管３４を介し
て冷却用空気が送られる。
生成した塩素ガスは接続孔２７及び上昇孔２８
を経て、陽極材に隣接する上方空間に集められ、
排出口３５から排出される。電解室内の監視のた
め、また極間清掃のため蓋３６には操作口３７，
３８が設置されている。電解浴の補給及び生成金
属取出しは、容器上部の開口３９から行う。
を経て、陽極材に隣接する上方空間に集められ、
排出口３５から排出される。電解室内の監視のた
め、また極間清掃のため蓋３６には操作口３７，
３８が設置されている。電解浴の補給及び生成金
属取出しは、容器上部の開口３９から行う。
この図示した例では特に、容器底部に中空環状
小室４０が設けられている。小室上部には排気及
び不活性ガス供給のための配管４１が接続され、
また小室壁面底部には内面及び外面に複数の開口
４２が設けられている。電解操作の進行と共に電
解質が消費されるが、この構成においては小室内
へ管４１から不活性ガスを圧送し、中の浴を押出
すことにより浴レベルの低下を補償し、これによ
つて電解浴の装入回数を減し、手間の節減及び浴
の空気への露出回数を減すことが可能になつた。
小室４０が設けられている。小室上部には排気及
び不活性ガス供給のための配管４１が接続され、
また小室壁面底部には内面及び外面に複数の開口
４２が設けられている。電解操作の進行と共に電
解質が消費されるが、この構成においては小室内
へ管４１から不活性ガスを圧送し、中の浴を押出
すことにより浴レベルの低下を補償し、これによ
つて電解浴の装入回数を減し、手間の節減及び浴
の空気への露出回数を減すことが可能になつた。
以上の構成は既述のように個々に設置してもよ
いが、第３図のように一つの容器内に複数の電極
対を設置すればより大きな生産性を達成すること
ができる。こゝでも、周囲を断熱材層４５及び外
被４６で包囲した容器４７内に、第２図と同様の
構造をもつ陽極４８及び陰極４９並びに電解浴保
持用の小室５０が等間隔で５組設けられている。
容器４７の中央には鋼製の密閉縦長の金属収集タ
ンク５１が配置される。
いが、第３図のように一つの容器内に複数の電極
対を設置すればより大きな生産性を達成すること
ができる。こゝでも、周囲を断熱材層４５及び外
被４６で包囲した容器４７内に、第２図と同様の
構造をもつ陽極４８及び陰極４９並びに電解浴保
持用の小室５０が等間隔で５組設けられている。
容器４７の中央には鋼製の密閉縦長の金属収集タ
ンク５１が配置される。
この構成において管５９から電解浴を供給し、
容器壁４７及び各陽極の導電部５２を経て各電極
対に給電して電解を行う。生成した金属は陰極支
持材５３の間隙から背後の空間を上昇させ、浴面
に集めて取入口５４からタンク５１へ流入させ
る。捕集した金属タンク内の上方空間へArガス
を管６０を経て送給し浴面を加圧することによ
り、タンク底部に開口した排出管５５から回収す
る。一方塩素ガスは他の例と同様に、陽極表面の
ひさし状突起から接続孔５６及び上昇孔５７を経
て各電極対の上部空間に到達せしめ、こゝから排
出管５８を経て回収する。
容器壁４７及び各陽極の導電部５２を経て各電極
対に給電して電解を行う。生成した金属は陰極支
持材５３の間隙から背後の空間を上昇させ、浴面
に集めて取入口５４からタンク５１へ流入させ
る。捕集した金属タンク内の上方空間へArガス
を管６０を経て送給し浴面を加圧することによ
り、タンク底部に開口した排出管５５から回収す
る。一方塩素ガスは他の例と同様に、陽極表面の
ひさし状突起から接続孔５６及び上昇孔５７を経
て各電極対の上部空間に到達せしめ、こゝから排
出管５８を経て回収する。
実施例
本質的に第２図に示す装置を用いて、MgCl2の
電解を行なつた。電解容器は内径1.44ｍ、高さ３
ｍで、厚さ３cmの鉄板で構成し、外周を厚さ25cm
のシリカ系断熱材で包み、外被で囲つた。器底部
には100KWのニクロムヒーターを配置した。陽
極としては全長2.4ｍの黒鉛丸棒を用い、この下
方1.2ｍの部分に外縁径75cm、内径67cmのリング
状突起を８段形成した。各突起の下面に隣接して
直径２cm、傾斜角30゜の捕集孔を16個ずつ、また
直径60cmの円周上に、これらの各捕集孔と連続す
るように直径３cmの上昇孔を16本、軸に沿つて形
成した。陰極としては最小内径80cmのテーパー付
鉄板製リングを８段並べた、全高１ｍの構成を用
いた。
電解を行なつた。電解容器は内径1.44ｍ、高さ３
ｍで、厚さ３cmの鉄板で構成し、外周を厚さ25cm
のシリカ系断熱材で包み、外被で囲つた。器底部
には100KWのニクロムヒーターを配置した。陽
極としては全長2.4ｍの黒鉛丸棒を用い、この下
方1.2ｍの部分に外縁径75cm、内径67cmのリング
状突起を８段形成した。各突起の下面に隣接して
直径２cm、傾斜角30゜の捕集孔を16個ずつ、また
直径60cmの円周上に、これらの各捕集孔と連続す
るように直径３cmの上昇孔を16本、軸に沿つて形
成した。陰極としては最小内径80cmのテーパー付
鉄板製リングを８段並べた、全高１ｍの構成を用
いた。
この電解装置にてNaCl45％、KCl25％、
MgCl230％（重量比）の組成をもつ溶融塩を用
い、両極間に3.8V、12.5KAの電力を供給して操
業を行なつた。電解の進行に伴い浴面が低下した
が、これは４時間ごとに器底の小室のArを吹込
むことにより約３cm浴面を上げて補償した。この
ような電解操作を24時間続け、結局金属マグネシ
ウム124Kgを得た。
MgCl230％（重量比）の組成をもつ溶融塩を用
い、両極間に3.8V、12.5KAの電力を供給して操
業を行なつた。電解の進行に伴い浴面が低下した
が、これは４時間ごとに器底の小室のArを吹込
むことにより約３cm浴面を上げて補償した。この
ような電解操作を24時間続け、結局金属マグネシ
ウム124Kgを得た。
このように本発明においては
１ 電解により発生する塩素ガスを、陽極材内部
を通つて回収することにより、またはさらに析
出金属の陰極の背面から回収することにより両
生成物の再結合による電力損失は大巾に改善さ
れた。この結果極間距離を縮少して生産効率を
上げることが可能になつた。
を通つて回収することにより、またはさらに析
出金属の陰極の背面から回収することにより両
生成物の再結合による電力損失は大巾に改善さ
れた。この結果極間距離を縮少して生産効率を
上げることが可能になつた。
２ 浴レベルの調節用の構成を付加した場合、電
解室への電解浴の装入の頻度を減らし、手間を
節減できる。
解室への電解浴の装入の頻度を減らし、手間を
節減できる。
３ 電解装置中央に生成金属溜として鋼製のタン
クを配置した構成においては (a) 特にタンクの容量を大きくとることによ
り、生成金属の外部への排出頻度を簡単に減
らすことができる。
クを配置した構成においては (a) 特にタンクの容量を大きくとることによ
り、生成金属の外部への排出頻度を簡単に減
らすことができる。
(b) 装置外の独立した溶融金属保持槽を少容量
化、乃至省略し、設備等の節約を図ることが
できる。
化、乃至省略し、設備等の節約を図ることが
できる。
(c) このタンク内に熱伝導性の大きな金属が貯
えられるので電解室内の上下部における浴温
の差が小さくなる。このため、上下部均熱化
のための特別な加熱手段を講じることなく、
従来に比して縦長の電解室を用いることがで
きる。また底部ヒーターの入力も減少でき
る。
えられるので電解室内の上下部における浴温
の差が小さくなる。このため、上下部均熱化
のための特別な加熱手段を講じることなく、
従来に比して縦長の電解室を用いることがで
きる。また底部ヒーターの入力も減少でき
る。
(d) このタンクから不活性ガスの圧送により溶
融金属を取出すので、金属取出し操作の際に
従来のように電解室の蓋の開閉が不要なた
め、LiやNaのような活性金属が安全に回収
できる、等の利点が得られるものである。
融金属を取出すので、金属取出し操作の際に
従来のように電解室の蓋の開閉が不要なた
め、LiやNaのような活性金属が安全に回収
できる、等の利点が得られるものである。
第１〜３図は本発明による電解装置の例を示す
縦断面図である。図において主要部材は次の参照
付号で示される。 １……電解室；２……容器；３……耐熱層；５
……陽極；８……陰極；１２……導電ターミナ
ル；１３……陽極突起；１４……接続孔；１５…
…上昇孔；１７……ヒーター；１８……Cl2排出
口；２０……金属回収口；２１……電解装置；２
５……陽極；２８……上昇孔；２９……陰極；３
７，３８……操作口；４０，５０……浴レベル補
償用小室；５１……金属収集タンク。
縦断面図である。図において主要部材は次の参照
付号で示される。 １……電解室；２……容器；３……耐熱層；５
……陽極；８……陰極；１２……導電ターミナ
ル；１３……陽極突起；１４……接続孔；１５…
…上昇孔；１７……ヒーター；１８……Cl2排出
口；２０……金属回収口；２１……電解装置；２
５……陽極；２８……上昇孔；２９……陰極；３
７，３８……操作口；４０，５０……浴レベル補
償用小室；５１……金属収集タンク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 黒鉛質の陽極と鉄材製の陰極とから成る少く
とも一組の電極対、及びこれらの電極対を配置
し、かつ溶融したアルカリ金属または土金属の塩
化物を保持し得る密閉容器、並びに浴面位を含む
陽極材周囲の空間に配置した絶縁性耐火物から成
る隔壁を有する電解装置において、陰極の作用面
に対向する陽極の作用面全幅にわたつて、前方へ
傾斜して張り出したひさし（庇）状の突起を設け
て該突起の下面及び基部表面により捕集溝を形成
し、一方陽極材内部に実質的に垂直な塩素ガス上
昇孔を設け、これらの捕集溝及び上昇孔を、陽極
材表面に開口し上昇孔に到る、内方へ向つて上り
勾配をもつ接続孔で連結したことを特徴とする、
アルカリ金属または土金属の溶融塩化物電解装
置。 ２ 上記陽極が本質的に円柱状に、陰極が円筒面
状に構成されている、特許請求の範囲第１項記載
の電解装置。 ３ 上記捕集溝が本質的に水平な階段状に構成さ
れている、特許請求の範囲第１項記載の電解装
置。 ４ 上記陽極が本質的に円柱状であり、捕集溝が
この陽極の外面にら旋状に設けられている、特許
請求の範囲第１項記載の電解装置。 ５ 上記溶融塩化物が本質的にLiCl、NaCl又は
MgCl2を含む、特許請求の範囲第１項記載の電解
装置。 ６ 上記電極対下方の電解室内に、上方を少くと
も部分的に閉じ下方に開口部をもつ小室を設け、
該小室の空間上部に排気及び不活性ガス供給用の
管を連結し、もつて小室内のガス圧調節によつて
小室から電解浴を電解室内に供給するようにし
た、特許請求の範囲第１項記載の電解装置。 ７ 単一の円筒状容器内に、共軸的な同一円周上
に上記電極対及び小室を複数組配置し、容器中央
に本質的に密閉された金属収集タンクを設け、該
タンクの頂部に外方からの操作により開閉可能な
生成金属取入口、及びタンク底部に開口した金属
排出管を設けた、特許請求の範囲第１項記載の電
解装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60025867A JPS61186489A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | アルカリ金属または土金属の溶融塩化物電解装置 |
| AU52782/86A AU587415B2 (en) | 1985-02-13 | 1986-01-28 | Electrolytic cell for a molten salt comprising alkali- or alkaline earth metal chloride |
| US06/823,405 US4699704A (en) | 1985-02-13 | 1986-01-28 | Electrolytic cell for a molten salt |
| EP86850027A EP0194979B1 (en) | 1985-02-13 | 1986-01-30 | Electrolytic cell for a molten salt comprising alkali- or alkaline earth metal chloride |
| CA000500650A CA1280715C (en) | 1985-02-13 | 1986-01-30 | Electrolytic cell with anode having projections and surrounded by partition |
| DE8686850027T DE3669547D1 (de) | 1985-02-13 | 1986-01-30 | Elektrolysezelle fuer alkali- oder erdalkalimetallchlorid enthaltende salzschmelzen. |
| BR8600519A BR8600519A (pt) | 1985-02-13 | 1986-02-06 | Celula eletrolitica para um sal fundido compreendendo cloreto de metal alcalino ou cloreto de metal alcalino terroso |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60025867A JPS61186489A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | アルカリ金属または土金属の溶融塩化物電解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186489A JPS61186489A (ja) | 1986-08-20 |
| JPH0465911B2 true JPH0465911B2 (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=12177742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60025867A Granted JPS61186489A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | アルカリ金属または土金属の溶融塩化物電解装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4699704A (ja) |
| EP (1) | EP0194979B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61186489A (ja) |
| AU (1) | AU587415B2 (ja) |
| BR (1) | BR8600519A (ja) |
| CA (1) | CA1280715C (ja) |
| DE (1) | DE3669547D1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE465966B (sv) * | 1989-07-14 | 1991-11-25 | Permascand Ab | Elektrod foer elektrolys, foerfarande foer dess framstaellning samt anvaendningen av elektroden |
| US5242563A (en) * | 1992-03-12 | 1993-09-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Molten salt reactor for potentiostatic electroplating |
| ITTO970080A1 (it) * | 1997-02-04 | 1998-08-04 | Marco Vincenzo Ginatta | Procedimento per la produzione elettrolitica di metalli |
| RU2135642C1 (ru) * | 1997-06-11 | 1999-08-27 | Мерзляков Сергей Анатольевич | Электролизер для получения лития |
| US5904821A (en) * | 1997-07-25 | 1999-05-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fused chloride salt electrolysis cell |
| NO317073B1 (no) * | 2001-06-05 | 2004-08-02 | Sintef | Elektrolytt samt fremgangsmate ved fremstilling eller raffinering av silisium |
| KR100593790B1 (ko) * | 2003-03-28 | 2006-07-03 | 한국원자력연구소 | ＬｉＣｌ－Ｌｉ₂Ｏ 용융염계를 이용하여 산화물핵연료로부터 핵연료 금속을 제조하는 방법, 상기 방법을구현하기 위한 환원전극, 및 상기 환원전극을 포함하는환원장치 |
| JP4247792B2 (ja) * | 2004-10-12 | 2009-04-02 | 東邦チタニウム株式会社 | 溶融塩電解による金属の製造方法および製造装置 |
| WO2006115027A1 (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Toho Titanium Co., Ltd. | 溶融塩電解槽およびこれを用いた金属の製造方法 |
| CN101573296B (zh) * | 2006-11-02 | 2011-07-27 | 株式会社三德 | 金属锂的制备方法 |
| JPWO2009122705A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2011-07-28 | 株式会社キノテック・ソーラーエナジー | 電解槽 |
| FI125711B (en) * | 2012-12-21 | 2016-01-15 | Outotec Oyj | Electrode for the electrolysis process |
| JP6156879B2 (ja) * | 2014-01-29 | 2017-07-05 | 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ | 溶融塩電解槽 |
| IL296183A (en) * | 2020-03-04 | 2022-11-01 | Enlighten Innovations Inc | Production of sodium metal by dual temperature electrolsis processes |
| CN111719166B (zh) * | 2020-07-16 | 2021-09-10 | 赣州有色冶金研究所有限公司 | 一种金属锂电解槽以及金属锂的制备方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1486546A (en) * | 1922-05-26 | 1924-03-11 | Brodde E F Rhodin | Electrolytic separation |
| US1569606A (en) * | 1924-02-06 | 1926-01-12 | Ashcroft Edgar Arthur | Apparatus for electrolyzing fused salts of metals and recovering the metals and acid radicles |
| US1921376A (en) * | 1931-10-05 | 1933-08-08 | Dow Chemical Co | Apparatus for electrolysis of fused bath |
| US2194443A (en) * | 1937-10-04 | 1940-03-19 | Du Pont | Anode for electrolytic cells |
| GB617886A (en) * | 1945-11-08 | 1949-02-14 | Robert Joseph Mcnitt | Method of operating fused bath electrolytic cells |
| US3079324A (en) * | 1958-06-30 | 1963-02-26 | Dow Chemical Co | Apparatus for production of uranium |
| FR1287758A (fr) * | 1960-04-14 | 1962-03-16 | Chlormetals Inc | Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour la décomposition électrolytique de sels métalliques à l'état fondu |
| NO125356B (ja) * | 1969-06-30 | 1972-08-28 | Varda Giuseppe De | |
| SU398690A1 (ru) * | 1970-11-17 | 1973-09-27 | Хлороотводящий анод магниевого электролизера | |
| CA1171384A (en) * | 1980-12-11 | 1984-07-24 | Hiroshi Ishizuka | Electrolytic cell for magnesium chloride |
| GB2132634B (en) * | 1982-12-30 | 1986-03-19 | Alcan Int Ltd | Electrolytic cell for metal production |
| US4511440A (en) * | 1983-12-22 | 1985-04-16 | Allied Corporation | Process for the electrolytic production of fluorine and novel cell therefor |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60025867A patent/JPS61186489A/ja active Granted
-
1986
- 1986-01-28 US US06/823,405 patent/US4699704A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-01-28 AU AU52782/86A patent/AU587415B2/en not_active Ceased
- 1986-01-30 DE DE8686850027T patent/DE3669547D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-30 CA CA000500650A patent/CA1280715C/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-30 EP EP86850027A patent/EP0194979B1/en not_active Expired
- 1986-02-06 BR BR8600519A patent/BR8600519A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61186489A (ja) | 1986-08-20 |
| AU587415B2 (en) | 1989-08-17 |
| US4699704A (en) | 1987-10-13 |
| EP0194979B1 (en) | 1990-03-14 |
| DE3669547D1 (de) | 1990-04-19 |
| BR8600519A (pt) | 1986-12-30 |
| AU5278286A (en) | 1986-08-21 |
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| CA1280715C (en) | 1991-02-26 |
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