JPS6360118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融した金属塩から電気分解により
軽金属を製造するための装置に関し、より詳しく
は非鉄冶金において使用されるマグネシウムおよ
び塩素を製造するための隔膜のない電解装置に関
する。

大気中に放出される塩素を減少させることによ
つて労働条件を改良すると同時に、マグネシウム
および販売用塩素の収量を増加させることは困難
な問題である。この問題は、溶融塩化物から電気
分解によりマグネシウムを製造する通常の方法を
取り入れた装置の設計者達によつて多かれ少なか
れその解決に成功している。

隔膜のない電解装置は経済的に適していない隔
膜を有する電解装置を徐々に駆逐しつつある。こ
の隔膜のない電解装置の多くの一般的な特徴は、
電解装置を形成する内張りタンクの内部空間が電
解槽と収集槽とに分けられていることである。

電解槽は電極、すなわち電解液中に浸漬された
陰極および陽極を有する。電極に直流電流をなが
すと槽中で電気分解がおこる。収集槽はマグネシ
ウムの収集および回収、スライム除去および原料
供給に用いられる。

このような電解装置においては、陽極から浮上
する塩素の気泡によつて循環する電解液により、
マグネシウムは収集槽の収集帯域に運ばれる。上
方に流れかつガスで飽和している電解槽中の電解
液は隣接する収集槽中の電解液より高い水準にあ
るので、その電解液の流れをおこして収集槽に向
けてマグネシウム粒子を運ばせる。陽極の塩素の
大部分は浮上して電解液から分離され、陽極コレ
クターに接続する管を通じて塩素収容管路に回収
されるが、いくらかの量の塩素は収集槽への電解
液の循環流に必ず伴う。この塩素はサニタリー吸
引システム中に除去されるガスとともに電解装置
から回収されるが、そのような除去の過程におい
て塩素の一部は収集槽のおおい板の下の隙間から
大気中に逃散する。マグネシウムまたはスライム
の回収、原料の装入、電解液成分の調整、および
他の工程の操作のために収集槽を開放している時
に大気汚染はかなり増大する。そのような時の電
解装置の周囲の塩素濃度は安全限界を超過し得
る。

可変断面電極を使用し、しばしばではないが誘
導手段を組み合わせて、収集槽に対して反対の側
の電極間隔を減少させることにより、電解液を塩
素でより強度に飽和させてマグネシウム収率を増
大させる試み（ソ連発明者証、第390185号、第
254789号、第395501号、第438617号、明細書を参
照）は、必ず塩素の損失を増大させ、そのために
労働条件を悪化させるということが理解されるべ
きである。

他方、たとえば仕切りの電解液への浸漬量を変
え、さらに仕切りと陽極の活性表面との間隔を増
大させることにより塩素の損失を減少させる試み
（Zuev N.M.等、マグネシウム電解装置における
塩素損失の減少法、“Tsvetnaya metallurgia”，
No.17，1976、pp33〜36参照）は、収集槽中への
マグネシウムの移動状態が悪化し、また収集槽中
の電解液上層の循環強度が減少することによる金
属面周囲の電解液の連続的流れの過程が悪化する
ために、多少のマグネシウム損失をもたらしてい
る。

隔膜のない電解装置では、液流の作用にもとづ
きマグネシウムを一定収率で製造しつつ塩素の損
失のかなりな減少が達成されることが当業界で知
られている。電解装置は電解液用の内部空間を画
成する側壁および末端壁を有する内張りタンクで
ある。タンクは耐火性の仕切りによつて電解槽と
収集槽とに分けられている。電解槽は電極を備
え、この各電極対は板状の黒鉛陽板と、陽極の周
囲に間隔をおいて閉じた輪郭の枠組み（frame）
形状を有する鋼鉄陰極とよりなる。陰極の上端は
タンクの上端より下にありかつ陰極上方の空間の
下限を画成する。他方、この同じ陰極の下端はタ
ンクの底より上方にありかつ電極下方の空間の上
限を画成する。槽間の仕切りは電極下の空間にの
び、電解装置が作動中には電解液下の仕切りに設
けられた開口を通して、槽間を連通している。陽
極の広縁と垂直の陰極およびタンクの壁には、仕
切りの開口と共に流路として働く空間を設けて、
電解液の移動によりマグネシウム粒子が収集槽に
運ばれる。開示された電解装置中には少なくとも
二つのそのような流路がある（日本出願公告第56
−18676号明細書参照）。

このような流路によつてマグネシウムと塩素と
の逆反応に先立つて電解槽からマグネシウムを移
動させることができる。一方、このような槽の設
計の特徴である電解液の循環強度か比較的弱いこ
とより、サニタリー吸引システムへのガス流にお
ける塩素の損失を減少させている。

上記した電解装置は、当業界で既知の他の隔膜
のない電解装置に比べ技術的面および経済的面の
双方において優れてはいるが、塩素の損失および
マグネシウムの損失はなお大きい。

収集槽内の電解液の循環強度が比較的弱いの
は、これらの槽内に集められたマグネシウムの周
囲の電解液の流速が小さいことが特に原因となつ
ている。このことは大気にさらされた溶融物表面
からの高熱の損失をもたらし、液体マグネシウム
の大気中の酸素との接触、電解液表面における金
属の燃焼および凝固が増大する。マグネシウム損
失の他の原因は収集槽を通じて原料を仕切む際に
いくらかのマグネシウムが電解槽に流れ込むとい
う事実による。両方の場合とを液流の作用にもと
づくマグネシウム収率が減少する。

先行技術である電解装置における塩素の損失の
大部分は、電解質と共に収集槽に捕集された塩素
の全量がおおい板をとつた時に大気中に逃散する
時の操作によるものである。

さらに、先行技術である電解装置における上述
の過度の熱損失は電気エネルギーの過剰消費につ
ながる。

本発明はこれらの欠点を軽減することを目的と
する。

本発明の目的は、マグネシウムおよび塩素製造
用の隔膜のない電解装置であつて、生成物の損失
が最小限に保持され、しかも収集槽の構造的機構
についての変形ならびに機能的分割により人の健
康条件が電力消費の減少と同時に改善される、電
解装置を提供することである。

この目的は、マグネシウムおよび塩素製造用の
隔膜のない次の電解装置を改良することによつて
達成される。すなわち、その装置は、電解液用の
内部空間を画成する側壁および末端壁を有しかつ
耐火材料製仕切りによつて流路を通して相互連通
する少なくとも二個の収集槽と電解槽とに分けら
れた内張りタンクを備え、この電解槽には電極が
設けられ、その電極各対は板状の黒鉛陽極と、こ
の陽極との間隔を設けた鋼鉄陰極とよりなり、そ
の陰極の上端はタンクの上端より下方にあり、一
方、その陰極の下端はタンクの底より上方にあつ
て電極下方の間隙の上限を画成する装置である。
本発明によれば、収集槽のうちの少なくとも一個
はスライムを除去しさらに原料を供給するための
ものでありかつ電極下方の間隙の高さで隣接する
槽と連通し、他方、他の槽はマグネシウムを収集
しまた回収するためのものでありかつマグネシウ
ム粒子を運ぶ電解液の流れ方向に傾斜した頂部を
有する断熱性おおい板を備えている。内張りタン
クの上部には、マグネシウムを収集しまた回収す
るための槽からマグネシウムを回収するための密
閉ポートが、少なくとも一個備えられている。

マグネシウムの収集および回収のための帯域を
他の補助的な操作を行なうための帯域から分割す
ることによつて、タンクの内部空間の密閉性を改
良する条件が与えられる。スライム除去および原
料供給用の非密封槽に入り込むマグネシウムおよ
び塩素の量はわずかである。これは電気分解で生
成した塩素とマグネシウムは電解液の上層部に存
在するのに対し、スライム除去および原料供給用
の槽は電極下の空間の高さでのみ電解槽と連通し
ているという事実による。これらの生成物のスラ
イム除去および原料供給用の収集槽への移動は通
常の方法、たとえば隣接する電解槽内の陽極を適
切に配置することによつてさらに制限し得る。マ
グネシウムの収集および回収用の槽をこのように
分離して密閉する結果、電解装置の循環作動中に
おける塩素による大気汚染の実質的な完全防止が
達成される。これは人体に対する衛生条件をかな
り改善する。

上記した電解装置の構造面による別の改良点
は、大気にさらされている電解液表面が最小に減
少して、マグネシウムの損失を減らす点である。

マグネシウムの収集および除去用の収集槽の断
熱性おおい板の傾斜部が、収集したマグネシウム
を好ましい方向に連続的に移動させる条件を提供
するので、マグネシウムを排出装置に移す手動操
作を省略する結果となり、上記した改良点と相俟
つて労働条件と労働効率とをかなり改良する。

マグネシウムの収集および除去用の槽を密閉す
ることによつて、マグネシウムの除去操作間の時
間間隔を延長できて、さらにマグネシウム製造工
程の効率を増しそしてその損失を減らす。

大気にさらされる電解液表面を上記したように
最小限にする結果、溶融電解液の加水分解の程度
が減少することにより、熱損失およびスライム形
成が減少する。

電解装置からのスライムの除去を容易にするた
め、タンクの末端壁に隣接するようにタンクの底
に耐火性の熱伝導性物質でできたバンクを設ける
のが適当である。

これにより、タンクの最も届きにくい部分へス
ライム沈殿物が形成されるのを防ぎ、電解装置上
の負荷増加の見地から電解槽の幅に対するその長
さの割合を適切なものにすることによつて、スラ
イム除去のための装置の全容積をより小さくさ
せ、さらに電解装置の有効範囲をより大きくさせ
る。

隔膜のない電解装置には、電解槽とスライム除
去および原料供給用の収集槽との間に配置された
セパレイターを少なくとも一個備えることが好ま
しい。このセパレイターは電解液の流れの中にあ
つて、電解液からマグネシウムを分離してスライ
ム除去および原料供給用の収集槽にマグネシウム
粒子が移動するのをほぼ完全に阻止する。

次に本発明を特定例によつて説明する。

マグネシウムおよび塩素製造用の隔膜のない電
解装置は、電解液６のための内部空間を画成する
側壁２および３（第１，２および３図）ならびに
末端壁４および５を有する内張りタンク１（第１
図）を備えている。タンク１の内部空間は、耐火
性仕切り７および８によつて、電解槽９と、マグ
ネシウムの収集および回収用の収集槽１０と、ス
ライム回収および原料供給用収集槽１１とに分け
られている。

第１図から第３図に示した実施態様では、末端
壁４および５に平行な仕切り７および８を備えて
この末端壁に隣接して収集槽１０および１１を伴
う。

電解槽９は通常の方法で内張りタンク１内に配
設された電極を有する。（配設方法は図示せず）。

各々の電極対は黒鉛陽極１２および鋼鉄陰極１
３よりなる。陽極は方形板の形をとる。開示した
この態様において、電解液の流れを助け、しかも
作動条件を改善するため、陽極１２の広端がタン
ク１の末端壁４および５と平行になるようにこの
陽極１２を取り付け、こうすることで陽極１２と
陰極１３を直流電源（図示せず）に一方の側で接
続することができる。

陰極１３は、槽１１の隣りにある最後の１個を
除き、各陽極１２がそのすべての側面で陰極１３
と間隔をあけるように対応する陽極１２の回りを
囲んでいる。最後の陰極１３は上から見ると角か
つこ状の形状である。この電極を非閉鎖形状とす
るのは、スライム除去および原料供給用槽１１に
向かつてマグネシウム粒子が移動しないようにす
る必要があるためである。

すべての陰極は陰極枠組みを形成するように配
置される。陰極枠組みの上端はタンク１の端部よ
り下にあり、陰極間隙１４の下限を画成する。陰
極枠組みの下端はタンク１の底部１５の上方にあ
り、電極の下方空間１６の上限を画成する。

マグネシウムの収集および回収用の収集槽１０
から電解槽９を分ける仕切り７には、開口１７が
備えられており、この開口１７は、槽９中の電極
のない間隙および仕切り７と８が終わる高さにお
ける電極下方の間隙と共に、電解液の流通に役立
つ。電解装置が作動している時に開口１７が電解
液の高さＡよりも下方にあるように、開口１７は
陰極上方の間隙１４に設けられている。

マグネシウムの収集および回収用の収集槽１０
は、断熱性おおい板１８と、この板１８上に配置
されかつ電解槽９および収集槽１０の両方をおお
つている耐火性おおい板１９とによつて上方から
閉じられている。板１９には電解槽９の陽極用の
シールされた開口が設けられている。

収集槽１０の上方にはマグネシウムを除去する
ためのシールされたポート２０を備えている。作
業を容易にするため、ポートはタンク１の正面側
壁３に隣接して配置される。

収集槽１０のおおい板１８の頂部２１は、ポー
ト２０方向に傾斜しており、そして電気分解が作
動している時に頂部全表面が電解液６中に浸かる
ような高さに置かれる。これは、マグネシウム粒
子の回収帯域への重力移動と粒子の拡大との条件
を提供し、そのためにマグネシウムを十分量収集
しかつ電解液から分離する。それ故、マグネシウ
ムを手で回収帯域に移す必要はない。収集された
マグネシウム粒子を伴つた電解液をポート２０に
移動させるためには、頂部２１の傾斜角αは1°以
上であるべきである。しかしながら、頂部２１の
傾斜を非常に急にすることは、マグネシウム粒子
を集めている電解液６の量が減少するので、実際
的ではない。このことは、回収操作の時間間隔の
短縮、それに対応する金属損失の増大および電解
操作の困難化を招く。頂部２１の最適傾斜角αは
１〜3゜の範囲であると実験的に定められている。

ポート２０が頂部２１′（第４図）の中央に配
置された態様においては、頂部２１′は二重傾斜
構造をとり、各傾斜部の傾斜角βは上述した単一
傾斜頂部２１の傾斜角αの２倍の大きさとし得る
ことに注目すべきである。上記の二重傾斜頂部２
１′を備えた収集槽１０の構造によつて、できる
だけマグネシウムの融点に近い電気分解温度にお
ける槽の最も加熱された部分から金属を集めて回
収することが可能となり、このことによつてマグ
ネシウムが壁に凝結することを防止する。また、
かかる頂部構造によつて、マグネシウム粒子の排
出装置に向けての移動速度はその装置によるマグ
ネシウムの回収速度とよく一致し、通常その装置
は普通の真空汲取りである。このことによつてマ
グネシウムの回収時に電解装置から電解液が逃散
されるのを防ぐことができ、従つて電解液を調整
して注入する時間を節約することによつて操作効
率を改善することができる。この構造は末端壁に
隣接して配置した槽１０に最も適している。

タンク１における槽１０のおおい板１８（第
１，２および３図）はその頂部２１または２１′
の側で黒鉛層２２よりなる。黒鉛層は熱伝導率が
高いので電解液６の液面が低くなつた場合（たと
えば塩化マグネシウムが使い尽くされた場合や電
解液をポンプで汲んだ場合）にその液面と板１８
との間に生じる過熱ガス層からのいわゆるサーマ
ルピローを提供する。サーマルピローはおおい板
の表面に塩クラストが凝結して槽内で金属が燃焼
するのを防ぐので金属損失を減らし、スライム形
成を減少させる。おおい板１８の上部は珪藻土の
耐火れんが、およびアスベスト等のような普通の
断熱性物質からつくることができ、その上部側は
コンクリートのような丈夫な物質で防護する。収
集槽１１は、スライムを除去して原料を供給する
ため定期的に開くおおい２３（第１図）でその頂
部において閉じられている。

電解槽９には、その上部に槽から塩素を吸引す
るための出口パイプ２４が設けられている。収集
槽１０および１１からの塩素の吸引は、槽１０お
よび１１におのおの備えられている出口パイプ２
５および２６（第１，２および４図）によつて行
われる。

第１図に関して、タンク１の底には末端壁４の
全長にわたつて隣接するバンク２７が設けられ
る。このバンク２７は耐火性の熱伝導性物質、た
とえば黒鉛でできていて三面の直角プリズム形状
をなしている。バンク２７はタンクのバンク部分
にスカルが形成されるのを防ぐためであり、この
部分はスライムを除去する場所から最も遠い部分
である。このようにしてこのバンク２７は、スラ
イム除去装置のかさを小さくし、必要に応じて、
電解槽９の相対的容積を増加させて槽中の電極の
数を増加させることができる。バンク２７の広さ
Ｂを、電解槽９からマグネシウムを集めて除去す
るための収集槽１０を分割している仕切りと末端
壁４との間の距離に等しくするとバンク２７によ
る最高の効果が得られる。

スライム除去および原料供給用の収集槽１１の
数が１個以上の場合には、バンクを省略できる。
このようなバンクのない電解装置の態様の一つは
第５図に示されており、この電解装置には２個の
対向する末端壁４および５に隣接し、電解槽９の
両側に２個の収集槽１１が向い合つて配設され、
収集槽１１は、各々マグネシウム収集および除去
用収集槽１０によつて電解槽９から離されてい
る。この態様の最も特徴的な面は、収集槽１０お
よび１１が以上のような構造をとる結果、すべて
の陰極１３（したがつて陰極枠組も）が閉じた形
をとつているためにすべての陽極１２が両面に陰
極をもつた陽極として作動し、このことによつて
陽極１２の大きさが第１，２および３図で示した
態様の時と同じである場合には黒鉛の特有消費量
の低下がもたらされるという点である。

上記の収集槽１１の構造によつて電解槽９の長
さをタンク１の幅の２倍の大きさに増加させるこ
とができ（これはスライム除去の条件により選択
される）、順次電極の数をより多く用いることが
できる。この構造は２個の電解槽９に対してスラ
イム除去および原料供給用の１個の収集槽１１だ
けを用いるので、電気分解の効率およびその内部
容積の利用率を改善する。第５図に示した態様で
は、槽１１と電解槽９の間に各収集槽１０を配置
して隣接した槽における電気分解の程度を等しく
させ、それによつて循環電解液６による仕切り７
および８の破損を防ぐ。さらに、このような収集
槽１０および１１の配置によつて収集槽１１内の
表面積が増加し、電気分解操作をより便利にさせ
る。

開示した電解装置の電解能力は必要に応じて電
解槽および電極の数を増すことによつて増大させ
得る。この場合、スライムを都合よく除去するた
めに隣接した電解槽９の間に一個又は数個の槽１
１を配置する。この時は槽１１は第６図に示すよ
うに末端壁４および５に接する他の収集槽１１と
共に用いるか、あるいは利用空間が制限されてい
る場合には第７図および第８図に示すように一個
だけ用いる。同じ長さの電解装置の所定の配置は
何を優先させるかによつて選択される。電解槽の
長さすなわちその出力であるかまたは作動寿命の
長さと装置の操作の便利さであるか、によつて選
択される。最初の場合では収集槽１０は末端壁４
および５に配置し、バンク２７を第７図に示すよ
うに配置するのが好都合である。第二の場合には
第８図に示すように収集槽１１の両側にそれと接
近して収集槽が位置しているのが好ましい。

第５〜８図に示すように電解装置が１個を越え
るマグネシウムの収集および回収用の収集槽１０
を有している場合には、この収集槽１０を断熱性
流路を通して連通させ、共通のポートを備えるの
が好都合である。それによつてマグネシウム除去
の時間間隔を短縮させ、しかも金属と空気の接触
時間および面積をへらすことができる。第８図に
示した電解装置の平面図である第９図に開示して
いるように、流路２８は槽１０に接続し、流路２
８は側壁３の内層に形成するのが好ましい。かか
る流路２８の配置によつて構造はより単純なもの
となり、電解装置の内部空間のより合理的な利用
が提供される。

第８図に開示した電解装置の他の態様では流路
２８は第１０図に示すように厚さを減らした後部
側壁２に隣接し、ポートはこのように接続した槽
１０の一つに位置している。この場合、この槽１
０の頂部２１は反対方向に傾いており、マグネシ
ウム粒子を含む電解液がポート２０に引きつけら
れるようにポートが配置されている別の槽１０の
頂部２１の最下部はそれとは別の槽１０の頂部の
最上部と同じ高さまたはそれより上に配置され、
導管２８の頂部に隣接している。この電解装置の
態様では、流路２８は最も壊れやすい内層領域外
に配置され、ポート２０は熱移動の最も激しい領
域外に位置しているという事実から、開示した電
解装置の態様により使用寿命をより長く、かつ金
属を回収する時に金属が凝固する可能性をより少
なくする。

いずれの場合でもスカルの形成を妨げるため
に、接続流路２８の底は、この流路がどんな条件
下でも電解液で満たされているように陰極の高さ
よりも高くない位置に配置しなければならない。

上記した本発明のすべての態様において収集槽
１１を隣接する槽から分離する仕切り８はタンク
１の末端壁４および５に平行に配置し、このこと
によりタンク１の内部空間のより合理的な利用が
達成される。しかしながら一定の場合には、収集
槽１１はこの収集槽を他の槽から分ける仕切り８
が側壁２および３に平行になるように配置するの
が好ましい。第１１〜１４図に示したような本発
明のかかる態様は、タンク１の底１５を通して電
解槽９の陽極に直流電流を供給している電解装置
の場合に特に好ましい。

第１１図に示した電解装置の態様において、収
集槽１１は側壁２および３に隣接する電解槽９と
末端壁４および５に隣接する収集槽１０との間
に、電解装置の対称軸に沿つて配置する。

第１２図に示した電解装置は、末端壁４および
５に平行に配置しかつ収集槽１０を電解槽９から
分けている仕切り７の間にあつて中心部に位置
し、マグネシウム収集および回収用の一個の収集
槽１０と、側壁２および３と平行に配置された仕
切り８の間にあつて電解装置の対称軸に沿つて位
置し、スライム除去および原料供給用の二個の収
集槽１１とを有している。第１３図および第１４
図に示した本発明のこの態様においては、第１３
図および第１４図にそれぞれ示すように仕切り２
９によつて分けられた二個の収集槽１１が側壁３
の隣りにあつて二個の槽１０（第１３図）または
一個の槽（第１４図）と共に用いられている。こ
の態様では電解装置が製造フローライン上で使わ
れている場合に有利に用い得る。なぜなら、かか
る電解装置の配置によつて、電解装置に接続して
いる導管の全長は最小となるからである。

マグネシウムの損失を減らすため、電解装置に
は一個または数個のセパレターを備えることがで
きる。スライム除去および原料供給用の収集槽１
１がタンクの側壁に沿つて配置されている態様に
おいては、片側陽極として作用する陽極はこの槽
へのマグネシウム粒子の進入を阻止できないの
で、これらのセパレターを用いることは特に好都
合である。

セパレターを備えた電解装置は第１５図に示さ
れており、このセパレーターは、槽１１に向かつ
て動く電解液の循環流方向に位置しかつ仕切り８
によつて形成される下方に向いた空室３０と、仕
切り８と平行で陰極１４の上に位置している別の
仕切り３１と、おおい板１９とからなる。

装置の好ましい態様において、このセパレター
は仕切り８中に形成され、その場合にはこの空室
は頂部３２（第１６図）と仕切り８に沿つて配置
された壁３３および３４の壁面によつて画成され
る。電解槽９の側に位置する壁３３は、空室３０
がセル９に連通する入口を形成すべく壁３４より
も短かく、セパレターの高さは陰極１３の高さを
越えることはない。セパレターの頂部は第１７図
に示すように平坦３２′でもよくあるいは第１８
図に示すように弓形３２″であつてもよい。いず
れの場合もマグネシウム粒子がセパレターに残る
ように頂部３２の下の間隙はその末端領域で収集
槽１０の空室と通じていなければならない。この
ため平坦な頂部３２′は収集槽の方向に向けて傾
斜して構成され、弓形の頂部３２″の場合には仕
切りに傾斜した導管３５を備えている。セパレタ
ーの本体を形成する頂部３２および壁３３と３４
は鋼鉄板で作られている。セパレターの本体は鋳
造鉄またはその他の溶融塩化物に侵されにくい物
質、たとえばフツ素金雲母（flurophlogopite）
などから作られていてもよい。

本発明による電解装置は次のように作動する。

操作に先立ち内張りタンク１（第１図）を塩化
マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムま
たは塩化カルシウムの溶融混合物である電解液６
で満たす。電解液６の高さはマグネシウム収集お
よび回収用の収集槽１０の傾斜した頂部２１（第
２図および第４図）が完全に電解液中に沈むよう
な高さに選択する。この電解液の組成および電解
工程の操作温度は、電解液の比重が溶融マグネシ
ウムの比重を越えるように選択する。

電解槽９の電極には直流電流を供給し、この電
流は陽極１２（第１図）と陰極１３の間にある電
解液６を通る間に塩化マグネシウムを分解して気
体の塩素と液体マグネシウムを形成させる。この
塩素は陽極１２の反応面上にあわの形で放出さ
れ、陰極１３の反応面上に付着した液体マグネシ
ウムと電解液粒子とを上向に運ぶ。電解液６の上
向流は電極の主要表面に平行な閉鎖循環流を形成
しながら流れる。液体マグネシウムはこの流れに
よつて電極間のすき間からタンク１の側壁２およ
び３に運ばれ、その側壁では別の電解液流が形成
され、その流れは主要循環流から分離された液体
マグネシウムを乗せ、さらにマグネシウム収集お
よび回収用の収集槽１０に運ぶ。電解槽９から収
集槽１０への電解液６の流れは、電解液が気体の
塩素の気泡で飽和するためにこれらの槽における
電解液の高さが異なることによつて生じる。この
流れは仕切り８の隣りの陽極１２が片側電極とし
て作用するという事実によつても促進される。

電解液の高さのこのような違いによつて電解液
は収集槽１１へも流れるが、この流れは電極下方
の間隙１６の高さでおこるのでマグネシウム粒子
は槽１１にはほとんど進まない。

陽極上に放出された塩素は槽９内の電解液６の
液面に上がり、そこから離れて出口パイプ２４を
通つて電解装置から除かれる。塩素が収集槽１０
に進入することは、耐熱性仕切り７およびそこに
備えられているポート１７および陽極１２の間の
距離、およびこのポートの位置を適切に選択すれ
ば実質的に完全に防ぐことができる。

槽１０では液体マグネシウムは浮き上がり、断
熱性のおおい板１８の傾斜した頂部２１に沿つて
動く。収集槽１０に着いた少量の塩素はシールさ
れたポート２０に備えたサニタリー吸引システム
の出口パイプを通して除去される。

槽１０中の電極下帯域を通つてさらに電解槽９
の電極間隙を流れる電解液の下向流は、バンク２
７の上を流れることによつて底１５のこの位置に
スカルが形成されるのを防ぐ、電解液から沈殿し
てきたスライム粒子をこれらのバンク表面から除
くことによつてスライムが沈殿し得る表面積を減
らし、スライムをより槽１１近くに沈殿させ、こ
のスライムは前もつて開けておいたおおい板２３
から何らかの適切な普通の装置を用いて周期的に
除かれる。

槽１１は塩化マグネシウムを含む原料を入れる
のにも用いられ、原料供給は電解液中で塩化マグ
ネシウムがあらかじめ決められた濃度を維持し、
かつ定期的に電解液の高さを最大にするために周
期的に行われる。このことは槽１０のポート２０
を通してマグネシウムが十分に回収され得るため
に必要である。この場合、原料供給によつて電解
液が槽１０に向かつて動き、それによつてマグネ
シウム粒子のこの槽への移動が促進される。

塩素気泡はマグネシウム粒子と同様にスライム
除去および原料供給用の槽内には入らない。槽内
に入る塩素気泡は出口パイプ２６を通つて除かれ
る。

上記のマグネシウムおよび塩素製造用の電気分
解工程は一般に、上述した本発明のすべての態様
においても類似している。

第５，１１および１３図に示した電解装置の特
徴的な作用は、電解液が槽１０に向けて両側に一
様に流れるという点にあり、その理由は電極が両
側電極として作用するという事実および両方の槽
１０のポート１７が電極の上の間隙１４中に位置
しているという事実からである。

電解装置の態様中の第６図および第７図に示し
た電解槽９は第１，２および３図に示した態様中
に用いた電解槽と同様の過程で作用する。

電解装置の態様中、第８，９，１２および１４
図に示した態様では電解液は末端壁から収集槽１
０および１１が位置している中心部に向かつて流
れる。

第１３図または第１４図に開示した隔膜のない
電解装置が製造フローライン上で用いられる場合
には、供給路（図示せず）を通じて原料装入が行
われる。この供給路はスライム除去および原料装
入用の収集槽１１の一つに連通し、直接圧力源に
よつて、または収集槽１１前に位置する先行電解
装置を介して行う。この場合、槽１１の一つに移
つた電解液は電解槽９を通つて別の槽１１に流
れ、次いで第二の連絡供給路を通つて製造ライン
の次の電解装置に移る。原料電解液のこのような
直接的でない流れによつて精製工程は改善され、
それによつて製造ライン上で用いられる全精製電
解装置数を減らし得る。

セパレターを備えた電解装置（第１５〜１８
図）において、電解液の主要な循環流は正面壁３
に向いた陰極枠組み部分を流れ、マグネシウムの
小さな液滴を開口を通つて空室３０に移送し、そ
こでこの液滴の速度は急速に減少し、それによつ
てこのマグネシウム液滴は分離して頂部３２（第
１６〜１８図）またはおおい板１９（第１５図）
の下に集まり、そこから頂部３２（第１７図）ま
たはダクト３５（第１８図）に沿つて動き、マグ
ネシウムの収集および回収用の槽１０に移る。

第１５図に示した電解装置の態様によれば、マ
グネシウムがセパレーターから槽１０に移るため
の流路（図示せず）をさらに備えている。このよ
うにしてセパレターはマグネシウム粒子が収集槽
１１に移るのを防いでいる。

上記のことから明らかなように、開示した隔膜
のない電解装置は塩素を気体状でサニタリー吸引
システムによつて除去することにより塩素の損失
を最小限におさえ、塩素による周囲の汚染を完全
に防ぐことを可能にする。開示した電解装置はマ
グネシウム損失およびマグネシウム液表面からの
熱損失をも減少させる。マグネシウムを手動で排
出装置の方に進める必要がないという事実によつ
て、作業条件は改善され、それに伴なつて電解装
置操作上の労働生産性が高まる。さらに開示した
電解装置の構造によれば原料を供給した時の電解
液の逆流が完全に防げるので電流効率を改善す
る。

従来の電解装置に比べ、開示した電解装置が非
常に有利な点は、生成物の回収および原料の供給
のみがあらかじめ予定して連続的にもたらされ、
その他の操作工程は任意に連続して行われるとい
う点にあり、このことは電解装置の適応性を改善
し、製造フローラインに用いるのに適したものと
する。

本発明による特定の態様を開示したが、当業者
にはその種々の態様が明らかであろう。それ故、
本発明は開示した態様およびその態様の詳細に制
限されることを意図するものではなく、特許請求
の範囲に記載した発明の範囲内で変更がなされ得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマグネシウムおよび塩素
製造用の隔膜のない電解装置の概略図、第２図は
第１図の−線に沿う断面図、第３図は第１図
の−線に沿う断面図、第４図は中央配置のシ
ールされたポートを有する、第２図に類似する本
発明による隔壁のない電解装置を示す断面図、第
５図は対称的に配置した収集槽を有する、本発明
による隔膜のない電解装置の変形の概略図、第６
図は中央に配置したスライムを回収しまた原料を
供給するための収集槽とタンクの末端壁に隣接し
た同様の槽とを有する、本発明による隔膜のない
電解装置の別の変形の概略図、第７図は中央に配
置したスライム回収および原料供給用の収集槽
と、タンクの末端壁に隣接したマグネシウム収集
および回収用の収集槽とを有する、本発明による
隔膜のない電解装置のさらに別の変形の概略図、
第８図は中央に配置した両方型の収集槽を有す
る、本発明による隔膜のない電解装置の変形の概
略図、第９図はマグネシウム収集および回収用の
収集槽に連通する流路の上に配置したポートを有
する以外は第８図に示したと同じ電解装置の部分
平面図、第１０図はマグネシウム収集および回収
用の収集槽の一つにポートが備えられ、ポートが
流路を通して連絡している、本発明による電解装
置の変形を説明した第８図の−線に沿う断面
図、第１１図は中央に配置したスライム回収およ
び原料供給用の収集槽をタンクの側壁と平行に有
する、本発明による電解装置の変形の部分平面
図、第１２図は中央に配置したスライム回収およ
び原料供給用の二個の収集槽をタンクの側壁と平
行に有する、本発明による電解装置の変形の部分
平面図、第１３図はスライム回収および原料供給
用の二個の収集槽をタンク７の側壁に隣接して有
し、マグネシウム収集および回収用の二個の収集
槽をタンクの末端壁に有する、本発明による電解
装置の変形の部分平面図、第１４図はスライム回
収および原料供給用の二個の収集槽をタンクの側
壁に隣接して有し、中央にマグネシウム収集およ
び回収用の収集槽を配置した、本発明による電解
装置の変形の部分平面図、第１５図は第１３図お
よび第１４図の電解装置の横断面図、第１６図は
セパレターがタンクの耐火性仕切り中につくられ
ている、第１３図および第１４図の電解装置の変
形部分を形成する電解槽の横断面図、第１７図は
第１３図および第１４図の電解装置の変形に含ま
れるスライム回収および原料供給用の収集槽に沿
つた長手方向断面図であつて一部にタンクの耐火
性仕切り中につくられた平坦な頂部を有すセパレ
ターの部分断面図、および第１８図はセパレター
が弓形の頂部を有す電解装置を示す以外は第１７
図と同様の断面図を示す。 １…内張りタンク、２，３…側壁、４，５…末
端壁、７，８…耐火性仕切り、９…電解槽、１０
…マグネシウム収集および回収用の収集槽、１１
…スライム除去および原料供給用の収集槽、１２
…黒鉛陽極、１３…鋼鉄陰極、１５…内張りタン
クの底、１６…電極下方の間隙、１８…耐熱性お
おい板、２０…シールされたポート、２１…おお
い板の頂部、２７…バンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解液用の内部空間を画成する側壁２および
   ３および末端壁４および５を有しかつ耐火材料製
   仕切り７および８によつて流路を通して相互連通
   する少なくとも二個の収集槽１０および１１と電
   解槽９とに分けられた内張りタンク１を備え、該
   電解槽には電極が設けられ、該電極の各対は板状
   黒鉛陽極１２と該陽極から間隔をあけた鋼鉄陰極
   とよりなり、該陰極の上端は該タンクの上端より
   下方にあり、他方該陰極の下端はタンク１の底１
   ５より上方にあつて電極下方の間隙１６の上限を
   画成している、マグネシウムおよび塩素を製造す
   るための隔膜のない電解装置において、収集槽１
   １のうちの少なくとも一個はスライムを除去しさ
   らに原料を供給するためのものでありかつ電極下
   方の間隙１６の高さで隣接する槽と連通し、他
   方、別の槽１０はマグネシウムを収集しさらに回
   収するためのものでありかつマグネシウム粒子を
   運ぶ電解液の流れ方向に傾斜した頂部２１を有す
   る断熱性おおい板１８を備えており、内張りタン
   ク１の上部にはマグネシウムを収集しさらに回収
   するための収集槽１０からマグネシウムを回収す
   るためのシールされたポート２０が少なくとも一
   個備えられていることを特徴とする、マグネシウ
   ムおよび塩素を製造するための隔膜のない電解装
   置。 ２ タンク１の底１５に、該タンクの末端壁４ま
   たは５に隣接して耐火性熱伝導性物質でできたバ
   ンク２７を有する、特許請求の範囲第１項記載の
   隔膜のない電解装置。 ３ スライム除去および原料供給用の収集槽１１
   と電解槽９との間に配置したセパレター３０が少
   なくとも一個設けられている、特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の隔膜のない電解装置。