JP2019218595A - 溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 - Google Patents
溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019218595A JP2019218595A JP2018116320A JP2018116320A JP2019218595A JP 2019218595 A JP2019218595 A JP 2019218595A JP 2018116320 A JP2018116320 A JP 2018116320A JP 2018116320 A JP2018116320 A JP 2018116320A JP 2019218595 A JP2019218595 A JP 2019218595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rear wall
- electrolytic
- molten salt
- electrode
- partition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
その上で、特許文献2には、「双極式電極の少くとも1つは、該電極上部に設けた電解浴流路断面が隔壁口に向かって拡大された構造を有する」ものが提案されている。
図1及び2にそれぞれ縦断面図及び横断面図で例示する溶融塩電解槽1は、たとえば主としてAl2O3等の耐火煉瓦その他の適切な材料からなる容器形状を有し、その内部に供給された金属塩化物を含む溶融塩からなる溶融塩浴を保持しており、さらに溶融塩中の塩化マグネシウム等の特定の金属塩化物を電気分解するとともに、その電気分解により溶融金属が生成される電解槽2を備える。また溶融塩電解槽1は、電解槽2内に溶融塩浴の深さ方向と平行に並べて配置した部分を有する陽極3a及び陰極3bを含む電極3を備えるものである。なお、溶融塩電解槽1はさらに、図示しないが、熱交換により電解槽2内の温度調整を行う温度調整管等を備えることがある。
陽極3aは図示省略の蓋体から電解槽2の外側へ突出する部分、陰極3bは後壁2cから突出する部分でそれぞれ電源に接続されている。
図3に示すように、隔壁側部分3dとは、陽極3a、陰極3b及び複極3cの壁間方向に延びる部位のうち、壁間方向に沿って、後述の隔壁側端部3hから当該部位の全長の1/3の領域を占める部分をいう。後壁側部分3eとは、当該部位のうち、壁間方向に沿って、後述の後壁側端部3iから当該部位の全長の1/3の領域を占める部分をいう。壁間方向で、隔壁側部分3dと後壁側部分3eとの間の残りの、当該部位の全長の1/3の領域を占める部分を中間部分3kという。電極3の少なくとも一つの電解面の深さ方向の長さは、図3に示すように、隔壁側部分3d及び中間部分3kよりも後壁側部分3eで長くすることが好ましい。
また、図4(b)の陰極23bのように、後壁2c側に向けて、通電していない状態における浴面Smと上端部23gの距離を直線状に漸減させるとともに、下端部23fとの距離を直線状に漸増させることにより、電解面の深さ方向の長さを後壁側部分23eで長くしてもよい。
たとえば、図4(c)に示すところでは、陰極33bの上端部33gを、通電していない状態における浴面Smからの距離が後壁2c側に向けて、内側に窪む曲線状に漸減するものとし、また図4(d)では、陰極43bの上端部43gを、通電していない状態における浴面Smからの距離が後壁2c側に向けて、外側に突き出る曲線状に漸減するものとしている。
図3及び図4(a)〜(d)に示すものは、隔壁4側と後壁2c側との間に、電解面の深さ方向の長さが連続的に変化し、当該長さが隔壁4側から後壁2c側に向かうに従って漸増する部分を有するものである。
複極も図5(b)のものに限らず、陰極について図4を用いて説明したような様々な形状ないし態様とすることができる。
一方、隔壁側端部3hの長さLdと後壁側端部3iの長さLbとの比(Ld:Lb)を上記の上限以下とすることにより、後壁側部分3eでの塩素発生量増加による浴面上昇で改善される後壁側の電解生成金属を含む溶融塩の隔壁側への流れ改善に加え、電流効率向上をも達成しうる。LdとLbの差が大きくなると隔壁側の電解面高さを小さくすることでもたらされる電解面面積の減少に伴う電圧上昇(電力原単位の悪化)が懸念されるが、上記好ましい範囲内では良好な電力原単位を実現可能である。
この観点から、隔壁側端部3hの長さLdと後壁側端部3iの長さLbとの比(Ld:Lb)は、100:102〜100:120とすることが好適である。
図6に示す電極3は、先に述べたものと同様に、一対以上の陽極73a及び陰極73b並びに、対をなす陽極73a及び陰極73bの間に配置された少なくとも一つの複極73cを含み、陽極73a、陰極73b及び複極73cがそれぞれ、互いに対向して隔壁4と後壁2cとの間に延びる(壁間方向に延びる)陽極部分、陰極部分及び複極部分を有する。
この形の電解槽では、後壁側で後壁2cに平行な電極面でも電解により溶融金属と塩素が生成される。電極3の浴面から電解槽底方向の電極長さ(高さ)に差を設けない場合、隔壁側と後壁側の中間部分で盛り上がる浴面から隔壁側でなく後壁側への流れの力を受けるため、後壁側で生成された溶融金属はほとんど隔壁側へは運ばれず再反応で消費される懸念がある。
さらに図示の例のように複極73cを含む場合は、矩形状の複極73cを構成する部分のうちの壁間方向に沿った複極部分の電解面の深さ方向の長さを、隔壁側部分よりも後壁側部分で長くすることが好適である。
実施例1〜5の陰極の電解面の形状を図7(a)に、実施例6〜10の陰極の電解面の形状を図7(b)に、実施例11〜15の陰極の電解面の形状を図8(a)に、実施例16〜20の陰極の電解面の形状を図8(b)に、実施例21〜25の陰極の電解面の形状を図9(a)に、実施例26〜30の陰極の電解面の形状を図9(b)にそれぞれ示す。陽極及び複極は、浴面下の電解面が矩形(隔壁側端部から後壁側端部まで電解面深さ方向の長さがほぼ一定)のものとした。以下の実施例、比較例で使用した電極は、通電していない状態における浴面からの深さ方向の最大長さを一定とした。
比較例2でも、陰極の浴面下の電解面を矩形(隔壁側端部から後壁側端部まで電解面深さ方向の長さがほぼ一定)としたが、陰極を切り欠き電極とした。この切り欠き電極は、電解面を観察すると矩形であるが、図10に示すように、斜線にそって略一定に電極の上端部を薄くしており、溶融塩浴が隔壁側に向けて流れるように物理的な溝を形成した電極である。
なお、電気分解実施中は短絡の有無を確認するとともに、電気分解終了後は蓋体を外してMg滞留の有無を確認した。
2 電解槽
2a 電解室
2b 貯留室
2c 後壁
3 電極
3a、73a、83a 陽極
3b、13b、23b、33b、43b、53b、63b、73b 陰極
3c、73c、93c 複極
3d、13d、23d、33d、43d、53d、63d、83d、93d 隔壁側部分
3e、13e、23e、33e、43e、53e、63e、83e、93e 後壁側部分
3f、13f、23f、33f、43f、53f、63f、83f、93f 下端部
3g、13g、23g、33g、43g、53g、63g、83g、93g 上端部
3h 隔壁側端部
3i 後壁側端部
63j 遮蔽物
4 隔壁
4a 溶融塩循環路
4b 溶融金属流路
Sm 通電していない状態の溶融塩浴の浴面
Ld 隔壁側端部での電解面の深さ方向の長さ
Lb 後壁側端部での電解面の深さ方向の長さ
Du 浴面と上端部の距離
Db 浴面と下端部の距離
Claims (11)
- 隔壁により区画された貯留室及び電解室を有する電解槽の内部を、金属塩化物が含まれる溶融塩で満たした溶融塩浴とし、前記電解室で、溶融塩中の金属塩化物を、電極への通電に基いて電気分解し、該電気分解により得られる溶融金属を貯留室に流入させる溶融金属の製造方法であって、
前記電極が、浴面下に位置し電子の受け渡しを行う電解面を有し、
前記電極のうちの少なくとも一つとして、隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を設けた電極を用いる、溶融金属の製造方法。 - 前記電極が、一対以上の陽極及び陰極を含み、前記陽極及び陰極の少なくとも一対がそれぞれ、互いに対向して隔壁と後壁との間に延びる陽極部分及び陰極部分を有し、
前記陽極部分及び陰極部分のうちの少なくとも一つが、隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を設けたものである、請求項1に記載の溶融金属の製造方法。 - 前記電極のうちの少なくとも一つが、前記電解面の深さ方向の長さを隔壁側から後壁側に向かうに従って漸増させた部分を有する、請求項1又は2に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を設けた電極において、
当該電極の前記電解面の、隔壁側端部における深さ方向の長さと後壁側端部における深さ方向の長さとの比を、100:102〜100:120とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶融金属の製造方法。 - 前記電極のうちの少なくとも一つが、隔壁側から後壁側に延びる板形状を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記電極がさらに、対をなす陽極及び陰極の間に配置された少なくとも一つの複極を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶融金属の製造方法。
- 前記金属塩化物を塩化マグネシウムとし、電気分解により得られる溶融金属が金属マグネシウムである請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶融金属の製造方法。
- 内部を、金属塩化物が含まれる溶融塩で満たした溶融塩浴とする電解槽と、前記電解槽の内部を、溶融塩中の金属塩化物を電気分解する電解室及び、該電気分解により得られる溶融金属が流入する貯留室に区画する隔壁と、前記電気分解に用いられる電極とを備える溶融塩電解槽であって、
前記電極が、浴面下に位置し電子の受け渡しを行う電解面を有し、
前記電極のうちの少なくとも一つが、隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を有する溶融塩電解槽。 - 前記電極が、一対以上の陽極及び陰極を含み、前記陽極及び陰極の少なくとも一対がそれぞれ、互いに対向して隔壁と後壁との間に延びる陽極部分及び陰極部分を有し、
該陽極部分及び陰極部分の少なくとも一つが、隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を設けたものである請求項8に記載の溶融塩電解槽。 - 前記隔壁と後壁の壁間方向における前記電解面の深さ方向の長さが隔壁側部分よりも後壁側部分で長い部位を設けた電極において、
当該電極の前記電解面の、隔壁側端部における深さ方向の長さと後壁側端部における深さ方向の長さとの比が、100:102〜100:120である請求項8又は9に記載の溶融塩電解槽。 - 前記電極がさらに、対をなす陽極及び陰極の間に配置された少なくとも一つの複極を含む請求項8〜10のいずれか一項に記載の溶融塩電解槽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018116320A JP7076296B2 (ja) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018116320A JP7076296B2 (ja) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019218595A true JP2019218595A (ja) | 2019-12-26 |
JP7076296B2 JP7076296B2 (ja) | 2022-05-27 |
Family
ID=69095594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018116320A Active JP7076296B2 (ja) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7076296B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7494106B2 (ja) | 2020-12-25 | 2024-06-03 | 東邦チタニウム株式会社 | 溶融塩電解装置及び、金属マグネシウムの製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60500541A (ja) * | 1983-02-17 | 1985-04-18 | コマルコ・アルミニウム・リミテッド | バス流誘起による省エネルギ型アルミニウム還元炉 |
JPH02258993A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-19 | Toho Titanium Co Ltd | 金属製造用電解槽 |
JPH11503794A (ja) * | 1995-04-21 | 1999-03-30 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 溶融電解質の電解による金属回収のための多極電解槽 |
-
2018
- 2018-06-19 JP JP2018116320A patent/JP7076296B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60500541A (ja) * | 1983-02-17 | 1985-04-18 | コマルコ・アルミニウム・リミテッド | バス流誘起による省エネルギ型アルミニウム還元炉 |
JPH02258993A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-19 | Toho Titanium Co Ltd | 金属製造用電解槽 |
JPH11503794A (ja) * | 1995-04-21 | 1999-03-30 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 溶融電解質の電解による金属回収のための多極電解槽 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7494106B2 (ja) | 2020-12-25 | 2024-06-03 | 東邦チタニウム株式会社 | 溶融塩電解装置及び、金属マグネシウムの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7076296B2 (ja) | 2022-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5015343A (en) | Electrolytic cell and process for metal reduction | |
US5725744A (en) | Cell for the electrolysis of alumina at low temperatures | |
JP6501886B2 (ja) | 溶融塩電解槽、およびそれを用いた金属マグネシウムの製造方法並びにスポンジチタンの製造方法 | |
CN104928720A (zh) | 一种钛可溶阳极的电解方法 | |
JP7076296B2 (ja) | 溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 | |
JP7129828B2 (ja) | 溶融塩電解方法および、金属マグネシウムの製造方法 | |
TW200825209A (en) | A method and an electrolysis cell for production of a metal from a molten chloride | |
JP7061519B2 (ja) | 溶融塩の水分低減方法、溶融塩電解方法および、溶融金属の製造方法 | |
JP7206152B2 (ja) | 溶融塩電解方法および、金属マグネシウムの製造方法 | |
JP7494106B2 (ja) | 溶融塩電解装置及び、金属マグネシウムの製造方法 | |
JP6053370B2 (ja) | 溶融塩電解装置及び方法 | |
RU2710490C1 (ru) | Электролизер для получения металлов из оксидов металлов в расплавленных электролитах | |
JP2019116671A (ja) | 溶融塩電解方法、溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 | |
JP7043275B2 (ja) | 溶融塩電解方法、溶融金属の製造方法および、溶融塩電解槽 | |
JP4411155B2 (ja) | 複極式電解槽 | |
JP6933936B2 (ja) | 溶融塩電解槽 | |
JP7333223B2 (ja) | 溶融塩電解槽、溶融塩固化層の形成方法、金属の製造方法 | |
JP7515368B2 (ja) | 金属マグネシウムの製造方法 | |
JP2022183913A (ja) | 金属の製造方法 | |
JPS5839789A (ja) | 溶融塩化物の電解方法 | |
JP6945398B2 (ja) | 溶融塩電解槽 | |
JP7206160B2 (ja) | 溶融塩電解槽及びこれを用いた金属の製造方法。 | |
JP2023080740A (ja) | 電極、溶融塩電解装置及び金属マグネシウムの製造方法 | |
JP6532758B2 (ja) | 溶融塩電解槽並びに該溶融塩電解槽に使用される電極及び該溶融塩電解槽を用いた金属の製造方法 | |
JP2021021131A (ja) | 電極、溶融塩電解装置、溶融塩電解方法及び、金属の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220419 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220517 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7076296 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |