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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for producing light metals by electrolysis from molten metal salts, and more particularly to a diaphragm-free electrolytic apparatus for producing magnesium and chlorine used in non-ferrous metallurgy. Regarding.

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。 Improving working conditions by reducing chlorine released into the atmosphere while simultaneously increasing the yield of magnesium and salable chlorine is a difficult problem. This problem has been more or less successfully solved by designers of equipment who have incorporated the conventional method of electrolytically producing magnesium from molten chloride.

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。 Electrolyzers without diaphragms are gradually replacing electrolyzers with diaphragms, which are not economically suitable. Many common features of this diaphragmless electrolyzer are:
The interior space of the lined tank forming the electrolyzer is divided into an electrolytic cell and a collection tank.

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。 The electrolytic cell has electrodes, a cathode and an anode, immersed in an electrolyte. When direct current is passed through the electrodes, electrolysis occurs in the tank. The collection tank is used for magnesium collection and recovery, slime removal and raw material supply.

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。 In such an electrolyzer, the electrolyte circulates due to chlorine bubbles floating from the anode,
Magnesium is conveyed to the collection zone of the collection tank. The electrolyte in the upwardly flowing and gas-saturated electrolyzer is at a higher level than the electrolyte in the adjacent collection tank, creating a flow of electrolyte that carries the magnesium particles toward the collection tank. . Although most of the chlorine at the anode floats to the surface and is separated from the electrolyte and collected in the chlorine-receiving line through the tube that connects to the anode collector, some amount of chlorine is necessarily present in the circulating flow of electrolyte to the collection tank. Accompany. This chlorine is recovered from the electrolyser along with the gas removed in the sanitary suction system, but during such removal some of the chlorine escapes into the atmosphere through the gaps under the collection tank cover. Air pollution increases considerably when collection vessels are opened for magnesium or slime recovery, raw material charging, electrolyte composition adjustment, and other process operations. The chlorine concentration around the electrolyzer at such times may exceed safe limits.

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。 The use of variable cross-section electrodes, often in combination with inductive means, saturates the electrolyte more strongly with chlorine and increases the magnesium yield by reducing the spacing of the electrodes on the side opposite to the collection tank. (Soviet inventor's certificate, No. 390185, no.
No. 254789, No. 395501, No. 438617 (see specification) necessarily increases the loss of chlorine and therefore worsens the working conditions.

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。 On the other hand, attempts have been made to reduce the loss of chlorine, for example by varying the amount of immersion of the partition into the electrolyte and also by increasing the distance between the partition and the active surface of the anode (Zuev NM et al. , “Tsvetnaya metallurgia”,
No. 17, 1976, pp. 33-36) is caused by the continuation of the electrolyte around the metal surface due to the deterioration of the movement of magnesium into the collection tank and the decrease in the circulation strength of the upper layer of the electrolyte in the collection tank. The deterioration of the flow process results in some magnesium loss.

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）。 It is known in the art that in electrolyzers without diaphragms, a considerable reduction in chlorine losses is achieved while producing a constant yield of magnesium due to the action of liquid flow. The electrolyzer is a lined tank having side and end walls defining an interior space for an electrolyte. The tank is divided into an electrolyzer and a collection tank by a fireproof partition. The electrolytic cell comprises electrodes, each electrode pair comprising a plate-like graphite positive plate and a closed-profile frame spaced around the positive electrode.
Consisting of a steel cathode with a shape. The top of the cathode is below the top of the tank and defines the lower limit of the space above the cathode. On the other hand, the lower end of this same cathode is above the bottom of the tank and defines the upper limit of the space below the electrode. The partitions between the cells extend into the space below the electrodes, and when the electrolyzer is in operation, the cells communicate through openings provided in the partitions below the electrolyte. The wide edge of the anode, the perpendicular cathode, and the wall of the tank are provided with a space that acts as a flow path together with the opening of the partition.
The movement of the electrolyte carries the magnesium particles to the collection tank. There are at least two such flow paths in the disclosed electrolyzer (Japanese Application Publication No. 56).
- see specification No. 18676).

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。 Such a flow path allows the removal of magnesium from the electrolytic cell prior to the reverse reaction of magnesium and chlorine. On the other hand, the relatively weak electrolyte circulation strength characteristic of such cell designs reduces chlorine losses in the gas stream to the sanitary suction system.

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。 Although the electrolyzer described above is superior both technically and economically compared to other diaphragmless electrolyzers known in the art, the chlorine losses and magnesium losses are still large.

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。 The relatively weak circulation strength of the electrolyte in the collection vessels is due in particular to the low flow rate of the electrolyte around the magnesium collected in these vessels. This results in high heat losses from the melt surfaces exposed to the atmosphere, increasing contact of the liquid magnesium with atmospheric oxygen, combustion and solidification of the metal on the electrolyte surface. Another cause of magnesium loss is due to the fact that some magnesium flows into the electrolyzer when partitioning the feed through the collection tank. In both cases, the magnesium yield due to the effect of liquid flow is reduced.

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。 Most of the chlorine loss in prior art electrolyzers is due to operation when the entire amount of chlorine collected in the collection tank along with the electrolyte escapes into the atmosphere when the cap is removed.

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。 Furthermore, the above-mentioned excessive heat losses in prior art electrolyzers lead to excessive consumption of electrical energy.

本発明はこれらの欠点を軽減することを目的と
する。 The present invention aims to alleviate these drawbacks.

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。 The object of the invention is a diaphragm-free electrolyzer for the production of magnesium and chlorine, in which product losses are kept to a minimum, and which, by virtue of modifications and functional division of the construction of the collecting tank, is designed to protect human health. It is an object of the present invention to provide an electrolyzer in which the conditions are improved at the same time as the power consumption is reduced.

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。 This objective is achieved by improving the following membrane-free electrolyzers for magnesium and chlorine production. That is, the device is divided into at least two collection vessels and an electrolytic vessel, each having a side wall and an end wall defining an interior space for the electrolyte and communicating with each other through a flow path by a partition made of refractory material. The electrolytic cell is equipped with electrodes, each pair of which consists of a plate-shaped graphite anode and a steel cathode spaced apart from the anode. the lower end of the cathode, while the lower end of the cathode is above the bottom of the tank and defines the upper limit of the gap below the electrodes.
According to the invention, at least one of the collection vessels is for removing slime and also for supplying raw material and communicates with an adjacent vessel at the level of the gap below the electrodes, while the other vessel is It is provided with an insulating canopy for collecting and recovering the magnesium and having a sloped top in the direction of flow of the electrolyte carrying the magnesium particles. The top of the lined tank is provided with at least one sealed port for collecting and recovering magnesium from the tank.

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。 By dividing the zone for collection and recovery of magnesium from the zone for carrying out other auxiliary operations, conditions are provided for improving the tightness of the internal space of the tank. The amount of magnesium and chlorine that enters the unsealed tank for slime removal and raw material supply is small. This is due to the fact that chlorine and magnesium produced by electrolysis are present in the upper layer of the electrolyte, whereas the tank for slime removal and raw material supply communicates with the electrolytic cell only at the level of the space below the electrodes. by. Slime removal and transfer of these products to a collection tank for feedstock supply can be further restricted in conventional ways, for example by suitable placement of anodes in adjacent electrolytic cells. As a result of this separation and sealing of the magnesium collection and recovery vessels, virtually complete prevention of air pollution by chlorine during the cyclic operation of the electrolyzer is achieved. This considerably improves the sanitary conditions for the human body.

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。 Another structural improvement of the electrolyzer described above is that the electrolyte surface exposed to the atmosphere is reduced to a minimum, reducing magnesium losses.

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。 The slope of the insulating cover plate of the collecting tank for magnesium collection and removal provides conditions for continuous movement of the collected magnesium in a favorable direction, resulting in the elimination of manual operations to transfer the magnesium to the discharge device. , together with the above-mentioned improvements, significantly improve working conditions and labor efficiency.

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。 By sealing the magnesium collection and removal vessels, the time interval between magnesium removal operations can be extended, further increasing the efficiency of the magnesium production process and reducing its losses.

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。 Minimizing the electrolyte surfaces exposed to the atmosphere as described above reduces heat loss and slime formation by reducing the extent of hydrolysis of the molten electrolyte.

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。 To facilitate the removal of slime from the electrolyzer, it is suitable to provide a bank of refractory, thermally conductive material at the bottom of the tank adjacent to the end wall of the tank.

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。 This prevents the formation of slime deposits in the most difficult-to-reach parts of the tank, and by optimizing the ratio of its length to width of the electrolyzer in terms of increased loading on the electrolyser. , making the total volume of the device for slime removal smaller and further making the effective range of the electrolyzer larger.

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。 The membraneless electrolyzer preferably comprises at least one separator arranged between the electrolytic cell and the collection tank for slime removal and raw material supply. The separator is in the electrolyte flow and separates the magnesium from the electrolyte to almost completely prevent the magnesium particles from migrating to the collection tank for slime removal and raw material supply.

次に本発明を特定例によつて説明する。 The invention will now be described by way of specific examples.

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。 The diaphragm-free electrolyzer for the production of magnesium and chlorine comprises a lined tank 1 (with side walls 2 and 3 (FIGS. 1, 2 and 3) and end walls 4 and 5 defining an internal space for an electrolyte 6). 1st
(Figure). The internal space of the tank 1 is divided by fireproof partitions 7 and 8 into an electrolytic cell 9, a collection tank 10 for collection and recovery of magnesium, and a collection tank 11 for slime collection and raw material supply.

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。 In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the end walls 4 and 5 are provided with partitions 7 and 8 parallel to them with collection vessels 10 and 11 adjacent to these end walls.

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）。 The electrolytic cell 9 has electrodes arranged in the lined tank 1 in the usual manner. (The arrangement method is not shown).

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。 Each electrode pair consists of a graphite anode 12 and a steel cathode 1
Consists of 3. The anode takes the form of a square plate. In this disclosed embodiment, the anode 12 is mounted so that its wide end is parallel to the end walls 4 and 5 of the tank 1 to aid electrolyte flow and improve operating conditions. The anode 12 and cathode 13 can be connected on one side to a DC power source (not shown).

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。 The cathodes 13 are such that each anode 12 is connected to the cathode 13 on all sides, except for the last one next to the bath 11.
It surrounds the corresponding anode 12 with a space therebetween. The last cathode 13 has a horn-like shape when viewed from above. The reason why this electrode has a non-closed shape is that it is necessary to prevent the magnesium particles from moving toward the slime removal and raw material supply tank 11.

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。 All cathodes are arranged to form a cathode framework. The upper end of the cathode framework is below the end of the tank 1 and defines the lower limit of the cathode gap 14. The lower end of the cathode framework is above the bottom 15 of the tank 1 and defines the upper limit of the lower space 16 of the electrode.

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。 Collection tank 10 for collection and recovery of magnesium
The partition 7 separating the electrolytic cell 9 from the electrolytic cell 9 is provided with an opening 17 which, together with the electrode-free gap in the cell 9 and the gap below the electrode at the level where the partitions 7 and 8 end, allows the electrolyte to useful for distribution. The opening 17 is provided in the gap 14 above the cathode such that the opening 17 is below the level A of the electrolyte when the electrolyzer is in operation.

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。 Collection tank 10 for collection and recovery of magnesium
is closed from above by a heat-insulating cover plate 18 and a refractory cover plate 19 arranged on this plate 18 and covering both the electrolytic cell 9 and the collection tank 10. Plate 19 is provided with a sealed opening for the anode of electrolytic cell 9.

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。 A sealed port 20 is provided above the collection tank 10 for removing magnesium. For ease of operation, the port is located adjacent to the front side wall 3 of the tank 1.

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。 The top 21 of the cover plate 18 of the collection tank 10 is inclined towards the port 20 and is placed at such a height that the entire surface of the top is immersed in the electrolyte 6 when the electrolysis is in operation. This provides conditions for gravitational movement of the magnesium particles into the collection zone and expansion of the particles so that they are collected in sufficient quantities and separated from the electrolyte. Therefore, there is no need to manually transfer the magnesium to the recovery zone. In order to transfer the electrolyte with collected magnesium particles to the port 20, the inclination angle α of the top 21 should be greater than 1°. However, it is not practical to make the slope of the top 21 very steep as this would reduce the amount of electrolyte 6 collecting the magnesium particles. This leads to a shortening of the time interval of the recovery operation, a corresponding increase in metal losses and a difficulty in the electrolytic operation. The optimum angle of inclination α of the apex 21 has been experimentally determined to be in the range of 1 to 3 degrees.

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。 In the embodiment in which the port 20 is disposed at the center of the top 21' (FIG. 4), the top 21' has a double slope structure, and the slope angle β of each slope is equal to the slope angle of the single slope top 21 described above. It should be noted that it can be twice as large as α. Above double slope top 2
The construction of the collection tank 10 with 1' makes it possible to collect and recover the metal from the hottest part of the tank at an electrolysis temperature as close as possible to the melting point of magnesium, thereby ensuring that the magnesium Prevent condensation from forming on walls. Also,
With such a top structure, the rate of movement of the magnesium particles toward the ejector closely matches the rate of recovery of magnesium by the device, which is typically a conventional vacuum pump. This can prevent electrolyte from escaping from the electrolyzer during magnesium recovery, thus improving operational efficiency by saving time in preparing and injecting the electrolyte. can. This construction is most suitable for vessels 10 located adjacent to the end walls.

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。 The cover plate 18 (Figs. 1, 2 and 3) of the tank 10 in the tank 1 has its top 21 or 21'
It consists of a graphite layer 22 on the side. Since the graphite layer has high thermal conductivity, when the level of the electrolyte 6 becomes low (for example, when magnesium chloride is used up or when the electrolyte is pumped), the liquid level and the plate 18
This provides a so-called thermal pillow from the superheated gas layer generated between the Thermal pillows prevent salt crusts from condensing on the surface of the canopy and burning the metal inside the bath, reducing metal loss and reducing slime formation. The upper part of the canopy 18 can be made from common insulating materials such as diatomaceous fire bricks, asbestos, etc., and the upper side is protected by a durable material such as concrete. The collection tank 11 is closed at its top by a canopy 23 (FIG. 1) which is periodically opened to remove slime and supply raw material.

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。 The electrolytic cell 9 is provided at its upper part with an outlet pipe 24 for sucking chlorine from the cell. The suction of chlorine from the collection tanks 10 and 11 is carried out through outlet pipes 2 provided in the tanks 10 and 11 respectively.
5 and 26 (Figs. 1, 2 and 4).

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。 With reference to FIG. 1, the bottom of the tank 1 is provided with adjacent banks 27 over the entire length of the end wall 4. The bank 27 is made of a refractory, thermally conductive material, such as graphite, and has the shape of a three-sided right-angled prism. The purpose of the bank 27 is to prevent skulls from forming on the banked portion of the tank, which is the farthest portion from where slime is to be removed. This bank 27 thus reduces the bulk of the slime removal device and, if necessary,
The relative volume of the electrolytic cell 9 can be increased to increase the number of electrodes in the cell. The best effectiveness of the banks 27 is obtained when the width B of the banks 27 is equal to the distance between the end wall 4 and the partition dividing the collecting tank 10 for collecting and removing magnesium from the electrolytic cell 9. .

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。 If the number of collection tanks 11 for slime removal and raw material supply is one or more, the bank can be omitted.
One embodiment of such a bankless electrolyzer is shown in FIG. collection tanks 11 are arranged facing each other,
The collection vessels 11 are separated from the electrolytic cell 9 by respective collection vessels 10 for magnesium collection and removal. The most characteristic aspect of this embodiment is that as a result of the above structure of the collection vessels 10 and 11, all the cathodes 13 (and therefore also the cathode framework) are in a closed form, so that all the anodes 12 operates as an anode with cathodes on both sides, which results in a reduction in the specific consumption of graphite if the size of the anode 12 is the same as in the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 3. The point is that a decline is brought about.

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。 With the structure of the collection tank 11 described above, the length of the electrolytic tank 9 can be increased to twice the width of the tank 1 (this is selected depending on the slime removal conditions), and the number of electrodes can be increased sequentially. can be used more often. This structure improves the efficiency of the electrolysis and the utilization of its internal volume, since it uses only one collection tank 11 for slime removal and raw material supply for two electrolyzers 9. In the embodiment shown in FIG. 5, each collection tank 10 is arranged between the tank 11 and the electrolytic tank 9 to equalize the degree of electrolysis in adjacent tanks, thereby creating a partition 7 with circulating electrolyte 6.
and 8 to prevent damage. Furthermore, such an arrangement of collection vessels 10 and 11 increases the surface area within collection vessel 11, making the electrolysis operation more convenient.

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。 The electrolytic capacity of the disclosed electrolyzer can be increased as required by increasing the number of electrolytic cells and electrodes. In this case, one or several cells 1 may be placed between adjacent electrolytic cells 9 to conveniently remove the slime.
Place 1. In this case, the tank 11 is used together with another collection tank 11 adjacent to the end walls 4 and 5, as shown in FIG. 6, or, if available space is limited, as shown in FIGS. 7 and 8. Use only one. The predetermined arrangement of electrolyzers of equal length is chosen depending on the priorities. The choice is made either by the length of the electrolyzer, i.e. its power output, or by the length of its working life and the convenience of operation of the device. In the first case, the collection tank 10 has an end wall 4
and 5, and the banks 27 are conveniently arranged as shown in FIG. In the second case, as shown in FIG. 8, collection tanks are preferably located on both sides of the collection tank 11 and in close proximity thereto.

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。 Collection vessel 10 for the collection and recovery of magnesium with more than one electrolyzer as shown in FIGS.
, it is advantageous for the collection vessels 10 to be communicated through an insulated channel and provided with a common port. Thereby, the time interval for magnesium removal can be shortened, and the contact time and area between metal and air can be reduced. As disclosed in FIG. 9, which is a plan view of the electrolyzer shown in FIG.
8 is preferably formed on the inner layer of the side wall 3. Such an arrangement of the channels 28 results in a simpler structure and provides a more rational use of the internal space of the electrolyzer.

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。 In another embodiment of the electrolyzer disclosed in FIG. 8, the channel 28 is adjacent to the reduced thickness rear side wall 2 as shown in FIG. 10, and the port is located in one of the vessels 10 thus connected. are doing. In this case, this tank 1
The top 21 of another tank 10 is tilted in the opposite direction, and the bottom of the top 21 of another tank 10 whose ports are arranged so that the electrolyte containing magnesium particles is attracted to the port 20 is tilted in the opposite direction. placed at or above the top of the apex;
Adjacent to the top of conduit 28. In this embodiment of the electrolyzer, the disclosed embodiment of the electrolyzer provides a longer service life due to the fact that the flow passages 28 are located outside the most fragile inner layer regions and the ports 20 are located outside the regions of greatest heat transfer. longer and less likely to solidify the metal when it is recovered.

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。 In order to prevent the formation of skulls in any case, the bottom of the connecting channel 28 must be located no higher than the level of the cathode so that this channel is filled with electrolyte under all conditions. No.

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。 In all the embodiments of the invention described above, the partition 8 separating the collection tank 11 from adjacent tanks is arranged parallel to the end walls 4 and 5 of the tank 1, thereby making more rational use of the internal space of the tank 1. is achieved. However, in certain cases, the collection tank 11 has a partition 8 that separates it from other tanks.
is preferably arranged parallel to the side walls 2 and 3. Such an embodiment of the invention, as shown in FIGS. 11-14, is particularly preferred in the case of electrolyzers in which direct current is supplied to the anode of the electrolytic cell 9 through the bottom 15 of the tank 1.

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。 In the embodiment of the electrolyzer shown in FIG. 11, a collecting vessel 11 is arranged along the axis of symmetry of the electrolyzer between an electrolytic vessel 9 adjacent to the side walls 2 and 3 and a collecting vessel 10 adjacent to the end walls 4 and 5. and place it.

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。 The electrolyzer shown in FIG. 12 is centrally located between partitions 7 arranged parallel to end walls 4 and 5 and separating collection tank 10 from electrolytic tank 9, for magnesium collection and recovery. One collection tank 10 and two collection tanks 11 for slime removal and raw material supply, located along the symmetry axis of the electrolyzer between a partition 8 arranged parallel to the side walls 2 and 3; have. Figures 13 and 14
In this embodiment of the invention shown in the figure, the thirteenth
Partition 2 as shown in Figures and Figure 14, respectively.
Two collection tanks 11 separated by 9 are connected to the side wall 3.
It is used with two tanks 10 (FIG. 13) or one tank (FIG. 14) next to each other. This embodiment can be advantageously used when the electrolyzer is used on a manufacturing flow line. This is because such an arrangement of the electrolyzer minimizes the overall length of the conduit connecting it.

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。 To reduce magnesium losses, the electrolyzer can be equipped with one or several separators. Collection tank 1 for slime removal and raw material supply
The use of these separators is particularly advantageous in embodiments where 1 is arranged along the side wall of the tank, since an anode acting as a one-sided anode cannot prevent the entry of magnesium particles into this tank.

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。 An electrolyzer with a separator is shown in FIG.
It consists of a downwardly directed cavity 30 formed by a further partition 31 parallel to the partition 8 and located above the cathode 14 , and a cover plate 19 .

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。 In a preferred embodiment of the device, this separator is formed in the partition 8, in which case this cavity is defined by the top 32 (FIG. 16) and the walls 33 and 34 arranged along the partition 8. will be accomplished. A wall 33 located on the side of the electrolytic cell 9 is a vacant chamber 30
is shorter than the wall 34 to form an inlet communicating with the cell 9, and the height of the separator does not exceed the height of the cathode 13. The top of the separator may be flat 32' as shown in FIG.
It may also be arcuate 32'' as shown in the figure. In both cases the gap under the top 32 must communicate in its end region with the cavity of the collecting tank 10 so that the magnesium particles remain in the separator. For this purpose, the flat top 32' is configured to be inclined towards the collection tank, and in the case of an arcuate top 32'' is provided with an inclined conduit 35 in the partition. Top 32 and walls 33 and 34 forming the body of the separator
is made of sheet steel. The body of the separator is made of cast iron or other molten chloride-resistant material, such as flurophlogopite.
It may also be made from.

本発明による電解装置は次のように作動する。 The electrolyzer according to the invention operates as follows.

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。 Prior to operation, the lined tank 1 (Figure 1) is charged with an electrolyte 6 which is a molten mixture of magnesium chloride, sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride.
Fill it with The height of the electrolyte 6 is selected such that the sloping top 21 (FIGS. 2 and 4) of the collecting tank 10 for magnesium collection and recovery is completely submerged in the electrolyte. The composition of the electrolyte and the operating temperature of the electrolysis step are selected such that the specific gravity of the electrolyte exceeds the specific gravity of molten magnesium.

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。 A direct current is supplied to the electrodes of the electrolytic cell 9, and while this current passes through the electrolytic solution 6 between the anode 12 (FIG. 1) and the cathode 13, it decomposes magnesium chloride and produces gaseous chlorine and liquid magnesium. Let it form. This chlorine is released in the form of bubbles onto the reaction surface of the anode 12 and carries upward the liquid magnesium and electrolyte particles deposited on the reaction surface of the cathode 13. The upward flow of electrolyte 6 flows in a closed circular flow parallel to the major surfaces of the electrodes. The liquid magnesium is carried by this flow from the gap between the electrodes to the side walls 2 and 3 of the tank 1, where another electrolyte stream is formed, carrying the liquid magnesium separated from the main circulation stream. , further conveyed to a collection tank 10 for magnesium collection and recovery. The flow of electrolyte 6 from electrolytic cell 9 to collection tank 10 is caused by the different heights of the electrolyte in these cells due to saturation of the electrolyte with gaseous chlorine bubbles. This flow is also facilitated by the fact that the anode 12 next to the partition 8 acts as a one-sided electrode.

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。 Due to this difference in the height of the electrolyte, the electrolyte also flows into the collection tank 11, but since this flow occurs at the level of the gap 16 below the electrode, hardly any magnesium particles go into the tank 11.

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。 The chlorine released on the anode rises to the level of the electrolyte 6 in the cell 9 and is removed from there away from the electrolyzer through the outlet pipe 24. Chlorine collection tank 10
can be virtually completely prevented by appropriate selection of the distance between the heat-resistant partition 7 and the port 17 and anode 12 provided therein, as well as the location of this port.

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。 In the tank 10, the liquid magnesium floats and moves along the sloped top 21 of the insulating cover plate 18. Any small amount of chlorine that lands on the collection tank 10 is removed through the sanitary suction system outlet pipe provided in the sealed port 20.

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。 Further, the electrolytic cell 9 passes through the lower electrode zone in the cell 10.
The downward flow of electrolyte flowing through the electrode gap of bank 2
Preventing the formation of skulls at this location on the bottom 15 by flowing over the electrolyte 7, the surface area on which slime can settle is reduced by removing from these bank surfaces the slime particles that have precipitated from the electrolyte. The slime is deposited closer to the tank 11, and this slime is deposited on the cover plate 23 that was opened earlier.
using any suitable conventional equipment.

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。 The tank 11 is also used to contain a raw material containing magnesium chloride, and the raw material supply maintains a predetermined concentration of magnesium chloride in the electrolyte.
and periodically to maximize the height of the electrolyte. This means that port 20 of tank 10
This is necessary in order for magnesium to be fully recovered. In this case, the raw material supply moves the electrolyte toward the tank 10, thereby promoting the movement of the magnesium particles into this tank.

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。 Chlorine bubbles, like magnesium particles, do not enter the slime removal and raw material supply tanks. Chlorine bubbles entering the tank are removed through outlet pipe 26.

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。 The electrolytic processes for magnesium and chlorine production described above are generally similar in all embodiments of the invention described above.

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。 A characteristic feature of the electrolyzer shown in FIGS. 5, 11 and 13 is that the electrolyte flows uniformly on both sides towards the vessel 10, due to the fact that the electrodes act as double-sided electrodes. and from the fact that the ports 17 of both vessels 10 are located in the gap 14 above the electrodes.

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。 The electrolytic cell 9 shown in FIGS. 6 and 7 in the embodiment of the electrolyzer operates in a similar process to the electrolytic cell used in the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3.

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。 8th, 9th, 12th and 14th aspects of the electrolyzer
In the embodiment shown, the electrolyte flows from the end wall into the collection tank 1.
It flows towards the center where 0 and 11 are located.

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。 When the diaphragm-less electrolyzer disclosed in FIG. 13 or 14 is used on a manufacturing flow line, raw materials are charged through a supply channel (not shown). This feed line communicates with one of the collecting vessels 11 for slime removal and raw material charging, either directly by means of a pressure source or via a pre-electrolysis device located upstream of the collecting vessel 11. In this case, the electrolyte transferred to one of the cells 11 flows through the electrolytic cell 9 to another cell 11 and then passes through the second connecting feed to the next electrolyzer in the production line. This less direct flow of raw electrolyte improves the purification process and
Thereby the total number of refining electrolyzers used on the production line can be reduced.

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。 Electrolyzer equipped with separator (15th to 18th)
In Figure), the main circulating flow of electrolyte is at the front wall 3.
flows through the cathode framework portion oriented toward the direction, transporting small droplets of magnesium through the apertures into the cavity 30, where the velocity of the droplets decreases rapidly, whereby the magnesium droplets separate and reach the top. 32 (Figures 16-18) or cover plate 19 (Figure 15)
and thence move along the top 32 (FIG. 17) or duct 35 (FIG. 18) to the tank 10 for magnesium collection and recovery.

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。 According to the embodiment of the electrolyzer shown in FIG. 15, a flow path (not shown) for transferring magnesium from the separator to the tank 10 is further provided. In this way, the separator prevents magnesium particles from migrating to the collection tank 11.

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。 As is clear from the above, the disclosed diaphragm-less electrolyzer minimizes chlorine loss by removing chlorine in gaseous form through a sanitary suction system, completely preventing chlorine from contaminating the surrounding environment. make it possible. The disclosed electrolyzer also reduces magnesium losses and heat losses from the magnesium liquid surface. Due to the fact that it is not necessary to advance the magnesium manually to the discharge device, working conditions are improved and labor productivity for operating the electrolyser is accordingly increased. Furthermore, according to the structure of the disclosed electrolyzer, backflow of the electrolytic solution when raw materials are supplied can be completely prevented, thereby improving current efficiency.

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。 The great advantage of the disclosed electrolyzer over conventional electrolyzers is that only the product recovery and feedstock supply are prescheduled and continuous;
Other operating steps are optionally performed in sequence, which improves the flexibility of the electrolyser and makes it suitable for use in manufacturing flow lines.

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。 Although specific embodiments according to the invention have been disclosed, various embodiments thereof will be apparent to those skilled in the art. Therefore,
The invention is not intended to be limited to the disclosed embodiments and details thereof, but modifications may be made within the scope of the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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。 Fig. 1 is a schematic diagram of an electrolytic device without a diaphragm for producing magnesium and chlorine according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view taken along the - line in Fig. 1. 4 shows a sectional view of a septum-free electrolyser according to the invention similar to FIG. 2 with a centrally located sealed port; FIG. Schematic diagram of a variant of the electrolyzer without diaphragm according to the invention, No. 6
The figure is a schematic illustration of another variant of the diaphragm-free electrolyzer according to the invention, with a centrally arranged collecting tank for collecting the slime and supplying the raw material, and a similar tank adjacent to the end wall of the tank; FIG. 7 shows a further embodiment of a diaphragm-free electrolyzer according to the invention with a centrally located collecting tank for slime collection and raw material supply and a collecting tank for magnesium collection and recovery adjacent to the end wall of the tank. Schematic diagram of the transformation,
FIG. 8 is a schematic diagram of a variant of the diaphragm-less electrolyser according to the invention with both types of collection tank located centrally; FIG. FIG. 10 is a partial plan view of the same electrolyzer as shown in FIG. 8, except with ports arranged, FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along the - line in FIG. 8, which illustrates a modification of the electrolyzer according to the present invention, and FIG. FIG. 12 is a partial plan view of a variant of the electrolyzer according to the invention with two centrally arranged collecting vessels for slime recovery and raw material supply parallel to the side walls of the tank; FIG. Figure 13 shows a main body having two collection tanks for slime collection and raw material supply adjacent to the side walls of tank 7, and two collection tanks for magnesium collection and recovery on the end wall of the tank. A partial plan view of a variant of the electrolyzer according to the invention, FIG. 14, with two collection vessels for slime collection and raw material supply adjacent to the side walls of the tank, with a central collection tank for magnesium collection and recovery; 15 is a cross-sectional view of the electrolyzer of FIGS. 13 and 14, and FIG. 16 shows a separator made in the refractory partition of the tank. , a cross-sectional view of an electrolytic cell forming a modified part of the electrolyzer shown in FIGS. 13 and 14, and FIG. 18 is a partial sectional view of a separator with a flat top made in the refractory partition of the tank in a longitudinal section along a collection tank, and FIG. 18 shows a separator with an arcuate top; No. 17 except for showing the electrolyzer.
A cross-sectional view similar to the figure is shown. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Lining tank, 2, 3... Side wall, 4, 5... End wall, 7, 8... Fireproof partition, 9... Electrolytic cell, 10
...collection tank for magnesium collection and recovery, 11
...Collection tank for slime removal and raw material supply, 12
... graphite anode, 13 ... steel cathode, 15 ... bottom of lined tank, 16 ... gap below electrode, 18 ... heat-resistant cover plate, 20 ... sealed port, 21 ... top of cover plate, 27 ... bank.

Claims (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。Claims: 1 at least two having side walls 2 and 3 and end walls 4 and 5 defining an interior space for the electrolyte and communicating with each other through a flow path by partitions 7 and 8 made of refractory material; a lined tank 1 divided into collection tanks 10 and 11 and an electrolytic cell 9, the electrolytic cell being provided with electrodes, each pair of electrodes being spaced apart from a plate graphite anode 12; The upper end of the cathode is below the upper end of the tank, while the lower end of the cathode is at the bottom of the tank 1.
In a diaphragm-free electrolyzer for producing magnesium and chlorine, the collection tank 1 is located above the electrode and defines the upper limit of the gap 16 below the electrode.
At least one of the vessels 10 is for removing slime and also for supplying raw material and communicates with an adjacent vessel at the level of the gap 16 below the electrode, while another vessel 10 is for collecting magnesium and further supplying raw material. The lined tank 1 is provided with an insulating cover plate 18 having a top part 21 inclined in the direction of flow of the electrolyte for collecting and carrying magnesium particles, and an insulating cover plate 18 for collecting and further recovering magnesium particles. A diaphragm-free electrolyzer for producing magnesium and chlorine, characterized in that it is equipped with at least one sealed port 20 for recovering magnesium from a collection tank 10. 2. A diaphragm-free electrolyzer according to claim 1, comprising a bank 27 of refractory thermally conductive material in the bottom 15 of the tank 1 adjacent to the end wall 4 or 5 of the tank. 3 Collection tank 11 for slime removal and raw material supply
3. The electrolytic device without a diaphragm according to claim 1 or 2, further comprising at least one separator 30 disposed between the electrolytic cell 9 and the electrolytic cell 9.