ГИДРОЦИКЛОН ДЛЯ СОЛЕВЫХ РАСПЛАВОВ

Полезная модель относится к цветной металлургии, конкретно, к производству магния электролизом из солевых расплавов. Может быть использовано в производствах, применяющих солевые расплавы.
Магний получают электролизом из смеси хлоридов магния, калия и натрия при температуре 670-720°С. На литейном переделе магний рафинируют флюсами, содержащими хлориды, оксиды и фториды, методом отстоя. Как на переделе электролиза, так и при рафинировании образуются оксидно-солевые смеси, называемые шламом, в котором замешаны капли магния. При удалении шлама теряется до 5% магния, полученного в электролизерах. Поэтому разделение магния и оксидно-солевой смеси является важной задачей, решение которой позволяет повысить извлечение магния из сырья.
В то же время известны устройства, называемые гидроциклонами [Р.Н.Шестов. Гидроциклоны. Л., Машиностроение, 1967, 80 с.], успешно разделяющие жидкостные и песчано-жидкостные смеси. Попытки использовать их для разделения расплавленной смеси магния, соли и оксидов не привели к положительному результату, т.к. гидроциклоны быстро забивались застывшей смесью.
Проблему разделения металлов удалось решить, только применив эффективный обогрев корпуса гидроциклона.
На рисунке показан гидроциклон 1 с подающим 2 и сливными 3, 4 патрубками. Корпус гидроциклона снабжен греющими элементами 5, причем они могут быть как электрическими, так и с газовым нагревом.
Гидроциклон для солевых расплавов работает следующим образом. В патрубок 2 насосом подается расплавленная металло-оксидно-солевая смесь
при температуре 660-750°С, из сливного патрубка 3 вытекает осветленная от оксидно-солевой составляющей металло-солевая смесь, а из нижнего патрубка 4 - оксидно-солевая, шламовая смесь. Перед подачей расплава гидроциклоны нагревают до температуры 660-700°С, при сливе обогрев может быть отключен.
Гидроциклон был испытан на различных составах более 10 т расплавленных солей, забивания корпуса по причине настылеобразования не наблюдалось.
В таблице показаны условия испытаний:
№ п/п
Т гидроциклона
Т смеси
Состав смеси до разделения, %
Состав слива верхнего, %
Состав слива нижнего, %
*Обогащение по Mg, раз
Mg
соль
оксиды
Mg
соль
оксиды
Mg
соль
оксиды
1
690
690
0,8
96,2
3,0
3,0
96,8
0,2
0,2
66,7
33,1
3,6
2
670
700
1,5
95,0
3,5
7,0
92,7
0,3
0,4
71,8
27,8
4,6
3
690
720
2,0
94,8
4,2
10,0
89,6
0,4
0,3
79,4
20,3
5,0
4
700
695
20
60,0
20
40,0
56,5
3,5
7,2
52,8
40,0
2,5
5
685
710
30
44,0
26
52,0
44,0
4,0
5,3
42,7
52
1,7
6
680
705
40
42,0
18
81,5
15,8
2,7
6,0
55,8
38,2
2,0
* Обогащение определено для верхнего слива.