Патент 1089173

Электролизер для электрохимической обработки водных систем

 

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ СИСТЕМ по авт.св. № 376114, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности электрохимической обработки за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала среды, электроды в нижней части электрически соединены с патрубком и сторона патрубка, обращенная к электродам, размещенным в верхней части, дополнительно снабжена покрытием из диэлектрического материала. (Л эо ;о т 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 376114 (21) 3492959/23-26 (22) 27.09.82 (46) 30.04.84. Бюл. У 16 (72) В.В. Файдель, Ж.М. Махмутов, В.А..Чантурия, Б.И. Гучаков, А.Ф. Чунин и В.Д. Лунин (71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (53) 621.3 17.729 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 376!14, кл. В 03 D 1/00, 1971 °

3@11 С 25 В 1/00; В 03 D 1/00 (54) (57) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ СИСТЕМ по авт.св. N- 379114, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности электрохимической обработки за счет увеличения окис.лительно-восстановительного потенциала среды, электроды в нижней части электрически соединены с патрубком и сторона патрубка, обращенная к электродам, размещенным в верхней части, дополнительно снабжена покрытием из диэлектрического материала.

1089173

Изобретение относится к электро- ., химической обработке водных систем, в частности технической воды, растворов, эмульсий, суспензии и может быть применено при флотационном 5 обогащении руд цветных металлов и горно-химического сырья.

По основному авт.св. Ф 376114 известен электролизер для электрохимической обработки водных систем, содержащий корпус, электроды, расположенные вертикально в верхней и нижней частях корпуса и патрубок для разделения анодных и катоднык продуктов, установленный между электродами. В электролизере раствор окисляется на аноде за счет выделяющегося кислорода и путем непосред ственного протекания электрохимических реакций на аноде. Восстановление на катоде происходит за счет выделяющегося водорода и протекания электрохимических реакций иа катоде .(1) .

Недостатком данной конструкции является то, что патрубок, установленный между рабочим и вспомогательным электродами, выполняет роль биполярного электрода, который работа- ет следующим образом.

Под действием электрического поля анионы перемещаются к биполярному электроду и разряжаются на нем, а высвободившиеся при этом электроны проходят через электрод и инициируют катодную реакций на противоположной поверхности.

Таким образом, в данном электролизере на аноде происходит электроокисление раствора, а при подходе к патрубку он восстанавливается на ф » стороне патрубка, обращенной к аноду и работающей как катод за счет выделяющегося водорода и непосредствен ной отдачи электронов, т.е. происходит перезарядка обрабатываемого раст-45 вора, что приводит к снижению эффективности основного процесса. г

Цель изобретения — повьппение эффективности электрохимической обработки за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала среды.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизе для электрохимической обработки водных систем электроды в ниж-> ней части электрически соединены с патрубкоми сторона патрубка,обращенная к электродам, размещенным в верхней части, дополнительно снабжена покрытием из диэлектрического материала.

На фиг.1 изображен электролизер, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Электролизер содержит корпус 1, электрод (катод) 2, электрод (анод)

3, патрубок 4 для разделения анодных и катодных продуктов, подсоединенный к токоподводящему устройству и изолированный диэлектриком 5 входного патрубка 6, сливного патрубка

7, выходного патрубка 8, крьппки с вентиляционным отверстием 9, токопод. водящего устройства 10.

Электролизер работает следующим образом.

Обрабатываемый раствор поступает в электролизер через входной патрубок 6. После заяолнения электролизера раствором через токоподводящее устройство 10 на электроды 2 и 3 и патрубок 4 подают напряжение и последовательно открывают патрубки

8 и 7 для вывода продуктов обработ.ки. При электровосстановлении водного раствора на катоде 2 происходит восстановление за счет выделяющегося водорода и путем непосредственного протекания электрохимических реакций на катоде.

Восстановленный водный раствор проходит через патрубок 4 для разделения анодных и катодных продуктов, в котором происходит дополнительное электровосстановление выделяющимся водородом и путем не посредственного протекания реакций электровосстановления в патрубке за счет того, что патрубок подсоединен к токоподводящему устройству одного знака потенциала с рабочим электродом .

Выход продукта через патрубок 8 определяется условиями технологического процесса при соблюдении общего режима 01 = 0 g + 0, где О, О и 03технологические потоки, проходящие, соответственно, через входной, слив" ной и выходной патрубки 6,7 и 8.Для осуществления работы электролизера поток О не должен быть равным нулю.

Предлагаемое устройство испытано в лабораторных условиях института

"ДжезказганНИПИцветмет" в процессе электрохимического восстановления оборотной воды Джезказганской обогатительной фабрики. Процесс элек1089173

ОВП./

Потенциал электрода, мВ

Тип электролизера

ОВП обработанной воды, мВ Напря- жение;

В исходФ ной воды, мВ

Рабочего Вспомогатель- Дополнительного ного

-100

+560

+780

Прототип

Предлагаемый

-155

-б00

+780

-160

-700

+780

-170

-800

+780

/ тровосстановления оборотной воды осуществляется при соотношении поверхностей катода 2, анода 3 и патрубка 4, соединенного с катодом, равном 2:1:0,5. Электроды изготов- s лены из нержавеющей стали.

По результатам лабораторных данных, приведенных в таблице можно сделать вывод, что в предлагаемом электролизере при одних и тех же электрических параметрах достигается получение электровосстановленной воды с более отрицательной величиной окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) -155-170 мВ, тогда как в известном электролизере получается -100 мВ.

В прототипе патрубок для разделе-. ния.анодных и катодных продуктов тоже выполняет работу электрода, но только биполярного. В данном случае водный раствор, обрабатываясь в зоне рабочего электрода, в дальнейшем проходйт через патрубок 4 и частично разряжается, так как сторона патрубка, обращенная к рабочему электроду, заряжена знаком, противоположным знаку рабочего электрода. Таким об-разом, водный раствор после обработки в зоне рабочего электрода с опре- ЗО деленными. физико-химическими свойствами (в качестве контролируемого параметра выбран ОВП) проходит вдоль

+230 2,0 -700 е

+230 2,0 -700

+230 2,0 -700

+230 2,0 -700 патрубка 4 со стороны, обращенной к электроду 2, естественно, заряженной на противоположный знак, и частично разряжается, т.е. полученные физикохимические свойства раствором в зоне рабочего электрода утрачивают приобретенные значения в патрубке 4 (значения ОВП), т.е. происходит дезактивация °

В предлагаемом устройстве, т.е.. когда патрубок 4 подсоединен к электроду 2, водный раствор, обрабатываясь в зоне рабочего электрода и получая определенные физико-химические свойства, проходит через патрубок 4, заряжаясь дополнительно.

Использование предлагаемого электролизера позволяет устранить перезарядку обрабатываемого раствора при прохождении его через патрубок для разделения анодных и катодных продуктов за счет подсоединения патрубка к токоподводящему устройству одного знака потенциала с рабочим электродом, повысив тем самым эффективность электрохимической обработки.

Использование при флотации продук-. та электрохимической обработки предлагаемого элек ролизера, имеющего больший, например, отрицательный, окислительно-восстановительный потенциал, позволяет снизить расход реагентов-восстановителей.

ВНИИПИ „ 2878/25

"Тираж бЯ Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4