Фильтр-прессный электролизер для электрохимического окисления ксантогената

Фильтр-прессный электролизер для электрохимического окисления ксантогената

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФИЛЬТР-ПРЁССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИ11ИЧЕСКОГО. ОКИСЛЕШЯ КСАНТОГЕНАТА, содержащий электроды с oтвepcтия аI в верхней и нижней частях, концевые плиты, вЪдной из которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, a в другой верхней части -х патрубок датя вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току, электролизер дополнительно снабжен патрубком , установленным в нижней части концевой плиты с патрубком для вывода продуктов реакции, при этом 9 в центре каждого из электродов дополнительно выполнены отверстия, через которые пропущена распределительная труба.

ае (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 25 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТ1Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3654535/23-26 (22) 11.10.83 (46) 23,12.84. Бюл. Р 47 (72) А.Н.Баранов, С.Б.Леонов, С.А.Богидаев, В.А.Чантурия и Н.А.Захаров (71) Иркутский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.357.1 (088.8) . (56) 1. Баранов А.Н. Электролизер для обработки водных систем. Информационный листок, У 190-74, Иркутск, ЦНТИ, 1974.

2.. Авторское свидетепьство СССР

9 371114 кл. С 25 В 9/00, 06.07.73.

3. Патент США В 3119760, кл. С 25 В 9/00, 1975 (прототип). (54)(57) ФИЛЬТР-ПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ

КСАНТОРЕНАТА, содержащий электроды с отверстиями в верхней и нижней частях, концевые плйты, в. одной иэ которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, а в другой верхней части патрубок дпя вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода по току, элект ролиэер дополнительно снабжен патрубком, установленным в нканей час ти концевой плиты с патрубком для вывода продуктов реакции, при этом в центре каждого иэ электродов допол нительно выполнены отверстия, череэ которые пропущена распределительная труба.

Ф 11306

Изобретение относится к электрохимическому синтезу органических веществ и может быть использовано при электрохимическом окислении ксантогената перед флотацией полиметаллических руд.

Известен электролизер, состоящий из емкости и пакета электродов, в котором раствор ксантогената подается в верхнюю часть электролизера, à f0 выводится совместно с продуктами реакции из нижней части электролизера Я.

Недостатком этого электролизера является то, что водород, выделив- 15 щийся на катоде, поднимается вверх, раствор ксантогената движется вниз и это приводит к повышению газонакопления раствора, снижению электропроводности раствора, пассивации электродов и снижению выхода по току и степени окисления.ксантогената в диксантогенид.

Известен электролизер для электрохимнческой обработки водных сис- 25 тем,который можно применять для окисления ксантогената. Он состоит также из емкости и электродов, расположенных в верхней и нижней части корпуса. Исходный раствор ксантогената ЗО подается в нижнюю часть электролизера, а продукты электролизера выводятся из средней и верхней частей электр опивера (2) .

Недостатком этого электролизера является хо, что диксантогенид, выделившийся на аноде, оседает вниз, а раствор ксантогената движетея вверх, что приводит к повышению концентрации диксантогенида в растворе, снижению выхода по току окисления ксантогената в диксантогенид и степени окисления ксантогената.

Известен также фильтрпрессный электропнзер для электрохимического окисления ксантогената, содержащий электроды с отверстиями в верхней н нижней частях, концевые -плиты, в одной из которых установлен патру- бок для ввода раствора ксантогена та, а в другой в верхней части— патрубок для вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство.

Исходный раствор подают в нижний патрубок, с помощью распределитель24 2 ной трубы равномерно распределяют в каждое межэлектродное пространство., Раствор реагента протекает в меж-. электродном пространстве снизу вверх, где под действием постоянного электрического тока образуется анодный продукт реакции — диксантогенид и катодный продукт реакции — водород, которые выводятся совместно в верхний патрубок через отверстия электрода (3);

Недостатком известного электролизера является то, что при движении раствора в межэлектродном пространстве снизу вверх повышается концентрация диксантогенида, а это приводит к снижению выхода по току окисления ксантогената в диксантогенид и снижению окисления ксантогената.

Цель изобретения — повышение выхода по току окисления ксантогената.

Поставленная цель достигается тем, что фильтр-прессный электролизер для электрохимического окисления ксантогената, содержащий электроды с отверстиями в верхней и нижней частях, концевые плиты, в одной нз которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, а в другой в верхней части - патрубок для вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство, дополнительно снабжен патрубком установленным в нижней части концевой плиты с патрубком для вывода продуктов реакции, при этом в центре каждого из электродов дополнительно выполнены отверстия, через которые пропущена распределительная труба.

В результате такой конструкции электролизера возможно осуществить ввод исходного раствора ксантогената в среднюю часть каждого межэлектродного пространства н раздельный вывод продуктов реакции.

Это обеспечивает такую циркуляцию раствора в межэлектродном простран-стве, при которой в при слое образовавшийся диксантогенид оседает вниз, а в прикатодном слое выделившиеся пузырьки водорода всплываю вверх. Благодаря этому происходит эффективный вывод продуктов реакции из межэлектродного пространства, который позволяет

1130624

Концентрация ксантогената

Расход ксантогената

Оптимальная сте40 г/л

10 л/час

52 пень окисления повысить выход по току диксанто енида.

На фиг. 1 изображен фильтр-прессный электролнзер, разрез„ на фиг. 2 — то же, общий вид.

Электролизер состоит из никелевых электродов 1 и 2, стянутых между собой в фильтр-пресс с помощью концевых плит 3 и.4 и изолирсванных друг от друга прокладками 5. В каждом!О из электродов в верхней и нижней части имеются отверстия 6 и 7, а в геометрическом центре через все электроды проходит распределительная труба 8, имеющая в каждом межэлект- 15 родном пространстве отверстия 9.

В верхней и нижней части концевой плиты установлены патрубки 10 и 11 для вывода продуктов реакции. Нижний-патрубок 11 снабжен регулнровоч- 2б ным вентилем 12, а к верхнему подключен ротаметр 13. Патрубок 14 служит для ввода исходного раствора ксантогената. Прокладка 15 обеспечивает изоляцию концевых плит от элект-g5 родов.

Электролизер работает следующим

I образом..

Раствор ксантогената подают в патрубок 14 и с помощью распределительной трубы 8 и отверстий 9 равномерно направляют в каждое межэлектродное пространство. Под действием постоянного электрического тока на анодной стороне электродов 1 образу35 ется диксантогенид, а на катодной— водород. Суспензию водорода выводят в верхней части электролизера через отверстия 6 в электродах и патрубок

10. Эмульсию диксантогенида выводят в нижней части электролизера через отверстия 7 и патрубок 11. При этом с помощью вентиля 12 устанавливают определенный выход эмульсии диксантогенида из патрубка 11.

Проводится электрохимическое окисление бутилового ксантогената калия в габораторных условиях в предлагае. мом электролизере фильтр-прессного типа, имеющем площадь анода О, 12 м .

Параметры электрохимического окисления:

Сила тока 4,5 А

Плотность тока 37,5 А/м

Темпер ат ура 20ОС

Исходный раствор ксантогената подают в среднюю часть,межэлектродных пространств через патрубок 14. С помощью вентиля 12 по показаниям ротаметра 13 устанавливают необходимый вывод анодного продукта в об.X от количества поступающего в электролизер ксантогената. При расходе ксан тогената Q = 10 л/час расходы по показаниям ротаметра и Q = Q- Q

2 соответствуют значениям,. приведенным в табл ° 1, хар акт еризующей влчяние вывода продуктов реакции из электролизера на степень окисления ксантогената.

Установив определенный процент вывода раствора ксантогената из патрубка 11, подают напряжение на электроды 2 и пропускают постоянный ток, рассчитанный по закону Фарадея, равный 4,5 А. Через определенный интервал времени отбирают пробы электроокислительного ксантогената, в котором определяют концентрацию диксантогеннда экстракционно-весовым методом и рассчитывают степень окисления М и выход по току А. Часть раствора направляется на флотацию мономинералов галенита в трубке

Халимонда. Флотируется навеска минерала весом 1 г,, класса крупности

О, 16-0, 1 мм с концентрацией ксантогената 0,25 мг/л. Результаты опытов по электроокислению ксантогената и флотации галенита приведены в табл. 2.

При выводе анодного продукта из электролизера в пределах 10-90 об.Ж достигнуты устойчивые показатели по степени окисления Ж, выходу по току А и извлечению Е. При уменьшении вывода продуктов реакции ниже 10Х наблюдается снижение показателей процесса электроокисления сС и А, а также снижается и извлечение R. В известном же случае (опыты 1 и 7 в табл.1), когда анодные и катодные продукты выводятся совместно, наблюдается снижение выхода по току, сте.пени окисления и извлечения галенита.

Промышленные испытания по электрохимическому окислению ксантогената проводятся при флотации свинцово.цинковой руды. Промышленный образец фильтр-прессного электролизера

Г

Таблица 1. а> Х через 100 мин непрерывной работы электролизера

Вывод анодных продуктов, л/час

Вывод анодного продукта (эмульсии диксантогенида), X

МФ пп

Вывод катодных продуктов (суспензии водорода) л/час

1,6

10,0

2,6

0,9

9,1

4,9

9,0

5,0

5,0

50 с 1,0

5 0

9,1

0,9

1,7

100 (фиг.2) состоит из 20 биполярных никепевых электродов с общей площадью анодов 0,625 м . Исходный раствор ксантогената с помощью реагентного питателя ДПР подается в патрубок 14 обработанный раствор ксантогената вьмоднт из патрубков 11 и 10, при этом количество выходящего раствора из нижнего патрубка устанавли» вается равным 50Х от исходного раствора и в процессе работы допускаются отклонения от 10 до 90Х от количества входящего р аствора . В эл ектг. ролиэере фильтр-прессного типа при совместном выводе анодных и катод( ных продуктов (g O ) которые проводятся в аналогичных условиях.

Результаты испытаний электрохнмн-. ческого окисления ксантогената при30624 веденые в табл.3 показали, что, в течение 30 сут непрерывной работы предлагаемого электролизера степень окисления д6 стабильно поддерживается

5 на уровне 5Х выход по току составляет 70Х, тогда как в известном зле ктролизере, который испытывается в аналогичных условиях, степень окисления е6 и выход по току А снижаются приблизительно в 3 раза (табл.3).

Таким образом, использование предлагаемого электролизера позволяет повысить выход по току окисления

15.ксантогената в диксантогенид и, тем самым, увеличить степень извлечения свинца серебра и висмута при флотации свинцово — цинковой

Руды л л л

СЧ

СЧ

В е«Ъ л о л

4 Ъ

СЧ л

О0 л с«а л л л

Сеь

00 л

«О

С»

Ф1 л

4«Ъ л

Ch л л л

00

В

Ф .

4»

С«4

«Ф

4 Ъ

МЪ л

an .

D л

4 Ъ

МЪ л еч л л

4«Ъ л

МЪ

С«4

СФ

СЧ

«О л

4«Ъ ь

СЧ

D л

СЧ

° Ь

«Ф л л еч

В

4«Ъ

4«Ъ

4 Ъ е«Ъ

СЧ

° Ь 4C л

СЧ.

° Ь

44Ъ л

Са4 о

4О

ОЪ

В е«Ъ л

° О

В е«ъ л

СЧ л л

4««

О1 л

«Ф л

«Ф л

ЕЬЪ л о

СЧ

МЪ л

° Ф.

МЪ о

СЧ

МЪ ь

СЧ

СЧ л

«Ф

4«Ъ ь

° Ь

° Ъ

4 Ъ л л

СЧ

С«4 ф

Ф л

СЧ

4Ч

° Ь

СЧ

4 Ъ

4 Ъ

4«Ъ

Оь

6 л

СЧ а л л с«4

СЧ

Ф л

СЧ

СЧ

В еьЪ о

«Ф

4»

«Ф

° «

44 е»

° Ч

00

В сО

4«ь

Ф л

° »

«О л

ЕЬЪ л

Ф

4«Ъ л л л

«О л ь

O е«Ъ

«Ф

МЪ

МЪ

«Ф

4 л

° Ф ь л

«Ф с«а о

OO

МЪ

СЧ

СЧ л

4лЪ

МЪ

° Ь

«О с«а л

СЧ

4»

Ф еч

МЪ

СЧ

4«Ъ

Ф еч

60 л

4 Ъ л

4 Ъ

60 ь

° Ь

«О.л

В

4 Ъ л

С«4

4"\

СЧ

° Ь

60 л

СЧ л

О л

В

МЪ

4««

00 л О л

«Ф л

«О л

«О л

МЪ

4»

4 Ъ

° Ь

МЪ л

СЧ

В о

° Ф

Ф ь

Ф сО

МЪ

an.

СЧ л

«Ф е«Ъ е«Ъ

ФЪ

МЪ

ОЪ л л

4«Ъ

4 Ъ

ОЪ

4 Ъ ь

Ф е Ъ

4«« л

4 Ъ л л еч

Оа

° Ч

«О

В еч

4 Ъ о

° Ь л

СЧ

4«Ъ е«« о

00

60 ь л

° л л

-4O

В л

ФЬ

М\

ФО

Ю л

Ф л

O л. ФО

ФО мЪ

° Ь

СЧ

4О о

° Ч мЪ

В ь сО

ФО

О

«О л

В Ф

«О

° Ф

СФ4 сО

4««

«Ф

МЪ

00 л

МЪ.o

4«Ъ

С4а л л

D л

С0 ь

В ф

ФО

МЪ

° Ь л

00 л л л

В«

60 л

СЧ

«О

° « л

СЧ

«О

4«Ъ

С«Ъ

МЪ

00 о

«О л

an .

Ф

МЪ л

В

МЪ

ФФ

Ф

4««

° Ф

«Ф

«О

° Ь

4«

ФО

С4

В л

Сл\ л

4О

СЧ

° Ь е Ъ л

СФ4

4»

4О

«О

Саа

° Ь

«О

CO л

4О ф л л л ф е»

«Ф сО е л

° О

СФ4

4«Ъ

МЪ

4О

О

«О л

СЧ

4О

СЧ

«О е»

«Ф а

МЪ о

МЪ ь

МЪ

СЧ

В Ф

OO .Ф

Ф о л

Ф

МЪ .

О

4О ь

D л ЬЬ )

40 f

1 (ЪО

Ф л

О СЪ

МЪ ° МЪ

1130624

«О. О

Ф л

О ФО

МЪ .Ф еч еч

° Ь Ф

60 е

«О 4«Ъ

° Л

Оь ф

МЪ мЪ 4Э «О ОС

В Ф В

«О «О

4O CO CO мъ О

СЧ

О СЧ л о

О an

° e

60 .Ф

Л В

° Ф

Е» 4«« о о

В В

Ф мЪ

1130624

1 О 1 л

СЧ О (»

СЧ л

CO (le л

Ф 1

Ф I

Р I

Ф

Ц 1

}0 I

m I

1 о

Ф 1 а 1

Ф 1 и о м м

О л л л

00 С 00 л л л

1

1 О б - 1 О О 00 1 л л л 1 }

О О1 О1 б

1 л

С О СЧ М

СЧ 1 О л л л

Ф 00 СО

С » (. м м л

Ch

С ж

Ц о а

Х

1О л л л

-о.

Ch О О

СЧ л л

СЬ

1 1

) 1

1 о

3 х

i" и

СЧ О О1 л л л

М О

СЧ СЧ М

0О СЧ»л л л л . о

Ф м м

C»} л

C) л а СЧ л л л

СЧ СЧ СЧ

СЧ л О м л л сг .м

О ! Д

I м

I л о о

О сч л л О Ю

Ю О

О r м о л л л О ЧР О О Ю О о в м л л л

О\ Ch Oi л го о

СЧ л л :Ь

С С С м л

Ch л

СЧ СЧ л л Р л и

О1 о а м

СЧ»- СЧ л л л а и а

О\ О (О1 о

С \ л л а в

С} Ch о л

О

Ch л

u СЧ л л

О1 О1 О О! Q с0 л

Ой

Х Ф

Ф Х Е»

И g Ф

Ф Х Ж 1

E Ф Ф 1

СЧ Сп 0O Ct О Ь л л л л л л л л л - л л а а

Ф о ц

О о л

i» о о а

СЧ СЧ

Ф Ю (» сс} ао

0}1 О

f y.1а

I Р

I Ф ) Ф 1

I Ф l Ф

1 }С} I—

m I

t Ф !

Г0

t o

I t

1 }С

1 р- Ф ! сом

1 И !»

} л

I Q ct}»C, О О ! Ц g л

I д g 0} 1

СО e(e(I 1

1 I l

О О

}»o

I Х Ж

И О СЧ М 0О О

О r e e CO Л л л л л л л

О сс м сч О О О О О О

ΠΠ— О л л л л л л

0О Î Со 0О а

С О F О О О м 1 л л м I

1 ю о о ,О,О сО Ю 1

I ! о а л ° I

С}1 О

1130624!

130624

Составитель В. Банников

Техред А.Кикемезей Корректор Е.Сирохман

Редактор Н.Яцола

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

Заказ 9586/23 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5