Аппарат для электролитического получения металла

Аппарат для электролитического получения металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом. Цель - улучшение качества осаждаемого металла и обеспечение удобства, Аппарат для электролитического получения металла содержит ванну, катоды, выполненные с верхним токоподводом, заключенные в диафрагменные чехлы, нерастворимые аноды с нижним токоподводом, охватывающие верхнюю часть анодов и диафрагменных чехлов и установленные с возможностью съема и фиксированного перемещения относительно анодов колпаки с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, и средства фиксации штанг катодов, выполненные в виде сферических элементов, закрепленных на катодной штанге, и конических выемок, выполненных в катодной шине для контактирования со сферическими элементами. За счет нижнего токоподвода к аноду создается противоположное направление тока в каждой паре катод - анод, что способствует равномерному осаждению металла по высоте катода. Подвижность колпаков обеспечивает индивидуальную регулировку расхода анолита в каждой анодной ячейке, что способствует получению одинакового осадка на всех катодах . Выполнение средств фиксации в виде контакта сфера - конус обеспечивает одинаковую электрическую и силовую нагрузки для всех катодов аппарата, что способствует одинаковому осаждению металла на всех катодах. Возможность съема колпаков в сочетании с нижним креплением анода к его токоподводящей штанге позволяет производить замену диафрагменного чехла без извлечения анода, что повышает удобство эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. сл С со о ю g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(л О

:, 3 ,О ). ь. (21) 4711309/02 (22) 28.06.89 (46) 30.04;92. Бюл. М 16 (71) Специальное конструкторское бюро тяжелых цветных металлов при Институте

"Гинцветмет" (72) M.M.Ãåëëåðøòåéí и Г.А.Воробьев (53) 621,367.12(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 425972, кл. С 25 С 7/00, 1971.

Патент CLUA М 4155821, кл. С 25 С 1/08, 1979, (54) АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом, Цель— улучшение качества осаждаемого металла и обеспечение удобства. Аппарат для электролитического получения металла содержит ванну, катоды, выполненные с верхним токоподводом, заключенные в диафрагменные чехлы, нерастворимые аноды с нижним токоподводом, охватывающие верхнюю часть анодов и диафрагменных чехлов и установленные с возможностью съема и фиксированного перемещения относительно

Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом, Целью изобретения является улучшение качества осаждаемого металла и обеспечение удобства эксплуатации.

Это достигается тем, что в аппарате, содержащем ванну, катоды, нерастворимые аноды с диафрагменнь1ми чехлами и колпаками с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, токоподводящие катодные и анодные

„„5U„„1730204 А1 анодов колпаки с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, и средства фиксации штанг катодов, выполненные в виде сферических элементов, закрепленных на катодной штанге, и конических выемок, выполненных в катодной шине для контактирования со сферическими элементами. За счет нижнего токоподвода к аноду создается противоположное направление тока в каждой паре катод — анод, что способствует равномерному осаждению металла по высоте катода, Подвижность колпаков обеспечивает индивидуальную регулировку расхода анолита в каждой анодной ячейке, что способствует получению одинакового осадка на всех катодах, Выполнение средств фиксации в виде контакта сфера — конус обеспечивает одинаковую электрическую и силовую нагрузки для всех катодов аппарата, что способствует одинаковому осаждению металла на всех катодах. Возможность съема колпаков в сочетании с нижним креплением анода к его токоподводящей штанге позволяет производить замену диафрагменного чехла без извлечения анода, что повышает удобство эксплуатации, 1 з.п. ф-лы, 3 ил, штанги, катодную и анодную шины, расположенные вдоль боковых стенок ванны, и средство токоподвода и фиксации штанг катодов, колпаки установлены с возможностью съема и фиксированного перемещения относительно охватываемых ими верхних частей анодов с диафрагменными чехлами, нижние кромки анодов жестко связаны с нижними участками их токоподводящих штанг, выполненных в виде криволинейной балки, а средство токоподвода и фиксации

1730204 штанг катодов выполнено в виде сферических элементов, закрепленных на токоподводящих штангах катодов, и конических выемок, выполненных в катодной шине для контактирования со сферическими элементами.

Подвижность колпаков относительно анодов с диафрагменными чехлами обеспечивает индивидуальную регулировку расхода анолита через каждый анод в соответствии с различием их характеристик и проницаемости диафрагменных чехлов для получения одинакового осаждения металла на каждом катоде с обеих его сторон при наименьшем суммарном расходе электролита на аппарат за счет регулирования вакуума в патрубке для слива анолита при постоянном вакууме в коллекторе, Возможность съема колпаков в сочетании с нижним креплением анода к его токоподводящей штанге позволяет производить замену диафрагменного чехла на аноде без

его извлечения из ванны, Крепление нижней кромки анода к его токоподводящей штанге создает противоположное направление тока в каждой паре катод — анод, в результате чего в каждой точке электрического поля между катодом и анодом сила тока по абсолютной величине одинакова и способствует равномерному осаждению металла по высоте катода.

Неразьемность нижнего крепления анода со штангой повышает электропроводность токоподвода и его стабильность, Контактирование сферических элементов токоподводящих штанг катодов с коническими выемками катодных шин (токоподвод сфера — конус) происходит при любом их взаимном расположении по окружности одного диаметра, Поэтому электрическая и силовая нагрузки на токоподводе сфера — конус одного размера одинаковы и постоянны для всех катодов аппарата и способствуют одинаковому осаждению металла на всех катодах. Кроме того, размеры токоподвода сфера — конус в каждом случае выбираются в зависимости от передаваемой через аппарат электрической нагрузки и максимального веса катода с осажденным металлом в соответствии с допустимыми удельными нагрузками.

Токоподвод сфера — конус является одновременно средством фиксации катода в пространстве и за счет поперечной фиксации катода относительно анода обеспечивает равномерное осаждение металла по ширине катода.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — сечение Б — Б на фиг. 1.

Аппарат для электролитического получения металла содержит ванну 1 с анодной

2 и катодной 3 бортовыми шинами, в которую помещены вертикально расположенные чередующиеся нерастворимые аноды 4 и матричные катоды 5, и вакуумный коллектор 6. Анод 4 снабжен токоподводящей штангой 7, выполненной в виде криволинейной балки, верхний конец которой жестко закреплен на анодной шине 2, а на нижнем ее участке жестко закреплена нижняя кромка анода 4 с установленным на нем диафрагменным тканевым чехлом 8 с открытыми торцами. Колпак 9 выполнен в виде колокола, соединенного с тягами 10 для его возможного съема и фиксируемого перемещения относительно охватываемых им верхних частей анода 4 с чехлом 8. Колпак 9 имеет в верхней части патрубок 11 для отвода газов и патрубок 12 для отвода анолита из зоны внутри чехла 8, при этом оба патрубка раздельно соединены с вакуумным коллектором 6, На всей длине колпака 9 имеется заборник 13 для отвода воздушногазовой смеси из надэлектролитной зоны и распределитель 14 для подачи свежего электролита в прикатодный слой. Катод 5 имеет токоподводящую штангу 15 со сферическим элементом 16, а катодная шина 3 выполнена с коническими выемками 17 для взаимодействия со сферическими элементами.

Работа аппарата для электролитического получения металла описывается на примере процесса получения кобальта и хлора иэ хлоридного кобальтового электролита.

При работе аппарата ванна 1 с находящимися в ее внутренней полости вертикально расположенными чередующимися анодами 4 и катодами 5 заполняется электролитом. К анодной и катодной шинам 2 и 3 подается постоянный электрический ток, а вакуумный коллектор 6 подключается к внешней вакуумной системе.

Под действием электрического поля вкаждой ячейке аппарата, состоящей из анода 4 и катода 5, из ионов электролита происходит осаждение кобальта на катоде и образование вблизи анода, в зоне электролита, ограниченного диафрагменным чехлом 8, пузырьков газообразного хлора, которые, поднимаясь, перемешивают анолит в чехле 8 и через его верхний открытый торец поступают в колпак 9 и далее через патрубок 11 в вакуумный коллектор 6. Одновременно анолит через нижний конец патрубка 12, расположенный внутри чехла 8 ниже уровня анолита, сливается также в вакуумный коллектор 6, из которого хлор и анолит раздельно подаются на дальнейшую переработку. Регулировка расхода анолита

1730204

1D Я Ц 11

1б

Составитель М.Геллерштейн

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Редактор З,Ходакова

Заказ 1491 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 через патрубок 12 производится перемещением колпака 9 тягами 10. При необходимости замены чехла 8 колпак 9 снимается с помощью тяг 10.

В связи с возможностью наличия в надэлектролитной зоне хлора и испарений других вредных веществ для их удаления заборники 13 подключаются к вытяжной вентиляции. Для обеспечения нужной концентрации электролита в прикатодном слое подаваемый электролит поступает через распределители 14 на анодах 4, При установке катодов 5 в ванну 1 сферические элементы 16 опираются на конические выемки 17 катодной шины 3, обеспечивая одинаковый и стабильный токоподвод на все катоды 5 и равномерное осаждение металла по ширине каждого катода.

Формула изобретения

1. Аппарат для электролитического получения металла, содержащий ванну, катоды, выполненные с верхним токоподводом, нерастворимые аноды с диафрагменными чехлами, охватываемые в верхней части колпаками с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, токоподводящие анодная и катодная

5 шины и штанги, средства контактирования и взаимной фиксации штанг катодов и катодной шины, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества осаждаемого металла и обеспечения удобства эксплуата10 ции, анодные токоподводящие штанги жестко соединены с нижними кромками анодов, колпаки размещены вокруг анодных диафрагм с образованием зазора и установлены с возможностью съема и фиксированного

15 перемещения относительно анодов.

2. Аппарат по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что средства контактирования и взаимной фиксации штанг катодов и катодной шины выполнены в виде сферических

20 элементов, закрепленных на токоподводящих штангах катодов, и конических выемок, выполненных в катодной шине для обеспечения контакта со сферическими элементами,