Электролитическая ванна

Электролитическая ванна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 48а, 9;

40с,, 1

Ж 49703

Ч,Оа, II

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ электролитической ванны.

К авторскому свидетельству И. Г. Шербакова и Н. П. Диева, заявленному.3 июля 1935 года (спр. о перв. № 172195).!

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года. (aaa) I

Предлагаемая,.согласно изабретению, электролитическая ванна предназначается, главным образом, для электроэкстракции цинка из сернокмслых .растворов при применении нерастворимых свинцовых анодов с содержанием .около

1 — 2% серебра. Однако, подобного же типа вайна может также быть применена для получения основных.катодных

Листов из воднь1х растворов меди и никеля, а также для целей получения тонких медных и никелевых листов, как конечной товарной продукции при применении растворимых электродов..

Так как все же наибольшое значение.эта ванна может иметь для электроэкстракции цинка, то в дальнейшем она и описывается применительно к этому процессу., В . настоящее время . при электролитическом производстве цинка применяются две системы электролиза: 1) электролиз при низких плотностях тока порядка 250 — 400 й/м слабо кислых растворов и 2) электролиз при,повышенных плотностях тока в 800 — 1100 й/мв значительно более . кислых растворов (способ Tainton à) с получением конечного раствора с содержанием до 280 г/л серной кислоты. При проведении обоих процессов применяются открытые ванны с погруженными в них электродами— катодами из алюминия . и анодами.из свинца или сплава его с серебром. Для поддержания температуры раствора в пределах 35 — 40 в ванне устраивается. для охлаждения электролита свинцовый змеевик-холодильник. Электролиз кислых растворов сульфата цинка с нерастворимыми анодами сопровождается сильным выделением на . аноде кислорода .и на катоде некоторого количества водорода

С газами, выделяющимися из ванны в атмосферу цеха, переходит значительное количество мелких капелек кислых растворов и образуется кислотный туман (Биллитер „Новейшие достижения технической электрохимии", стр. 101}. Вследствие этого, обслуживающий персонал цеха должен быть снабжен защитными -ма-. сками. Кроме .того, брызги электролита, попадая на контакты электродов с подводящими шинами, вызывают возникновение добавочных переходных сопротивлений, Устранить их полностью не удается, несмотря на значительные улучшения в конструкции подвода тока к электродам. Наличие кислотного тумана в процессе электролиза приводит к излишним потерям цинка и разрушающе действует на самое здание цеха.

Отработанный электролит идет на вьпцелачивание огарка, полученного при обжиге цинкового концентрата.

В процессе обжига обычно получается некоторое количество ферритов цинка, — 2.! плохо растворимых в слабой кислоте.

При повышении содержания серной кислоты в отработанном -электролите до 30 — 40Yo и выщелачивании цинка из ферритов при температуре 60" удается весь цинк, заключенный в ферритах, перевести в растворимое состояние.

Предлагаемая, согласно изобретению, электролитическая ванна преследует следующие цели:

1) устранить возможность образования кислотного тумана в цехе;

2) использовать образующиеся при электролизе газы — кислород и водород;

3) повысить кислотность отработанного электролита до 30 — 40Yo свободной серной кислоты;

4) повысить производительность

:ванны;

5) механизировать процесс снятия цинкового слоя с алюминиевого катода;

Для осуществления поставленной цели .

1) ванна делается герметически закрытой;

2) аноды снабжаются колпаками, погруженными в электролит и служащими для собирания кислорода, отсасываемого затем эксгаустором. Устранение кислотного тумана дает возможность понизить потери цинка при электролизе и делает работы в цехе достаточно гигиениче скими;

3) процесс электролиза и редполагается вести при повышенной плотности тока порядка 4000 — 6000 й/мв-.

Возможность выделения металлов из растворов при значительно более высоких плотностях тока доказывается современным направлением развития гальванотехники. По последним работам

Института им. Карпова по вопросам меднения и цинкования, намечаемые плотности тока 5000 — 40000 й/м во много раз превосходят принятые до сих пор

50 — 300 Н/лР.

Эти работы вполне доказали возможность применения значительных плотностей тока для выделения металла на катоде при соответствующих условиях электролиза. Применение высоких плотностей тока позволяет значительно— до 2 — 3 часов — сократить время, потребное для на ращивания цинкового катода до 1,4 — 4 лы толщины.

Намечаемые высокие плотности, тока не могут быть применены в ваннах обычного типа, так как в этом случае разбрызгивание элекгролита будет еще более значительно и, кроме того, будет черезвычайно затруднительна, если не невозможна, частая смена катодов. Э

Поэтому, при повышенной плотности тока процесс электролиза обязательно должен быть механизирован. Такую механизацию предлагается осуществить в ванне, составляющей сущность изобретения и в которой процесс электролиза происходит следующим образом.

В одном конце ванны помещается несколько медленно вращающихся барабанов, покрытых снаружи алюминием и представляющих собой катоды, на поверхности которых происходит отложение цинка (либо другого металла, в случае электролиза водного раствора иного металла). В некоторой точке цинковый лист отстает от барабана, медленно продвигается в электролите между анодами, постепенно при этом утолщаясь, и, выходя через глазок в стенке ванны

Ф наматывается на деревянный барабан.

Через определенные промежутки времени этот последний заменяется ноBbJN, полученный же катодный цинк идет на переплавку в чушковый цинк.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемую ванну в плане; фиг. 2 — продольный разрез ее; фиг. 3 — поперечный разрез ее и фиг. 4 — деталь ванны.

Ванна представляет собой .закрытый со всех сторон ящик, выложенный свинцом и имеющий несколько глазков 13 в одной из торцевых стенок. У противоположной торцевой стенки расположены несколько вертикально установленных барабанов 4, представляющих собой основной катод. Эти барабаны приводятся в медленное вращение электродвигателем 1б. Цинк, осевший на них, отстает в точке А от барабана и движется дальше в виде широкого полотна 3 по направлению к глазкам B. При этом он является двусторонним катодом.

Ось каждого барабана укреплена в верхней и в нижней частях ванны на карболитовых подшипниках 10. Нижний подшипник установлен на стеклянной изоляционной плитке О. Кромка глазка 13 также выполнена из полоски карболита.

Для правильного распределения силоВых линий в электролите и правильного ведения электролиза, параллельно цинковому полотну 3 и за вертикальными барабанами 4 установлен ряд анодов 2 в виде пластин, изготовленных из сплава свинца с серебром.

Над анодами в верхней части ванны устроены газовые колпаки 1 для сбора выделяющегося на аноде кислорода.

Газ из них намечается высасывать эксгаустором. Водород, образующийся в некотором количестве на катоде, попадает в газовое пространство ванны и также отсасывается.

Цинковое полотно, выходя из ванны, наматывается на деревянный вал 7.

Для правильного направления цинкового полотна через глазок служат направляющие ролики 8, являющиеся также и контактными роликами.

Для поддержания определенной температуры электролита в ванне между анодами и продольными стенками ванны установлены свинцовые змеевики 12.

Для правильного прохождения процесса электролиза необходима определенная циркуляция электролита. B предлагаемой ванне эта циркуляция осуществляется путем подвода электролита к ванне через свинцовую трубу 9 к нижней части ванны и отвода его через глазок 13 в приемный карман 14 и из него через трубу 15 либо в другую ванну либо в цех для выщелачивания цинка из огарка.

Подвод тока к электродам осуществляется при помощи хомутиков— к анодам и специальных контактов— к катодам и контактным роликам 8.

Возможность применения в предлагаемой ванне высокой плотности тока позволит работать, как показал процесс

Tainton à, с хорошими выходами по току и энергии при значительной кислотности как поступающего, так и отработанного электролита. Кроме того, процесс Tainton а дает возможность менее тщательно вести очистку электролита. Предполагается, что при использовании ванн описанной конструкции и при намечаемой плотности тока, удается достигнуть кислотности отработанного электролита порядка 30 — 40% Н2504, что даст... возможность значительно упростить операцию обжига цинкового концентрата, а также позволит повысить степень извлечения цинка из ферритов цинка при выщелачивании.

Современные цинковые ванны при размерах 3 X 1 )(1,25= 3,75 лР потребляют около 11000 й.

По данным и обретател6й предлагаемая ванна при размерах 1,8 X 1 )(1 =

= 1,8 мз будет потреблять энергии около 14000 R.

Если принять, что 1 Rh дает 1,1 г цинка, то на 1 лР каждой из ванн соответственно может быть получено цинка

1 ООО 1,1 ИООО 1,1

5 ° 100о 3 23 +a .и 1,8 - 1ооо

=856 к, т. е. предлагаемая ванна на

8,56

1 м имеет производительность в

3,23

= 2,6 раза большую, чем ванна обычной

Конструкции.

Таким образом, примейяя эту ванну, можно будет достигнуть значительного сокращения числа ванн в цехе при одной и той же производительности последнего.

Это облегчает в черезвычайно сильной мере наблюдение за работой ванн и осуществление технического контроля за и ро цессом, и ри водит к сокр а щению расходов на рабочую силу и значительно сокращает расходы на строительство здания цеха в виду сокращения его объема.

Предмет изобретения.

1. Электролитическая ванна для получения металлов из водных растворов с непрерывным удалением металла с применением катодного барабана, на котором осаждается плотный слой металла, отделяемый при вращении барабана, отличающаяся применением вертикально расположенных в одном конце ванны катодных барабанов 4, служащих для образования первоначального слоя металла 3, утолщаемого затем с обеих сторон при дальнейшем движении его вдоль ванны между анодами 2.

2. В ванне по п.1 применение щелевидных отверстий 13, служащих для удаления осажденного полотна металла из ванны. 3. Форма выполнения, ванны попп. 1 ное пространство над элюу<тролитом,гер- „ и 3, отли4аюЩався,"тем, что,, с целью метйчески закрыто. устранения образовавшегося тумана, 4.,Применение. ващця„., по, пп.. 1 3 в рабочем помещении. и использования для . электролиза цинка .. при вц*аокоф@ обфазувщйхся при электролизе . газов, плотности тока.. анЬды снабжены колпаками и остальИГ, иг4