Электролизер для получения металлов электролизом водных растворов их солей

Электролизер для получения металлов электролизом водных растворов их солей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН1е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

«i>736684

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 12.77 (21) 2554531/22-02

Р М К з с присбединением заявки М

С 25 С 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 30.1282- Бюллетень NP 48

Дата опубликования описания 30. 12. 82 (33) УДК 621 ° 357.

12(088 8) Л.В.Волков, A С.Крылов, Г.A ×èòîÿíö, В.И.Сахаров, В.Н.Андрущенко, В.A.×åðíîâ,A.Ï.Ïàâéèíoâ,Ë.Ñ.Ðàãèíñêèé, В.И.Кушнерев и В.И.Скороходов

I (72) Ав торы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ИХ СОЛЕЙ

/ !

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для электролитичЕского получения и рафинирования таких металлов, как никель, кобальт, железо, медь.

Известен электролизер для получе-, ния металлов электролизом водных растворов их солей, содержащий ванну ящичного типа с анодами и катодиыми ячейками, состоящими из полого каркаса со штуцером и отверстиями в нижней части; тканевой диафрагмы, натянутой на каркас, и катода, коллектор с отводами для подачи католита в ячейки, приспособления для отвода анолита иэ ванны и пневматический пульсатор P1).

Недостатками известного электролизера является относительно высокий расход католита, что вызывает его недостаточное обеднение, невозможность интенсифицировать процесс при одно- временном повышении качества металла.

Цель изобретения — интенсификация процесса электролиза, улучшение качества металла и снижение расхода ка- 25 толита.

Это достигается тем, что электролизер снабжен резервуаром для электролита, расположенным ниже дна ванны, причем нижняя часть его трубопроводом соединена с коллектором для подачи католита в ячейки, верхняя - с пульсатором, а отводы коллектора соединены со штуцерами каркаса.

Перечисленные отличия позволяют усреднить состав католита в ячейках в течение всего времени работы элект-" ролизера, а это интенсифицирует процесс электролиза (увеличивается плот-. ность тока, поскольку сглаживается неравномерность вырабатывания электролита, улучшается качество металла и снижается расход католита.

На чертеже схематично изображен предлагаемый электролиэер, слева от оси ОО поперечный разрез через анод, а справа — через катодную ячейку.

Электролизер состоит из ванны 1, с погруженными в нее анодами 2, катодами 3 и катодными ячейками 4. Ванна снабжена устройством 5 для вывода анолита и коллектором 6 с отводами 7. Катодная ячейка 4 состоит из полого каркаса 8 с отверстиями 9.

Каркас 8 обтянут тканевой диафрагмой

10, образующей катодное пространство. Отводы 7 коллектора 6,сообщены с внутренним, пространством каркаса

8 ячейки 4. Уровень католита в катодном пространстве несколько выше

736684

ppoBHR анолита в анодном пространстве ванны 1 из-аа сопротивления ткани фильтрации католита в анодное простра н ст во .

Ниже ванны 1 расположен резервуар

11, нижняя часть которого трубопроводом 12 соединена с коллектором 6, а верхняя - с пневматическим пульсар * ю- ае-ювпLeep из двух автоматически управляемых клапанов 14 и 15, поочередно сообйафйих верхнюю часть резервуара

11, то с линией 16 сжатого воздуха, то с атмосферой соответственно.

Резервуар 11 снабжен патрубком

17 для подвода католита. 15

Электролизер работает следукщим образом.

Через патрубок 17 вся "сйстема за- " полняется электролитом, к электро"дам"подводится напряжение и -йачинают щ процесс электролиза.

Пневматическим пульсатбром 13

= перемешивают католит в ячейках 4.

Клапаны 14 и 15 открываются поочеред" йб"с помощью управляющего устройства, 25 выполненного, йапример, в вйде реле " " "времени или датчиков верхнего и- нижнего уровней, установленных в резервуаре 11.

При подаче давления в резервуар 11 ЗО уровень в нем опускается, а электролит католит) по трубопроводу 12, коллектору 6, отводам 7 поступает во ййутреннюю полость каркасов 8, бткуда через отверстия нагнетает ся в катодные ячейки 4, перемешивая электролит в них. Когда открыт клапан 15 (то есть резервуар 11 сообщается с атмосферой), электролит из каждой ячейки под действием разности уровней в ячейках 4 и резервуаре 11 поступает в него." Затем цикл повторяется.

Частоты и амплитуда колебаний определяется давлением в линии 16

" " бкатого воздуха, проходным сечением 45 клапана 14, продолжительйостью его = Уткрйтия и перепадом уровней в резервуаре 11; проходным сеченйем клапана

15 и йродолжительностью его открытия. 50

Поступление свежего католита в резервуар 11 через патрубок 17 протекает лйбо непрерывно, лйбо перибдически — во время", когда" клапан 15 открыт (если недостаточно-внешнег 55 напора);

Предложенная конструкция позволяет-"регулировать частоту и размах колебаййй сйстеьФЗ""в достаточнб широких пределах. НаПример, резервуар диаметром 300 мм, высотой 1,5 м был снабжей Гройй6ПГейййм электролизером, имеющим 40.катодных ячеек. С iioмощью описанной системы удалось организовать колебания с частотой

О, 2-5, 0 кол/мин и размахом в сосуде до 1 м. При этом в каждую ячей ку закачивается из нее до 0 5 м /ч электролита, что обеспечивает 10 кратный обмен в час внутреннего объема ячейки. В предложенной констукций благодаря наличию резервуара

1, общего для всех ячеек, происходит усредйенИе"состава раствора по всем ячейкам непрерывно в процессе работы. Дополнительный эффект в этом случае получается также за счет непрерйвного перемешивания раствора внутри катодной ячейки потоком поступающего и отводимого электроли-:

t .та.

Предложенный электролизер промыш-( ленного размера прошел испытания в цехе элеКтролиза йикеля. На нем бйл испытан процесс электролитического рафинирования никелевых анодов при следующих технологических режимах.Плотность тока 270-350 A/м

Расход католита на 1 электролизер

0 6 0 8 MÝ/÷.

Эксплуатируемые в настоящее время электролизеры имеют эти следующие .показатели! плотность тока не выше 270 A /м и расход католита не ниже 1,0 м /ч.

Полученный при испытаниях никель имеет следующие показатели сортности: 95% всего металла было получено марки Н1у по ГОСТ 899-70, 5% более низких марок (против 80-85% марки Hiy, получаемых на действующих электролизерах).

Таким образом, предложенный электролизер обеспечивает интенсификацию процесса электролиза; снижение расхода католита „ увеличение выхода металла высших марок качества.

ЭлеЫтролиэер прост по конструкции, он не имеет дополнительных элементов, устанавлйваейых непосредственно на ванне, поэтому обслуживание его не затрудняется. Так как ввод электролита и воевод его осуществляется по однбму тракту, то общая длина коммуникаций увеличивается незначительно по сравйению с действующими электролизерами. Для работы электролизера не требуется насосное хозяйство. Он может быть ЛегКо построен дооборудованием дейСтЪующих электролизеров.

Предложенный электролиэер может быть использован также в процессах получения металла электролизом, где не .требуется разделения катодного и анодйогго" пространства катодными ячейками. Например, при электролизе меди, цййка .и т.д.

В этбм случае к отводу 7 коллектора 6 необхбдимо подвести устройство в виде заглушенной трубы с отверстиями. Размер и форма трубы, а также место-ее установки в:межэлектродном

736684

ВНИИПИ Заказ 10686/13 Тйраж 686 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, пространстве, выбираются по конструктивным соображениям. Такое устройство будет выполнять функции полого . каркаса электролиэеров с ячейками, т.е. служить для подвода и отвода .электролита из междуэлектродного зазора каждой пары электродов.

Формула изобретения

Электролизер для получения металлов электролизом водных растворов их солей, содержащий ванну ящичного типа с анодами и катодными ячей.ками, состоящую иэ полого каркаса )5 . со штуцером и отверстиями в нижней части, тканевой диафрагмы, натянутой на каркас, и катода, коллектор с отводами для подачи католита в ячейки, приспособления для отвода анолита из ванны и пневматический пульсатор, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса электролиза, улучшения качества металла и снижения расхода католита, электролизер снабжен резервуаром для электролита, расположенным ниже дна ванны, причем нижняя часть его соединена трубопроводом с коллектором для подачи катопита в ячейки, верхняя — с пульсатором, а отводы коллектора соединены со шту« церами каркаса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2486138, кл. С 25 С 7/02

1977.