Установка для электрохимической очистки ртути

Установка для электрохимической очистки ртути

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 251079 (21) 2831883/22-02

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>910855

Р1 М К з с присоединением заявки ¹

С 25 С 7/00

Гбсударствениый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (S3) УДК621.357.123 (088. 8) Опубликовано 0703.82, Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03.82

В.С.Горовиц, П.И.Баху

И.A Íå÷èòàéëî, В.3 Лы !

Ai Ai HHKHTHH H (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро магнитной r

Института физики АН Латвийской ССР (71) Заявитель 54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ РТУТИ

15

25

Изобретение относится к амальгамной металлургии, касается усовершенствования конструкции установки электрохимической очистки ртути, содержащей жидкометаллические подвижные биполярные электроды и может быть использовано в технологии получения сверхчистых редких и цветных металлов, например индия, галлия, кадмия, ртути н др.

Известны устройствадля рафинирования металлов, содержащие несколько электролитическнх секций, основными узлами которых являются подвижные биполярные электроды,- помещенные в корпус, анод и катод для подвода тока, система трубопроводов для подвода электролита и амальгамы. Как правило, в таких устройствах амальгамные биполярные электроды размещены параллельно друг другу и выполнены в виде горизонтальных желобов, расположенных в вертикальной либо горизонтальной глоскостях. Амальгама в устройствах на анодном и катодном участках в биполярном электроде циркулирует благодаря наличию мешалок. Электролитические ячейки разделены -между собой посредством гидрозатвора, предотвращающих переток электролита из ячейки в ячейку (1).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для электрохимической очистки ртути, включающая последовательно размещенные очистные устройства в виде емкостей, снабженные биполярнымн электродами, разнесенными по двум соседним устройствам и соединенными между собой через каналы электромагнитного насоса и гидрозатвора L2j.

Известной конструкции установки присущ сложность эксплуатации во время замены электролитов, поскольку все устройства взаимосвязаны,. так что во время очистки одного из них необходимо отключение всех остальных, низкая интенсификация производства, обусловленная незначительными длинами катодных и аноднь х участков биполярного электрода.

Цель изобретения — повышение степени очистки, интенсификация процесса и предотвращение разрыва струи ртути.

Поставленная цель достигается тем, что установка для электрохимической очистки ртути, включающая г

910855 последовательно размещенные очистные устройства в виде емкостей, снабженные биполярными электродами, разне-, сенными по двум соседним устройствам и соединенными между собой через каналы электромагнитного насоса и гидрозатвора, снабжена буферными емкостями, биполярные электроды выполнены спиральными в виде желоба, буферная емкость установлена на желобе перед электромагнитным насосом.

Очистные устройства размещены относительно друг друга со смещением по вертикали.

На фиг 1. схематически представлена предлагаемая установка; на фиг.2 — очистное устройство, разрез: на фиг.3 — то же, вид сверху.

Установка содержит четыре очистных электролитических устройства Х

1у, каждое из каторых заполняется своим электролитом. Очистное устроАсТао представляет собой емкость 1 из органического стекла, в днище 2 которой выбраны желоба 3 и 4, образующие двухзаходную спираль, участки последней расположены по дугам 25 концентрических окружностей. Двухзаходная спираль представляет собой два желоба для амальгамы, каждый из которых образует с желобом соседней ячейки биполярный электрод. Глу- 3(} бина желоба на дуге одного радиуса электрода выдержана постоянной и в то же время дно по ходу спирали наклонено к центру, при этом с уменьшением радиуса окружности глубина желоба уве- 3$ личивается.

Каждая из спиралей снабжена входными и выходными патрубками 5 и 6.

Под емкостью ячейки размещена буферная емкость 7 для слива амальгамы. 4О . Указанная емкость соединена с одной из спиралей через выходной патрубок.

Для предотвращения попадания реагента при сливе амальгамы на входе в буферную емкость смонтирован . гидрозатвор 8. Внутри емкости 7 имеется еще один гидрозатвор 9, обеспечивающий неразрывность потока амальгамы при работе устройства.

Желоб одной ячейки соединен с желобом другой посредством трубопроводов 10 — 13 с электромагнитными насосами 14. Насос установлен на трубопроводе, идущем от дополнительной емкости. Соединение ячеек друг с другом выполнено таким образом, что И выход желоба, например, первой ячейки служит входом для одного из желобов второй ячейки и наоборот.

Перед первой ячейкой устанавливается расходная .емкость 15 для амаль- 6О гамы рафинируемого. металла, в которую введен один из электродов для подвода тока — анод 16, образуя с одним из желобов первой ячейки анодныи участок. В конце цепочки установ-6 лен сборник 17 для чистого металла, в которые введен второй электрод катод 18, образующий с желобом четвертой ячейки катодный участок. Расходная емкость 15 и сборник 17 соединены с ячейками трубопроводами 19

22, на одном из которых установлен электромагнитный насос 14.

Для отделения электролита от рафинируемого металла при переходе из одного очистного устройства в другое на выходе каждого установлены гидрозатворы 23.

Установка работает. следующим образом.

При рафинировании металлов, например ртути, каждая ячейка (очистНое устройство) Т-Iv заполняется соот-. ветствующим электролитом, например первая — бромисто-водородной кислотой, вторая — йодисто- водородной, третья — смесью указанных кислот, четвертая — бромисто-водородной кислотой.

В емкостях 7 и соединенных трубопроводах ячеек 1 -Iv находится предварительно очищенная ртуть. В емкость 15 заливается ртуть, подлежащая очистке, а сборник 17 служит накопителем очищенной ртути.

При работе установки насос 14 подает ртуть из емкости 15 в желоб 3 первой ячейки через входной. патрубок 5, снабженный дополнительным гидрозатвором 23. Далее ртуть сливается из желоба 3 через выходной патрубок 6 и гидрозатвор 9 в емкость 15. Ртуть, текущая по желобу 3 ячейки Т, образует подвижный.жидкомвталлический анод, соединенный с анодом 16, установленным в емкость 15.

Насос 14 подает ртуть из, буферной емкости 7 ячейки И по трубопроводу 10 через патрубок 5 и дополнительный гидрозатвор 23 в желоб 4 ячейки

Ртуть из желоба 4 сливается через гидрозатвор 9 (фиг.2) .ячейки Т и по трубопроводу 11 и патрубку 5 с гидрозатвором 23 поступает в желоб 3 ячейки It. Таким образом, ртуть, текущая по желобам 3 ячейки И и 4 ячейки I образует замкнутый подвижный жидкометаллический биполярный электрод, причем часть, находящаяся в ячейке 1, служит катодом, а часть, расположенная в ячейке If, является анодом. Аналогичным образом образуются биполярные электроды между ячейками П вЂ” Ш и Ш - Iv, а также катод в ячейке. IY. При движении ртути по спиралеобразным желобам 3 и 4 она вовлекает электролит во вращательное движение. Это движение аналогично движению жидкости вблизи вращающегося диска, что обеспечивает эффективное перемешивание электролита во всем объеме ячейки. При переходе ртути иэ одной ячейки в другую она, 910855 увлекает с собой часть электролиId который отделяется от ртути в гидрозатворах 9 и 23. Для более полного отделения электролита в ртутном контуре перед входом в насос 14 установлена буферная емкость 7, в которой резко снижается скорость ртути, что способствует отделению электролита °

Одновременно емкость 7 служит накопителем ртути при остановках насоса и демпфером, исключающим разрывы 0 струи, что обеспечивает стабильную работу устройства.

Уклон желобов выбран так, что текущая ртуть образует слой постоянной толщины по всей длине желоба и не !5 доходит до торца перегородки между спиралями.

Постоянный ток подводится к аноду 16 в расходной емкости 15 и к катоду 18, в сборнике 17. Между анодом 20 и катодом каждой ячейки проходит ток, :обеспечивающий перенос ионов ртути, Составы электролита и величина тока выбраны тай, что металлические примеси при электролизе не переносятся.

Первая ячейка устройства пред назначена для электролитического растворения металла из ртутного ано- . да и осаждения его на катодной части биполярного электрода. Во второй 1Р н третьей секциях происходит переосаждение металла в указанных электролитах. Четвертая секция предназначена для выделения рафинируемого металла высокой степени чистоты.

Формула изобретения

Установка для электрохимйческой очистки ртути, включающая последовательно размещенные очистные устройства в виде емкостей, снабженные биполярными электродами, разнесенными по двум соседним устройствам и соединенными между собой через каналы электромагнитного насоса и гидрозатворы, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, интенсификации процесса и предотвращения разрыва струи ртути, установка снабжена буферными емкостями, биполярные электроды выполнены спиральными в виде желоба, буферная емкость установлена на желобе перед электромагнитным насосом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М 1415984, кл. С 25 С 1/00, 1975.

2. Козин Л.Ф. Амальгамная металлургия ° Киев,. 1970, с. 178-183.