Электролизер для рафинирования и разделения металлов

Электролизер для рафинирования и разделения металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1о 947227 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19. 01. 81 (21) 3238564/22-02

f51)М Nn З

С 25 С 1/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР по деяам изобретеиий, и открытий (53) УДК 669 ° 054 ° .7(088.8) Опубликовано 300782.Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.82 (72) Авто ры

Л.Ф.Козин, A.Â.Ãîðîäûñêèé, В.Ф.Козин, В.И.Стеценко, (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

И РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технологии производства редких цветных металлов, в частности к устройствам для разделения и рафинирования металлов до особой чмстоты, и может быть использовано в технологии рафинирования свинца, висмута; кадмия, индия, галлия, ртути и др.

Йзвестны электролизеры для рафинирования металлов, в которых процесс многостадийного переосаждения рафинируембго металла протекает на биполярных электродах (1) и (2).

Недостатком данных электролизеров являются загрязнение электролитов и биполярных электродов материалами (продуктами износа) трущихся деталей перемешивающих устройств, находящихся внутри электролизера в биполярных камерах, кроме того трудность обслуживания при эксплуатации ,вследствие выхода из строя мешалок, износа подшипников скольжения, являющихся причиной частых остановок.электролизера, а также просачивание электролитов из секции в секцию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электролизер для рафинирования и разделения металлов, содержащий корпус перегородки с циркулирующими между нийи жидкими электродами, циркуляционные и распределительные каналы анод-, ного и катодного цикла, токоподводящие устройства. Внутри электролизера имеются канавки, выполненные в виде Архимедовой спирали, состоящей из дугообразных участков pasного радиуса, соединенных под углом с прямыми участками, донные части канавок наклонены в разные стороны (3).

Недостатком известной конструкции электролизера при рафинировании металлов являются низкая степень очистки рафинируемого металла иэ-эа наличия канавок, расположенных по

Архимедовой спирали, движение жидкого рафинируемого металла по которым приводит к возникновению центробежных сил и, как следствие, его диспергированию, распылению, уносу потоком струи электролита и взаимному смешиванию металлов анодных и катодных камер электролизерат снижение эффективности очистки рафинируемого металла во времени, вследствие образования дисперсных час947227 электродных перегородок 5, образующих анодные и катодные каналы на поверхности днища, по которым циркулирует рафинируемый металл, несущей плиты б, циркуляционных каналов 7 анодного цикла, распределительного канала 8 катодного цикла электромагнитного индукционного насоса 9 катодного цикла, установочных домкратов 10, токоподвода к аноду 11, циркуляционного канала 12 катодного цикла, токоподвода к катоду канала 14 анодного цикла, электромагнитного индукционного насоса 15 анодного цикла, сборного канала 16 анодного цикла,Я -образного сливного устройства 17 отрафинированного металла в катодном цикле сборного канала 18 катодного цикла, Ч-образного питателя 19 рафинируемым металлом анодного цикла.

Электролизер работает следующим образом. тиц в электролите и катофоретического переноса частиц под действием тока в катодный осадок снижение эффективности рафинирования из-за просачивания электролитов из секции в секцию низкая рабочая плотность тока не позволяет интенсифицировать процесс рафинированияу наличие мертвых зон в углах электролизера, уменьшает рабочие площади анодных и катодных участков и снижает производительность злектролиэера.

Цель изобретения — увеличение степени частоты металла и интенсификация процесса рафинирования.

Указанная цель достигается тем, 15 что электролизер для рафинирования и разделения металлов, содержащий корпус, перегородки с циркулирующими

)между ними жидкими электродами циркуляционные и распределительные ка- 70 налы анодного и катодного цикла, токоподводящие устройства, снабжен че ро ка с м

Ц н с н с к н к н п ф и н м и

Р н

I редующимися межэлектродными перего- В корпусе 1 электролизера залидками, Расположенными .в виде змееви .вается электролит. В анодный цикл

H образующими камеры, соедииенные 25 через V-образный питатель 19 постуциркуляционными и распределительны--- пает жидкий рафинируемый металл и каналами анодного и катодного ртуть, галлий или расплавленный друикла, V-образным питателем рафигой металл), который с помощью элекируемого металла и омегаобразным тромагнитного индукционного насоса ливным устройствоме . . 30 15 циркулирует по замкнутому кругу

Электролизер снабжен V-образныи подвергается анодному раствореи патрубками, соединяющими отдель нию и электролитическому переосажые модУли электРолизеров ПРи много дению на жидком катоде катодного тадийном рафинировании металлов. цикла. В катодном цикле отрафинироВ днище электРолизеРа выпол 35 ванный металл также циркулирует в аналы, соединяющие анодные и катод- замкнутом цикле с помощью электроые камеры под прямым углом. магнитного индукционного насоса 9

Донная поверхность анодных и и непрерывно отбирается с помощью атодных каналов выполнена с Укло- р-образного сливного устройства 1

40 скорость отбора отрафинированного ме= ергирование жидких металло, а а- т а зависит от рабочей плотности оретический пеРенос частиц металла шл™, смешивание анодных и катод- льно (автоматически). ток к электых камер электродов, устраняет 1ролизеру подводят через токопроводы ертвые эоны и перенос электролита :11 и 13. В процессе электролитичесз секции в секцию. многократное че- 45 кого переоса дения, например ртути, едование узких прямоугольных анодсовместно с ртутью нэ ртутного аноых и катодных каналов приводит к а растворяются более электр три= малому напряжению на клеммах эле ро- цательные металлы-примеси: висмут, кт

Ливера и к Равномерному Распределению урьма, свинец, никель, жесиловых линий тока на электродах, 50 лезо, олово, кадмий, галлий, индий, что обеспечивает работУ электролизера т и н а и при высоких плотностях тока с высо- лее электроположительные по сравнекой производительностью. нию с ртутью металлы-примеси (ceНа фиг.1 приведен электролизер, ребро, золото, платиновые металлы)

Разрез; на фиг.2 — Разрез A-А íà 55 остаются в ртутном аноде. На ртутном фиг 1; на фиг.З вЂ” разрез Б-Б на фиг.1 непрерывно движущемся катоде совместлектролизер представляет собой но .с ртутью разряжаются только иоемкость прямоугольной формы, выпол- ны более электроположительных меиенной из материала, не подвергаю- таллов-примесей, которые могут быть щегося растворению или коррозии в 60 занесены только с электролитом. Поэхлоридных или сернокислых электро- тому перед пуском электролизера элеклитах (оргстекло, фторопласт, нит- тролит, приготовленный из особо чисб и .) . Электролизер сос- тых солей и кислот подвергают дополтоит из корпуса 1, днища 2, гидро- нительной электролитической очистэатвора 3, крышки 4, П-образных меж- 65 ке с вспомогательным ртутным като947227

30 дом и нерастворимым платиновым или стеклографитовым анодом. При работе электролизера анодная ртуть в анодном циркуляционном цикле и катодная ртуть в катодном циркуляционном цикле, перемещаясь по замкнутому кругу самотеком по наклонным каналам, образованным с помощью П-образных межэлектродных перегородок 5, расположенных на поверхностях днища 2 (угол наклона 1:100-2:100), интен- 10 сивно перемешиваются, что снижает диффузионные ограничения скорости разряда и способствует -достижению высоких скоростей межфазового обмена между более электроотрицательными 15 металлами-примесями в ртутном аноде и ионами ртути в электролите. Интенсивному перемешиванию жидких электродов способствует их движение по наклонным плоскостям днища 2, сме- 2О шивание и движение в циркуляционных каналах 7 и 12 и сборных каналах 16 и 18 катодного и анодного циклов.

Движение анодной ртути и катодной протекает по электролизеру слева 25 направо по 7 и справа налево по

6-ти параллельно расположенным каналам. В связи с увеличением электролита жидкой ртутью в электролизере создаются два ламинарных потока электролита, которые приводят и к перемешиванию электролита, что позволяет проводить процесс рафинирования при высоких рабочих плотностях тока. Гидродинамический перепад (раз-35 ность уровней) между распределительными каналами 8, 14 и сборными каналами 16 и 18 анодного и катодного циклов, который в данной конструкции электролизера является малым (5-10 см), устраняется с по40 мощью электромагнитных индукционных насосов 9 и 15.

Описанная конструкция электролизера позволяет электролитически рафинировать металлы до любой степе- 45 ни частоты (высокой и свеохвысокой частоты), интенсифицировать процесс рафинирования, исключает мертвые зоны, а при многостадийном рафинировании перенос электролита из сек- 50 ции в секцию.

Наличие V-образных питателей и

Q-образные сливные устройства позво ляет непрерывно вести электролиз.

Экономический эффект от проведеI ния рафинирования ртути в предлагаемсйа электролизере составляет

550 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

1. Электролизер для рафинирования и разделения металлов, содержащий корпус, перегородки с циркулирующими между ними жидкими электродами, циркуляционные и распределительные каналы анодного и катодного цикла, токоподводящие устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения степени чистоты металла и интенсификации процесса рафинирования, он снабжен чередующимися межэлектродными перегородками, расположенны» ми в ниде змеевика и образующими камеры, соединенные с циркуляционными и распределительными каналами анодного и катодного цикла, U-образным питателем рафинируемого металла и омегаобразным.сливным устройством.

2. Электролизер по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен

U-образными патрубками, соединяющими отдельные модули электролизерон при многостадийном рафинировании металлов.

3. Электролизер по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что в днище электролизера выполнены каналы, соединяющие анодные и катодные камеры между собой под прямым углом.

4. Электролизер по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что донная поверхность анодных и катодных каналов выполнена с уклоном 1:100-3-.100.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 ° Авторское свидетельство СССР

Ю 113686, кл. С 25 С 1/04, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

9 136565, .кл. С 25 С 1/04, 1961 °

3. Авторское свидетельство СССР

В 377412, кл. С 22 d 8/02, 1973.