УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ СЕРЕБРА Российский патент 1994 года по МПК C22B11/12 C25C1/20 

Изобретение относится к получению металлов электролизом с растворимым анодом и может быть использовано для электролитического рафинирования серебра.

Известна конструкция ванны для электролиза серебра, содержащая винилпластовый корпус в каркасе, подвешенные в ряд на анодной штанге, литые из чернового серебра в виде пластин с ушками аноды, каждый из которых помещен в чехол из хлорвиниловой ткани, и размещенные между ними катоды из титановых пластин (Масленицкий И. Н. , Чугаев Л.В., Борбат В.Ф. и др. Металлургия благородных металлов. М.: Металлургия, 1987, с. 315-327, рис. 126).

В известном устройстве аноды в процессе электролиза в водном растворе азотнокислого серебра и азотной кислоты растворяются, а на катоде осаждается серебро в виде крупнокристаллического осадка, который для предотвращения замыкания электродов периодически счищается механически (или вручную) скребками, а затем извлекается из ванны.

К недостаткам известного устройства относятся:
высокая трудоемкость обслуживания (отливка анодов, завешивание анодов, зачистка катодов, извлечение из ванны аффинированного серебра);
низкий выход годного (остается до 20% анодных остатков от массы завешанных анодов, которые повторно направляют на отливку новых анодов);
периодичность действия.

Известен электролизер для непрерывного рафинирования серебра, включающий корпус в форме цилиндра, анодные камеры, размещенные по периметру корпуса в виде съемных корзин-контейнеров, изготовленных из титана и загруженных насыпным черновым серебром, цилиндрический катод из нержавеющей стали, смонтированный между анодными камерами с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, диафрагму, разделяющую катодное и анодное пространство, смонтированную на анодных камерах, и устройство для отделения катодного осадка с поверхности катода.

В известном электролизере в процессе электролиза осадок непрерывно сдирается с поверхности катода на дно ванны и через отверстие в дне ванны выгружается из электролизера, а образующийся анодный шлам вместе с электролитом удаляется из электролизера через отверстия в дне анодных камер.

К недостаткам известного электролизера относится высокая трудоемкость обслуживания, снижающая эффективность процесса, вследствие несовершенства конструкции электролизера.

Это связано с тем, что удаление кристаллов серебра с катода на дно ванны и выгрузка его через отверстия в дне ванны приводит к частичному растворению серебра в электролите и захвату загрязненного примесями электролита кристаллами серебра и необходимости тщательной отмывки кристаллов для предотвращения загрязнения готовой продукции. Далее удаление анодного шлама с электролитом из электролизера через отверстия в дне анодных камер увеличивает трудоемкость на восполнение электролита, отделение его от шламов.

Кроме того, наличие съемных анодных камер-контейнеров усложняет токоподвод к насыпным анодам, а также увеличивает трудозатраты, связанные с монтажом и демонтажом камер для загрузки чернового серебра.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса путем снижения материало- и трудоемкости за счет совершенствования конструкции электролизера.

Это достигается тем, что устройство для электролитического рафинирования серебра, содержащее электролитическую ванну, анодные камеры с насыпными из чернового серебра анодами, катодную камеру с цилиндрическим катодом, установленным с возможностью вращения между анодами, диафрагму, разделяющую анодные и катодную камеры, и скребок для отделения катодного осадка, согласно изобретению дополнительно содержит камеру для анодного шлама с электролитом, соединенную переточными отверстиями с анодными камерами, и фильтр для отделения анодного шлама от электролита, вход которого соединен с камерой для анодного шлама и электролита, а выход - с катодной камерой, причем цилиндрический катод установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, анодные камеры соединены с катодной камерой перфорированной стенкой и снабжены токопроводящими пластинами, каждая из которых размещена под насыпным анодом и выполнена из кислотостойкого графита.

Кроме того, на входе фильтра установлено устройство для охлаждения электролита.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Устройство содержит корпус электролитический ванны 1, вдоль продольных стенок которого расположены анодные камеры 2 с анодами в виде засыпки 3 гранул чернового серебра и размещенными под ними токоподводящими пластинами 4 из кислотостойкого графита. Между анодными камерами 2 расположена катодная камера 5, в которой с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси установлен цилиндрический катод 6. Над верхней частью катода в корпусе ванны установлен скребок 7 для снятия катодного осадка. Анодные камеpы 2 соединены с катодной перфорированной стенкой 8 и отделены от нее диафрагмой 9. Через переточные отверстия 10, выполненные в торцах анодных камер 2, последние соединены по типу сообщающихся сосудов с камерой 11 для анодного шлама и электролита, размещенной между анодными камерами. Камера 11 соединена, например, подъемной трубой 12 эрлифта (или насоса) с фильтром 13, выход которого трубопроводом 14 соединен с катодной камерой 5.

Перед входом в фильтр 13 на подъемной трубе 12 эрлифта (или насоса) может быть смонтировано устройство 15 для охлаждения электролита.

Устройство работает следующим образом.

В анодные камеры 2 на графитовые токоподводящие пластины 4 загружается засыпка гранул чернового серебра, формируя анод. Затем катодная камера 5, а через нее анодные камеры 2 электролитической ванны заполняются электролитом и включается привод катода 6.

При прохождении электрического тока через электролит и вращении катода 6 вокруг горизонтальной оси на поверхности катода, погруженной в электролит, до момента выхода ее из электролита непрерывно осаждаются кристаллы серебра, образуя осадок.

С поверхности катода осадок аффинированного серебра перед погружением в электролит снимается скребком 7. Образующиеся в процессе электролиза при растворении насыпного анода (засыпки 4) анодные шламы через переточные отверстия 10 выводятся с электролитом из анодных камер 2 в камеру 11, откуда подаются подъемной трубой 12, например эрлифта (или насоса), на вход фильтра 13, для отделения электролита от анодного шлама. Фильтрат по трубопроводу 14 поступает назад в катодную камеру, циркулируя таким образом между камерами 5, 2, 11 и фильтром 13.

При длительной работе устройства электролит перед подачей на фильтр 13 пропускается через охлаждающее устройство 15.

В процессе работы засыпка 4 анода по мере растворения восполняется гранулами чернового серебра, а анодные шламы снимаются с фильтра.

Предлагаемое устройство опробовано в лабораторных условиях при электролитическом рафинировании чернового серебра с массовой долей серебра 98%, золота 1,5% и 0,5% лигатуры. В качестве электролита использовался промышленный электролит с предельным содержанием примесей, состава, г/дм³: AgNO₃ 200-300, HNO₃ 2-5, Cu 60, Pt 0,01, Pd 0,25, Te 0,1.

Опыты проводили при катодной плотности тока 600 А/м².

Экспериментально установлено, что при электролитическом рафинировании исходного продукта в устройстве предлагаемой конструкции массовая концентрация серебра в готовом продукте составляет 99,994%, выход по току 99,9%, расход электроэнергии на получение 1 кг серебра - 0,342 кВт ч.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства, обеспечивая возможность электролитического рафинирования серебра с достаточно высоким выходом готовой продукции, позволяет снизить материало- и трудоемкость процесса.

Использование: касается электролитического рафинирования серебра. Сущность: устройство для электролитического рафинирования серебра, дополнительно содержит камеру для анодного шлама с электролитом, соединенную переточными отверстиями с анодными камерами, и фильтр для отделения анодного шлама от электролита, вход которого соединен с камерой для анодного шлама и электролита, а выход - с катодной камерой, анодные камеры соединены с катодной камерой перфорированной стенкой и снабжены токоподводящими пластинами, каждая из которых размещена под насыпным анодом и выполнена из кислотостойкого графита. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ СЕРЕБРА, содержащее электролитическую ванну, анодные камеры с насыпными из чернового серебра анодами, катодную камеру с цилиндрическим катодом, установленным с возможностью вращения между анодами, диафрагму, разделяющую анодные и катодную камеры, и скребок для отделения катодного осадка, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса путем снижения материало- и трудоемкости за счет совершенствования конструкции, оно дополнительно содержит камеру для анодного шлама с электрлитом, соединенную переточными отверстиями с анодными камерами, и фильтр для отделения анодного шлама от электролита, вход которого соединен с камерой для анодного шлама и электролита, а выход - с катодной камерой, причем цилиндрический катод установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, анодные камеры соединены с катодной камерой перфорированной стенкой и снабжены токоподводящими пластинами, каждая из которых размещена под насыпным анодом и выполнена из кислотостойкого графита. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входе фильтра установлено устройство для охлаждения электролита.