СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КАТОДНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1996 года по МПК C25C1/08 

Описание патента на изобретение RU2068033C1

Изобретение относится к гидроэлектрометаллургии извлечения цветных металлов из растворов.

Известен способ интенсификации гидрометаллургического процесса выделения меди (устранением концентрационной поляризации), заключающийся в интенсивном перемешивании электролита раствором, подаваемым со скоростью 8, 7 литров в секунду через перфорированную трубу (С.С.Набойченко, В.И.Смирнов. Гидрометаллургия меди. М. Металлургия, 1974, 271 с, стр.176). Применение нейтральной атмосферы с перемешиванием раствора позволило повысить выход металла по току более чем на 90% (там же, стр.78).

Недостатком этого способа является использование больших объемов электролита и его агрессивность для перекачивающего оборудования.

Эффективное влияние барботажа газа на интенсивность массообмена отмечено для цилиндрических и кольцевых электролизеров. Причем в цилиндрических это влияние проявляется сильнее т.к. перемешивается больший объем электролита (Efectos de la agitacion con gases en celdas electroliticas cilindricos e annalares cavatorta ON. Bohm N.C.E. "14 Jornadas in vest cienc. ing. guim. apl. Santa Fe 26-29 oct. 1987; Actas.vol.1" [Santa Fe] 1987, 127-132 (Ucn).

Интенсификация процессов выщелачивания газовым барботажем распространена в гидрометаллургии. В вертикальных сосудах устанавливается центральный транспортный трубопровод, в нижней части которого помещена подача напорного воздуха (Чехословакия CS а.с. N 268494, публ. 89.08.14 N 3 и а.с. N 266914 публ. 89.05.12 N 1).

В способе интенсификации, являющимся наиболее близким по технической сущности (В. А. Козлов, С. С.Набойченко, Б.Н.Смирнов. Рафинирование меди. М. Металлургия, 1974, 267 с, стр.125-126) показано влияние циркуляции электролита, подаваемого со скоростью 12 дм3/мин в днище электролизера, на повышение оптимальной плотности тока почти в два раза.

Недостатком прототипа является то, что электролит, подаваемый через днище электролизера, неизбежно взмучивает донные шламовые осадки, что ухудшает качество получаемого металла продукта электролиза. Насосы и энергооборудование для перекачки и контроля электролита увеличивает себестоимость получаемого металла.

Целью изобретения является повышение интенсивности массообмена и предельных плотностей тока (увеличение катодной плотности тока) за счет барботажа газа через приэлектродный слой электролита, при установке рабочей поверхности электрода под углом от 10 мин до 10 градусов к вертикали.

Поставленная цель достигается тем, что при барботаже газа (например, аргона) вдоль всей поверхности электрода (при его вертикальном расположении с углом наклона к вертикали), происходит перемешивание электролита, уменьшающее влияние диффузионных затруднений при доставке ионов к поверхности электрода и совершению электрохимического разряда. При установке рабочей поверхности электрода под углом к вертикали пузырьки прижимаются к поверхности катода на всем пути их всплывания и эффект "барботажного" влияния на турбулизацию католита оказывается наибольшим. Из литературных данных следует, что максимальный эффект интенсификации процесса наблюдается, если траектория всплывaния пузырьков захватывает пограничный слой Прандтля. (Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: справочное пособие. М. Энергоатомиздат. 1990, 368 с.). При строго вертикальном расположении электрода пузырьки всплывающего газа за счет флуктуаций местных значений скорости, свойств электролита и механических напряжений отклоняются от пограничного слоя Прандтля и эффективность их барботажа снижается.

При полярографических исследованиях, проведенных в растворах сульфата меди и кадмия в присутствии индифферентного электролита (1 М растворы NH4OH и NH4Cl), были получены результаты, представленные в таблице 1.

При увеличении расхода газовой фазы (аргона) все диффузионные характеристики значительно возрастают для обоих сортов ионов, что указывает на общий характер зависимости. Исследования проводились на вращающемся амальгамированном платиновом дисковом электроде цилиндрической формы.

При работе стационарной серии гидрометаллургических установок газ из центрального трубопровода со сжатым воздухом (или от компрессора персонального для каждой электролизной ванны) подается в катодное приэлектродное пространство каждого электролизера в его нижнюю часть. Всплывая, пузырьки газа перемешивают электролит, не взмучивая донных осадков и позволяя интенсифицировать процесс электролиза путем увеличения плотности тока. Оптимальный вариант по расходу газа и плотности тока определяется экспериментально для каждой электрохимической системы с учетом энергетических затрат. ТТТ1

Похожие патенты RU2068033C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКРЫТИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА И ПОДАЧИ ГЛИНОЗЕМА В ЭЛЕКТРОЛИТ 1994
  • Бегунов А.И.
  • Гринберг И.С.
  • Громов Б.С.
  • Деревягин В.Н.
  • Кульков В.Н.
  • Пак Р.В.
RU2083727C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 1992
  • Бегунов А.И.
  • Кульков В.Н.
  • Лозовой Ю.Д.
  • Кохановский С.А.
  • Новоселов В.В.
  • Тепляков Ф.К.
  • Черемисин Н.А.
  • Петухов М.П.
  • Новиков А.Н.
  • Куликов Ю.В.
  • Безъязыков Л.Я.
RU2032773C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 1993
  • Бегунов А.И.
  • Гринберг И.С.
  • Кульков В.Н.
  • Кудрявцева Е.В.
  • Ратманов В.Н.
  • Морозов В.С.
  • Беляев Л.А.
RU2081208C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР 1995
  • Бегунов А.И.
  • Громов Б.С.
  • Пак Р.В.
  • Ворона Б.И.
  • Зверев Ю.А.
  • Кудрявцева Е.В.
  • Лыков М.Г.
RU2098520C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ РАСПЛАВЛЕННЫХ СОЛЕЙ 2004
  • Поляков Петр Васильевич
  • Симаков Дмитрий Александрович
RU2274680C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА 1994
  • Чернышов В.И.
  • Чернышов Ю.И.
  • Кондрашов А.А.
  • Ловчиновский И.Ю.
  • Гайдаренко О.В.
  • Соловьев А.С.
RU2092616C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ 1995
  • Лобанов В.Г.
  • Краев В.Н.
  • Мамилов В.В.
  • Стрегучевский И.И.
  • Кричунов С.М.
RU2086707C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Драенков А.Н.
  • Звонцов Б.Ф.
  • Кондрашов А.А.
  • Ловчиновский И.Ю.
  • Татаринцев А.Н.
  • Черных Л.Н.
  • Чернышов В.И.
  • Чернышов Ю.И.
RU2009227C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ГУБЧАТОГО МЕТАЛЛА 1993
  • Трясцын И.П.
RU2048610C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Иванова Л.Н.
  • Евстифеева В.П.
RU2034933C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 068 033 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КАТОДНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Использование: гидроэлектрометаллургическое извлечение цветных металлов из растворов. Сущность: в способе катодного выделения металлов из растворов к нижней кромке рабочей поверхности катода, установленного под углом от 10 минут до 10 градусов к вертикали, подводят газ и барботируют его через приэлектродный слой электролита. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 068 033 C1

Способ интенсификации катодного выделения металлов, включающий увеличение скорости потоков электролита, подаваемого в электролизер, отличающийся тем, что скорость увеличивают путем подвода к нижней кромке рабочей поверхности катода газа и барботажа его через приэлектродный слой электролита, при этом катод устанавливают под углом от 10' до 10o к вертикали.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2068033C1

Козлов В.А
и др
Рафинирование меди.- М.: Металлургия, 1974, с
Плуг с фрезерным барабаном для рыхления пласта 1922
  • Громов И.С.
SU125A1

RU 2 068 033 C1

Авторы

Бегунов А.И.

Кульков В.Н.

Гимельштейн В.Г.

Леонов С.Б.

Даты

1996-10-20Публикация

1993-11-11Подача