ЭЛЕКТРОЛИЗЕР Российский патент 2015 года по МПК C25C7/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при электрохимическом извлечении металлов преимущественно золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов.

Известен электролизер для извлечения металла из пульпы, содержащей измельченные материалы, включающий корпус, анод, катод, расположенный в центре электролизера, и перемешивающее устройство, корпус выполнен в виде цилиндра, анод в виде стержней, установленных по окружности цилиндра и соединенных параллельно (Инновационный патент PK №23186, кл. C25C 7/00, опубл. 15.11.2010, бюл. №11).

Недостатком конструкции электролизера является относительно невысокая степень и интенсивность извлечения металлов из-за низкой катодной плотности, вызванной большой площадью катода и низкой напряженностью и плотностью линий электромагнитного поля, а также большой расход электроэнергии при электровыщелачивании.

Задачей изобретения являются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электролизере для извлечения металлов из пульп, например золота, включающем корпус, анод, выполненные в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, согласно изобретению катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода. При этом поверхность катода выполнена меньше, чем поверхность анода.

Выполнение катодов в виде стержней, установленных коаксиально, соединенных параллельно и расположенных возле каждого анода, позволяет создать между каждым стержнем анода и катода электролитическую пару, помимо того электролитическая пара создается и соседне расположенными стержнями анода, что приводит к увеличению напряженности и плотности линий электромагнитного поля, а это способствует более быстрому и интенсивному разрушению кристаллических решеток минералов, в которых содержатся извлекаемые металлы. Таким образом, повышаются степень и скорость извлечения металлов при электровыщелачивании.

Выполнение поверхности катода меньше, чем поверхности анода позволяет при электролизе повысить катодную плотность тока, что приводит также к повышению степени и скорости извлечения металлов.

Одновременно снижается расход электроэнергии за счет уменьшения времени электровыщелачивания.

На фиг.1 изображен общий вид электролизера в разрезе, на фиг.2 - вид сверху.

Электролизер включает: корпус 1, аноды 2, катоды 3, перемешивающее устройство 4, верхнее крепление анодов и катодов 5 и нижнее крепление анодов и катодов 6.

Электролизер работает следующим образом.

В корпус электролизера 1 устанавливают коаксиально стержни анода 2 и стержни катода 3. Стержни катода и анода могут располагаться по внешнему или внутреннему периметру электролизера или стержни катода и анода могут располагаться по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке. В центре электролизера расположено перемешивающее устройство 4. Число оборотов мешалки n≈600 с^-1. Соединение анодов и катодов между собой параллельное. В электролизер в качестве электролита подаются водный раствор 150 г/л NaCl и золотосодержащий материал, при соотношении Ж:Т=3:1, температура электролита T=20÷80°C. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м², анодная плотность тока 2000 А/м².

Пример 1(по прототипу).

В электролизере цилиндрической формы в качестве электролита подаются раствор NaCl и золотосодержащая руда. При помощи перемешивающего устройства, закрепленного на катодном блоке и установленного в центре электролизера, происходит их перемешивание. число оборотов мешалки n≈600 с^-1. Стержни анода расположены по контуру корпуса, а катод - в центре. Соединение стержней анода параллельное.

Условия электролиза: электролит (водный раствор NaCl), температура электролита 40°C, плотность тока 1200 А/м².

Пример 2 (по изобретению)

В электролизер цилиндрической формы, в котором стержни катода расположены по внешнему радиусу, а стержни анода - по внутреннему, причем стержни катода и анода расположены в электролизере коаксиально и соединены параллельно, загружали золотосодержащую руду в виде пульпы Ж:Т=3:1 при Т=40°C, число оборотов мешалки n≈600 с^-1, в качестве электролита использовали водный раствор 150 г/л NaCl. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м², анодная плотность тока 2000 А/м².

Пример 3 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода расположены по внутреннему радиусу, а стержни анода - по внешнему радиусу электролизера.

Пример 4 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода и анода расположены по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке.

Пример 5 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 25% от поверхности анода.

Пример 6 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2, 5. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 75% от поверхности анода.

Результаты электролитического извлечения золота из пульпы приведены в таблице.

  №№ примеров Содержание Au в руде, г/т Катодная плотность тока, А/м² Анодная плотность тока, А/м² Остаточное содержание Au в кеке, г/т Степень извлечения, % Время, ч 1. 6,5 3000 1200 1,20 85 2,5 2. 6,5 9000 2000 0,60 90,8 1,5 3. 6,5 9000 2000 0,62 90,5 1,5 4. 6,5 9000 2000 0,57 91,2 1,5 5. 6,5 9000 2000 0,62 90,5 1,5 6. 6,5 3000 2000 1,0 86,5 1,5

Из приведенных примеров видно, что предлагаемая конструкция электролизера (Пример 2, 3, 4, 5, 6) позволяет проводить электролитическое извлечение золота из пульпы, содержащей золотомышьяковую руду с высокой степенью извлечения - до 91,2% и уменьшением времени с 2,5 часов до 1,5, а следовательно, повысить интенсивность извлечения металлов.

Уменьшение поверхности катода до 25% от поверхности анода позволяет проводить электровыщелачивания с высокой степенью извлечения. Увеличение поверхности катода до 75% от поверхности анода приводит к уменьшению катодной плотности тока и снижению степени извлечения, дальнейшее увеличение нецелесообразно.

Конструкция электролизера по прототипу (Пример 1) позволяет извлечь золото только на 85%.

Кроме того, повышение интенсивности извлечения металлов позволяет снизить расход электроэнергии, т.к. сокращается время электровыщелачивания.

Таким образом, предлагаемая конструкция электролизера позволяет повысить степень и интенсивность извлечения металла, а также снизить расход электроэнергии.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролизеру для электрохимического извлечения металлов, преимущественно, золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов. Электролизер содержит корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, при этом катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, а возле каждого стержня анода расположен стержень катода. Причем поверхность катода выполнена меньшей, чем поверхность анода. Обеспечиваются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

1. Электролизер для извлечения металлов из сложных и упорных материалов, содержащий корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство, отличающийся тем, что катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально корпусу электролизера и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катод выполнен с меньшей поверхностью, чем анод.