Электролизер Советский патент 1983 года по МПК C25B9/08 C25B11/02 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

1

Изобретение относится к устройствам, применяемым в химической и металлургической промышленности, а именно к электролизерам для растворения токопроводящих материалов переменным током с получением солей металлов.

Известен электролизер для растворения материалов переменным током, содержащий прямоугольный кожух с помещенными в нем растворимыми электродами, центральной вертикальной перегородкой, не доходящей до дна 1 .

К недостаткам указанного устройства относится сложность эксплуатации электролизера, вызванная укладкой материала на полочные решетки, что исключает полную механизацию загрузки электролизера, применение растворимых электродов.

Наиболее близким по техническкой сущности к предлагаемому является электролизер для растворения токопроводящих материалов переменным током, включающий корпус, электроды, разделенные перегородкой, и щтуцеры ввода и вывода электролита 2.

Недостатками известного устройства являются низкая производительность и сложность его эксплуатации.

Цель изобретения - повышение производительности электролизера и упрощение 5 его эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что электролизер, включающий корпус, электроды, разделенные перегородкой и щтуцеры ввода и вывода электролита, снабжен 10 дополнительным электродом, размещенным на дне корпуса, а также обечайками, имеющими форму четырехугольника н выполненными из диэлектрического материала, высота которых больше высоты корпуса и на внещних стенках которых на расстоянии 15 1/4-1/5 высоты корпуса от дна помещены электроды, причем те из них, что расположены перпендикулярно щтуцеру ввода электролита, выполнены перфорированными и отверстия перфорации смещены одно относи20 тельно другого.

На чертеже представлена конструкция электролизера.

Электролизер состоит из корпуса 1 с диэлектрическим покрытием 2, снабженного термостатируемой рубашкой 3. На внутреннюю поверхность электролизера устанавливаются одна или несколько прямоугольных обечаек 4, выполненных из диэлектрического материала. Обечайки установлены с минимальным зазором между боковыми сплошными электродами и диэлектрическим покрытием кожуха. Стенки обечайки выступают над кожухом электролизера и перфорированы. На внешней стороне стенок обечайки укреплены электроды. Перфорированные электроды 5 устанавливаются перпендикулярно штуцеру ввода электролита, а сплошные электроды 6 - параллельно ему. Все боковые электроды пространственно разделены. На дне корпуса укреплен сплошной электрод 7, на который укладывается протектор 8, в виде сплошной пластины такого же размера из идентичного электроду материала, и сверху него - перфорированная диэлектрическая прокладка 9. Боковые электроды расположены от диэлектрической прокладки, находяшейся на нижнем дополнительном электроде, на расстоянии 1/4-1/5 высоты корпуса от дна. Стенки обечайки перфорированы по контуру электродов. Этим достигается токоподвод от электрода к растворяе мому материалу не непосредственно, а че рез слой электролита. Соотношение перфорации боковых электродов и стенок обечайки 3:1 для облегчения изготовления и монтажа электродов. Нри изготовлении участки перфорации боковых электродов смещаются одни относительно других с целью установления необходимого гидродинамического режима в электролизере. При помещении нескольких обечаек в корпус боковые перфорированные электроды могут служить токоподводом одновременно для двух участков растворения. Для питания электролизера используется переменный ток с частотой 50-70 Гц. При однофазном подключении все боковые электроды соединяются параллельно, коммутируются с нулевой фазой и заземляются. Это дает возможность практически полностью избежать потерь тока при циркуляции электролита. Возможно подсоединение к трехфазной системе энергопитания. Электролизер возможно герметизировать. Перед штуцером 10 вывода электролита установлена перегородка 11 с целью поддержания необходимого уровня электролита в аппарате. Электролизер работает следующим образом. Растворяемый материал загружается горизонтальными слоями в обечайку 4 с помощью электромагнита, вакуумных присосок или захватов в зависимости от типа и геометрических размеров материала. Высота загрузки материала поддерживается на уровне выступающей части обечайки 4. Конструкция электролизера позволяет поддерживать необходимое постоянное соотношение растворяемого материала и электролита. Электролит подается через штуцер 12 и циркулирует принудительно в электролизере, проходя через перфорации в электродах и стенках обечайки. Использование предлагаемого устройства позволяет сократить время проведения процесса растворения никеля в 25%-ной азотной кислоте на 3 ч с одновременным увеличением загрузки по металлическому никелю на 300 кг и уменьшением напряжения на электролизере на 30 В. Время загрузки электролизера сокращено на 1 ч за счет механизации. Необходимость расположения боковых электродов от диэлектрической прокладки, находяшейся на нижнем электроде в указанных пределах, определяется следующими причинами. Экспериментально установлено, что при уменьшении этого расстояния , значительно ухудшается распределение тока в межэлектродном пространстве, что ухудшает процесс растворения материала, при этом возможен локальный перегрев электролита и электродов. При увеличении этого расстояния 4происходит сокращение площади токоподвода, что может изменить оптимальные параметры проведения процесса, в частности плотность тока. Соотношение диаметров перфорации электродов и стенок обечайки выбрано из конструктивных соображений, учитывающих простоту сборки конструкции, без необходимости строгой центровки отверстий. При несоблюдении соотношения и нapyщiнии центровки может значительно возрасти гидродинамическое сопротивление в электролизере. Использование изобретения позволяет экономить электроэнергию в количестве 19200 кВт-ч/год с одного аппарата, одновременно позволяет сократить количество обслуживающего персонала, осуществить полную механизацию процесса загрузки, увеличить единичную мощность электролизера. Необходимый гидродинамический режим поддерживается как за счет кратности циркуляции, так и за счет изменения направления движения потока, достигаемого смещением перфорации электродов. Электролизер может работать по непрерывному типу за счет установки в нем рассчитанного числа обечаек. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет перерабатывать различные токопроводящие материалы под действием переменного тока с высокой производительностью и минимальных затратах ручного труда. Формула изобретения Электролизер, включающий корпус, электроды, разделенные перегородкой, и штуцеры ввода и вывода электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности электролизера и упрощения его эксплуатации, он снабжен дополнительным электродом, размещенным на дне корпуса, а также обечайками, имеющими форму четырехугольника и выполненными из диэлектрического материала, высота которых больще высоты корпуса и на внешних стенках которых на расстоянии 1/4-1/5 высоты корпуса от дна помещены электро a/r ffS f iJe 3ffspf/3 fJ 3/7e/if77po ufrT j ffec/rfff/f f e ff/n pc/f/ja u

ды, причем те из них, что расположены перпендикулярно штуцеру ввода электролита, выполнены перфорированными и отверстия перфорации смещены одно относительно другого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2872086/22-02, кл. С 25 С 1/00, 21.01.80. 2 783