Анод для электролитического получения металлов Советский патент 1984 года по МПК C25C7/02 

Изобретение относится к снабженному покрытием аноду для электролитического получения металлов, рабочая поверхность которого образована расположенными в одной плоскости на расстоянии один от другого параллельно между собой стержнями,электрически соединенными с токоподводящей шиной.

Известен анод для электролитического получения металлов, выполненный из титановых,, размещенных в одной плоскости параллельно друг другу стержней с покрытием, соединенных с токоподводящей шиной tlH.

К недостаткам этого анода следуе отнести большой расход, электроэнергии и дороговизну конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является анод для электролитического получения металлов, выполненный из титановых, размещенных в одной плоскости параллельно один другому стержней с покрытиями, соединенных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов V -образнЪй формы,.рабоче покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины и/или электрически проводящего нестехиометрического окисла и/или неблагородного металла и/или его окисла и/или их смесей, и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечени приварена поперек стержней D21.

К недостаткам известного анода следует отнести большой расход электроэнергии.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии.

Цель достигается тем, что у анода для электролитического получения металлов, выполненного из титановых размещенных в одной плоскости параллельно один другому стержней с покрытиями, связанных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов U -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины, и/или электрически проводящего нестехиометрического окисла, и/или неблагородного металла, и/или его окисла, и/или их смесей и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечения приварена поперек стерхсней, отношение суммарной пЬверхности стержней А к занимаемой: всей стержневой структурой поверх ности р составляет 6 f/vll 2, отношение короткой и длинной сторон прямоугольного поперечного сечения стержней составляет 1:(2-10)/ отношение ширины каждого стержня к

. расстоянию между осями симметрии двух соседних стержней составляет 1: (4-6) , причем параллельная плоскости расположения ширина стержней составляет 0,5-0,25 мм, измеренная 5 перпендикулярно плоскости анода глубина стержня составляет 5-25 мм и расстояние между двумя соседними стержнями равно А 2 мм.

На фиг.1 показана плоскость рас10 положения анода, вид сверху; на

фиг.2 - вид на структуру параллельно плоскости расположения; на фиг.З узел 1 на фиг.2; на фиг.4 - узел fl на фиг.1.

5 На опорных кронштейнах 2 на кромке загрузочного окна электролизного бака 1 расположена токоподводящая шина 3, соединенная контактной шиной 4 с источником тока. Токоподводящая

Q шина 3 несет ряд стержней 5, представляющих рабочую поверхность анода. Стержни длиной имеют прямоугольноепоперечное сечение шириной ви Глубиной Т. При этом стержни

5 ориентированы TaKHiJt образом, что их глубина Т проходит перпендикулярнй плоскости расположения стержней. Занимаемая стержнями поверхность определяется длиной стержней Lj и рас стоянием L$ между наружными сторонами двух наружных стержней анодной структуры. Стержни 5 расположены с расстоянием в свету А один относительно другого.

5 Электрическое и механ-ическое соединение токоподводящих шин, выполненных, например, из меди, со стержнями 5, выполненньоми, например, из снабженного покрытием титана, пока0 зано на фиг.З. Токоподводящая шина 3 и стержни 5 расположены в одной плоскости таким образом, что верхн.иЬ торцевые поверхности стержней 5 . примыкают к нижней поверхности тог коподводящей шины 3. Соединение токоподводящей шины 3 со стержнями 5 производится двумя расположенными с обеих сторон токоподводящей шины соединительными полосками б, параллельными токоподводящей шине и точ но так же выполненными из титана с покрытием. Соединительные полоски 6 закреплены посредством винтов 7ok и гаек 76 к токоподводящей шине 3. Соединение стержней 4 с соединитель5 ными полосками 6 производится точечной сваркой 8. Для дальнейшего ужесточения анодной структуры со стержнями 5 соединены точечной сваркой несколько поперечных стержней

0 9, выполненных точно также из снабженного покрытием титана. При этом последовательно расположенные попет речные стержни 9 расположены попеременно на одной или другой стороне плоскости расположения стержней 5.

Пример. Стержни 5 имеют длину J,5J равную 1170 мм, в то врем как их ширина В составляет 2 мм, а глубина Т - 12 мм. Расстояние в свету А между двумя соседними стержнями 5 составляет 8 мм. Общая длина LS анодной структуры равна 852 мм. Предусмотрены 82 стержня.

Анод сконструирован для силы ток 600 А соответственно плотности -тока на стороне анода 355 А/м (р). При силе тока 600 А в аноде возникает . ся4ическое падение напряжения лишь около 100 мВ..

Конструкция анода очень жесткая и прочная. Это является результатом не только соединения стержней 5 с токоподводящей шиной 3 посредством соединительных полос.ок 6 и точечной сварки стержней, с этими соединительными полосками 6, но и дополнительного расположения поперечных стержней 9, имеющих диаметр 4 мм. Таким обраэсад, каждый пластинчатый стержень 5 закреплен семью точками свар,ки.

Анод прост по конструкции, относительно дешев в изготовлении вследствие малого количества материала имеет очень большую геометрическую поверхность. Он весит без токоподводящей шины 3 около 12 кг. Суммарная поверхность стержней л., на которые нанесено покрытие, составляет.

включая контакты, около 3 м-. Рабочая поверхность анода, т.е. поверхность, погруженная в электролит, равна приблизительно 2,4 м, что при 600 А дает значение (анодной 5 плотности тока) около 250 А/м% (}. Фактическая физическая анодная плотность тока, являющаяся результатом экстремально большой поверхности покрытия, составляет только 5% значе0 ния 3. Исходя из этого и катёилитической эффективности активных компонентов покрытия, получается постоянное низкое давление кислорода на аноде в течение длительного срока

5 эксплуатации.

Покрытие на поверхности анода, выступающей из ванны, служит для защиты титановых деталей анрда от коррозии,

0 Относительно малая токовая нагрузка медной токоподводйщей шины 3 (около 0,8 А/мм при силе тока 600 А на аноде) делает возможным выполнение новых отверстий За в токоподво5 дящей шине 3 на длине L« 852 мм. На каждое отверстие 6а в соединительной полоске 6 приходится ток. около 33 А. Благодаря этому малому частичному току в зонах контакта и хорошему покрытию контактов падение напряже ния в этих участках остается постоянным в течение длительного срока службы.

АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ, выполненный из титановых, размещенных в одной плоскости параллельно один другому стержней с покрытиями, соединенных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов . -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины, и/или электрически провсдящего нестехиометрического окисла, и/или неблагородного металла, и/или его окисла, и/или их смесей, и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечения приварена поперек стержней, отл-ичагощийс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, отношение суммарной поверхности стержней л к занимаемой всей стержневой структурой поверхности р составляет 6 РдРрг 2, отношение короткой и длинной сторон прямоугольного Ъоперечного сечения стержней 1:

5- Фаг.г

Фиг.