Электролизер для электрохимической обработки водных систем Советский патент 1984 года по МПК C25B9/06 B03D1/00 

Изобретение относится к электрохимической обработке водных систем, в частности технической воды, ра створов, эмульсий, суспензии и может быть применено при флотационном (Обогащении руд цветных металлов и горно-химического сьфья.

По основному авт.св. № 376114 известен электролизер для электрохимическсй обработки водных систем, содержащий корпус, электроды, расположенные вертикально в верхней и нижней частях корпуса и патрубок для разделения анодных и катодных продуктов, установленный между электродами. В электролизере раствор окисляется на аноде за счет вьщеляющегося кислорода и путем непосредственного протекания электрохимических реакций на аноде. Восстановление на катоде, происходит за счет вьщеляющегося водорода и протекания электрохимических реакций на катоде Ш

Недостатком данной конструкции является то, что патрубок, установленный между рабочим и вспомогательным электродами, вьшолняет роль биполярного электрода, который работает следующим образом.

Под действием электрического поля анионы перемещаются к биполярному электроду и разряжаются на нем, а высвободившиеся при этом электроны проходят через электрод и инициируют катодную реакций на противоположной поверхности.

Таким образом, в данном электролизере на аноде происходит электроокисление раствора, а при подходе к патрубку он восстанавливается на стороне патрубка, обращенной к аноду и работающей как катод за счет вьщеляющегося водорода и непосредствен ной отдачи электронов, т.е. происходит перезарядка обрабатываемого раст вора, что приводит к снижению эффективности основного процесса. I

Цель изобретения - повьпаение эффективности электрохимической обработки за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала среды.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизе для электрохимическо обработки водных систем электроды в ниж ней части электрически соединены с патрубком и сторона патрубка,обращенная к электродам,размещеннь м в верхней части

дополнительно снабжена покрытием из диэлектрического материала.

На фиг.1 изображен электролизер, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Электролизер содержит корпус 1, электрод (катод) 2, электрод (анод) 3, патрубок 4 для разделения анодных и катодных продуктов, подсоединенный к токоподводящему устройству и изолированный диэлектриком 5 входного патрубка 6, сливного патрубка 7, выходного патрубка 8, крьщ1ки с вентиляционным отверстием 9, токоподводящего устройства 10.

Электролизер работает следующим образом.

Обрабатываемый раствор поступает в электролизер через входной патрубок 6. После зайолнения электролизера раствором через токоподводящее устройство 10 на электроды 2 и 3 и патрубок 4 подают напряжение и последовательно открывают патрубки 8 и 7 для вывода продуктов обработки. При электровосстановлении водного раствора на катоде 2 происходит восстановление за счет вьщеляющегося водорода и путем непосредственного протекания электрохимических реакций на катоде.

Восстановленньй водный раствор проходит через патрубок 4 для разделения анодных и катодных продуктов, в котором происходит дополнительное электровосстановление вьзделяющимся водородом и путем непосредственного протекания реакций элёктровосстановления в патрубке за счет того, что патрубок подсоединен к токоподводящему устройству одного знака потенциала с рабочим электродом.

Выход продукта через патрубок 8 определяется условиями технологичес- кого процесса при соблюдении общего режима 0 0, где 0, 0 технологические потоки, проходящие, соответственно, через входной, сливной и выходной патрубки 6,7 и 8.Для осуществления работы электролизера поток О не должен быть равным нулю.

Предлагаемое устройство испытано в лабораторных условиях института .ДжезказганНИПИцветмет в процессе электрохимического восстановления оборотной воды Джезказганской обогатительной фабрики. Процесс электровосстановпения оборотной воды осуществляется при соотношении поверхностей катода 2, анода 3 и патрубка 4, соединенного с катодом, равном 2:1:0,5. Электроды изготовлены из нержавеющей стали. По результатам лабораторных данных , приведенных в таблице можно сделать вывод, чт.о в предлагаемом электролизере при одних и тех же электрических параметрах достигаетс получение электровосстановленной во ды с более отрицательной величиной окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) -155-170 мВ, тогда как в известном электролизере получается -100 мВ. В прототипе патрубок для разделе ния анодных и катодных продуктов тоже вьшолняет работу электрода, но только биполярного. В данном водный раствор, обрабатьшаясь в зон раЬочегр электрода, в дальнейшем проходит через патрубок 4 и частичн разряжается, так как сторона патруб ка, обращенная к рабочему электроду заряжена знаком, противоположном знаку рабочего электрода. Таким образом, водный раствор после обработ ки в зоне рабочего электрода с опре деленными, физико-химическими свойствами (,в качестве контролируемого раметра выбран ОВП) проходит вдоль патрубка 4 со стороны, обращенной к электроду 2, естественно, заряженной на противоположный знак, и частично разряжается, т.е. полученные физикохимические свойства раствором в зоне рабочего электрода утрачивают приобретенные значения в патрубке 4 (значения ОВП), т.е. происходит дезактивация. . В предлагаемом устройстве, т.е.. когда патрубок 4 подсоединен к элек троду 2, воднь1й раствор, обрабатываясь в зоне рабочего электрода и получая определенные физико-химические свойства, проходит через патрубок 4, заряжаясб дополнительно. Использование предлагаемого электролизера позволяет устранить перезарядку обрабатьшаемого раствора при прохождении его через патрубок для разделения анодных и катодных продуктов за счет подсоединения патрубка к токоподводящему устройству одного знака потенциала с рабочим электродом, повысив тем самым эффективность электрохимической обработки. Использование при флотации продукта электрохимической обработки предлагаемого электролизера, имеющего больший, например, отрицательный, окислительно-восстановительный потенциал, позволяет снизить расход реагентов-восстановителей.

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ СИСТЕМ по авт.св. № 376114, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности электрохимической обработки за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала среды, электроды в нижней части электрически соединены с патрубком и сторона патрубка, обращенная к электродам, размещенным в верхней части, дополнительно снабжена покрытием из диэлектрического материала. (Л эо ;о т 00

+230

2,0

Прототип

Предлагае-100

+560

-700

+780