Фильтр-прессный электролизер для электрохимического окисления ксантогената Советский патент 1984 года по МПК C25B9/06 C25B3/00 

1 изобретение относится к электрохимическому синтезу органических веществ и может быть использовано при электрохимическом окислении кса тогената перед флотацией полиметаллических руд. Известен электролизер, состоящий из емкости и пакета электродов, в котором раствор ксантогената, подает ся в верхнюю часть электролизера, а выводится совместно с продуктами ре из нижней части электролизера lj. Недостатком этого электролизера является то, что водород, вьвделивщийся на катоде, поднимается вверх, раствор ксантогената движется вниз и это приводит к повьшению гаэонако пления раствора, снижению электропр водности раствора, пассивации элект родов и снижению выхода по току и степени окисления ксантогената в диксантогенид. Известен электролизер для элект- poxи вдчecкoй обработки водных систем, которой мрдно применять для окисл ния ксантогената. Он состоит также из емкости и электродов, расположен ных в верхней и нижней части корпуса. Исходный раствор ксантогената подается в нижнюю часть электролизе ра, а продукты электролизера выводятся из средней и верхней частей электролизера fzl. Недостатком этого электролизера является то, что диксантогенид, в{4Делившийся на аноде, оседает вннэ, а раствор ксантогената движет ся вверх, что приводш к повышению концентрации .-щксантогенида в раствсфе, снижению выхода по току окисл ния ксаятогената в диксантогенид и стёйени окисления ксантогената. Известен также фильтрпрессный электролизер для электрохимического окислейия ксантогената, содержащий электроды с отверстиями в верхней и ншсней частях, концевые плиты в одной из которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, а в другой в верхней части патрубок для вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в казвдое межэлектродное пространство. Исходный раствор подают в нижний патрубок, с помощью распределитель42ной трубы равномерно распределяют в каждое межэлектродное пространство., Раствор реагента протекает в меж- . электродном пространстве снизу вверх, где под действием постоянного электрического тока образуется анодный продукт реакции - диксантогенид и катодньй продукт реакции - водород, которые выводятся совместно в верхний патрубок через отверстия электрода 3J . Недостатком известного электролизера является то, чТо при движении раствора в межэлектродном пространстве снизу вверх повышается концентраufia диксантогенида, а это приводит к снижению выхода по току окисления ксантогената в диксантогенид и снижению окисления ксантогената. Цель изобретения - повьшение выхода по току окисления ксантогената. Поставленная цель достигается тем, что фильтр-прессный электролизер для электрохимического окисления ксантогената, содержаир й электроды с отверстиями в верхней и нижней частях, концевые плиты, в одной из которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, а в другой в верхней части - патрубок для вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство,, дополнительно снабжен патрубком установленным в нижней части концевой плиты с патрубком для вывода продук тов реакции, при этом в центре каждого из электродов дополнительно выполнены отверстия, через которые пропущена распределительная труба. В результате такой конструкции электролизера возможно осуществить ввод исходного раствора ксантогената в среднюю часть каждого межэлектродного пространства и раздельный вывод продуктов реакции. Это обеспечивает такую 191ркуляцию раствора в межэлектродном простран- стве, при которой в прианодном образовавшийся диксантогенид оседает вниз, а в прикатрдном слое выделившиеся пузырьки водорода вспльшаюг вверх. Благодаря этому происходит эффективный вывод продуктов реакции из межэлектродного пространства, которьй позволяет

повысить выход по току диксанто 0нида.

На фиг. 1 изображен фильтр-прессный электролизер, разрез; на фиг. 2 - то же, общий вид.

Электролизер состоит из никелевых з лектродов 1 и 2, стянутых между собой в фильтр-пресс с помощью концевых плит 3 и.4 и изолированных друг от друга прокладками 5. В каждомю

из электродов в верхней и нижней части имеются отверстия 6 и 7, а в геометрическом центре через все электроды проходит распределительная труба 8, имеющая в каждом межэлектродном пространстве отверстия 9, В верхней и нижней части концевой плиты установлены патрубки 10 и 11 для вывода продуктов реакции. Нижний- патрубок 11 снабжен регул1фовочным вентилем 12, а к верхнему подключен ротаметр 13. Патрубок 14 служит для ввода исходного раствора ксантогената. Прокладка 15 обеспечивает изоляцию концевых плит от элект родов.

Электролизер работает следующим i образ.ом.Раствор ксантогената подают в патрубок 14 и с помощью распределител НОЙ трубы 8 и отверстий 9 равномерно направляют в каждое межэлектродное пространство. Под действием постоянного электрического тока на анодной стороне электродов 1 образуется диксантогенид, а на катоднойводород. Суспензию водорода выводят в верхней части электролизера через отверстия 6 в электродах и патрубок 10. Эмульсию диксантогенида выводят в нижней части электролизера через отверстия 7 и патрубок 11. При этом с помощью вентиля 12 устанавливают определенный выход эмульсии диксантогенида из патрубка 11. Проводится электрохимическое окис ление бутилового ксантогената калия в габораторных условиях в предлагаемом электролизере фильтр-прессного типа, имеющем площадь анода 0,12 м Параметры электрохимического окис ления: Концентрация ксантогената40 г/л Расход ксантогената 10 л/час Оптимальная степень окисления5%

Сила токаА,5 А

Плотность тока37,5 А/м

Температура20С

Исходный раствор ксантогената подают в среднюю часть межэлектродных пространств через патрубок 14. С помощью вентиля 12 по показаниям ротаметра 13 устанавливают необходимый Lвьшрд анодного продукта в об.% от

зер ксантогената. При расходе ксантогената Q 10 л/час расходы Q по показаниям ротаметра и Q Qсоответствуют значениям, приведенным в табл. 1, характеризующей влияние вывода продуктов реакции из электролизера на степень окисления ксантогената.

Установив определенный процент вывода раствора ксантогената из патрубка 11, подают напряжение на электроды 2 и пропускают постоянный ток, рассчитанный по закону Фарадея, равный 4,5 А. Через определенный интервал времени отбирают пробы электроокислительного ксантогената, в котором определяют концентрацию ди ссантогенида экстракционно-весовым методом и рассчитывают степень окископичества поступающего в электролиления oi и выход-по току А. Часть раствора направляется на флотацию )ономинерапов галенита в трубке Халимонда. Флотируется навеска минерала весом 1 г,, класса крупности 0,16-0,1 мм с концентрацией ксантогената 0,25 мг/л. Результаты опытов по электроокислению ксантогената и флотации галенита приведены в табл. 2. При выводе анодного продукта из электролизера в пределах 10-90 об.% достигнуты устойчивые показатели по степени окисления ct , выходу по току А и извлечению Е. При уменьщении вывода продуктов реакции ниже 10% наблюдается снижение показателей процесса электроокисления ci и А, а также снижается и извлечение Е. В известном же случае (опыты 1 и 7 в табл.1), когда анодные и катодные продукты выводятся совместно, наблюдается снижение выхода по току, степени окисления и извлечения галенита. Промышленные испытания по.электрохимическому окислению ксантогената проводятся при флотации свинцовоцинковой руды. Промьгашенный образец фильтр-npecdHoro электролизера

5.

(фиг.2) состоит из 20 биполярных никеяевых электродов с общей площад:6ю анодов 0,625 м . Исходный раст вор ксантогената с помощью реагентного питателя ДПР подается в патрубок 14, обработанный раствор ксантогената вькодит из патрубков 11 и Ю, при этом количество выходящего раствора из нижнего патрубка устанавливается равным 50% от исходного раствора и в процессе работы допускаются отклонения от 10 до 90% от количества входящего раствора. В электролизере фильтр-прессного типа при совместном выводе анодных и катодных продуктов (Q в 0), которые проводятся в аналогичных условиях.

Результаты испытаний электрохимии ческого окисления ксантогената при306246

веденые в табл.3 показали, что г в течение 30 сут непрерьгоной работы предлагаемого электролизера степень окисления об стабильно поддерживается 5 на ypoBrie 5%, выход по току составляет 70%, тогда как в известном электролизере, который испытывается в аналогичных условиях, степень окисления об и выход по току А снижаются приблизительно в 3 раза (табл.3),

Таким образом, использование предлагаемого электролизера позволяет повысить выход по току окисления .ксантогената в диксантогенид и, тем самым, увеличить степень извлечения свинца серебра и висмута при флотации свинцово - цинковой РУДЫ.

Таблица 1

ФИЛЬТР-ПРЁССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИ11ИЧЕСКОГО. ОКИСЛЕШЯ КСАНТОГЕНАТА, содержащий электроды с oтвepcтия аI в верхней и нижней частях, концевые плиты, вЪдной из которых установлен патрубок для ввода раствора ксантогената, a в другой верхней части -х патрубок датя вывода продуктов реакции, распределительную трубу с отверстиями для ввода раствора ксантогената в каждое межэлектродное пространство, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току, электролизер дополнительно снабжен патрубком, установленным в нижней части концевой плиты с патрубком для вывода продуктов реакции, при этом 9 в центре каждого из электродов дополнительно выполнены отверстия, через которые пропущена распределительная труба.

О

10,0

9

9

10 9,0

50

5,0

90 1,0

91 0,9

100 О

1,6 2,6 4,9 5,0 5,0 1,7 1,7

- О

(М

- в

s

О 00

«П оо

ео 00 г

40

о

го

«л

ш

(Ч

«

- -

о

см

о

00

со

оо

о «о

м .

«м «о

Ю «П

- со sr

« со «м м

- чг

S г:

00

г

о

1Л

5

in

00

чр

. «

ч го со

st -

3

-

со 00

09

ЧО

чО

со

8

Ш чО

со

in

«л.

о «/ - г

(М

го

о f

.

ш

ш ов

00

со -00

ш со «о

sf

и S

и

- . ю

чС Р «

sr о го

f

чО г

S

со - 00

со чО

s; S

IS.

и

in

ш

сч

Г 40

«

sr « «.

0 40

-

40

40

00оо

го

s

Ok

«П

сч

г 00

40

-

in

ш- о о . г см со

««ч

г

04

«

«о

г« d

tt

г

.

f

г

г г.

г

«ч - «п

«о

о

п

ю Оч

о

(М fM ем

го

fO

со

(О

I

«л см

«п

в

о

ш

sf г

о

го

fO

г

г.

г

о m

се ( г

м

«N

о

о «м

го

« го

«м см

г.

N

to

го

«

«ч

«S во

г

-

«о

Г4

Г4 ем rsl

го

чО

оо

-

1Л

чО

sr

го

е- «о

г г г

1

1Л

- ш

о го

го

о

см

Оч

в «м

Sf (О

м ч

п

- Ok

1А

г.

г

«k

ib

«

(Ч

гм

см - го

см

го «с

00

о

to in

чО г

чО (

40

.г r гх

f

о

го

г

о

со

чО

о

со

П

sr

«о

го го

го

«

CV

- о

40 (Ч

st со

со

см о

го

о

00 г

S

S

00 со

S

со ео

S

00

00 -

со «ГЧ 40

S

сч

«

сч sr 40 0

40

40

о

о

Оч

оо

о «-/W in

«П

-

in егч

«- о

(Ч

00

со г

со 00

г оо

. Г

S со 00

со 00

со

- со -

о

го 40

«ч

сч

еч

го

CS

40

40

40

40

40

40

о п

Оч

ОЧ

04

Оч

со

, -

«П

S

40 ОЧ

г- fr

ОЧ

00

h 00

40

г

s

г 00

г со

00

-

сч

С4

со

0 40

со

40

40

40

40

40

о in

о in

Оч

о ОЧin «П - sr

«

о

о

8

s

о г

о ш

ЧО

О4

Фиг. I