Устройство для электрохимического получения порошка Советский патент 1986 года по МПК B22F9/24 C25C5/02 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности х уст- ройствям ;шя электрохимического получения порошка из сточных вод, и може быть использовано для иэйлечеиия се- ребра из отработанных фиксируюищх растворов и промывных вод.

Цель изобретения - повышение скорости обработки металлосодержящих растворов.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение.

Устройство для электрохимического получения порошка состоит из электропроводного корпуса 1, двухрядного стержневого барабана 2, состоящего из торцовых стенок 3, скрепленных стяжками 4, которые содержат кони- ческие стержни 5 и между которыми расположены стержни внешнего 6 и внутреннего 7 рядов, анода 8, сборника порошка серебра, выполненного в виде съемного стакана 9 с запираю- 1ЦИМ KJianaHOM 10, упоров 11, служаоуих для принудительного проворачивания стержней внешнего ряда 6, привода 12, осуществляющего вращение стержневого барабана 2, насоса 13, осу- ществляющего циркуляцию раствора через неэлектропроводный корпус 1, узла 1А токоподвода и катодному барабану, распрелелителя 15 потока, трубопровода 16, рычага 17, предна- значенного для поддержания контакта узла 14 токоподвода, перегородок 18, управляющих потоком и позволяющих отделять скалываемые частицы порошка. При этом стержни внешнего ряда 6 установлены по окружности диаметром D , в 15-100 раз превышающим диаметр (d) электродных тел, стержни внутреннего ряда 7 - по окружности диаметром D, равным (0,5- 0,75) D,, а диаметр стержней равен 1,5-2 диаметра электродных тел,

Устройство работает следующим образом.

Привод 12, включающий асинхрон- ньй двигатель и приводной вал, посредством клиноременной передачи (вал и передача не обозначены) обеспечивает вращение двухрядного стержневого барабана 2 с подвижными элек- тродными телами (не обозначены) вокруг горизонтальной оси. С помощью центробежного насоса 13, части которого выполнены из неметаллических материалов, через трубопровод 16 и распределитель 15 потока, выполненный п виде перфорированной трубы, расположенной в нижней части неэлектродного корпуса 1 параллельно оси стержнего барабана 2, осуществляется принудительный поток электролита через корпус 1. За счет высокой токовой нагрузки (до 100 А) происходит быстрое осаж,г;ение металлического порошка на электродные тела и стержни рядов 6 и 7.

Вследствие низкой поверхностной плотности тока, обусловленной нали чием сильно развитой поверхности катода (электродных тел), а также интенсивной циркуляции раствора обеспечивается извлечение металла до низких остаточных концентраций. Вследствие интенсивного гидродинамического режима, создаваемого за счет вращения стержнего барабана 2 и постоянного перемещения электродных тел, происходит интенсивное скалывание осажденного порошка как с катодных стержней рядов 6, так и с электродных тел. Скалываемый осадок под действием силы тяжести и потоком раствора увлекается в спокойную зону в нижней части корпуса 1, отделяется от потока при помощи перегородок 18 и собирается в съемном стакане 9 сборника порошка. При этом запирающий клапан 10 занимает верхнее положение, при котором между его нижними кромками с уплотнением и днищем корпуса 1 устройства остается зазор, через который в съемный стакан 9 проникают частицы металла. Выгрузка осадка производится без остановки процесса электролиза, для чего С7земный стакан 9 вынимается через нижнее отверстие сборника, при этом запирающий клапан 10 опускается и перекрывает верхнее отверстие (не обозначено) сборника,

При этом соотношения диаметров стержней рядов 6 и 7 и электродных тел определяют работоспособность барабана 2. Минимальный диаметр стержней d, , равньш 1,5 диаметра (d) электродных тел, определяется условиями их прочности и эффективностью захвата электродных тел в процессе вращения барабана. Выход за этот предел сопровождается ухудшением условий скалывания осадка и снижением скорости обработки растворов

При d( 2d уменьшается подвижность электродных тел относительно друг друга и ухудшаются условия их захвата в процессе пересыпания, что уменьшает интенсивность скалывания осадка и ведет к снижению скорости обработки растворов.

Отношение D,/d определяется условием динамики пересыпания электродных тел и влияния ее на интенсивность скалывания осадка серебра. При

D//d

15 уменьшается подвижность

электродных тел внутри барабана,что затрудняет их соударения, ухудшая скалывание, и снижает скорость обработки растворов. В случае D,/d 100 ухудшается скалывание осажденного серебра из-за уменьшения силЫ взаимных соударений электродных тел между собой и со стержнями барабана, вызванного гидродинамическим торможением.

Отношение Dj/D - (0,5-0,75) определяет условия интенсивного скалывания осадка с электродных тел и стержней внутреннего ряда в центральной зоне барабана.

o

5

0

5

При отношении П,/D 0,5 стержни внутреннего ряда недостаточно глубоко погружаются в массив электродных тел и не способствуют интенсивному перемешиванию последних, что ухудшает скалывание осадка и снижает скорость обработки раствора.

Отношение , 0,75 создает зону малоподвижных электродных тел в центральной части барабана и затрудняет скалывание осадка в периферических слоях электродных тел, снижая скорость обработки растворов.

Результаты предлагаемого устройства, имеющего размеры катодного барабана, равные Djap- 300 мм и L,ap 400 мм, в сравнении с техническими характеристиками прототипа представлены в таблице.

Опробирование проводят при извлечении серебра из фиксирующего раствора с начальной концентрацией металла, равной 1,5 гул. Объем корпуса составляет 100 л, диаметр (d) электродных тел - 15 мм, коэффициент заполнения телами объема барабана равен 0,7. Токовая нагрузка во всех опытах составляет 100 А.

Фиг.2