Устройство для электрохимической регенерации окисленного электролита железнения Советский патент 1989 года по МПК C25D21/18 

(Л

3150266

лом 6.и.установленные на валу А крестообразно. Растворимые аноды 8, выполненные в виде сегментов, закреплены также на валу 4 между катода- ми 5 по винтовой линии, что обеспечивает при вращении вала 4 принудительную циркуляцию электролита во всем регенерируемом электролите, позволяя регулировать массоперенос в 10

межзлектродном пространстве и межпо- ровом пространстве катода 5. Конструктивные особенности устройства обеспечивают интенсификацию процесса регенерации электролита и возможность использования в действующих производствах без спрциалыюго переоборудования рабочих ванн. 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки , в частности, к устройствам регенерации окисленных электролитов железнения. Цель изобретения - повышение эффективности регенерации и упрощение конструкции за счет обеспечения сочетания химического и электрохимического процессов. Приводят во вращение вал 4, на котором закреплены катоды 5, выполненные в виде рамок с токопроводным углеродным материалом 6 и установленные на валу 4 крестообразно. Растворимые аноды 8, выполненные в виде сегментов, закреплены также на валу 4 между катодами 5 по винтовой линии, что обеспечивает при вращении вала 4 принудительную циркуляцию электролита во всем регенерируемом электролите, позволяя регулировать массоперенос в межэлектродном пространстве и межпоровом пространстве катода 5. Конструктивные особенности устройства обеспечивают интенсификацию процесса регенерации электролита и возможность использования в действующих производствах без специального переоборудования рабочих ванн. 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки, в частности к устройствам регене рации окисленных электролитов желез- нения.

Цель изобретения - повышение эффективности регенерации и упрощение конструкции путем обеспечения сочетания химического и электрохимического процессов.

На фиг.1 представлено предлагаемо устройство, общий вид; на фиг.2 - электродный блок, разрез; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.2.

Устройство состоит из вертикального неподвижного цилиндра 1, внутри которого в направляющих 2 и втулках 3 установлен вал 4. На валу 4, под углом к его образу101чей, крестообразно смонтированы катоды 5, выполнен ные в виде рамок с токопроводным углеродным материалом 6 и электрически соединенные со скользящей контактной системой 7. Растворимые аноды 8 выполнены в виде сегментов, установлены на валу 4 между катодами 5 по винтовой линии и электрически связаны со скользящей контактной системой 7. Контактная система 7 установ- лена на вертикальном Ba;iy 4, выполненном с изоотяциоиным слоем 9, отделяющим контактную систему 7 от то- косъемной втулки 10 и втулок 11 и 12, обеспечивающих фиксацию и токоцо вод к катодам 5. Втулка 12 выполнена съемной для удобства монтажа - демонтажа катодов Ь. Крепление анодов 8 на валу 4 осупшствлено посредством Т-образных косых нескнозных пазов 13 расположенных через 90 . Фиксация цилиндра 1 относительно , (не по-- казана) осуществлена посредством крючков 14. Нал 4 кинематически свя5

0

5

0

0 5 о 5

зан с регул.ируемым электг оцринодом (не ппкапан), усгаковленньм в верхней части.

Устройство работает следующим образом.

Посредством электропривода регулируют ск орость вра1цения вала 4, на котором закреплены катоды 5 и аноды 8. Наклонное расположение като- доь 5 по отнощению к вращающемуся ва - лу 4 обеспечивает гидродинамические условия протока электролита как в горизонтальной плоскости через поры катодов 5, так и по скольтлщеГ направляющей, обусловленной уг лом наклона катодов 5, Такое расположение пористых катодоп 5 обеспечивает спира-че- образный характер протекания электролита, ограниченного цилиндром устройства. Нри этом жидкость поступившая вовнутрь устройства, может быть многократно пропущена через поры катода 5, прежде чем будет вынесена из обрабатываемого объема и заменена новой порцией электролита. Тем самым обеспечивается принудительная циркуляция электролита во всем объеме рабочей ванны в зависимости от направления вращения или наклона электродов - снизу вверх или сверху вниз.

Винтовое расположение сег ментооб- разных анодов 8 дополнительно обеспечивает такую направленность протока жидкости, что усиливает в условиях вращения проток электролита через поры катода 5, выполняя также функции направляющих. Путем регулирования ci COpocTH вращения можно изменять массопереиос в межэлектроцном пространс1ве и межпоровом просчранст- не катода Ь за счет повьичения тур- булизации потока элекч рсмшта, и ген самым интенс:ифицироват1, электродные процессы.

кого тока через систему 7 скользящих контактов на объемно-пористые катоды 5.выполненные из волокнистого углеродного материала 6, и аноды 8, на поверхности и в порах катода 5 начинает протекать восстановление ионов Fe до Fe , При этом процесс идет при низких плотностях тока в ин тервале потенциалов + 0,6 до -0,4 В, когда еще не происходит интенсивного выделения водорода и катодного осаждения металлического железа. В пределах потенциалов от -0,6 до О В про-

текает только ощ .а электрохимическая

„л- ,, i-tреакция - переход fe - te с выходом по току близким к U)U%. При потенциалах от О до -0,4 В наряду с основным процессом начинается параллельная реакция вьщеления водорода. При этом атомарный водород в момент своего образования является дополнительным восстанавливакичим агентом по отношению к ионам Fe , что приводит к повышению выхода по току целевой реакции Fe до 100%. При сдвиге потенциала в более электроотрицательную область (выче -0,4 В) наряду с первыми реакциями начинает протекать третья - восстановО i.о

ление Fe - Fe с образованием на поверхности пористого электрода губчатого легкорастворяющегося осадка металлического железа. В этом случае процесс может проводиться с использованием импульсного тока с регулируемой частотой импульсов, что позволяет подобрать величину паузы тока, в течение которой появление

т-

ионов Fe и уменьшение концентрации Fe может быть связано с рядом процессов: непосредственным образованием ионов Fe в результате химического растворения металлического железа в сильнокислой среде, находящегося в активной губчатой форме; с выделением атомарного водорода при химическом взаимодействии железа с кислотой в электролите; с нестабильностью ионов Fe в присутствии системы Fe /Fe и стремлением ионов для достижения термодинамически равновесного состояния; с выделением из кристаллической решетки железа атмарного водорода, захваченного в момент электрокристаллизации осадка, который является сильным восстановителем.

ных реакЩ1Й приводит к образованию ионов Fe и позволяет обеспечить высокую эффективность регенерации электролита железнения, содержащего повышенные концентрации примеси ионов Fe .

Конструктивные особенности устройства обеспечивают возможность изготовления цилиндра I из малоуглеродистой стали или позволяет вовнутрь неметаллического корпуса вставлять стальной цилиндр вплотную к наружному. В этом случае наряду с электрохимическими процессами на поверхности вставного железного корпуса протекают химические процессы по указанным реакциям, приводящие к дополнительному восстановлению ионов Fe до Fe . Эти процессы ускоряются в условиях турбулизации протока электролита при вращении электродной системы в данном устройстве.

Аноды 8 в виде сегментов могут быть изготовлены из железа-Армко, стали 3 или другой малоуглеродистой стали и являются съемными и легкозаменяемыми. В связи с тем, что процесс идет при низких плотностях тока в условиях турбулизации протока, анодное растворение происходит в активной области потенциалов с выделением

rj I

ионов Fe .

5

5

0

0

Конструктивные особенности устройства обеспечивают компактность устройства, помещаемого непосредственно в рабочую ванну; удобство эксплуатации и простоту монтажа и демонтажа; интенсификацию процесса регенерации электролита за счет сочетания химических и электрохимических процессов беэреагентность технологии реакции; возможность использования в действующих производствах без специального переоборудования гальванических ванн; снижение непроизводительных потерь времени на разовую проработку электролита перед рабочим циклом; возможность установки и перемещения устройства на любом участке гальванической ванны, не мещающих ее рабо е; улучшение качества покрытия иви/iy высо- кой зсЗ фективности восстановления

ионов Fe до Fe в Пнстроокисляющих- ся электролитах железнения и предотвращения включаемости в состав осадков ионов и гидроксидов железа (III).

Формула изобретения

Устройство для элек грс химической регенерации окис::енног о электролитя железнения, содержасчее размещенный в электродный блок с растворимым анодами и обг;емно-пор стыми катодами, отличающееся тем, что, с целью повьшдения эффективности регенерации и упрощения конструкции путем обеспечения сочетания химического и jjidKTpcxuMH tecKoro цроцгнч .он , электродный блок выполнен в виде вертикального неподвижного цилиндра с валом, установленным по оси цилиндра с возможностью вращения, при этом катоды выполнены в виде рамок и закреплены на валу крестообразно и под углом к образую1чей вала, а аноды выполнены в виде сегментов и установлены на валу между рамками по винтовой линии.

/4 -/1

Bi idSno8ep(mo

i:;b

; ifTi

uJ-I