Устройство для регенерации электролитов Советский патент 1992 года по МПК C25D21/16 C25D17/12 

Изобретение относится к оборудоваию для регенерации электролитов, в частости к конструкциям анодно-катодных стройств, и может быть использовано для лектрохимической регенерации отрабо- -5 анных электролитов, например злектроли- ов хромирования.

Целью изобретения является повышение производительности при одновременном увеличении степени извлечения железа 10 и снижении энергозатрат.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Устройство содержит полый цилиндрический катод 1, выполненный в виде верти- 15 кальных стальных пластин, закрепленных равномерно по периферии между основаниями 2 и 3, полый цилиндрический анод 4 из свинцового сплава и полупроницаемую диафрагму 5 из термоусаженной полихлорви- 20 ниловой ткани, Диафрагма 5 выполнена цилиндрической и приклеена к дну 6 из оргстекла. Для повышения жесткости диафрагмы 6 к верхнему ее срезу приклеено опорное кольцо 7 из оргстекла. Анод 4 жес- 25 тко скреплен внизу с дном 6 и расположен внутри диафрагмы 5 концентрично. Диафрагма 5 размещена внутри катода 1 концентрично ему и закреплена в этом положении путем установки верхней центрирующей 30 пластины 8 из оргстекла на токоподводя- щие вертикальные шины 9 катода 1. Центрирующая пластина 8 прямоугольная с центральным круглым отверстием для анода 4.35

Основания 2 и 3 выполнены в виде стальных обручей, к которым прикреплены пластины катода 1. Кверхнему основанию 2 приварены медные шины 9 с крюками 10 для установки катода 1 на катодные штанги 40 ванны регенерации (не показаны).

Анод 4 изготовлен из стальной трубы, закрытой с обеих концов стальными пробками 11, причем наружная поверхность анода 4 покрыта слоем сплава (свинца 87-89 %, 45 олова 8-10%, сурьмы 3-5%) толщиной 6-8 мм. К верхней пробке 11 приварена медная вилка 12 для подключения к анодной штанге ванны регенерации через колебательный зажим (не показаны), Размеры, число сталь- 50 ных пластин, составляющих катод 1, и размеры анода 4 выбраны так, чтобы обеспечить отношения площадей анода 4 и катода 1 в пределах 0,3-0,45, при этом межэлектродное расстояние предпочтительно 55 70-90 мм.

Найденные соотношения электродов позво- ляют исключить осаждение хрома на катоде и приводят к интенсивному накоплению трехвалентного хрома в электролите. В итоге

происходит быстрое снижение кислотности электролита, ускоряется выпадение осадка гидроокиси железа, т.е. создаются условия для эффективной регенерации электролита.

Устройство работает следующим образом.

Пластинчатые катоды 1 устанавливают на токоподводящие штанги (не показаны) свободной ванны регенерации, а аноды 4 с полупроницаемыми диафрагмами 5 опускают на дно ванны регенерации, предварительно установив их внутри катодов 1 концентрично катодам. На шины 9 катода устанавливают верхние центрирующие пластины 8 для обеспечения соосности анода и катода. К анодам 4 подключают гибкие кабельные усы (не показаны). В диафрагмы 5 заливают разбавленный водный раствор отработанного электролита, например, с содержанием хромового ангидрида 20-50 г/л до уровня опорного кольца 7.

Заполняют ванну регенерации отработанным электролитом из ванны хромирования до уровня раствор а в диафрагме 5.

Включают выпрямитель (не показан) и регенерацию ведут при 20-55°С, напряже- нии постоянного тока 8-12 В, пропуская ток 160-200 А на 10 л раствора в течение 600- 900 мин. В процессе электролиза корректируют уровень электролита в ванне регенерации и диафрагме 5, доливая воду до опорного кольца 7 диафрагм 5. По достижении концентрации хромового ангидрида в электролите диафрагм 220-250 г/л его удаляют из диафрагмы 5, перекачивая в промежуточную ванну либо используя для хромирования, Содержание вредных примесей в этом электролите: железа трехвалентного 1-2 г/л, хрома трехвалентного 0-1 г/л.

Электролиз продолжают аналогично до концентрации трехвалентного железа в ванне регенерации 2-4 г/л. Суммарная продолжительность процесса регенерации до 80ч.

По окончании регенерации выключают выпрямитель ванны регенерации, отключают кабельные усы от анодов 4. Выгружают технологическую оснастку (аноды с диафрагмами, катоды) и промывают ее водой над ванной регенерации. Электролиту в ванне регенерации дают отстояться 6-8 ч. сливают через фильтр во вспомогательную емкость и используют для заправки диафрагмы 5 вместо разбавленного раствора отработанного электролита. Ванну регенерации очищают от осадка, промывают водой.

Конструктивные особенности устройства (в частности, при выполнении устройства с диаметрами: дилфругмы 100-200 мм, анода 45-83 мм, катода 150-320 мм) позволяют сократить процесс регенерации с 330 ч до 70-80 ч.

Формула изобретения Устройство для регенерации электролитов, содержащее цилиндрические анод и катод, выполненный в виде пластин, закрепленных равномерно по периферии между двумя основаниями, отличающееся тем, что с целью повышения производительности при одновременном увеличении степени извлечения железа и снижении энергозатрат, оно снабжено полупроницаемой диафрагмой, выполненной в виде цилиндра из термоусаженной поли0

5

хлорвиниловой ткани, при этом цилиндрический анод установлен концентрично внутри диафрагмы, при этом отношение площадей анода и катода 0.30-0.45, а отношения между диаметрами диафрагмы, анода и катода определяются по формуле

Da (2,2...2,4)Da;

Dk (1,5... 1,6)Dg.

n 3.14Dk/1,5b. где Dg - диаметр диафрагмы;

Da - диаметр анода;

Dk - диаметр катода;

п - количество пластин катода;

b - ширина пластин катода при коэффициенте -1,5, учитывающем суммарную относительную ширину пластины со щелью.

Изобретение относится к оборудованию для регенерации электролитов и может быть использовано для регенерации отработанных электролитов хромирования. Цель - повышение производительности при одновременном увеличении степени извлечения железа и снижение энергозатрат. Диафрагму 5 с анодом 4 проверяют на исправность (целостность) путем заполнения их водой и устанавливают на дно ванны регенерации внутрь катодов 1 концентрично последним. На анод 4 и катод 1 .одевают верхние центрирующие пластины 8 для обеспечения соосности анода 4 относительно катода 1. Подключают аноды к источнику тока и заливают в диафрагму 5 разбавленный водой отработанный электролит с содержанием хромового ангидрида 30 г/л до уровня опорного кольца 7. Включают источник тока. Регенерацию ведут при температуре от 20 до 55°С, напряжении постоянного тока 12 В, пропуская ток 1900-2000 А в течение 8ч. В процессе электролиза корректируют путем добавления воды уровень электролита в ванне и диафрагме 5, доливая ее до опорного кольца 7 2 ил. СЛ С 2 Урвем злешпроаипа СА) СЛ -«А

Фиг. 2