Электролизер для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, с растворимым взвешенным анодом Советский патент 1992 года по МПК C25C7/00 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, электролизом.

Известен электролизер для обеднения отработанных электролитов, содержащих цветные металлы, и рафинирования меди, включающий емкость, насыпные анод и катод, диафрагму, разделяющую анодное и катодное пространства, токоподводы, ложное дно с отверстиями для прокачки электролита, разгрузочное устройство.

Однако данный электролизер не обеспечивает разделения и комплексного извлечения растворенных в электролите металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электролизер УЛ для электрохимического анодного растворения металлических отходов, (стружки и т.п.) представляющий собой реакционную емкость с цилиндрическими катодом и анодом, разделенными диафрагмой, и рабочим органом, жестко связанным с виброприводом. Электролизер снабжен

XI

со vj

О

ю

GJ

также загрузочнмм и разгрузочным устройствами.

Однако мзчестный электролизер не может обеспечить высокую степень разделения благородных и неблагородных металлов, которые имеют близкие электродные потенциалы. Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию, связанную с использованием вибротехники

Цель и обретения - создание электролизера, обеспечивающего повышение степени разделения благородных и небла- юродных металлов из сплавов, упрощение конструкции члекгролизера, повышение извлечения благородных металлов,

Поставленная цель догпшается тем, что в электролизере для рафинирования металлических отходов, содержащих благородные металлы, включающем реакционную емкое 1Ь, цилиндрический кагод, верхний анодный и котодныйтокоподводы, диафрагму, разделяющую катодное и анодное пространства, накопитель с разгрузочным узлом, агитатор взвешенного слоя с рабочим органом в реакционной зоне анод расположен в центре катодного пространства, чнодныйтокопочвод выполнен в виде монолитного графитового цилиндра, причем по периметру верхнего основания цилиндра установлены графитовые стержни, которые замкнуты в верхней части медным кольцом, цилиндр расположен на подставке, имеющей окна, площадь которых составляет 60- 80% от площади дна, а диафрагма выполнена в форме трубы из термооОрабо- танной поливини/шюридной ткани, наде той на анодный токоподвод, рабочий орган выполнен в виде цилиндрической червячной спирали с шагом, составляющим 0,2- 0,3 от длины спирали, углом зацепления 15-60, диаметром 0,2-0,3 от диаметра графитового цилиндра.

Сущность конструктивного выполнения электролизера для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, заключается в том, чго совокупность заявляемых отличительных признаков (взаимное расположение катода и анода, конструкция анодного токоподвода, подставка анодного токоподвода, соотношение площади поверхности отверстий подставки анодного токоподвода, строение рабочего органа) определяет контакт отходов с токо- подводом по всему объему, постоянное обновление растворяемой поверхности отходов, простоту разгрузки продуктов электролиза, легкость обслуживания электролизера.

В результате происходит не только растворение компонентов, но и их разделение

по продуктам (одни остаются в анодном продукте, другие переходят в раствор, третьи также переходят в раствор, а затем в виде товарного продукта осуждаются на катоде), Так, например, при переработке низкопробного сплава, содержащего медь, серебро, железо, цинк, установлено, что медь, цинк, железо переходят в раствор, где остается почти все железо и цинк, а медь из

0 раствора осаждается на катоде. Серебро полностью остается в аноцном остатке. Обоснование параметров Изготовление окон подставки площадью менее 60 % от общей площади дна не

5 обеспечивает свободного падения катодного продукта в бункер-накопитель, т.е. при достижении электрохимической селекции неблагородных компонентов затруднено удаление катодного продукта из реакцион0 ного пространства Кроме того, возможен nepeipee, чго приводит к уменьшению скорости растворения компонентов сплава и может также привести к замыканию катода и анода накоротко

5 Увеличение площади окон более 80% ог всей площзди дна не увеличивает степень разделения компонентов, но существенно уменьшает надежность конструкции,

Термообработка диафрагмы проводит0 ся для увеличения жесткости поливинилхло- ридной ткани и придания ей определенной формы, а также для уменьшения микроотверстий ткани, что обеспечивает невозможность перехода твердых частиц

5 перерабатываемых отходов из анодного

пространства в катодное, т.е. обеспечивает

, высокую степень разделения компонентов.

Интервалы угла зацепления 15-60 и диаме гра спирали 0,2-0,3 от диаметра анодно0 го токоподвода с шагом 0,2-0,3 от длины спирали обеспечивает наиболее полное перемешивание анодного слоя при переработке материалов в широком диапазоне крупности.

5 Как меньшие, так и большие значения заявленных параметров спирали не обеспечивают контакта электролита во всем объеме сплава, что снижает селективность разделения.

0 Совокупность этих признаков, а именно взаимное расположение анода и катода, наличие анодного токоподвода, состоящего из графитового цилиндра с ввинченными в него графитовыми стержнями, термообрабо5 тайной поливинилхлоридной диафрагмы, цилиндрической червячной спирали, подставки под анодный токоподвод с площадью окон 60-80% от площади дна, а также размеры рабочего органа, обеспечивают повышение степени разделения благородных и неблагородных металлов в 1,2 раза больше, чем в прототипе, а также упрощает конструкцию аппарата.

Таким образом, совокупность отличительных признаков сообщает новое свойство, а именно контакт по всему объему анода, высокую степень разделения компонентов и получение их в виде товарных продуктов.

На чертеже представлен предлагаемый электролизер, общий вид.

Электролизер содержит реакционную емкость 1, катод 2, подставку 3 для насыпного анода с окнами 4, анодный токоподвод в виде монолитного графитового цилиндра 5, установленного в центре подставки 3, графитовых стержней 6, установленных по периметру верхнего основания графитового цилиндра 5, медное кольцо 7, замыкающее графитовые стержни в их верхней части, диафрагму 8, выполненную в форме трубы из поливинилхлоридной ткани, установленной на подставке 3, внутри которой расположен графитовый цилиндр 5, рабочий орган 9 в виде червячной спирали, шток 10, мотор 11 и бункер-накопитель 12 с разгрузочным узлом 13.

Предлагаемый электролизер работает следующим образом.

Гранулированный сплав, содержащий серебро, медь, цинк, железо, засыпают внутрь диафрагмы 8 на поверхность анодного токо подвода 5, Материал перемешивают с помощью мотора 11 и червячной спирали 9, затем подключают постоянный ток, который подводят через анодный токоподвод к сплаву, что приводит к растворению более электроотрицательных компонентов сплава.

Эти компоненты переходят в электролит, а затем, пройдя через диафрагму 8, осаждаются на катоде 2. Катодный осадок - медный порошок - падает через окна 4 в бункер-накопитель 12, а по окончании электролиза удаляется через разгрузочный узел 13.

По окончании электролиза диафрагму 8 с анодным токоподводом вынимают из электролизера для удаления анодного продукта - концентрата благородных металлов.

Пример. Гранулированный сплав, содержащий 55% Ад; 33,5% Си; 11,3% Zn; 0,2% Fe, загружают в электролизер. В качестве электролита используют 20%-ный раствор серной кислоты, которым заполняют рабочее пространство электролизера.

Включают электродвигатель червячной спирали, скорость вращения 30 об/мин. Подают напряжение на электролизер, потенциал анода +0,55 В. После проведения процесса получают раствор, содержащий Zn и Fe, катодный продукт - порошок меди, и анодный продукт - концентрат серебра (90%).

Порошок меди и концентрат серебра после промывки и сушки являются готовыми продуктами для рафинирования и аффинажа.

В анодном продукте получено черновое серебро (извлечение 98%), в катодном про- дукте - черновая медь (извлечение 80%), в электролите - цинк (извлечение 80%) и железо (извлечение 98%).

В таблице приведены данные по влиянию заявленных соотношений на процесс переработки металлических отходов.

Формула изобретения

1.Электролизер для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, с растворимым взвешенным анодом, содержащий реакционную емкость с дном, цилиндрический катод, верхний анодный и катодный токоподводы, диафрагму, разделяющую анодное и катодное пространства, накопитель с разгрузочным узлом и рабочий орган, размещенный в реакционной зоне для создания взвешенного слоя, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции электролизера, повышения извлечения благородных

металлов и степени разделения благородных и неблагородных металлов, он снабжен подставкой с окнами, площадь которых составляет 60-80% от площади дна емкости, анод расположен на подставке в центре катодного пространства, анодный токоподвод выполнен в виде монолитного графитового цилиндра с графитовыми стержнями, установленными по периметру его верхнего основания и соединенными электрически

вверху медным кольцом, диафрагма выполнена в виде трубы из термообработанной поливинилхлоридной ткани, надетой на анодный токоподвод, а рабочий орган выполнен в виде цилиндрической червячной

спирали.

2.Электролизер по п. 1.отличающий с я тем, что спираль выполнена с нормальным профилем, углом зацепления 15-60° и шагом, составляющим 0,2-0,3 от

диаметра анодного токоподвода.

/J

Изобретение относится к конструкциям электролизеров для получения благородных металлов из растворов при переработке металлических отходов. Цель изобретения - упрощение конструкции электролизера, повышение извлечения благородных металлов и степени разделения благородных и неблагородных металлов. Электролизер содержит реакционную емкость с дном, цилиндрический катод, верхний анодный и. катод- ный токГоподводы, диафрагму, разделяющую анодное и катодное пространства, накопитель с разгрузочным узлом, рабочий орган, размещенный в реакционной зоне. Электролизер снабжен подставкой с окнами, площадь которых составляет 60-80% от площади дна емкости. Анод расположен на подставке в центре катодного пространства. Анодный токоподвод выполнен в виде монолитного графитового цилиндра с графитовыми стержнями, уста- новленными по периметру его верхнего основания и соединенными электрически вверху медным кольцом. Диафрагма выполнена в виде трубы из термообработанной поливинилхлоридной ткани, надетой на анодный токоподвод. Рабочий орган выполнен в виде цилиндрической червячной спирали с нормальным профилем, углом зацепления 15-60° и шагом, составляющим 0,2-0,3 от диаметра анодного токоподвода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.