Ящичный электролизер для электролиза водных растворов Советский патент 1992 года по МПК C25C7/00 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при получении металлов электролизом из водных растворов.

Известен ящичный диафрагменный электролизер для электролитического рафинирования чернового никеля, состоящий из корпуса, футерованного кислотоупорным кирпичом, кислотостойкой перегородки, устройств для подвода и отвода электролита, бортовых и промежуточной шин, анодов и катодов, помещенных в диафрагмы, причем диафрагмы установлены в диафрагменные гребенки, опирающиеся на стойки, размещенные на дне электролизера, а сами диафрагмы закреплены строго по вертикали при помощи клиньев.

Недостатком данного электролизера является то, что диафрагменные гребенки размещены на дне ванны, занимают определенный объем электролита и тем самым уменьшают полезный объем под катодного пространства электролизера, предназначенный для осаждения шлама, что соответ- ственно уменьшает время работы электролизера на осаждение металла из-за более раннего достижения предельно допустимой толщины слоя осажденного шлама. Это снижает производительность электролизера.

Кроме того, при обслуживании такого электролизера (замена-установка гребенок, установка-выверка диафрагм, замена диафрагм и др.) рабочие вынуждены находиться внутри ванны или над ней - в зоне испареVJ

4 О

ел о о

ния канцерогенных аэрозолей, при содержании их в атмосфере в количествах, значительно превышающих допустимые нормы.

Известен также ящичный электролизер фирмы inCO для электролитического рафинирования металлических и сульфидных анодов, включающий футерованный корпус, разделенный перегородкой на две ванны, устройство для подвода и отвода электролита, Бортовые и промежуточные шины, аноды и катоды, помещенные в диафрагмы, установленные в гребенки, которые размещены на дне электролизера, а сами диафрагмы зафиксированы строго по вертикали при помощи специальных зажимов, закрепленных в стенках электролизера,

Недостатком такого электролизера так же, как и предыдущего, является уменьшение свободного объема подкатодного пространства, предназначенного для накопления осаждаемого шлама, за счет размещения в этом объеме диафрагменных гребенок, стоек и распорок для их удержания, что сокращает время работы электролизера на осаждение металла, а значит, снижает его производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ящичный электролизер, содержащий корпус, устройства для подвода и отвода электролита, бортовые и промежуточные шины, на которые установлены аноды и катоды, размещенные в диафрагмах, которые установлены в диафрагменных гребенках, размещенных на дне корпуса. Диафрагменные гребенки имеют пазы, расстояния между осевыми центрами которых равны межкатодному расстоянию.

Недостатком данного электролизера также является то, что диафрагменные гребенки установлены на дне корпуса в объеме электролита. Такое размещение гребенок и элементов их крепления в подкатодном пространстве уменьшает объем подкатодного пространства, предназначенного для сбора осаждаемого шлама на 8-10%, сокращает время осаждения шлама до остановки электролизера на чистку также на 8-10%, что снижает производительность электролизера.

Недостатком является также то, что при обслуживании электролизера персонал вынужден находиться в зоне, где имеются повышенные дозы испаряемых канцерогенных аэрозолей.

Цель изобретения - повышение производительности электролизера и улучшение условий труда при его обслуживании.

Цель достигается тем, что в ящичном электролизере для водных растворов, содержащем корпус, устройства для подвода

и отвода электролита, бортовые и промежуточные шины, на которые установлены аноды и катоды, размещенные в диафрагмах, и диафрагменные гребенки с пазами, расстояния между осевыми центрами которых равны межкатодному расстоянию, диафрагменные гребенки размещены на бортах электролизера между противолежащими шинами, а диафрагмы выполнены с подвесами.

0 Диафрагменные гребенки могут быть выполнены заодно с изоляторами под бортовыми и промежуточными шинами.

Диафрагменные гребенки также могут быть снабжены подвижными замковыми

5 планками, прорези которых идентичны пазам диафрагменных гребенок.

На фиг.1 изображен электролизер, вид сверху; на фиг,2 - то же, разрез; на фиг.З - установка подвеса в пазу гребенки; на фиг.4

0 - диафрагма, вид сверху; на фиг.5 - корпус электролизера с гребенкой выполненной заодно с изоляторами, разрез; на фиг.6 - замковая планка, вид сверху; на фиг.7 - открытая замковая планка, разрез; на фиг.8 5 закрытая замковая планка, разрез.

Устройство состоит из корпуса 1 электролизера, выполненного, например, из пол- имербетона, устройства для подвода электролита 2 (католитной гребенки), уст0 ройства для отвода электролита 3 (анолит- ная коробка с сифоном), бортовых анодных 4, бортовых катодных 5 и промежуточной 6 шин, лежащих на изоляторах 7, например, из высокомолекулярного полиэтилена. Бор5 товые 4 и 5 и промежуточная 6 шины из электротехнической меди выполнены с поперечными контактными анодными 8 и катодными 9 пазами и опорными анодными 10 и катодными 11 пазами. Между противоле0 жащими шинами на внутренних кромках бортов корпуса 1 электролизера установлены диафрагменные гребенки 12. например, из высокомолекулярного полиэтилена, с поперечными пазами 13 для установки диаф5 рагм 14, причем осевые центры пазов 9 и 11 бортовых 4 и 5 и промежуточной б шин расположены в одной вертикальной плоскости. Каждая диафрагма 14 снабжена двумя подвесами 15, а подвесы 15 своими опорными

0 концами 16 установлены в опозиционно расположенные поперечные пазы 13 гребенок 12 на противолежащих бортах корпуса 1 электролизера. Таким образом, диафрагма 14 свободно висит внутри корпуса 1 элек5 тролизера, опираясь на борта корпуса 1 опорными концами 16 подвесов 15 через диафрагменные гребенки 12 и, следовательно, все подкатодное пространство 17 под диафрагмами 14, предназначенное для сбора осаждающегося шлам а, остается полностью свободным. Катодные штанги 18 катодов 19 установлены одним концом в контактные 9, другим - в опорные 11 катодные пазы бортовых 4 и 5 и промежуточной 6 шин, а само рабочее полотно каждого катода 19 расположено в одной вертикальной плоскости с осевыми центрами этих контактных 9 и опорных 11 пазов. В то же время диафрагма 14 своими опорными концами 16 через диафрагменные гребенки 12 опирается на боота корпуса 1-так.что вертикальная плоскость симметрии диафрагмы 14 также расположена в этой вертикальной плоскости. Иными словами, плоскость полотна катода 19 расположена в вертикальной плоскости симметрии диафрагмы 14. Диафрагма 14 состоит из мешка диафрагменной ткани 20, например из ткани Poliesters-2255 или Kuralon, в карманах 21 которого размещены две фиксаторные планки 22 из коррози- онностойкого материала, например титана. Концы фиксаторных планок 22 снабжены направляющими, внутри которых размещены ползуны 23 подвесов 15, так как подвес 15 состоит из двух параллельных ползунов

23прямоугольного сечения с одной его стороны и опорного конца 16 с другой его стороны. При этом совокупность двух фиксаторных планок 22 и двух подвесов 15 образуют раму (фиг.4), на которой висит мешок диафраг- менной ткани 20, а сама рама имеет возможность свободного перемещения по каркасу

24диафрагмы 14.

При выполнении изоляторов 7 заодно с диафрагменными гребенками 12 (фиг.5) масса шин 4, 5 и 6 прижимает к корпусу 1 электролизера сразу всю пластину (и изолятор, и диафрагменную гребенку), что обеспечивает постоянное взаимное расположение опорных пазов 13 диафрагменных гребенок 12 и катодных 9 и 11 пазов иин 4, 5 и 6, т.е. исключает подвижку диафрагменной гребенки 12 при снятии диафрагмы 14 во время разгрузки электролизера.

При выполнении для диафрагменной гребенки 12 замковой планки 25 последняя рарполагается сверху диафрагменной гребенки 12, причем прорези 26 замковой планки26идентичны пазам диафрагменной гребенки 12 и при открытом положении замковой планки 25 осевые центры пазов 13 совпадают с осевыми центрами прорезей 26 (фиг.б и 7). В закрытом положении осевые центры прорезей 26 планки 25 смещены относительно осевых центров пазов 13 ди- афрагменных гребенок 12 и над опорным концом 16 подвеса 15 расположена плоскость самой замковой планки 25 (фиг.8).

Устройство собирают следующим образом.

В корпус 1 электролизера устанавливают аноды 27 так, что один конец анодной штанги 28 опирается на контактный анодный паз 8, а другой - на опорный анодный паз 10. Между анодами 27 надиафрагменны гребенки 12 подвешивают диафрагмы 14 в сборе. Затем внутрь каждой диафрагмы 14 устанавливают катоды 19 так, что один конец катодной штанги 18 опирается на контактный катодный паз 9Г а другой - на опорный катодный паз 11 шин. В каждую диафрагму 14 направляют шланг 29 подачи католита из коллектора 2, и включают подачу католита. По достижении необходимых уровней католита в диафрагме 14 и анолита на бортовые шины 4 и 5 подается напряжение.

Устройство работает следующим образом.

Электрический ток от анодной шины 4 через анодную штангу 28 попадает на анод 27 и через электролит - на катод 19, с катода 19 через катодную штангу 18 - на промежуточную шину 6, с промежуточной шины 6 через анодную штангу 28 - на анод 27, через электролит на катод 19,хатодную штангу 18. катодную шину 5 и далее электрический ток уходит в цепь.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом представлены в таблице.

Использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет увеличить производительность электролизера минимум на 10%, т.е. без каких-либо конструктивных изменений корпуса самого электролизера получить на 10% больше металла; сэкономить деревоизделия за счет выноса диафрагменной гребенки из электролита, где эти изделия быстро разъедались кислотой и приходили в негодность; улучшить показатели работы электролизера по шламовыносу за счет освобождения подкатодного пространства от столбиков и распорок диафрагменных гребенок; значительно улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Формулз изобретения

1. Ящичный электролизер для электролиза водных растворов, содержащий корпус, установленные на его бортах через изоляторы бортовые и промежуточные шины, аноды, размещенные в диафрагмах катоды, диафрагменные гребенки с пазами, расстояния между осевыми центрами которых равны межкатодному расстоянию, и устройства для подвода и отвода электролита, отличающийся тем, что. с целью повышения производительности электролизера и улучшения условий труда при его обслуживании, диафрагменные гребенки размещены на бортах электролизера между

противолежащими шинами, а диафрагмы выполнены с подвесами.

2. Электолизер по п.1. о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что диафрагмекные гребенки выполнены заодно с изоляторами под бортовыми и промежуточными шинами.

3. Электролизер по пп.1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что диафрагменные гребенки снабжены подвижными замковыми планками, прорези которых идентичны пазам ди- афрагменных гребенок.

Использование: получение металлов электролизом из водных растворов. Сущность изобретениям электролизер содержит корпус, устройства для подвода и отвода электролита. В корпусе установлены аноды и катоды, подвешенные на бортовые и промежуточные шины. Катоды расположены в диафрагмах. Диафрагмы выполнены с подвесами. Между противоположными шинами на бортах корпуса установлены диафраг- менные гребенки с пазами. Подвесы диафрагм опорными концами расположены в пазах диафрагменных гребенок. Диафрагма свободно висит внутри корпуса. Подкатод- ное пространство под диафрагмами, предназначенное для сбора осаждающего шлама, остается свободным, что увеличивает время осаждения шлама до остановки электролизера и повышает производительность. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.. 1 табл. сл с

Фиг.1

$

Na

-& к; со

-К

9

sx

д-елф

д-гпф

OOGOfrAl

LbHJ

y-w:

EW&

ХХХУУЧХХ

Т .- rf-/x л / л / . .У, .Л .

.

/6