Электролизер Советский патент 1992 года по МПК C25C7/00 

10-100 мг/л до остаточной концентрации 0,005-0,7 мг/л с приемлемыми технико-экономическими показателями (выход по току до 70%); большая удельная поверхность частиц слоя обуславливает высокую произво- дительность электролизера. Однако, емкость насыпного электрода по осаждаемому металлу сравнительно невысока, что делает его применение для очистки более концентрированных растворов (1-10 г/л) нецелесообразным; происходит срастание частиц слоя, уменьшение удельной поверхности слоя, повышение гидравлического со- противления слоя потоку раствора. Опытной проверкой в лабораторных условиях установлено, что осаждение уже 0,15- 0,20 г металла в 1 см3 рабочего объема насыпного электрода вызывает необратимое ухудшение показателей электролиза. Для обеспечения устойчивых показателей работы электролизера в этом случае требуется частая замена насыпного слоя; это уменьшает производительность электролизера и повышает трудоемкость его обслуживания.

Целью изобретения является непрерывная выгрузка частиц с осаждением металлом в процессе электролиза раствора.

Эта цель достигается тем, что электролизер с электродом s виде слоя неподвиж- ных электропроводящих частиц дополнительно содержит сборник частиц с осажденным металлом, снабженный вибратором, причем сборник отделен от электрода перфорированными перегородками, отверстия в которых смещены друг относительно друга.

Введение а конструкцию электролизера сборника частиц с осажденным металлом обеспечивает возможность выгрузки гранул с осажденным металлом из электролизера, не нарушая процесс электролиза, то есть - возможность непрерывной обработки раствора. Вибратор, установленный на сборнике, вместе с перфорированными перегородками, отделяющими сборник от насыпного электрода, обеспечивает непрерывную транспортировку гранул с осажден- ным металлом в сборник, Смещение отверстий перфорированных перегородок друг относительно друга предотвращает самопроизвольную выгрузку гранул с осажденным металлом из насыпного слоя в сборник в отсутствие вибрации.

На чертеже схематически изображен электролизер, разрез.

Электролизер состоит из корпуса 1, установленного на амортизаторах 2 и соединенного со сборником гранул с осажденным металлом 3. От сборника корпус отделен

перфорированными перегородками 7, отверстия в которых смещены друг относительно друга. Сборник гранул механически связан с вибратором 5, обеспечивающим

колебания электролизера в плоскости перфорированных перегородок. В корпусе размещены катодная и анодные ячейки, разделенные диафрагмой 9. В анодном пространстве расположены аноды 6, в катодном - слой гранул 10 с погруженным в него токоподводом 8, Через отверстия в верхней перфорированной перегородке гранулы под действием собственного веса попадают на нижерасположенную перегородку. Размеры отверстий в перегородках естественного откоса, гранулы в отсутствие вибрации корпуса не просыпаются в сборник 3.

Электролизер работает следующим образом.

Раствор, содержащий извлекаемый металл, подается в слой гранул 10 снизу через сборник 3 и перфорированные перегородки 7, одновременно играющие роль распределителя потока. В процессе прохождения раствора через слой гранул вследствие пропускания электрического тока от внешнего источника, при определенном потенциале насыпного катода на его гранулах выделяется металл. Этот процесс происходит при весьма незначительном перенапряжении вследствие большой рабочей поверхности катода и, следовательно, малой плотности тока. После выхода раствора из слоя он выводится из корпуса через патрубок 12, будучи очищен от металла. Смешивание очищенного католита с анолитом предотвращается поддержанием уровня последнего ниже, чем уровень католита (например, отводом через сливные патрубки 11 анолита, который подпитывается фильтрацией очищенного раствора через диафрагму 9). Под действием вибратора 5 гранулы смешиваются относительно перфорированных перегородок 7, просыпаются в сборник 3 и накапливаются в нем в виде периодически удаляемого слоя 4, а также поступают в межперегородочное пространство из катодного слоя 10. Таким образом вибрация корпуса

обеспечивает транспортировку гранул по высоте слоя, не вызывающую нарушения гидродинамического режима потока раствора. Убыль гранул из насыпного слоя регулярно пополняется загрузкой свежих порций со

стороны, противоположной перегородками 7, чем обеспечивается их противоток относительно раствора и равномерное наращивание.

8 результате вибрации разрушаются

выступы осаждаемого металла на поверхности растущих гранул, что обеспечивает появление в насыпном слое зародышей новых гранул и уменьшает потребность в загрузке из свежих пориий.

Опытной проверкой в лабораторных условиях в электролизере предлагаемой конструкции установлено, что показатели электролиза растворов не ухудшаются при осаждении 7,6 г металла на 1 см3 рабочего объема насыпного электрода.

Формула изобретения Электролизер для извлечения металлов из растворов, содержащий корпус и электрод в виде слоя неподвижных электропроводных частиц, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса, он снабжен сборником частиц с осажденным металлом, вибратором, соединенным со сборником, и перфорированными перегородками, отделяющими электрод от сборника, причем перфорации в перегородках смещены друг относительно друга.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения металлов из растворов, в том числе из стоков промышленных предприятий. Для этого необходимо Б пооцессе электролиза растворов непрерывно выводить из слоя частицы насыпного элэктрода с осажденным на них металлом. Конструкция электролизера включает электрод в виде слоя неподвижных электропроводящих частиц, отличительным признаком которого является наличие сборника частиц с осажденным металлом, снабженного вибратором и отделенного от электрода перфорированными перегородками, отверстия в которых смещены друг относительно друга. ций, главным образом - разряда ионов водорода, с резким уменьшением эффективности процесса и ухудшением качества осадка. В последнее время для извлечения металлов из производственных растворов и сточных вод с концентрацией металла до 1 г/л и менее (растворы выщелачивания руд, стоки металлургических заводов, промывные воды гальванических цехов и др.) стали применять электролизеры с трехмерными электродами. К ним относятся электролизеры с трехмерным пористым проточным электродом, в которых катодные листы заменены плоскими катодными кассетами с засыпкой из углеродных волокон пли гранул, либо электроды в виде неподвижного слоя гранул из электропроводящего материала, через который протекает обрабатываемый раствор 1. Этот электролизер, взятый в качестве прототипа, обеспечивает выделение металлов из растворов с концет рацией Ё vj VI О ь. (Л 4

Загрузла гранул

L-6

ВЫ

рас/п$о pa

11