Устройство для электрохимического получения металла с использованием прерывистого тока Советский патент 1979 года по МПК C25C3/20 

(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕИИЯ

МЕТАЛЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ПРЕРЫВИСТОГО ТОКА ГО получения металла с использованием прерывистого тока. Устройство для управления процессом электроосаждения с использованием прерывистого тока состоит из электролизера 1 с электродами и раствором, тиристорного источника 2 катодного тока и системы управления и защиты. Система управления и защиты состоит из задающего органа 3, блока 4 регистрации переходных процессов, блока 5 управления, фазоимпульсного блока 6 и блока 7 защиты, С помощью задающего органа 3 уста навливается амплитуда катодного тока, величина длительности катодного периода и продолжительность бестоковой паузы. Блок 4 регистрации переходных процессов определяет продолжительность протекания переходных процессов на электродах электролизера. В блоке 5 управления происходит отрабатывание сигнала для управления блоком фазоимпульсного регулирования. Блок 7 защиты осуществляет защиту тиристорного преобразователя от аварийных режимов, 8 - шунт в цепи катода. Блок 4 регистраци переходных процессов имеет два входа. Вход А связан с электроннолучевым осциллографом 9 (фиг. 2), с помощью которого осуществляется из iepeние и визуальное наблюдение за переходным процессом, а вход Б - с усилителем 10, который собран по известньш схемам импульсных усилителей. Выход усилителя 10 связан с входом блока 5 управления (фиг. I). Устройство для электрохимического получения металла с использованием прерывистого тока работает следующим образом. Задающим органом 3 устанавливается необходимая для процесса электроосаждения металла величина катодного тока и продолжительность катодного периода. Период прерывистого тока Т определяется по формуле Т tn-f- t,,,, где tn -бестоковая пауза, сек, IK-T-катодный период, сек. В задачу устройства вхрдит определение оптимальной величины бестоковой паузы, исходя из условий работы электролизера. После включения катодного тока i (фиг. 2) на границе металл-Электролит анода икатода электролизера устанавливается стационарный режим, характеризующийся постоянной поверхностной концентрацией реагирующих ионов, постоянным градиентом концентрации и состоянием поверхности электродов. В элел трической емкости приэлектроднпго слоя анода и катода при протекании тока JK накапливается энергия, пропорциональная величине емкости и квадрату потенциала электрода. При прерывании катодного тока электрохимическая система металл-электролит, об-ча/пюгцяя определенным .запасом энергии. не может мгновенно перейти из одного состояния в другое. Переход системы на более низкий энергетический уровень, когда тиристорный источник 2 катодного тока, обеспечивающий поддержание реакции восстановления металла, отключен, будет сопровождаться разрядом емкости двойного электрического слоя, концентрационными изменениями и др. Переходный процесс длится в течение времени At и сопровождается возникновением обратного тока i, падением напряжения U электролизера до величины Е, обратной ЭДС. С помощью блока 4 регистрации переходных процессов измеряется продолжительность протекания переходного процесса. В режиме ручного регулирования для измерения продолжительности времени At используется электронный осциллограф 9. По изображению кривой р (t) на экране с помощыб отметчика времени производят отсчет времени между точками JK О и |о6{ 0- Оптимальная величина бестоковой паузы tn выбирается равной длительности переходного процесса, т. е. tn At. После проведенных измерений с помощью задающего органа 3 оператор устанавливает величину бестоковой паузы, которая отрабатывается блоком 5 управления фазоимпульсным блоком 6. ... В автоматическом режи.ме измерение величины At производится с помощью усилителя 10 (фиг. 2), который выдает сигнал в блок 5 управления. На фиг. 4 показана осциллограмма тока, полученная с помощью устройства для электрохимического получения металла с использованием прерывистого тока. Устройство обеспечивает включение катодного тока в нужный момент времени при любых возможных изменениях технологических параметров процесса электролиза (плот.ности тока, состава раствора и др.). Формула изобретения Устройство для электрохимического получения металла с использованием прерывистого тока, содержащее электролизер с электродами и раствором электролита, щунт, соединенный последовательно с одним из электродов, тиристорный источник катодного тока, периодически подключаемый к электролизеру с по .мощью фазоимпульсного блока, один вход которого соединен с выходом блока защиты, а второй вход - с выходом блока управления, первый вход которого соединен с вь1ходом задающего органа, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода .металла по току, снижения расхода электроэнергии и улучшения свойств осадков, оно дополнительно снабжено блоком регистрации переходных процессов, первый вход которого соединен с электродами электролизера, второй - с шунтом, а выход соединен со вторым входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорные преобразователи для электролизера. ПТО «Уралэнергоцветмет, Свердловский ЦНТИ, 1973.