Способ предотвращения образования сернокислотного тумана Советский патент 1981 года по МПК C25C1/12 

(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ Изобретение относится к цветной металлургии, к получению цветных металлов методом электролиза водных растворов. Процесс получения металлов элёкт осаждением из кислых электролитов с провождается выделением газообразны веществ. Пузырьки газа, разрываясь у поверхности электрюлита, способствуют испарению кислоты и образова нию агрессивных аэрозолей в атмосфере цеха, называемых сернокислотны туманом. : . Известен способ предотвращения образования сернокислотного тумана путем введения в электролит пено образующих добавок 1. Недостатком такого способа является низкая эффективность заидаты, неустойчивость слоя пены, ее взрыво опасность и токсичность некоторых пенообразующих, например мыльног0 корня. Известен способ предотвращения образования сернокислотного тумана путем укрытия межэлектродной поверхности электролита полиэтилено выми трубками 2 . Недостатком этого способа является трудоемкость создания укрытия СЕРНОКИСЛОТНОГО ТУМАНА и его низкая эффективность, так как в процессе электролиза электролит проникает во внутреннюю полость трубочек, снижая их плавучесть. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ предотвращения образования сернокислотного тумана при водном электролизе, включающий укрытие поверхности электролита поплавками из синтетического полимерного материала. Известный способ состоит в том, что на поверхность электролита помещают слой поплавков сферической формы диаметром 20-45 мм из полиэтилена или полипропилена.Слой поплавков служит для уменьшения открытой поверхности жидкости в ванне и препятствует растворению в ней кислорода воздуха Сз J. К недостаткам известного способа следует отнести то, что площадь открытой поверхности, при защите поплавками указанного размера, остается достаточно большой для интенсивного испарения. При бурном газовьвделении мельчайшие частицы электролита беспрепятственно, уносятся в атмосферу цеха восходящими потоками газа, образуя -сернокислотный туман. Известный способ защиты поплавками указанного размера (20-45 мм) не может быть применен для укрытия поверхности электролита в современных электролизерах, так как межэлектродное расстояние в них составляет мм, что в 1,5 раза меньше разме:ра поплавков. При уменьшении размеров поплавков повышается эффективность укрытия, но снижается их плавучесть, создаваемая разностью между выталкивающей силой и весом поплавка, который, в свою очередь, зависит от плотности материала. Снижение плавучести, при уменьшении геометрических размеров, препятствует созданию на поверхности электролита многослойного укрытия, а однослойное - не обеспечивает эффективной защиты.

Целью изобретения является снижение концентрации агрессивных аэрозолей в атмосфере цеха.

Поставленная цель достигается тем что в соответствии со способом предотвращения образования сернокислотного тумана при водном электролизе, включающем укрытие поверхности электролита поплавками из синтетического полимерного материала, на слой пЪплавков, уменьшающий открытую поверхность электролита и препятствующий его испарению, помещают дополнительно фильтрующий слой из частиц пористого синтетического материала, размером 5-8 мм.

Частицы пористого синтетического материала предварительно обрабатываю лиофобным составом, например парафином, при 100°С, в течение 5-10 мин

В процессе получения металлов из раствора методом электролиза пузырьки газа (водорода), разрываясь у поверхности электролита, увлекают в атмосферу цеха его мельчайшие капельки. На поверхность электролита помещают слой поплавков, который служит для снижения количества испаряющегося электролита за счет уменьшения плщади его открытой поверхности. Затем располагают фильтрующий слой из частиц пористого синтетического материала размером 5-8 мм. Этот слой препятствует туманообразованию, задерживая на себе мельчайшие капельки электролита. Указанный размер частиц позполяет укрывать электролизеры с межэлектродным расстоянием 15-18 мм.

Частицы пористого синтетического материала предварительно обрабатываю . лиофобным составом, например парафином, при 100°С в течение 5-10 мин. Обработка частиц лиофобным составом препят.ствует набуханию пористого материала,кроме того, уменьшается смачиваемость поверхности частиц, что обеспечивает эффективную защиту элек,тролита от испарения, так как он не проникает в зазор между стенками соприкасающихся частиц. Рекомендуемые

температура и продолжительность обработки частиц являются оптимальными для большинства пористых синтетических материалов, например пенополистирола, и обеспечивают вспенивание и пропитку в водных средах.

В качестве материала для укрытия может быть использован любой продукт органического или синтетического происхождения, с удельным весом в два раза меньшим удельного веса электролита..

Пример, в сосуд цилиндрической формы наливают 10 л воды и нагревают ее до температуры кипения. В кипящую воду вводят 0,2 кг парафина, который расплавляется и всплывает, образуя на поверхности пленку. В приготовленный воднопарафиновый состав помещают 0,5 кг гранул пенополистирола марки ПСБ. Под воздействием тепла гранулы вспениваются и образовывают поплавки в форме шариков, которые, всплывая, обволакивают парафином. В слое парафина, вспенивание продолжается, о чем свидетельствует непрерывное увеличение размеров шариков. Через 5 мин поплавки достигают заданных размеров пйсле чего их извлекают перфорированным черпаком и охлаждают при непрерывном встряхивании для удаления излишков парафина и предотвращения слипания. На поверхность электролита (400 см), находящегося в прямоугольном сосуде и содержащего 20% серной кислоты, помещают двухслойное укрытие Общей толщиной 20 мм из обработанных поплавков. Для имитации процесса газовыделения через электролит продувают сжатый воздух. Сосуд взвешивают перед началом испытаний и затем через каждый час - для определения количества испарившегося электролита..

Для получения сравнительных данных параллельно испытывали сосуды аналогичной конструкции, содержащие электролит того же состава, на поверхности которого помещали поплавки полученные по известному способу, а также поплавки, обработанные воском.

Поверхность электролита в контрольном сосуде не имела укрытия, ; ее площадь составляла 400 см, испытанин проводились.в течение 10 ч.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, сведетельствуют о том, что многослойное укрытие из частиц пористого синтетического материала снижает количество испарившегося электролита Еще больший эффект.укрытия достигается при обработке пористых частниц лиофобным составом, например парафином, воском, стеарином и др.

Использование предложенного способа предотвращения образования сернокислотного тумана позволяет укрывать поверхность электролита на электролизерах с малым межэлектродным

расстоянием; получить многослойное укрытие; сократить потери электролита вследствие его испарения, снизить концентрацию вредного аэрозоля вследствие его испарения в шесть раз.

Полиэтилен

Пенополистирол

Пенополистиыйрол,пропитанный парафином

Пенополистирол, пропитанный воском

Без укрытия й

Формула изобретения

180 160

30 32 200

синтетического материала предварительно обрабатывают лиофобным составом, например парафином, при 100 С в течение 5-10 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Dsing а Laiv of Balls to Contain Corrosive Fumes Anti Corrosion, July, 1971, p. 15-18.