Установка для электрохимической очистки ртути Советский патент 1982 года по МПК C25C7/00 

54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к амальгам ной металлургии, касается усовериен ствования конструкции установки электрохимической очистки ртути, со держащей жидкометаллические подвижные биполярные электроды и может быть использовано в технологии получения сверхчистых редких и цветных металлов, например индия, галлия, кадмия, ртути и др.

Известны устройства для рафинирования металлов, содержащие несколько электролитических секций, основными узлами которых являются подвижные биполярные электроды, помещенные в корпус, анод и катод для подвода тока, система трубопроводов для подвода электролита и амальгамы. Как правило, в таких устройствах амальгамные биполярные электроды размещены параллельно друг другу и выполнены в виде горизонтальных желобов, расположенных в вертикальной либо горизонтальной плоскостях. Амальгама в устройствах на анодном и катодном участках в биполярном электроде циркулирует благодаря наличию мешалок. Электролитические ячейки разделены между собой посредством гидроОЧИСТКИ РТУТИ

затвора, предотвращающих переток электролита из ячейки в ячейку 1.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для электрохимической очистки ртути, включающая последовательно размещенные очистные устройства в виде емкостей, снабженные биполярными электродами, разнесенными

10 по двум соседним устройствам и соединенными меткду собой через каналы электромагнитного насоса и гидрозатвора 12 J,

Известной конструкции установки

15 присущи сложность эксплуатации во время заменил электролитов, поскольку все устройства взаимосвязаны,, так что во время очистки одного из них необходимо отключение всех остгшьных,

20 низкая интенсификация производства, обусловленная незначительными длинами катодных и анодных участков биполярного электрода.

Цель изобретения - повышение сте25пени очистки, интенсификация процесса и предотвращение разрыва струи

ртути.

Поставленная цель достигается тем, что установка для электрохимической очистки ртути, включающая

30 последовательно размещенные очистны устройства в виде емкостей, снабжен ные биполярными электродами, разнесенными по двум соседним устройства и соединенными между собой через ка налы электромагнитного насоса и гид розатвора, снабжена буферными емкос тями, биполярные электроды выполнены спиральными в виде желоба, буфер ная емкость установлена на желобе перед электромагнитным насосом. Очистные устройства размещены относительно друг друга со смещением по вертикали. На фиг 1. схематически представлена предлагаемая установка; на фиг.2 - очистное устройство, разрез; на фиг.З - то же, вид сверху. Установка срдержит четыре очистных электролитических устройства I ТУ, каждое из которых заполняется своим электролитом. Очистное устройство представляет собой емкость 1 Из органического стекла, в днище 2 которой выбраны желоба 3 и 4, образующие двухзаходную спираль, участки последней расположены по дугам концентрических окружностей. Двухзаходная спираль представляет собой два желоба для амальгамы, каждый из которых образует с желобом соседней ячейки биполярный электрод. Глубина желоба на дуге одного радиуса электрода выдержана постоянной и в то ж время дно по ходу спирали наклонено к центру, при этом с уменьшением радиуса окружности глубина желоба увеличивается. Каждая из спиралей снабжена входными и выходными патрубками 5 и б. Под емкостью ячейки размещена буферная емкость 7 для слива амальгамы. Указанная емкость соединена с одной из спиралей через выходной патрубок. Для предотвращения попадания реагента при сливе амальгамы на входе в буферную емкость смонтирован . гидрозатвор 8. Внутри емкости 7 имеется еще один гидрозатвор 9, обеспечивающий неразрывность потока амальгамы при работе устройства. Желоб одной ячейки соединен с желобом другой посредством трубопроводов 10 - 13 с электромагнитными насо сами 14. Насос установлен на трубопроводе, идущем от дополнительной емкости. Соединение ячеек друг с дру гом выполнено таким образом, что выход желоба, например,первой ячейки служит входом для одного из желобов второй ячейки и наоборот. Перед,первой ячейкой устанавливается расходная .емкость 15 для амальгамы рафинируемого металла, в которую введен один из электродов для подвода тока - анод 16, образуя с одним из желобов первой ячейки анодный участок. В конце цепочки установ лен сборник 17 для чистого металла, в которые введен второй электрод катод 18, образующий с желобом четвертой ячейки катодный участок. Расходная емкость 15 и сборник 17 соединены с яче.йками трубопроводами 19 22, на одном из которых установлен электромагнитный насос 14. Для отделения электролита от рафинируемого металла при переходе из одного очистного устройства в другое на выходе каждого установлены гидрозатворы 23. Установка работает следующим образом. При рафинировании металлов, например ртути, каждая ячейка (очистное устройство Г-lv заполняется соот ветствующим электролитом, например первая - бромисто-водородной кисло-той, вторая - йодисто-водородной, третья - с.месью указанных кислот, четвертая - бромисто-водородной кислотой. В емкостях 7 и соединенных трубопроводах ячеек I-Iv находится предварительно очищенная ртуть .В емкость 15 заливается ртуть, подлежащая очистке, а сборник 17 служит накопителем очищенной ртути. Цри работе установки насос 14 подает, ртуть из емкости 15 в желоб 3 :первой ячейки через входной патрубок 5, снабженный дополнительным гидрозатвором 23. Далее ртуть сливается из желоба 3 через выходной патрубок 6 и гидрозатвор 9 в емкость 15. Ртуть, текущая по желобу 3 ячейки Г, образует подвижный жидкометаллический анод, соединенный с анодом 16, установленным в емкость 15. Насос 14. подает ртуть из. буферной емкости 7 ячейки П по трубопроводу 10 патрубок 5 и дополнительный . гидрозатвор 23 в желоб 4 ячейки I, Ртуть из желоба 4 сливается через гидрозатвор 9 (фиг.2} .ячейки Т и по трубопроводу 11 и патрубку 5 с гидрозатвором 23 поступает в желоб 3 ячейки П. Таким образом, ртуть, текущая по желобам 3 ячейки П и 4 ячейки I, образует замкнутый подвижный жидкометаллический биполярный электрод, причем часть, находящаяся в ячейке 1, служит катодом, а часть, расположенная в ячейке II, является анодом. Аналогичным образом образуются биполярные электроды между ячейками П - Ш и Ш - IV, а также катод в ячейке-IV. При движении ртути цр спиралеобразным желобам 3 и 4 она вовлекает электролит во вращательное движение. Это движение аналогично движению жидкости вблизи вращающегося диска, что обеспечивает эффективное перемешивание электролита во всем объеме ячейки. При переходе ртути из одной ячейки в другую она . увлекает с собой часть элёк1Ч)оли1а, который отделяется от ртути в гидрозатворах 9 и 23. Для более полного отделения электролита в ртутном контуре перед входом в насос 14 установ лена буферная емкость 7, в которой резко снижается скорость ртути, что способствует отделению электролита. Одновременно емкость 7 служит накопителем ртути при остановках насоса и демпфером, исключаиядим разрывы струи, что обеспечивает стабильную работу устройства. Уклон желобов выбран так, что текущая ртуть образует слой постоянной толщины по всей длине желоба и не доходит до торца перегородки между спиралями. Постоянный ток подводится к аноду 16 в расходной емкости 15 и к катоду 18 в сборнике 17. Между анодом и катодом каждой ячейки проходит ток обеспечивающий перенос ионов ртути. Составы электролита и величина тока выбраны так, что металлические приме си при электролизе не переносятся. Первая ячейка устройства предназначена для электролитического растворения металла из ртутного анода и осаждения его на катодной части биполярного электрода. Во второй HonpoS ei/i/e mcvcHi/f pmymff и третьей секциях происходит переосаждение металла в указанных электролитах. Четвертая секция предназначена для выделения рафинируемого металла высокой степени чистоты. Формула изобретения Установка для электрохимической очистки ртути, включающая последовательно размещенные очистные устройства в виде емкостей, снабженные биполярными электродами, разнесенными по двум соседним устройствам и соединенными между собой через каналц электромагнитного насоса и гидрозатворы, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, интенсификации процесса и предотвращения разрыва струи ртути, установка снабжена буферными емкостями, биполярные электроды выполнены спиральными в виде желоба, буферная емкость установлена на желобе перед электромагнитным насосом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании tf 1415984, кл. С 25 С 1/00, 1975. 2.Козин Л.Ф. Амальгамная металлургия. Киев, 1970, с. 178-183.