Электролизер для растворения металлов и сплавов Советский патент 1983 года по МПК C25C1/00 C25C7/00 

Изобретение относится к электрохимическому растворению цветных металлов и сплавов и может быть исполь зовано в химической, машиностроитель ной промышленности, а также цветной металлургии для приготовления растворов при получении солей метгшлов, для приготовления электрюлитов и т.д В электрохимической практике не используется прямое растворение слит ков из-за относительно большого их веса и сложности организации к ним токоподвода. Поэтому обычно из слитков изготовляют листовые, стержневые, либо цилиндрические электроды, которые затем подвергают электрохими ческому растворению. В конечном итоге такая предварительная обработка слитков удорожает процесс растворени Известен электролизер для раствор ния металлов и сплавов, содержгиций прямоугольный корпус,токоподвод,штуцеры для заполнения и .слива электролита 1. Наиболее близкНм к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является электролизер для растзорения металлов и сплавов, соде жащий прямоугольный корпус, токоподвод, штуцеры для заполнения и слива электролита. Электролизер представляет собой прямоугольную ванну, футерованную кислотостойким материалом с размещенными в полости ванны листовыми электродами, которые завешиваются на токоподводящих шинах С2 Д. Однако ИЗвестньм конструкциям электролизеров присущи недостатки, а именно наличие большого количества оборотных отходов, в виде нерастворимых частей электродов обсосков , количество таких обсосков составляет от 8-12.% от марсы перерабатываемого материала, специальная подготовка электродов (литье, прокат, прессование) и сложность в их обслуживании. Целью изобретения является сокращение оборотных отходов.и упрощение эксплуатации электролизера. Эта цель достигается тем, что электролизер для растворения металлов и сплавов, содержащий прямоугольный корпус, токоподвод,штуцеры для заполнения и слива электролита, снабжен загрузочными карманами, закрепленными на стенках корпуса, и токовым экраном из диэлектрического материа-, ла, загрузочные карманы снабжены сеткой, упорными кронштейнами с шипами

и токоподводящими призмами, при этом токоподэод расположен с внешней стороны корпуса, сетка и токовый экран размещен на упорных кронштейнах, токоподводящие призлФл установлены на шипах- и соединены с токоподводом и токовым экраном.

Кроме того, электрсшйзер снабжен съемными распорными перегородками из диэлектрического материала, размещенными в корпусе электролизера ... перпендикулярно загрузочным карманам.

На фиг. 1 представлена аксонометрическая проекция единичной ячейки , которая может сама служить электролизером; на фиг. 2 - то же, общий вид; на фиг. 3 - аксонометрическая 5 проекция кармана; на фиг. 4 - то же, общий ВИД; на фиг 5 - соединение призмы с токоподводом; на фиг. /б разрез А-А на фиг. 5.

Электролизер содержит корпус 1, фу-20 херованный внутри диэлектрическим материалом стойким к агрессивным средам. На стенках электролизера установлены загрузочные карманы 2. Боковые стороны загрузочных карманов 2 25 представляют собой метгшлические угольники 3, которые покрыты, также как и корпус 1 электролизера, диэлектриком (фиг. 1) . Крепление угольников 3 на стенках корпуса зависит 30 от материала корпуса электролизера, в случае применения металлических угольников 3 они привариваются, а в случае железобетонного корпуса , они заделываются в стенки при его изготов- 35 лении. Нижняя часть загрузочных карманов 2 (фиг. 2) выполнена в виде сборной конструкции. Она состоит из упорных металлических кронштейнов 4, предназначенных для удержания мас-.д сы растворяемых слитков в полости кармана. Упорные кронштейны 4 снабжены шипами 5, служащими для установки на них токоподводящих призм б. Упорные кронштейны 4 совместно с шипамк 5 футерованы диэлектрическим ма- 5 териалом также, как и корпус 1. Крепление упорных кронштейнов 4 осуще- ствляется также, как и угольников 3.

Под призмами б на упорные кронштейны 4 помещается металлическая сетка 7, служащая: для удержания осыпающихся кусков слитков, подвергающихся растворению. .Установка металлической сетки под призмы 6 позволяет достигнуть полное растворение слитков .

Призмы 6 установленные на кронштейнах 4 дополнительно крепятся бол-60 товым соединением 8 с токоподводом 9, расположенным с внешней стороны корпуса электролизера 1. Призмы б выполнены в верхней части в виде ножа треугольной формы (фиг.З). Материал 65

из КОТОРОГО изготовляются призмы 6 более твердый чем материал растворяемого слитка. Такой выбор материала призмы позволяет улучшить элек трический контакт между слитком и тот коподводящей призмой.

Испытания данной конструкции при рафинировании меди показывают, что падение напряжения в переходном контакте составляет 0,027 В, что в 2,5 раза ниже, чем в известных конструкциях, а для рафинирования никеля соответственно 0,053 В или в 1,5 раза, для серебра - 0,0061 В.

В случае метгшлического корпуса 1 между токоподводом 9 и стенкой корпуса устанавливается диэлектрическая прокладка 10. На шейку 11 болтового соединения 8 одевается герметизирующее кольцо 12 и диэлектрическая втулка 13. Если корпус электролизера 1 неметаллический, то на шейку одевается только герметизирующее кольцо 12. С торцовой стороны упорных кронштейнов 4 крепится ТОКОВЫЙ экран 14, выполненный из диэлектрического материала. Он предназначается для защиты призм б и сетки 7 от электролитического растворения, благодаря ему изменяется путь прохождения тока (фиг.4)

Высота верхней части токового экрана 14 превышает высоту призм б на 20-50 мм. В нижней части, между стенкой корпуса электролизера и токовым экраном имеется зазор, через который шламовые частицы падают на дно электролизера.

Для предотвращения выпадения слитков из загрузочных карманов 2 (за счет изменения линейных размеров слика) в процессе их электролитического растворения, в полости электролизера перпендикулярно слиткам устанавливаются перегородки 15 из диэлектрического материала.-Нижняя часть перегородок . 15, под карманами 2, упирается в стенки электролизера.

Электролизер работает следующим образом.

В карманы 2 загружают слитки, затем через загрузочный штуцер 16 заливают электролит до полного покрытия слитков зеркалом раствора, после чего включают ток. В процессе электролитического растворения слитки оседают, что позволяет без отключения тока загружать новое количество слитков. По окончании процесса производят слив электролита через сливной штуцер 17 совместно со шламом.

Электролизер может работать в периодическом и непрерывном режимах. Данная конструкция электролизера позволяет проводить растворение, как

на постоянном токе, так и на переменном.

Использование предлагаемого электролизера позволяет растворять металлы и сплавы тяжелых цветных металлов, а также благородных в виде слитков и брусков без образования

оборотных отходов - обсосков, исключ чет дополнительные операции подготовки электродов - литье и прокатку листовых электродов. Данная конструкция уменьшает трудоемкость процесса растворения в 1,4-1,7 раза по сравиению с известными.

Результаты приведены в таблице.

Количество оборотных отходов от общей массы загружаемых электродов

Количество подготовительных операций

Трудоемкость на одном электролизере за одну смену, чел/ч Экономический эффект составит 130-150 тыс. руб. Формула изобретения 1. Электролизер для растворения металлов и сплавов, содержащий прямоугольный корпус, токоподвод, штуцеры для заполиения и слива электролита, отличающийся тем, что, с целью сокращения оборотных отходов и упрощения эксплуатации электролизер снабжен загрузочными ка манами, закрепленными на стенках кор пуса, и токовым экраном из диэлектри ческого материсша, загрузочные карманы снабжены сеткой, упорными кронштейнами с шипами и токоподводящими призмами, при этом токоподвод распо8-12

Отсутствует

4-6

1,2-1,8

2,0-3,0 ложён с внешней стороны корпуса электролизера, сетка и токовый экран размещены на упорных кронштейнах, токоподводящие призма установлены на шиг пах и соедииены с токоподводом и тотковым экраном. 2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен съемными раапорными перегородками из диэлектрического материгша, разме- щенными в корпусе электролизера перпендикулярно загрузочным карманам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Прикладная электрохимия. Под ред. И. Т. Кудрявцева. М., Химия, 1975, с. 256-257. 2.Прикладная электрохимия. Под ред. А. Л. Ротиняна, М., Химия, 1975, с. 23-25.

-14

iXkn.6

Фи1.5