Устройство для электролитического восстановления металлов

(51) 25 7/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Достигаемый технический результат заключается в увеличении выхода по току и в интенсификации процесса в целом. Для достижения указанного результата устройство для электролитического восстановления металлов содержит корпус, заполненный электролитом, два электрода - анод и катод, подключенные к низковольтному источнику питания. В электрическую схему устройства включены зарядный и разрядный контуры. При этом зарядный контур содержит высоковольтный трансформатор,выпрямитель и конденсатор, а разрядный контур состоит из того же конденсатора, определяющего частоту разряда промежутка, и рабочего искрового промежутка, находящегося между катодом и установленным дополнительно анодом. Этот анод выполнен в виде стержня с заостренным концом. Он выполнен из вольфрама и помещен перпендикулярно плоскости поверхности катода между электродами,подключенными к низковольтному источнику питания.(72) Ибишев Канат Сансызбаевич Бектурганов Нуралы Султанович Беляев Сергей Владимирович Бухарицын Олег Валентинович Малышев Виталий Павлович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Химикометаллургический институт им. Ж. Абишева Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Металлургия рения. ТрудыВсесоюзного совещания по проблемам рения. Ч.1. М. Наука,1970, с.105-106(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ 23019 Изобретение относится к области электрохимии,в частности к устройствам, используемым при электролизе. Известно устройство для электрохимической обработки жидкостей (Патент 673300, кл. В 03 35/06, С 02 В 3/02, В 03 С 5/00, заявл. 09.11.76,опубл. 15.07.79). Это устройство содержит корпус,выполненный в виде помещенного горизонтально полого цилиндра, патрубки для ввода и вывода жидкости в корпус, два электрода цилиндрической формы, расположенные соосно в горизонтальной плоскости на заданном расстоянии один от другого Это расстояние является рабочим искровым промежутком. Электрическая схема устройства включает зарядный и разрядный контуры. Зарядный контур содержит высоковольтный трансформатор(5-50 кВ), выпрямитель и конденсатор, а разрядный контур состоит из того же конденсатора,промежутка, определяющего частоту разряда, и рабочего искрового промежутка. При работе устройства на первичную обмотку трансформатора подают переменное напряжение из сети, которое повышается во вторичной обмотке до 5 - 50 кВ. Затем через выпрямитель заряжают конденсатор. Когда напряжение на конденсаторе достигает величины пробоя определяющего частоту разряда промежутка, между электродами возникает импульсный разряд. Этот разряд сопровождается рядом эффектов, в числе которых образование ударной волны,светового излучения,низкотемпературной плазмы. В данном устройстве нашли применение такие свойства импульсного разряда, как ударная волна,перемещающая жидкость, и эффект воздействия разряда на органические вещества и микроорганизмы. Первые разлагаются под действием перечисленных факторов. Микроорганизмы уничтожаются. Для восстановления металлов такое устройство не пригодно. Известно устройство для электролитического восстановления металлов (Металлургия рения. ТрудыВсесоюзного совещания по проблемам рения. Ч.1. М. Наука, 1970, с. 105-106). Это устройство включает корпус,заполненный электролитом, анод и катод, подключенные к низковольтному источнику питания. При электролитическом восстановлении рения в данном устройстве используют электролит,содержащий, г/л серную кислоту - 100, перенат аммония - 100, сульфат аммония - 60. Процесс ведут при катодной плотности тока 100-200 А/дм 2. В ходе электролиза рений осаждается на поверхности катода в виде порошка. Выход по току составляет 15-20. Данное устройство характеризуется низкой эффективностью в работе. Выход по току не превышает 20. Решаемой задачей является увеличение выхода по току, интенсификация процесса восстановления. Достигаемый технический результат заключается в увеличении выхода по току и в интенсификации процесса в целом. 2 Для достижения указанного результата в устройстве для электролитического восстановления металлов, содержащем корпус, заполненный электролитом, два электрода - анод и катод,подключенные к низковольтному источнику питания, согласно изобретению в электрическую схему устройства включены зарядный и разрядный контуры. При этом зарядный контур содержит высоковольтный трансформатор, выпрямитель и конденсатор, а разрядный контур состоит из того же конденсатора, определяющего частоту разряда промежутка, и рабочего искрового промежутка,находящегося между катодом и установленным дополнительным анодом. Этот анод выполнен в виде стержня с заостренным концом. Установленный дополнительно анод выполнен из вольфрама. Он помещен перпендикулярно плоскости поверхности катода между электродами,подключенными к низковольтному источнику питания. Изобретение поясняется чертежом, на котором схематически изображено предлагаемое устройство. Устройство для электролитического восстановления металлов содержит корпус 1, два электрода - анод 2 и катод 3, подключенные к низковольтному источнику питания 4, включенные в электрическую схему устройства зарядный и разрядный контуры, причем зарядный контур содержит высоковольтный трансформатор 5,выпрямитель 6, конденсатор 7, а разрядный контур состоит из того же конденсатора 7, промежутка 8,определяющего частоту разряда, и рабочего искрового промежутка, находящегося между катодом 3 и анодом 9, который выполнен в виде стержня и помещен перпендикулярно плоскости поверхности катода 3 между анодом 2 и катодом 3. Катод 3 изготовлен из тантала, а анод 9 из вольфрама. Устройство работает следующим образом. В корпус 1 устройства для электролитического восстановления металлов заливают электролит,содержащий серную кислоту - 100 г/л, перенат аммония - 100 г/л, сульфат аммония - 60 г/л. При работе устройства к аноду 2 и катоду 3 поступает постоянный электрический ток от низковольтного источника питания 4. Катодная плотность тока составляет 150 А/дм 2. Одновременно с этим на первичную обмотку трансформатора 5 подают переменное напряжение от сети,которое повышается до 20 кВ. Далее через выпрямитель 6 заряжается конденсатор 7. Когда напряжение на конденсаторе 7 достигает величины пробоя в промежутке 8, между анодом 9 и катодом 3 возникает импульсный разряд. Промежуток 8 задан с таким расчетом, чтобы частота импульсов разряда составляла 20 импульсов в минуту. Таким образом,электролиз ведут при одновременном воздействии на объект постоянного электрического тока, как в широко известном электролизере, и импульсного разряда. Выход по току составляет 60. Увеличение выхода по току в сравнении с известным устройством обусловлен рядом факторов. Так,ударная волна, возникающая при разряде, 23019 способствует удалению с катода порошка рения и обновлению поверхности катода. Низкотемпературная плазма возникающая в зоне разряда,интенсифицирует все процессы,протекающие между электродами 2 и 3. С целью увеличения срока службы анода 9, его выполняют из вольфрама - металла наименее подверженного эрозии при разряде. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для электролитического восстановления металлов, содержащее корпус,заполненный электролитом, два электродаанод и катод, подключенные к низковольтному источнику питания, отличающееся тем, что в электрическую схему устройства включены зарядный и разрядный контуры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зарядный контур содержит высоковольтный трансформатор, выпрямитель и конденсатор, а разрядный контур состоит из того же конденсатора,промежутка, определяющего частоту разряда и рабочего искрового промежутка находящегося между катодом и установленным дополнительно анодом. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что установленный дополнительно анод выполнен в виде стержня, который помещен перпендикулярно плоскости поверхности катода между электродами,подключенными к низковольтному источнику питания. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что установленный дополнительно анод выполнен из вольфрама.