Электролизер

(51) 25 7/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ или запассивированных анодов. Технический результат от использования изобретения заключается в исключении необходимости остановки и разборки аппарата при проведении замены запассивированных анодов, обеспечении возможности обнаружения запассивированного анода без остановки процесса. Сущность настоящего изобретения состоит в следующем. Предложен электролизер для выделения металлов из водных растворов, включающий ванну с крышкой, в котором чередуются неподвижные аноды с подсоединенными к ним металлическими шинами и вращающиеся на общем металлическом валу дисковые катоды, систему питания электролитом,ножи для срезания катодного осадка, закрепленные на крышке ванны, отличающийся тем, что аноды выполнены в виде двух полуэлектродов металлических пластин, расположенных по обе стороны от металлического вала и присоединенных к металлическим шинам, независимым для каждой стороны.(72) Струнников Сергей Геннадьевич Струнникова Наталья Александровна Куленова Наталья Анатольевна Манашева Венера Каирдиновна Хан Октябрь Александрович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д.Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к цветной металлургии,а именно к оборудованию гидрометаллургических предприятий и может быть использовано для электролитического выделения цветных металлов из водных растворов. Задача настоящего технического решения заключается в улучшении условий обслуживания аппарата при замене неисправных 25672 Данное изобретение относится к цветной металлургии,а именно к оборудованию гидрометаллургических предприятий и может быть использовано для электролитического выделения цветных металлов из водных растворов. Известны электролизеры для электролитического выделения металлов из водных растворов ящичного типа с чередующимися парами катодов и анодов (см. книгу Основы металлургии..11. Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии под общей редакцией И.А.Стригина, М., Металлургия, 1975, с. 1008). Однако электролизеры такого типа малонадежны в эксплуатации при получении металлов, образующих губчатые катодные осадки, относительно прочно связанные с поверхностями катодов (например свинец или кадмий) т.к. в процессе электролиза происходит быстрое зарастание межэлектродного пространства губчатым металлом, вследствие чего начинается обратное растворение получаемого продукта и возникают короткие замыкания между электродами. Для устранения указанного недостатка ранее была разработана конструкция дискового электролизера для выделения металлов из водных растворов, являющейся наиболее близким по своей сущности техническим решением к предлагаемому(см. А.с. СССР 1770456. М.кл.5 С 25 С 7/00, заявл. 20.08.90, опубл. 22.06.92). По этому решению электролизер представляет собой ванну ящичного типа, в которой чередуются неподвижные аноды и вращающиеся на общем металлическом валу дисковые катоды. Для обеспечения непрерывности работы аппарата в нем имеются коллектор питания и желоб-сборник отработанного электролита. Токоподводом для катодов служит металлический вал со скользящими контактами, для анодов специальная шина, проходящая вне ванны. Для обеспечения непрерывности работы аппарата в нем имеются коллектор питания и желоб-сборник отработанного электролита. С целью непрерывного удаления из электролизера катодного продукта аппарат снабжен ножами, закрепленными на крышке электролизера. Аппарат работает следующим образом в межэлектродное пространство ванны через коллектор питания осуществляют непрерывную подачу свежего электролита с выводом отработанного раствора через специальный желобсборник. Скорость подачи электролита выбирают таким образом, чтобы кислотность отработанного раствора поддерживалась на постоянном уровне,соответствующем концентрации, необходимой для возможного повторного использования электролита в производственном цикле. С целью постоянного удаления из электролизера катодного продукта для обеспечения непрерывности работы аппарата процесс ведут при постоянном вращении катодов. В ходе всего процесса электролиза катодный губчатый металл постоянно удаляется из аппарата и срезается специальными ножами, установленными на крышке ванны. Тем самым предотвращается обратное растворение катодного осадка в электролите и возникновение коротких замыканий. Однако электролизеры такого типа малонадежны в эксплуатации и сложны при обслуживании вследствие трудности устранения периодически возникающего явления пассивирования анодов, при котором происходит прекращение выделения на электродных парах продуктов электролиза. Подаваемая токовая нагрузка при этом вследствие шунтирующего действия токоподводов и электролита перераспределяется между оставшимися в рабочем состоянии электродными парами, что приводит к повышению на них рабочей плотности тока, величина которой может превысить оптимальные значения со снижением таких эксплуатационных характеристик, как выход по току и степень использования электроэнергии. Для устранения этого явления необходима остановка работы аппарата, его полная разборка для замены или регенерации запассивированного электрода. Обнаружение запассивированного электрода в свою очередь затруднено, т.к. в отключенном режиме он мало чем внешне отличается от исправных. Задача настоящего технического решения заключается в улучшении условий обслуживания аппарата при замене неисправных или запассивированных анодов. Технический результат от использования изобретения заключается в исключении необходимости остановки и разборки аппарата при проведении замены запассивированных анодов,обеспечении возможности обнаружения запассивированного анода без остановки процесса. Сущность настоящего изобретения состоит в следующем. Предложен электролизер для выделения металлов из водных растворов,включающий ванну с крышкой, в котором чередуются неподвижные аноды с подсоединенными к ним металлическими шинами и вращающиеся на общем металлическом валу дисковые катоды, систему питания электролитом,ножи для срезания катодного осадка, закрепленные на крышке ванны, отличающийся тем, что аноды выполнены в виде двух полуэлектродов металлических пластин, расположенных по обе стороны от металлического вала и присоединенных к металлическим шинам, независимым для каждой стороны. На фигуре схематически изображено расположение отдельных основных узлов, в том числе показано выполнение анодов в виде двух полуэлектродов, их расположение относительно других узлов аппарата и подсоединение к токоподводам. Электролизер включает ванну с крышкой,состоящую из корпуса 1 и коллектором питания. Вдоль всей ванны проходит вал вращения 2, на котором укреплены дисковые катоды 3. Вал вращения является одновременно токоподводом для катодов. Внутри ванны между катодами помещаются аноды, выполненные в виде двух металлических пластин - полуэлектродов 4 с зазором между ними. 25672 Величина зазора выбирается из условия возможности изъятия любой пластины из ванны независимо от других элементов аппарата. Полуэлектроды 4 подсоединены к шинам 5,проходящим снаружи вдоль ванны по обе стороны от нее. Циркуляция электролита в аппарате осуществляется при помощи системы питания (на фигуре не показано) коллектор питания и желобсборник отработанного электролита. Работа электролизера осуществляется следующим образом В межэлектродное пространство ванны (корпус 1) через коллектор питания непрерывно подают свежий раствор, который, проходя через аппарат,выводится в желоб-сборник отработанного электролита. Скорость подачи раствора выбирают в зависимости от токовой нагрузки таким образом,чтобы кислотность отработанного электролита соответствовала требуемой для его повторного использования в производственном цикле. Во избежание локальных застоев электролита подачу раствора осуществляют во все межэлектродные пространств независимо друг от друга. Токовую нагрузку на аппарат подают через вал вращения 2 к дисковым катодам 3, находящимся на вале вращения 2, и анодам, выполненным в виде двух металлических пластин - полуэлектродов 4,подсоединенных к шинам 5. При разрушении полуэлектродов 4, а также при их пассивации они извлекаются из ванны без остановки процесса. Извлеченный полуэлектрод 4 направляется на регенерацию или ремонт, а на его место ставится свежий. Запассивированный полуэлектрод 4 определяют по резкому повышению напряжения на нем при помощи контрольного вольтметра или визуально по прекращению образования на нем анодного продукта. В ходе работы аппарата слой выделяемого катодного осадка непрерывно извлекается из ванны,срезается внешними ножами и под собственной тяжестью скапливается в приемнике на корпусе ванны (на крышке). После накапливания достаточно большого количества собранного осадка он направляется на получение товарного продукта. При накапливании в электролизере шламов, кусочков отслоившейся губки, а также при аварийных ситуациях (механическое разрушение коррозии отдельных узлов и т.п.) процесс останавливают и сливают электролит. По сравнению с прототипом электролизер предлагаемой конструкции обладает следующими преимуществамиИсключена необходимость остановки и разборки аппарата при проведении замены запассивированных анодов Обеспечена возможность обнаружения запассивированного анода без остановки процесса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электролизер, включающий ванну с крышкой, в котором чередуются неподвижные аноды с подсоединенными к ним металлическими шинами и вращающиеся на общем металлическом валу дисковые катоды, систему питания электролитом,ножи для срезания катодного осадка, закрепленные на крышке ванны, отличающийся тем, что аноды выполнены в виде двух полуэлектродов металлических пластин, расположенных по обе стороны от металлического вала и присоединенных к металлическим шинам, независимым для каждой стороны.