Электролизер для выделения металлов из водных растворов

(51) 25 7/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ водных растворов. Задачей настоящего технического решения является обеспечение сохранности катодного металла в течение всего цикла накапливания продукта. Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в получении компактного катодного осадка металла. Предложен электролизер для выделения металлов из водных растворов,включающий ванну ящичного типа, коллекторы ввода и вывода электролита и чередующиеся неподвижные аноды и перемещающиеся катоды изготовленные из инертного в условиях электролиза материала, отличающийся тем, что катоды выполнены в виде пластин, закрепленных с возможностью вертикального возвратнопоступательного перемещения между горизонтальными валками, соединенными попарно упругими связями.(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(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к цветной металлургии,а именно к оборудованию гидрометаллургических предприятий, и может быть использовано для электролитического выделения цветных металлов из 25673 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. Т. 8. Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии, под общей редакцией И.А.Стригина, М., Металлургия. 1975 г.). 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. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электролизер для выделения металлов из водных растворов (см. А.с. СССР 1770456, М. кл.5 С 25 С 7/00, опубл. 22.06.92). По этому решению электролизер представляет собой ванну ящичного типа, в которой чередуются неподвижные аноды и движущиеся катоды,вращающиеся на общем металлическом валу. 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 электролизера в нем имеется желоб-сборник отработанного электролита. С целью непрерывного удаления из электролизера катодного продукта аппарат снабжен срезающими ножами,закрепленными на крышке электролизера. Однако электролизеры такого типа малонадежны в эксплуатации и сложны при обслуживании вследствие необходимости постоянного удаления катодного осадка, скапливающегося на крышке электролизера. Получающаяся при этом металлическая губка начинает активно окисляться кислородом воздуха, что приводит к потерям выделившегося металла. Кроме того, вследствие активности катодного металла происходит его разогрев вплоть до самовозгорания. Задачей настоящего технического решения является обеспечение сохранности катодного металла в течение всего цикла накапливания продукта. Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в получении компактного катодного осадка металла. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен электролизер для выделения металлов из водных растворов,включающий ванну ящичного типа, коллекторы ввода и вывода электролита и чередующиеся 2 неподвижные аноды и перемещающиеся катоды изготовленные из инертного в условиях электролиза материала, отличающийся тем, что катоды выполнены в виде пластин, закрепленных с возможностью вертикального возвратнопоступательного перемещения между горизонтальными валками, соединенными попарно упругими связями. Предложенное техническое решение поясняется фигурой, на которой показана схема перемещения катодов в процессе электролиза. Электролизер состоит из корпуса 1,представляющего собой ванну ящичного типа. С целью обеспечения непрерывности проведения процесса электролиза в электролизере имеются коллекторы для ввода 2 и вывода 3 электролита. В ванне чередуются плоские катоды 4 и аноды 5,выполненные из инертного по отношению к электролиту материала (например, титана или нержавеющей стали). Аноды 5 устанавливаются неподвижно в вертикальных пазах боковых стенок ванны. Катоды 4, помещенные в таких же пазах,связываются в единый блок, подсоединенный к подъемному механизму, который связан с командным устройством (на схеме не показано) для возможного варьирования частоты и амплитуды движения катодов. В горизонтальных пазах крепятся прижимные валки 6, соединенные попарно упругими стяжками. Диаметр прижимных валков 6 выбирается из условия прохождения за один рабочий цикл перемещения катодов 4 всей их рабочей площади. Работа электролизера осуществляется следующим образом В ходе непрерывного процесса электролиза в ванну через коллектор ввода 2 электролита в межэлектродные пространства постоянно подается рабочий раствор. В процессе электролиза происходит на катодах 4 выделение губчатого металла. Отработанный обедненный электролит через коллектор вывода 3 выводится из аппарата. Скорость подачи электролита должна обеспечивать поддержание в отработанном электролите постоянный уровень кислотности, соответствующий требуемому для использования электролита в дальнейшем производственном цикле. Периодически при помощи командного механизма поднимаются и опускаются катоды 4, на которых происходит постоянное наращивание выделяемого металла. Движение катодов 4 происходит между попарно связанных между собой прижимных валков 6 при помощи периодически срабатывающего командного механизма. Связь между прижимными валками обеспечивается упругими связями. Усилие в упругих связях выбирается из условия постоянного контакта катодного осадка с поверхностью катодов 4 (отсутствие отслаивания катодного осадка от поверхности электродов). Амплитуда движения катодов 4 устанавливается из условия полного прохождения всей рабочей поверхности катодов за один цикл подъем - спуск. Частота циклов должна обеспечивать отсутствие коротких замыканий между катодами 4 и анодами 5 25673 выделяемой катодной губкой. Параметры движения катодов 4 (амплитуда и частота циклов) обеспечиваются характеристиками работы командного механизма. После достижения требуемой толщины слоя катодного осадка процесс останавливается, катоды извлекаются из аппарата, с них счищается получаемый продукт. Затем катоды 4 вновь устанавливаются в аппарат и производственный цикл повторяется. По сравнению с прототипом электролизер предлагаемой конструкции обеспечивает следующие преимущества упрощает обслуживание вследствие отсутствия необходимости постоянного удаления катодного осадка, исключает потери конечного продукта вследствие исключения вторичного самоокисления конечного продукта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электролизер для выделения металлов из водных растворов, включающий ванну ящичного типа,коллекторы ввода и вывода электролита,чередующиеся неподвижные аноды и перемещающиеся катоды изготовленные из инертного в условиях электролиза материала,отличающийся тем, что катоды выполнены в виде пластин,закрепленных с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения между горизонтальными прижимными валками, соединенными попарно упругими связями.