Анод для электролитического получения металлов

 

АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ, выполненный из титановых, размещенных в одной плоскости параллельно один другому стержней с покрытиями, соединенных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов . -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины, и/или электрически провсдящего нестехиометрического окисла, и/или неблагородного металла , и/или его окисла, и/или их смесей , и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечения приварена поперек стержней, отл-ичагощийс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, отношение суммарной поверхности стержней л к занимаемой всей стержневой структурой поверхности р составляет 6 РдРрг 2, отношение короткой и длинной сторон прямоугольного Ъоперечного сечения стержней 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И) 3(51) .С 25 С 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К llATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3244705/22- 02 (22) 13 02.81 (31) P 3005795.5 (32) 15 ° 02.80 (33) ФРГ (46) 23.01,84, Бюл. 9 3 (72) Конрад Коциоль и Эрих Венк (ФРГ) (71) Конрадти ГмбХ унд Ко Металлэлектроден, КГ (ФРГ) (53) 621 ° 357.1(088.8), (56) 1. Заявка ФРГ М 2404167, кл. 40 С 1/02, 1979.

2. Акцептованная заявка Великобритании 9 1267985, кл. С 7 В, 1972. (54)(57) АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ, выполненный иэ титановых, размещенных в одной плоскости параллельно один другому стержней с покрытиями, соединенных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/нли окислов платины, и/или электрически пров одяще го í ес т ех иомет р ич еск ого окисла, и/или неблагородного металла, и/или его окисла, и/или их смесей, и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечения приварена поперек стержней, о т л-и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, отношение суммарной поверхности стержней д к занимаемой всей стержневой структурой поверхности Фр составляет 6 Ъ.Радар) 2,, отношение короткой и длинной сторон прямоугольного поперечного сечения стержней 1:(2-10), отношение ширины каждого стержня к расстоянию между осями симметрии двух соседних стержней 1:(4-6), Я причем параллельная плоскости расположения ширина стержней сос.,тавляет. 0,5-2,5 мм, измеренная перпендикулярно плоскости анода глубина стержня 5-2,5 мм и расстояние между двумя- соседними стержнями рав-— но А4 2 мм.

1069633

Изобретение относится к снабженному покрытием аноду для электролитического получения металлов, рабочая поверхность которого образована расположенными в одной плоскости на расстоянии один от другого параллельно между собой стержнями,электрически соединенными с токоподводящей шиной.

Известен анод для электролитического получения металлов, выпол- 1О ненный из титановых„ размещенных в одной плоскости параллельно друг . другу стержней с .покрытием, соединенных с токоподводящей шиной 11.

К недостаткам этого анода следует 5 отнести большой расход.электроэнергии и дороговизну конструкции.

Наиболее близким к изобретенню по технической сути и достигаемому результату является анод для электролитического получения металлов, выполненный из титановых, размещенных в одной плОскости параллельно один другому стержней с покрытиями, соединенных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов Ч -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины и/или электрически проводящего нестехиометрического окисла и/или неблагородного металла и/или его окисла и/илй их смесей, и по крайней мере одна пластина прямоугольного сечения приварена поперек стержней (2). 35

К недостаткам известного анода следует отнести большой расход электроэнергии.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии. 40

Цель достигается тем, что у ано- да для электролитического получения металлов, выполненного из титановых, размещенных в одной плоскости парал лельно один другому стержней с покрытиями, связанных с токоподводящей шиной, при этом стержни выполнены в форме полос, прутков, полуцилиндров или элементов 0 -образной формы, рабочее покрытие стержней выполнено из платины и/или окислов платины, и/или электрически проводящего нестехиометрического окисла, и/или неблагородного металла, и/или его окисла, и/или их смесей и по 55 крайней мере одна. пластина прямоугольного сечения приварена поперек стержней, отношение суммарной по верхности стержней +а к занимаемой: всей стержневой структурой поверх- бп ности р составляет б ) Рд ) F<>2, отношение короткой и длинной сторон прямоугольного поперечного сечения стержней составляет 1: (2-10), отношение ширины каждого стержня к расстоянию между осями симметрии двух соседних стержней составляет

1:(4-6), причем параллельная плоскости расположения ширина стержней составляет 0,5-0,25 мм, измеренная перпендикулярно плоскости анода глубина стержня составляет 5-25 мм и расстояние между двумя соседними стержнями равно А Ъ 2 мм.

На фиг.1 показана плоскость расположения анода, вид сверху; на фиг.2 — вид на структуру параллельно плоскости расположения; на фиг.3 узел 1 на фиг.2; на фиг.4 — узел на фиг.1.

На опорных кронштейнах 2 на кромке загрузочного окна электролизного бака 1 расположена токоподводящая шина 3, соединенная контактной шиной

4 с источником тока. Токоподводящая шина 3 несет ряд стержней 5, представляющих рабочую поверхность анода. Стержни длиной Lq имеют прямоугольное поперечное сечение шириной

В и глубиной Т. При этом стержни ориентированы таким образом, что их глубина Т проходит перпендикулярнд плоскости расположения стержней. 3анимаемая стержнями поверхность определяется длиной стержней ) и расстоянием Lg между наружными сторонами двух наружных стержней анодной структуры. Стержни 5 расположены с расстоянием в свету A один относительно другого.

Электрич еск ое и механическое соединение токоподводящих шин, выпол" ненных, например, из меди, со стержн ями 5, выполи ен ными, например, из снабженного покрытием титана, показано на фиг.3. Токоподводящая шина

3 и стержни 5 расположены в одной плоскости таким образом, что верхние торцевые поверхности стержней 5 примыкают к нижней поверхности токоподводящей шины 3. Соединение токоподводящей шины 3 со стержнями 5 производитс.я двумя расположенными с обеих сторон токоподводящей шины соединительными полосками 6, параллельными токоподводящей шине и точно так же выполненными из титана с покрытием. Соединительные полоски 6 закреплены посредством винтов 7о, и гаек 76 к токоподводящей шине 3.

Соединение стержней 4 с соединительными полосками б производится точечной сваркой 8.,Цля дальнейшего ужесточения анодной структуры со стержнями 5 соединены точечной сваркой несколько поперечных стержней

9, выполненных точно также из снабженного покрытием титана. При этом последовательно расположенные попе речные стержни 9 расположены попеременно на одной или другой стороне плоскости расположения стержней 5.

1069633

Пример. Стержни 5 имеют длину ), равную 1170 мм, в то время как их ширина В составляет 2 мм, а глубина Т вЂ” 12 мм. Расстояние в свету A между двумя соседними стержнями 5 составляет 8 мм. Общая длина анодной структуры равна 852 мм.

Предусмотрены 82 стержня.

Анод сконструирован для силы тока

600 A соответственно плотности тока на стороне анода 355 A/ì1 (%р) . При 10 силе тока 600 A в аноде возникает . омнческое падение напряжения лишь около 100 мВ..

Конструкция анода очень жесткая и прочная. Это является результатом )5 не только соединения стержней 5 с токоподводящей шиной 3 посредством соединительных полосок 6 и точечной сварки стержней с этими соединительными полосками 6, но и дополнительного расположения поперечных стержней 9, имеющих диаметр 4 мм. Таким образом, каждый пластинчатый стержень 5 закреплен семью точками сварки.

Анод прост по конструкции, относительно дешев в изготовлении вследствие малого количества материала и имеет очень большую геометрическую поверхность. Он весит без токоподводящей шины 3 около 12 кг. Суммарная поверхность стержней г, на кото-рые нанесено покрытие, составляет, включая контакты, около 3 м, Рабочая поверхность анода, т.е. поверхность, погруженная в электролит, равна приблизительно 2,4 м, что при

600 A дает значение Ъд (анодной плотности тока) около 250 A/MÚ (Q) .

Фактическая физическая анодная плотность тока, являющаяся результатом экстремально большой поверхности покрытия, составляет только 5% значения Эд. Йсхадя из этого и каталитической эффективности активных компонентов покрытия, получается постоянное низкое давление кислорода на аноде в течение длительного срока эксплуатации.

Покрытие на поверхности анода, выступающей из ванны, служит для защиты титановых деталей анода от коррозии.

Относительно малая токовая нагрузка медной токоподводящей шины 3 (около 0,8 A/мм при силе тока 600 A на аноде) делает возможным выполнение новых отверстий За в токоподводящей шине 3 на длине Lg 852 мм. На каждое отверстие 6сх в соединительной полоске 6 приходится ток около 33 А.

Благодаря этому малому частичному току в зонах контакта и хорошему покрытию контактов падение напряжения в этих участках остается постоянным в течение длительного срока службы.

1069633

Тираж 637 Подп ис н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 11514/60

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Красина

Редактор Г. Безвершенко Техред М, Гергель Корректор В. Бутяга