Электролизер для рафинирования металлов

 

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, включающий футерованную ванну с размещенными в ней токопроводящей -графитовой подиной и диафрагмами , разделяющими ванну на анодные и катодные ячейки, окна для ввода .,, 13 ggg.ggfiT.-..., катодов, механизмы поворота катодов, а также камеры и устройства для срезания осадка, отличающийся тем, что, с целью повыпения его производительности , снижения потерь электроэнергии и улучшения условий загрузки анодных ячеек сырьем, камеры .для срезания осадка снабжены съемньми платформами, ванна снабжена трубчатым конвейером, установленным вдоль ее оси и выполненным с окнами, снабженными поворотньми затворами и загребными лопастями, при этом катоды, механизмы их поворота и устройства для срезания осадка закреплены на съемных платформах, окна для ввода катодов снабжены затворами, сл а диафрагмы вьшолнены в виде сопряженных арок из огнеупорного электроизоляционного материала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) ЯО (11!

4 С 25 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3625536/22-02 (22) 27.07.83 (46) 30.03.85. Бюл. № 12 (72) Н.Я. Кузнецов, А.Б.Сучков, Б.Н.Моргалев и А.А.Браун (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (53) 621.762.275(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 394456, кл. С 25 С 5/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 619549, кл. С 25 С 7/00, 1978. (54)(57) 3JIEKTPOJIH3EP ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, включающий футерованную ванну с размещенными в ней токопроводящей графитовой подиной и диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные ячейки, окна для ввода катодов, механизмы поворота катодов, а также камеры и устройства для срезания осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности, снижения потерь электроэнергии и улучшения условий загрузки анодных ячеек сырьем, камеры для срезания осадка снабжены съемными платформами, ванна снабжена трубчатым конвейером, установленным вдоль ее оси и выполненным с окнами, снабженными поворотными затворами и загребными лопастями, при этом катоды, механизмы их поворота и устройства для срезания осадка закреплены на съемных платформах, окна для ввода катодов снабжены затворами, а диафрагмы выполнены в виде сопряженных арок из огнеупорного электроизоляционного материала.

1147773

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для злектролитического получения порошков чистых металлов и их сплавов путем их рафинирования в расплавленных средах.

Известен электролизер для рафикирования металлов из расплавленных сред, состоящий из анодной корзины, которая собрана из графитовых блоков 10 и жаропрочного бетона, вертикального катода в виде прямоугольной пластины, которая прикреплена к гидроцилиндру с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали, устройст- 15 за для улавливания и выгрузки катодкого осадка, выполненного в виде ковша, который удерживается консольно на поворотной трубе, а также доэаторов сырья с трубами для его транспор- щ тирования и распределения (1) .

Однако в данном устройстве не предусмотрено устройство для определения максимального уровня загрузки анодным сырьем, а также отсутствует пред- 5 варительный подогрев сырья перед его загрузкой в электролиэер, чем вызывается образование корки в зоне загрузки сырья, вызывающей снижение производительности электролизера, увеличение его материалоемкости и энергоемко сти.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролиэер для рафинирования металлов, вклю35 чающий футерованную ванну с размещенными в ней токоподводящей графитовой подиной и.диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные

40 ячейки, окна для ввода катодов, механизмы поворота катодов, а также камеры и устройства для срезания осадка (2) .

При этом катоды установлены на

45 гокоподводящих валах, расположенных в камерах для срезания осадка, а механизмы поворота катодов выполнены в виде ходовых винтов с гайками, соединенными с катодами.

Недостатками данного электролизера являются низкая производительность, высокие потери электроэнергии и затрудненные условия загрузки анодных ячеек исходным сырьем.

Цель изобретения — повышение производительности электролизера, снижение потерь электроэнергии и улучшение условий загрузки анодных ячеек сырьем.

Указанная цель достигается тем, что в электролиэере для рафинирования металлов, включающем футерованную ванну с размещенными в ней токоподводящей графитовой подиной и диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные ячейки, окна для ввода катодов, механизмы поворота катодов,, а также камеры и устройства для срезания осадка,, камеры для срезания осадка снабжены съемными платформами, ванна снабжена трубчатым конвейером, установленным вдоль ее оси и выполненным с окнами, снабженными поворотными затворами и загребными лопастями, при этом катоды, механизмы их поворота и устройства для срезания осадка закреплены на съемных платформах, окна для ввода катодов снабжены затворами, а диафрагмы выполнены в виде сопряженных арок из огнеупорного электроиэоляционного материала.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение по А-А на фиг. 1, на фиг. 3— сечение по Б-Б на фиг. 1.

Электролнзер состоит из стальной футерованной ванны 1 (фиг. 1) с размещенной в ней токоподводящей сборнографитовой подиной 2, расположенной вдоль оси электролизера трубчатого конвейера (конвейерной трубы) 3, в котором над каждой анодной ячейкой для загрузки анодным сырьем выполнены окна 4, снабженные поворотными затворами 5 для перекрывания окон и загребными лопастями б, предназначенными для определения, максимального уровня загрузки сырья, вмонтированного в трубе конвейера 3 шнека 7, анодных токовводов 8, соединенных со сборнографитовой токоподводящей подиной 2, трех камер 9, для срезания осадка металла с катодов, съемных платформ 10, расположенных на каждой камере 9, с прикрепленными к ним поворотными катодами 11, механизмами поворота катода (ходовыми винтами 12, гайками 13, серьгами 14, гибкими шинами 15 для катодного токоподвода, двумя щеками 16, между которыми размещен поворотный катод 11, укрепленный на оси 17), устройствами для срезания осадка (прижимными дисками- накатками 18.

55 Эксплуатация данного электролизера обеспечивает повьппение производительности технического процесса за счет увеличения периода его работы

3 1147 для обеспечения жесткоети катода при срезе с него осадка металла, моторредуктором 19, конической зубчатой передачей 20, шнековьми фрезами с редуктором 21 для срезания осадка

5 металла с каТодом). Электролизер состоит также из затворов 22, предназначенных для перекрывания окон 23, соединяющих камеры 9 сразения осадков с ванной 1 электролизера, диаф — 1p рагм 24, разделяющих ванну на анодные ячейки 25 для анодного сырья и катодные ячейки 26 для размещения катодов. Диафрагмы выполнены в виде сопряженных арок из огнеупорных электроизоляционных пластин, где сплошные ряды из цельных пластин 27 чередуются с рядами из половинок пластин 28, расположенных на стыках среди сплошных рядов с интервалом в полпластины. За счет этих интервалов создаются окна-просветы 29 с необходимыми углами наклона, исключающими просыпание анодного сырья из анодных ячеек в катодные ячейки.

Гидропровод 30 служит для поворота затворов 5 и загребных лопастей 6, расположенных на окнах 4, трубчатого конвейера 3 и патрубков 31, предназначенных для обслуживания ванны

30 электролизера.

Электролизер работает следующим образом.

После тщательной опрессовки и сушки в среде инертного газа в 35 футерованную огнеупорным материалом ванну 1, где расположены анодные ячейки 25, поочередно в каждую из ячеек на токоподводящую сборнографи— товую подину 2 загружают анодное 40 сырье, которое подается через окно 4 конвейером 3. При этом включается гидропровод 30, от которого поворотный затвор 5 открывает окно 4 и вместе с загребными лопастями 6 совершает возвратно-поворотное движение.

Когда анодная ячейка 25 заполнится и сырье будет разгребаться лопастями 6, в гидроприводе 30 возрастает давление рабочей жидкости и стрелка gO монометра будет отклоняться до контактного касания с отключателем гидропривода, который остановится в положении закрытого окна 4 затвором 5 (монометр и отключатель не показаны). После этого вращающийся шнек 7 начинает подавать сырье в другую анодную ячейку 25, над которой откры773 4 вается окно 4 от включения другого электропривода. При этом анодное сырье, проходящее по трубе конвейера, подогревается и поступает в ванну без образования корки в электролите.

Аналогичньи образом заполняются сырьем все анодные ячейки и через патрубок 31 в ванну заливают расплав электролита до заданного уровня, после чего погружают концевую часть .! катода 11 в электролит катодной ячейки 26 путем поворота его относительно оси 17 по часовой стрелке, при этом катод проходит в ванну через окно 23, соединяющее ванну с камерой 9 для срезания осадка.

Поворот катода 11 осуществляется серьгой 14, соединенной с гайкой 13, навинченной на ходовой винт 12, который вращается от мотор-редуктора 19 через конические зубчатые передачи 20, Через съемную платформу 10 и приваренные к ней. щеки 16, а также через гибкие шины 15 подклю. чают катодный потенциал к катоду, а к анодному сырью подключают анддный потенциал через токовводы 8 и токоподводящую сборнографитовую подину 2. В результате этого ионы металла из анодного сырья переходят в электролит и далее на катод, осаждаясь на нем в виде осадка из кристаллов чистого металла. Когда слой кристаллов нарастает до определенной толщины, его срезают, поворачивают катод 11 против часовой стрелки за счет обратного вращения мотор-редуктора и, когда осадок металла на катоде встретится с вращающимися боковьии шнековьии фрезами 21, он будет срезаться ими и падать в сборный контейнер (не показан) . После окончания срезания осадка мотор-редуктор переключают на возвращение в электролит концевой части катода (в катодную ячейку 26), Аналогично работают все катоды с поочередньи поворотом их для срезания осадка . в камерах среза и возвращения в электролит — в катодные ячейки, где происходит нарастание осадка на катоде.

1147773 г в йепрерывном режиме и сохранения герметичности ванн при обслуживании мехаййзмсщ для срезания осадка. -Кроме того, электролизер обеспечивает уменьшение потерь электроэнергии за счет уменьшения утечек тока через диафрагмы, а также позволяет оптимизировать уровень загрузки анодных ячеек сырьем при использовании кон— вейера с окнами, снабженными поворот † ными затворами и загребными лопастями.

При производстве особо чистого железного порошка применение предлагаемого электролизера позволит на

7, 5% EIoBb!cHTb производительность технологического лроцесса (от

7000 т/год на известном электролизе— ре до 7500 т/год на предлагаемом), повысить коэффициент выхода металла по току (с 0,6 до 0,8 соответственно) и уменьшить расход электроэнергии на выпуск годовой программы примерно на 17 млн. кйтч.

1147773

1147773

Составитель И.Киянский

Техред М. Гергель Корректор " - Гирняк

Редактор В.Ковтун

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

Заказ 1508/26 Тираж 637 Поднисноp

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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