Устройство для электрохимической регенерации окисленного электролита железнения

 

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки , в частности, к устройствам регенерации окисленных электролитов железнения. Цель изобретения - повышение эффективности регенерации и упрощение конструкции за счет обеспечения сочетания химического и электрохимического процессов. Приводят во вращение вал 4, на котором закреплены катоды 5, выполненные в виде рамок с токопроводным углеродным материалом 6 и установленные на валу 4 крестообразно. Растворимые аноды 8, выполненные в виде сегментов, закреплены также на валу 4 между катодами 5 по винтовой линии, что обеспечивает при вращении вала 4 принудительную циркуляцию электролита во всем регенерируемом электролите, позволяя регулировать массоперенос в межэлектродном пространстве и межпоровом пространстве катода 5. Конструктивные особенности устройства обеспечивают интенсификацию процесса регенерации электролита и возможность использования в действующих производствах без специального переоборудования рабочих ванн. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 25 П 21/18

"" - :М7 г; ц,-.

1 .А, . ) Л,i . Б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4295107/23-02 (22) 10.08.87 (46) 23.08.89. Бюл, 3) (71) Кишиневское научно-производственное объединение технологии электробытового машиностроения ТехнолоII гия (72) О.В,Ковалева, В.К.Варенцов, В.M,Øàéäóëèí, Н.Т.Окопная и В.В.Ковалев (53) 621.357.7 (088.8) (56) Опубликованная заявка Японии

М- 57959, кл. С ?5 1) 21/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

11 1254066, кл. С 25 D 21/18, 1985.

„„SU„„1502668 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОЙ

РЕГЕНЕРАЦИИ ОКИСЛЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

ЖЕЛЕЗНЕНИЯ (57) Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки, в частности к устройствам регенерации окисленных электролитов железнения. Цель изобретения — повышение эффективности регенерации и упрощение конструкции эа счет обеспечения сочетания химического и электрохими" ческого процессов. Приводят во вра" шение вал 4, на котором закреплены катоды 5, выполненные в виде рамок с токопроводным углеродным материа1502668

30 лам б.и установленные на валу 4 крестообразно. Растворимые аноды 8, выполненные в виде сегментов, закреплены также на валу 4 между катода5 ми 5 по винтовой линии, что обеспечивает при вращении нала 4 принудительную циркуляцию электролита во всем регенерируемом электролите, позволяя рег лировать массоперенос в 10

Изобретение относится к оборудованию дпя электрг химической обработки, в час;ности к устройствам регене-рации окисленных электролитов железнения. 20

Цель изобретения - повышение эффективности регенерации и упрощение конструкции путем обеспечения сочетания химического и электрохимического процессов.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, обггий вид; на фиг.2 электродный блок, разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — вид

Ь на фиг.2.

Устройство coròoèò из вертикальнога неподвижного цилиндра 1, внутри которого в направляющих 2 и вту:гках

3 установлен вал 4. На валу 4, под углом к его образующей, крестообраэ- 35 на смонтированы катоды 5, выполненные в виде рал.ок с t окапроводным углеродным материалом 6 и электричес ки соединенные со ска Ihoÿöåé контактной системой 7. Ра(.творимые аноды 8 40 выполнены н нице cplментов, установлены на валу 4 между катодами 5 по винтовой линии и электрически связаны со скользящеи контактной системой 7. Контактная система 7 устанон — 45 лена на вертикальном валу 4, выполненном с изоляционным слоем 9, отделяющим контактную систему 7 от токосъемной втулки 10 и втулок 11 и

1?, обеспечивающих фиксацию и токопод 0 вод к катодам 5. Втулка 12 выполнена съемной для удобства монтажа — демонтажа катодон 5. Крепление анодов

8 на валу 4 осуществлено посредством 1 -образных косых несквоэных пазон 13. -5 о

Л расположенных через 90 . Фиксация ци.линдра 1 относите:IbHo ванны, (не па . казана) осуществлена посредством крючков 14, Вал 4 кинемагически снялгежэлектродном пространстве и межпоровом пространстве катода 5, Конструктивные особенности устройства обеспечинают интенсификацию процесса регенерации электролита и возможность использования в действующих производствах без .пециального переоборудования рабочих ванн. 4 ил. з.-.н " регулируемым эпектроприводом (не пг к а ан ), ус гапон пенным в верхней части, Устройсгнг работае следующим образом °

Посредством электропривода регулирую; с«орасть вращеш я вала 4, на котором закреплены катоды 5 и ано ды 8. Наклонное расположение като,дов 5 по отнощению к вращающемуся ва лу 4 обеспечивает гидрадинамические условия протока электролита как в го ризачтальной плоскости через поры катодов 5, так и Ito скользящей направляющей, обусловленной углом накло на катодон 5. Такое расположение пористых катодов 5 обеспечивает спирал образный харак-.ер протскания электро лита, ограниченного цилиндром 1 устройства. Нри этом жидкость, поступив шая вовнутрь устройства, может быть многократно пропущена через поры катода 5, прежде чем будет вынесена из обрабатываемого объема и заменена но ной порцией электролита. Тем самым обеспечивается принудитепьная циркуляция электролита но всем объеме рабочей ванны н зависимости от напранленин вращения или наклона элекг— родов — снизу вверх или сверху вниз.

Винтовое расположение сегментообразных анодов 8 дополнительно обеспечивает такую направленность протока жидкости, что усиливает в условиях вращения проток электролита через поры катода 5, выполняя также функции направ.гяющих. Пу гем рег улиранания скорости вращения можно иэменять массоперенос в межэлектропнам пространстве и межпораном просгранстне катода 5 эа счет поныщения тур— булизаUèè потока элек Iр л гта, и геM самым интенсифицировать электродны.пропе<:сы.

1502668

При подаче постоянного электричес— кого тока через систему 7 скользящих контактов на объемно-пористые катоды 1 5,ныполненные из волокнистого углеродного материала 6, и аноды

8, на поверхности и в порах катода 5 начинает протекать восстановление

ЯФ 2f ионов Fe Fe ° При этом гроцесс идет при низких плотностях тока н ин- 1ð тервале потенциалов + 0,6 до -0,4 В, когда еще не происходит интенсивного выделения водорода и катодного осаж— цения металлическсго железа. Б пределах потенциалов ат +0,6 до 0 В про- 15 текает только одна электр >химическая

3t, Q+ реакция — переход Fe — Ve с выходом по току близким к 1110И . .1ри потенциалах от 0 до -0,4 В наряду с основным процессом начинается парал- 20 лельная реакция выделения водорода, При этом атомарный водород в момент своего образонания является дополнительным восстанавливающим агентом по

39 отношению к ионам Fe, что приводит 25 к повышению выхода по току целевой реакции Fe — 1 е до 1007. При сдвиге потенциала в более электроотрицательную область (выше -0,4 В) наряду с первыми двумя реакциями на- gp чинает протекать третья — носстанон2 О ление Fe — 1 е с образованием на поверхности пористого электрода губчатого легкорастворяющегося осадка металлического железа. В этом слу35 чае процесс может проводиться с использованием импульсного тока с регулируемой частотой импульсов, что позволяет подобрать величину паузы тока, в течение которой появление 40

2 ионов Fe и уменьшение концентрации э Ф

Ге может быть связано с рядом процессон: непосредственным образонани2+ ем ионов Fe н результате химического растворения металлического железа н сильнокислой среде, находящегося н активной губчатой форме; с выделением атомарного водорода при химическом взаимодействии железа с кислотой н электролите; с нестабильностью ионов Fe в присутствии система мы Fe /Fe и стремлением ионов Fe

2i для достижения термодинамически равновесного состояния; с выделением из кристаллической решетки железа атомарного водорода, захваченного н момент электрокристаллиэации осадка, который является сильным восстановителем.

Таким образом, протекание ука занных реакций приводит к образонанию йФ ионов Fe и поэноляет обеспечить высокую эффективность регенерации элсктролита железнения, содержащего повышенные концентрации примеси ионов

Fe

Конструктивные особенности устройства обеспечивают возможность изготовления цилиндра иэ малоуглеродистой стали или позволяет вовнутрь неметаллического корпуса вставлять стальной цилиндр нплотную к наружному. В этом случае наряду с электрохимическими процессами на поверхности вставного железного корпуса проте— кают химические процессы по указанным реакциям, приводящие к дополнительному восстановлению ионов Ге до з-

2+

Fe . Эти процессы ускоряются в ус.— ловиях турбулиэации протока электролита при вращении электродной системы в данном устройстве.

Аноды 8 в виде сегментов могут быть иэготонлены из железа-Армко, стали 3 или другой малоуглеродистой стали и являются съемными и легкоэаменяемыми. В связи с тем, что процесс идет при низких плотностях тока в условиях турбулизации протока, анодное растворение происходит н активной области потенциалов с выделением

2f ионов Fe

Конструктивные особенности устройства обеспечивают компактность устройства, помещаемого непосредственно в рабочую ванну; добстно эксплуатации и простоту монтажа и демонтажа; интенсификацию процесса регенерации электролита эа счет сочетания химических и электрохимических процессов

У беэреагентность технологии реакции; во зможнос ть ис поль эов а ния н дейс тн ующих производствах без специального переоборудования гальванических ванн; снижение непроизводительных потерь времени на разовую проработку электролита перед рабочим циклом; возможность установки и перемещения устройства на любом участке гальванической ванны, не мешающих ее рабо -е; улучшение качества покрытия ввиду высокой эффективности восстановления ионов Fe до Fe н ПыстроокисляющихЯ<. 2 ся электролитах желсэнения и предотвращения нключаемости н состав осадков ионов и гидроксидов железа (III).!

5Г)Р668

10 Ь о р и у л а и э о б р е т е н и я устройство для эл»к гр<..химической регенерации окисл»нног о электролита железнения, содержащее размещенный в ванне электродный б"10K c p»cTRopHMb

1502668 л л О

Составитель В.Трегубов

Редактор А.Шандор Техред Л.Олейник

Корректор О.Пипле

Заказ 5049/37 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101