Устройство для регулирования потенциала электродов при электролизе

 

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано, например, при электролитическом рафинировании металлов. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство автоматически устанавливает режим предельного и переходного токов (J) электролиза дифференцированием по потенциалу (φ) поляризационной зависимости J(φ) рабочего электрода, выделяя сигнал, пропорциональный второй производной @ <SP POS="POST">2</SP>J/ @ φ<SP POS="POST">2</SP>, путем фазочувствительного детектирования выделенного сигнала и использования продетектирования сигнала в качестве управляющего. 3 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА)1ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК опислние изоБРетения

И А ВТОРСЙОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю%

»Ф

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТЙРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР (21) 4459463/23-02 (22) 12.07.88 (46) 15,04.90. Бюл. М 14 (71) Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов (72) Я.М. Адельсон и А.И. Анайко (53) 669.713.7(088.8) (56) Алексеев Н.Г. и др . Современные электронные приборы и схемы физикохимических исследований. И.: Химия, 1971, с. 267-268. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано, например, при электролитическом рафинировании металлов.

Целью изобретения является. повышение производительности.

На фиг. l представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2, 3поляризационная зависимость тока электролиза от потенциала .

Устройство содержит электролитическую ячейку 1, первый 2 и второй 3 рабочие электроды, электрод 4 сравнения, нагрузочное сопротивление 5, регулируемый источник 6 электропитания, модулирующий генератор 7, избирательный усилитель 8, фазочувствительный детектор 9, удвоитель 10 частоты, первый

11 и второй 12 переключатели.

Сущность предложения заключается в том, что устройство автоматически устанавливает режим предельного и

„SU„„1557 97 А1 (S1)S С 25 С 3/20

2 (57) Изобретение относится к электро" металлургии и может быть использовано, например при электролитическом рафинировании металлов. Цель изобре" тения - повышение производительности.

Устройство автоматически устанавлива" ет режим предельного и переходного токов (I) электролиза дифференцированием по потенциалу (Ч) поляризацион-. ной зависимости Т(Ч) рабочего электрода, выделяя сигнал, пропорциональный второй производной 3 Х/ЭЧ, путем фазочувствительного детектирования выделенного сигнала и использования продетектирования сигнала в качестве управляющего. 3 ил. переходного токов электролиза дифференцированием по потенциалу поляризационной зависимости I/O / рабочего электрода, выделяя сигнал, пропорциональный второй производной Э 1/ЭЧ, путем фазочувствительного детектирования выделенного сигнала и использо" вания продетектированного сигнала в качестве управляющего.

Устройство работает следующим образом.

При положении переключателя 11, в котором через него соедийяются только электрод 4 сравнения и первый вход источника 6 электропитания, и одно» временно с этим при установке переключателя 12 в положение, обеспечивающее соединение рабочего электрода 3 с вто" рым входом источника 6 электропитания, потенциал рабочего электрода 2 регулируется в зависимости от потенциала электрода 4 сравнения и тока рабоче1557197 го электрода 3. При работе устройства в режимах автоматической установки предельного диффузионного либо переходного токов электролиза переключатель 11 устанавливается в положение, при котором через него соединяются между собой только второй выход моду" пирующего генератора 7 и второй рабочий электрод 3. Переключатель 12 при этом устанавливается в положение, обеспечивающее соединение выхода фа" зочувствительного детектора 9 с вторым входом источника 6 электропитания., Напряжение с частотой Д от модулирую- 15 щего генератора 7 через переключатель

11 прикладывается к нагрузочному соп" ротивлению 5 и модулирует потенциал рабочего электрода 3, поляризационная зависимость I/4/ KOToporo обусловливает модуляцию тока, протекающего че-: рез электролитическую ячейку 1. Нелинейность поляризационной зависимости приводит к появлению в напряжении на сопротивлении 5 гармоник частоты Я

С сопротивления 5 сигнал подается на избирательный усилитель 8, настроенный на частоту 2ß,, а затем детектируется фазочувствительным детектором 9, на второй вход которого поступает опорный сигнал с частотой 22 с выхода удвоителя 10 частоты, соединенного входом с первым выходом модулирующего генератора 7. При совпадении среднего значения потенциала рабочего электрода 3 с потенциалом „,, соответствующим точке перегиба поляризаци онной зависимости электрода 3, напряжение на выходе фазочувствительного детектора равно нулю. При изменении технологического фактора в процессе электролиза зависящей от него потенциал, отклоняется от среднего потен" циала электрода 3 и на выходе фазочувствительного детектора 9 появляется.сигнал, величина и полярность кото" рого определяются величиной и знаком отклонения „, от среднего значения потенциала электрода 3. Сигнал с выхода фазочувствительного детектора 9 подается в соответствующей полярности 0 через переключатель 12 на вход регулируемого источника 6 электропитания, который одним полюсом заземлен, а другим соединен с первым рабочим электродом 2. При изменении потенциала 55 электрода 2 изменяется ток электроли" за. В результате зависящий от тока электролиза потенциал рабочего электрода 3 автоматически поддерживается равным „, . Регулировкой фазы сигнала в опорном канале детектора устанавливается нулевая начальная разность фаз входного и опорного сигналов, т.е.

Ч = О, при которой выходной сигнал детектора максимален

1 2 ЗД

4 ЗФ

Точность полученного результата высо ка при достаточно малой амплитуде модуляции - Ч,„ .

Итак, иы (1) следует, что выделяемый в предложенном устройстве управляющий сигнал пропорционален 3 1/Э4 .

На фиг. 2, 3 представлены поляризационная кривая I/P/ рабочего элект рода и ее вторая производная pI/39 .

Как видно из чертежа, отклонениям потенциала Ц,-Ч и 4 -Ч, имеющим один и тот же знак, соответствуют разные полярности сигнала 81I/39 .

Поэтому настройка устройства на заданную точку перегиба определяется выбором полярности, в которой сигнал с выхода фазочувствительного детектора подается на вход регулируемого источника электропитания.

Устройство может быть реализовано с помощью известных технических средств. В качестве модулирующего ге.нератора 7 можно использовать генератор сигналов ГЗ- 104. Функции избирательного усилителя 8 и фазочувствительного детектора 9 могут выполняться.усилителем У2-8. Удвоитель 10 частоты, выполняется по типовой схеме.

В результате использования устройства, например, при электролитическом рафинировании металла значительно снизится содержание примесей в готовой продукции, повысятся производительность электролизера и выход металла по току.

Формула изобретения

Устройство для регулирования потен" циала электродов при электролизе, срдержащее электролитическую ячейку, два рабочих электрода, электрод сравнения, нагрузочное сопротивление и регулируемый источник электропитания, который одним полюсом- заземлен, а другим полюсом соединен с одним рабочим электродом, причем второй рабочий электрод соединен с одним концом наг-. рузочного сопротивления, другой конец которого заземлен, о т л и ч а юl 557197 щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения а втоматичес кого поддержания режимов предельного диффузионно5 го или переходного токов электролиза, в него введены модулирующий генератор, избирательный усилитель, фазочувстви" тельный детектор, удвоитель частоты и два переключателя, при этом модулирующий генератор соединен одним выхо" дом с входом удвоителя частоты, а другим выходом подсоеаинен к одному вхо" ду первого переключателя, который дру-1 гим входом соединен с электродом сравь нения, одним выходом подсоединен к одному входу регулируемого источника электропитания, а другим выходом соединен с вторым рабочим электродом, который подсоединен к одному входу второго переключателя и к входу изби" рательного усилителя, выход которого подсоединен к одному входу фазоцувствительного детектора, который другим входом соединен с выходом удвоителя частоты, а выходом подсоединен к дру" гому входу второго переключателя, вы" ход которого соединен с другим входом регулируемого источника электропитания.

1557197

Составитель А. Абросимов

Техред д.Олийнык Корректор Н, Король

Редактор А. Маковская

Заказ 700 Тираж 538 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,10!