Многокамерный проточный бездиафрагменный электролизер

 

Изобретение относится к электролитическому извлечению металлов из растворов, в частности извлечению благородных металлов из цианистых растворов и элюатов и может быть использовано на золотоизвлекательных предприятиях с цианистой и угольносорбционной технологией извлечения благородных металлов. Изобретение повышает компактность и упрощает конструкцию электролизера. Это достигается тем, что в многокамерном проточном бездиафрагменном электролизере, содержащем корпус, циркуляционные камеры, электродные камеры и биполярно включенные аноды и катоды, установленные попеременно-параллельно в пазах электродных камер, согласно изобретению, циркуляционные камеры размещены между поперечными перегородкамии, расположенными ниже верхних кромок стенок корпуса и выполнены в нижней части в виде бункера с узлом выгрузки катодного осадка, электродные камеры выполнены в виде полых прямоугольных призм, установленных в циркуляционных камерах с зазором в форме канала, соединяющего верхнюю часть предыдущей по ходу раствора электродной камеры, с нижней частью последующей циркуляционной камеры, а аноды и катоды выполнены в виде блоков вертикальных пластин, собранных в форме гребней, размещенных в промежутках друг друга параллельно продольным стенкам корпуса, причем анодные пластины плакированы в верхней части слоем диэлектрика, нижний край которого расположен ниже верхней кромки циркуляционной камеры. 3 ил.

Изобретение относится к электролитическому извлечению металлов из растворов и может быть использовано для извлечения благородных металлов из цианистых растворов и элюатов.

Известен многокамерный проточный электролизер, содержащий попеременно расположенные катоды и аноды, разделенные ионообменными мембранами, в котором аноды выполнены в виде платиновых сеток, помещенных в анодные камеры, каждая из которых выполнена в виде рамок с закрепленными на внешних сторонах ионообменными мембранами, а катоды в виде блоков из вертикальных пластин, собранных на токопроводящих стяжках с зазором друг к другу и установленных перпендикулярно анодным камерам (а.с. N 349753, кл. С 22 D 1/02, опублик. в БИ N 26 1972).

К недостаткам известного электролизера относятся: сложность конструкции, обусловленная наличием анодных камер; недостаточное использование катодной поверхности, а также невозможность использования для осаждения металлов из цианистых растворов.

Известен электролизер для осаждения золота из цианистых растворов, содержащий попеременно расположенные в электродных камерах аноды и катоды, выполненные соответственно из пассивированного свинца и нержавеющей стали. (Алкацев М.И. Способ осаждения золота из цианистых растворов. Сборник трудов Северо-Кавказского горно-металлургического института, 1957, вып. 15, с. 238-258).

К недостатками известного устройства относятся возможность замыкания электродов флотирующимися катодными осадками, что приводит к потерям осаждаемого металла.

Известна также принятая за прототип проточная электролизная ванна, включающая корпус с камерами для циркуляции раствора, электродные камеры с пазами, попеременно-параллельно расположенные в пазах электродных камер, биполярно включенные катоды и аноды без диафрагм и установленное с возможностью возвратно-поступательного перемещения между электродами устройство в форме гребня или решетки для перемешивания электролита и предупреждения коротких замыканий. (Гульдин И.Т. Электрометаллургия водных растворов. М. Металлургия, 1966, с.54-57, рис. 41, с.64-66, рис.48).

К недостаткам известной электролизной ванны относится сложность и громоздкость конструкции, обусловленная расположением камер для циркуляции электролита вдоль электродных камер и необходимостью применения приспособления для перемешивания электролита, ограничивающего возможность уменьшения межэлектродного расстояния, а также возможность замыкания флотирующимися катодными осадками верхней части катодных и анодных пластин, приводящее к снижению степени извлечения ценного компонента из раствора.

Предлагаемый многокамерный проточный бездиафрагменный электролизер обладает более компактной конструкцией, позволяющей повысить эффективность процесса электролитического извлечения металлов из цианистых растворов в самоосыпающем режиме.

Указанный технический результат достигается тем, что в многокамерном проточном бездиафрагменном электролизере, содержащем корпус, циркуляционные камеры, электродные камеры и биполярно включенные аноды и катоды, установленные попеременно-параллельно в пазах электродных камер, согласно изобретению, циркуляционные камеры размещены между поперечными перегородками, расположенными ниже верхних кромок стенок корпуса и выполнены в нижней части в виде бункера с узлом выгрузки катодного осадка, электродные камеры выполнены в виде полых прямоугольных призм, установленных в циркуляционных камерах с зазором в форме канала, соединяющего верхнюю часть предыдущей по ходу раствора электродной камеры с нижней частью последующей циркуляционной камеры, а аноды и катоды выполнены в виде блоков вертикальных пластин, собранных в форме гребней, размещенных в промежутках друг друга параллельно продольным стенкам корпуса, причем анодные пластины плакированы в верхней части слоем диэлектрика, нижний край которого расположен ниже верхней кромки циркуляционной камеры.

Совокупность всех существенных признаков предлагаемого электролизера неидентична совокупности существенных признаков прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения требованию "новизна".

Соответствие предлагаемого изобретения требованию "изобретательского уровня" обусловлено тем, что совокупность его существенных признаков, обеспечивая возможность уменьшения расстояния между катодными и анодными пластинами в электродных камерах ≈ в 2 раза и изменение направления циркуляции раствора между камерами с поперечного на продольный, позволяет повысить компактность электролизера, его удельную объемную производительность, а также предотвратить замыкание электродов флотирующимися катодными осадками путем плакирования их диэлектриком, что явным образом не следует из известного уровня техники электролитического осаждения благородных металлов из цианистых растворов.

На фиг. 1 представлен электролизер, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Электролизер содержит корпус 1 из неэлектропроводящего материала, разделенный на циркуляционные камеры 2 поперечными перегородками 3, расположенными верхней кромкой ниже верхних кромок стенок корпуса, и расположенные в циркуляционных камерах съемные электродные камеры 4, выполненные в виде полых прямоугольных призм с вертикальными пазами 5 на боковых стенках 6, 7 и проемом 8 в верхней части стенки 7.

В пазах 5 электродных камер 4 установлены блоки из анодных 9 и катодных 10 пластин, собранных на стяжках 11 в форме гребней, размещенных в промежутках друг друга параллельно продольным стенкам корпуса. При этом анодные пластины 9, расположенные в предыдущих по ходу раствора электродных камерах соединены шинами 12 со стяжками 11 катодных пластин 10, размещенных в последующих камерах. Анодные пластины 9 в верхней части плакированы слоем диэлектрика 13, нижний край которого размещен ниже порога перелива 14, образованного верхними кромками циркуляционной камеры 3 и проема 8 электродной камеры 4. Электродные камеры 4 установлены в циркуляционных камерах с зазором между поперечными перегородками 3 и стенкой 6, образуя переточные каналы 15, соединяющие верхнюю часть предыдущей по ходу раствора электродной камеры с нижней частью последующей циркуляционной камеры. Нижняя часть циркуляционных камер выполнена в виде бункера 16 с узлом выгрузки 17 катодного осадка.

Токоподводы 18 присоединены к крайним электродам через стяжки 11 анодных 9 и катодных 10 пластин.

Стяжки 11 катодных пластин соединены с катодными осадками электpопpоводника-ми 19.

Электролизер работает следующим образом: Раствор поступает в электролизер через приемный патрубок в торцевой стенке корпуса 1 и вдоль стенки 6 электродной камеры 4 опускается в нижнюю часть первой циркуляционной камеры 2, проходит снизу вверх через первую электродную камеру 4 по зазорам между анодными 9 и катодными 10 пластинами и, переливаясь через порог 14, поступает в переточный канал 15, по которому сверху вниз опускается в нижнюю часть второй циркуляционной камеры. Далее раствор снизу вверх проходит между анодами и катодными пластинами второй электродной камеры 4 и т.д. последовательно проходит через все последующие циркуляционные и электродные камеры и выходит через патрубок в противоположной торцевой стенке корпуса. Металлы осаждаются на катодных пластинках и в виде порошка осыпаются в нижнюю часть циркуляционной камеры, выполненную в виде бункера 16. К осадку, накапливающемуся в бункере, для предотвращения растворения через электропpоводник 19 подведен отрицательный потенциал.

Замыкание анодных и катодных пластин электродных камер флотирующимися частицами катодного осадка предотвращается изоляцией верхней части анодных пластин слоем диэлектрика 13.

Осадок металлов по мере накопления выводится из бункера 16 с небольшим количеством раствора через запорное устройство 17 без прекращения подачи раствора и отключения электроэнергии.

Необходимая степень обезметалливания раствора достигается изменением катодной плотности тока и скорости подачи раствора.

Предлагаемая конструкция электролизера позволяет повысить электродную поверхность и соответственно удельную объемную производительность электролизера при сокращении занимаемых производственных площадей, а также позволяет исключить замыкание электродов флотирующимися частицами катодного осадка и тем самым снизить потери осаждаемого металла.

Кроме того, использование предлагаемой конструкции электролизера позволяет сократить затраты на его изготовление и обслуживание.

Формула изобретения

МНОГОКАМЕРНЫЙ ПРОТОЧНЫЙ БЕЗДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР, содержащий корпус, циркуляционные камеры, электродные камеры и биполярно включенные аноды и катоды, установленные попеременно-параллельно в пазах электродных камер, отличающийся тем, что циркуляционные камеры размещены между поперечными перегородками, расположенными ниже верхних кромок стенок корпуса, и выполнены в нижней части в виде бункера с узлом выгрузки катодного осадка, электродные камеры выполнены в виде полых прямоугольных призм, установленных в циркуляционных камерах с зазором в виде канала, соединяющего верхнюю часть предыдущей по ходу раствора электродной камеры с нижней частью последующей циркуляционной камеры, а аноды и катоды выполнены в виде блоков вертикальных пластин, собранных в форме гребней, размещенных в промежутках друг друга параллельно продольным стенкам корпуса, причем анодные пластины плакированы в верхней части слоем диэлектрика, нижний край которого расположен ниже верхней кромки циркуляционной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3