Электролизер

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролизеру для электрохимического извлечения металлов, преимущественно, золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов. Электролизер содержит корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, при этом катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, а возле каждого стержня анода расположен стержень катода. Причем поверхность катода выполнена меньшей, чем поверхность анода. Обеспечиваются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при электрохимическом извлечении металлов преимущественно золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов.

Известен электролизер для извлечения металла из пульпы, содержащей измельченные материалы, включающий корпус, анод, катод, расположенный в центре электролизера, и перемешивающее устройство, корпус выполнен в виде цилиндра, анод в виде стержней, установленных по окружности цилиндра и соединенных параллельно (Инновационный патент PK №23186, кл. C25C 7/00, опубл. 15.11.2010, бюл. №11).

Недостатком конструкции электролизера является относительно невысокая степень и интенсивность извлечения металлов из-за низкой катодной плотности, вызванной большой площадью катода и низкой напряженностью и плотностью линий электромагнитного поля, а также большой расход электроэнергии при электровыщелачивании.

Задачей изобретения являются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электролизере для извлечения металлов из пульп, например золота, включающем корпус, анод, выполненные в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, согласно изобретению катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода. При этом поверхность катода выполнена меньше, чем поверхность анода.

Выполнение катодов в виде стержней, установленных коаксиально, соединенных параллельно и расположенных возле каждого анода, позволяет создать между каждым стержнем анода и катода электролитическую пару, помимо того электролитическая пара создается и соседне расположенными стержнями анода, что приводит к увеличению напряженности и плотности линий электромагнитного поля, а это способствует более быстрому и интенсивному разрушению кристаллических решеток минералов, в которых содержатся извлекаемые металлы. Таким образом, повышаются степень и скорость извлечения металлов при электровыщелачивании.

Выполнение поверхности катода меньше, чем поверхности анода позволяет при электролизе повысить катодную плотность тока, что приводит также к повышению степени и скорости извлечения металлов.

Одновременно снижается расход электроэнергии за счет уменьшения времени электровыщелачивания.

На фиг.1 изображен общий вид электролизера в разрезе, на фиг.2 - вид сверху.

Электролизер включает: корпус 1, аноды 2, катоды 3, перемешивающее устройство 4, верхнее крепление анодов и катодов 5 и нижнее крепление анодов и катодов 6.

Электролизер работает следующим образом.

В корпус электролизера 1 устанавливают коаксиально стержни анода 2 и стержни катода 3. Стержни катода и анода могут располагаться по внешнему или внутреннему периметру электролизера или стержни катода и анода могут располагаться по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке. В центре электролизера расположено перемешивающее устройство 4. Число оборотов мешалки n≈600 с-1. Соединение анодов и катодов между собой параллельное. В электролизер в качестве электролита подаются водный раствор 150 г/л NaCl и золотосодержащий материал, при соотношении Ж:Т=3:1, температура электролита T=20÷80°C. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м2, анодная плотность тока 2000 А/м2.

Пример 1(по прототипу).

В электролизере цилиндрической формы в качестве электролита подаются раствор NaCl и золотосодержащая руда. При помощи перемешивающего устройства, закрепленного на катодном блоке и установленного в центре электролизера, происходит их перемешивание. число оборотов мешалки n≈600 с-1. Стержни анода расположены по контуру корпуса, а катод - в центре. Соединение стержней анода параллельное.

Условия электролиза: электролит (водный раствор NaCl), температура электролита 40°C, плотность тока 1200 А/м2.

Пример 2 (по изобретению)

В электролизер цилиндрической формы, в котором стержни катода расположены по внешнему радиусу, а стержни анода - по внутреннему, причем стержни катода и анода расположены в электролизере коаксиально и соединены параллельно, загружали золотосодержащую руду в виде пульпы Ж:Т=3:1 при Т=40°C, число оборотов мешалки n≈600 с-1, в качестве электролита использовали водный раствор 150 г/л NaCl. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м2, анодная плотность тока 2000 А/м2.

Пример 3 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода расположены по внутреннему радиусу, а стержни анода - по внешнему радиусу электролизера.

Пример 4 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода и анода расположены по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке.

Пример 5 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 25% от поверхности анода.

Пример 6 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2, 5. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 75% от поверхности анода.

Результаты электролитического извлечения золота из пульпы приведены в таблице.

№№ примеров Содержание Au в руде, г/т Катодная плотность тока, А/м2 Анодная плотность тока, А/м2 Остаточное содержание Au в кеке, г/т Степень извлечения, % Время, ч
1. 6,5 3000 1200 1,20 85 2,5
2. 6,5 9000 2000 0,60 90,8 1,5
3. 6,5 9000 2000 0,62 90,5 1,5
4. 6,5 9000 2000 0,57 91,2 1,5
5. 6,5 9000 2000 0,62 90,5 1,5
6. 6,5 3000 2000 1,0 86,5 1,5

Из приведенных примеров видно, что предлагаемая конструкция электролизера (Пример 2, 3, 4, 5, 6) позволяет проводить электролитическое извлечение золота из пульпы, содержащей золотомышьяковую руду с высокой степенью извлечения - до 91,2% и уменьшением времени с 2,5 часов до 1,5, а следовательно, повысить интенсивность извлечения металлов.

Уменьшение поверхности катода до 25% от поверхности анода позволяет проводить электровыщелачивания с высокой степенью извлечения. Увеличение поверхности катода до 75% от поверхности анода приводит к уменьшению катодной плотности тока и снижению степени извлечения, дальнейшее увеличение нецелесообразно.

Конструкция электролизера по прототипу (Пример 1) позволяет извлечь золото только на 85%.

Кроме того, повышение интенсивности извлечения металлов позволяет снизить расход электроэнергии, т.к. сокращается время электровыщелачивания.

Таким образом, предлагаемая конструкция электролизера позволяет повысить степень и интенсивность извлечения металла, а также снизить расход электроэнергии.

1. Электролизер для извлечения металлов из сложных и упорных материалов, содержащий корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство, отличающийся тем, что катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально корпусу электролизера и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катод выполнен с меньшей поверхностью, чем анод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству металлического магния электролизом расплавленных солей. Электролизер для получения магния и хлора содержит ванну с продольными и торцевыми стенками, футерованную изнутри огнеупорным материалом, перегородку, разделяющую ванну на сборную ячейку и на одно или несколько электролитических отделений.

Изобретение относится к цветной металлургии. Электролизер для получения магния и хлора включает продольные и торцевые вертикальные стенки, образующие ванну, футерованную огнеупорным материалом и разделенную перегородкой на сборную ячейку и электролитическое отделение.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности для переработки сырья и лома тяжелых цветных металлов, например свинца, висмута. .

Изобретение относится к области рафинирования тяжелых цветных металлов электролитическим способом в расплаве солей. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролизеру для извлечения индия из расплавов сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения щелочных металлов электролизом расплавленных солей, в частности в промышленном производстве лития.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки растворов и может быть использовано для электролитического извлечения металлов или проведения окислительно-восстановительных процессов.

Изобретение относится к устройству для получения нанодисперсных металлов в жидкой фазе (воде, органических растворителях). .

Изобретение относится к способу получения магния и диоксида углерода из оксидно-фторидных расплавов. .

Изобретение относится к конструкции электролизера. .

Изобретение относится к цветной металлургии. Установка содержит электролитическую камеру, анодные и катодные токоподводы, анодную корзину для загрузки серебросодержащего сплава, узел колебаний и размещенную внутри термостата емкость для электролита с перистальтическим насосом для циркуляции электролита. Узел колебаний состоит из источника ультразвука, выполненного в виде магнитострикционного преобразователя стержневого типа и закрепленной вертикально на дне электролитической камеры волноводно-излучающей ультразвуковой системы, выполненной конической формы, имеющей верхнюю часть полусферической формы с излучающей ультразвук плоской поверхностью и внутренние каналы. Анодная корзина размещена на расстоянии от упомянутой излучающей ультразвук плоской поверхности, кратном половине длины волны, при этом расстояние от излучающей ультразвук плоской поверхности до жесткого крепления волноводно-излучающей ультразвуковой системы на дне электролитической камеры кратно четверти длины волны. Обеспечивается повышение эффективности выделения серебра из серебросодержащих сплавов и снижение содержания посторонних примесей в шламе и электролите. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение может быть использовано при производстве паяльных паст. Получают суспензию порошка припоя с электролитом в ванне электролизера. Устанавливают в ванне анод из материала припоя в виде кольцевого цилиндра, в полости которого соосно размещают катод в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода. Полученную суспензию порошка смешивают с загустителем. Используют электролит в виде раствора в органическом флюсе солей органических кислот металлов припоя в виде стеарата олова и стеарата свинца в этиленгликоле. В качестве загустителя используют насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле. Способ позволяет исключить на всех этапах изготовления пасты контакт порошка припоя с воздухом. Полученная в электролизере суспензия малоокисленного порошка с высокой дисперсностью обеспечивает изготовление паяльной пасты с высокой растекаемостью. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к электролитическому извлечению элемента из соответствующего исходного оксида. Исходное соединение растворяют в расплаве оксида в контакте с катодом и анодом в электролитической ячейке. В процессе электролиза извлекаемый элемент осаждается на жидком катоде и сплавляется с ним. На аноде, содержащем слой твердого оксида поверх металлической анодной подложки, находящемся в контакте с расплавом оксида, выделяется кислород. Для осуществления способа имеется устройство для электролитического извлечения упомянутого элемента из исходного оксида. Техническим результатом является извлечение элементов без использования углерода при получении элементов высокой чистоты. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электролитическому получению сплавов. Получают сплав неодим-железо, содержащий 78-96 мас.% неодима. В электролизер загружают оксид неодима, железо в виде стружки, расплав солевой смеси в качестве электролита через загрузочный карман, в котором устанавливают температуру 725-990°С. Электролиз ведут при температуре электролита 735-1000°С, а выгрузку готового продукта производят через разгрузочный карман, в котором устанавливают температуру 685-950°С. Тепловой режим электролизера регулируют наложением переменного тока на постоянный при рабочей плотности постоянного тока на электродах 0,4-0,8 А/см2 и плотности переменного тока не более 0,8 А/см2. Электролизер снабжен торцевым загрузочным карманом для загрузки сырья и разгрузочным карманом для выгрузки готового продукта и выполнен с возможностью регулирования температурного режима посредством комбинированного источника совмещенного питания постоянного и переменного тока, причем разгрузочный карман готового продукта сообщен с ванной горизонтальным каналом на уровне расплава, а загрузочный карман - на уровне электролита и выполнен с углублением для хранения нерастворенного оксида неодима. Обеспечивается снижение энергетических затрат и повышение стабильности процесса. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к электролизеру для разделения отходов легкоплавких сплавов электролизом в расплаве солей на селективные концентраты. Электролизер содержит ванну, обогреваемые катодную и анодную полости, разделенные и зафиксированные тремя пористыми вертикальными диафрагмами, пропитанных электролитом, при этом анодная полость образована диафрагмой и анодной прокладкой, выполненной с центральной перегородкой с размещенной в ней П-образной перегородкой, обеспечивающей в нижней части с анодной прокладкой образование сифонных окон для перелива анодного сплава, боковая стенка анодной прокладки выполнена с наклонным каналом для стока анодного сплава, а полости между катодом и анодом разделены прокладками с вырезами капиллярных каналов сифона металлов в сборники, прижимаемых ко дну корпуса ванны. Обеспечивается исключение окисления полупродуктов с активными легкоокисляющимися металлами Sn, In, Ga за счет их стока по герметичным капиллярным сифонным каналам в герметизированные сборники, повышение выхода концентратов со снижением затрат на обслуживание. 5 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства паяльных паст. Электролизер для получения порошка припоя содержит ванну, заполненную электролитом, анод, выполненный в виде кольцевого цилиндра, соосно помещенный в анод катод, выполненный в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода. Анод и катод разделены диафрагмой. Под катодом размещена емкость для порошка. Обеспечивается получение суспензии малоокисленного порошка припоя с высокой дисперсностью. 1 ил., 1 пр.

Изобретения относятся к электролитическому производству редкоземельных металлов. Электролитическая ячейка включает корпус, выполненный с одним или более наклонными каналами на дне корпуса для стекания расплавленных редкоземельных металлов. Один или более катодов подвешены в корпусе ячейки в вертикальном выравнивании с одним или более каналами. Соответствующие противолежащие поверхности катодов наклонены вниз и наружу под углом от вертикали. Одна или более пар анодов подвешены в корпусе ячейки. Каждый анод в одной или более парах имеет лицевую поверхность, отклоненную от вертикали и разнесенную в параллельном выравнивании с соответствующими противолежащими наклонными поверхностями одного или более катодов. Электролитическая ячейка также включает сборник для приема расплавленных редкоземельных металлов из канала. Отделение расплавленных редкоземельных металлов от катода (-ов) и анода (-ов) предотвращает загрязнение летучим углеродом, поднимающимся с анода (-ов), или обратную реакцию с отходящими газами. Техническим результатом является повышение эффективности потребления энергии и снижение загрязнения продукта. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двум вариантам электролизера, узлу для защиты боковой стенки электролизера и способу защиты боковой стенки электролизера. Электролизер включает в себя: анод; катод в отстоящем от анода положении; расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны; корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает: первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера. При этом вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; причем желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать этот защитный осадок отдельно от подины электролизера; и защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита. Элементы боковой стенки электролизера позволяют защитить боковую стенку от электролитической ванны. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 1 пр., 11 ил.

Изобретение относится к электролизеру для разделения отходов легкоплавких сплавов электролизом в расплаве солей на селективные концентраты. Электролизер содержит анод и катод с токоподводами, ванну, образованную стенками из термостойкого электроизоляционного материала, содержащую катодную и анодную полости, разделенные пористыми вертикальными диафрагмами, пропитанными электролитом и разделенными прианодной и прикатодной кольцевыми прокладками с образованием прианодной и прикатодной полостей в зазорах между диафрагмами, при этом в упомянутых прокладках выполнены каналы для стока металлов в сборники селективных концентратов, анодная полость образована диафрагмой и анодной герметизирующей и фиксирующей прокладкой с центральной перегородкой и содержит П-образную перегородку, размещенную в анодной полости с образованием в нижней части с анодной прокладкой сифонных окон для перелива анодного сплава, в боковой стенке упомянутой анодной прокладки выполнен наклонный канал для стока анодного сплава в сборник отработанного анодного сплава, а в упомянутые прианодную и прикатодную полости установлены металлические вставки в виде полосок. Обеспечивается повышение производительности электролизера за счет снижения длительности запуска на режим. 5 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролизеру для электрохимического извлечения металлов, преимущественно, золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов. Электролизер содержит корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, при этом катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, а возле каждого стержня анода расположен стержень катода. Причем поверхность катода выполнена меньшей, чем поверхность анода. Обеспечиваются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Наверх