Способ электролитического получения меди

 

Г !

".1

М

1 г.

П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

О (11) 514916

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.08 74(21) 205573 1/22-1 (51) M. Кл. С 25 С 1/12

2 с присоединением заявки №

Государственный комнтет

Совета Мнннстров СССР оо делам изобретений и открытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.76 Бюллетень № 19 (53) УДК 669.337(088.8) (45) Дата опубликования описания 27.10.76 (72) Авторы изобретения М. С. Лодысева, В. И. Корсунский, М. А. Орехов, К. К. Жильцов

Б. А. Кривоусов и А. Г. Титаренко (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ

Изобретение относится к технике осушествления процессов электролиза меди, которые широко применяются в цветной металлургии, и, в частности, применимо к электролитическому получению медных порошков, электролизу сульфидов, т. е. к процессам, идущим с выделением полидисперсных частиц, например шламов, порошкОв.

Способ может также быть применен к электролизу никеля и других металлов.

Известен способ проведения электролиза, при котором выделяюшийся шлам или другие оседаюшие частицы выводят из электролити» ческих ванн вручную или насосом, oc aeasливая процесс и сливая электролит.

Однако при реализации известного спосо« ба возникает необходимость периодической остановки технологического процесса для удаления шламов. Способ характеризуется низкой степенью механизации и автоматизации, низкой производительностью труда.

Работа по известному способу оказывает вредное влияние на обслуживающий персонал.

2

Прототипом предложенного способа является способ электролитического получения мэди при циркуляции электролита, включаюший подачу электролита снизу и выгрузку продуктов электролиза.

Однако этот способ нельзя применить для процесса электролитического рафинирования, так как восходяшие струи взмучивают оседающие частицы шлама и тем самым ухудшают качество катодных осадков.

Целью изобретения является интенсификация процесса и выгрузки образующихся частиц.

Для этого электролит подают импульсами 5-300 сек с периодичностью 1 100 час.

Способ осушествляют следующим образом, Электролит подают снизу через устройство, предназначенное для ввода под углом

5-75 к горизонтальной плоскости со ско о ростями DT 0,001 до 200 см/сек, предпочтйтельно О,ОС 1-10 см/сек в зависимости от количества и гранулометрического состава оседаюших частиц. Электролит транспортирует оседающие частицы по на514916

Крупность, мкм

Скорость транспорта

Наименование продукта при дискрет. э;. режиме,, „.i/се g

Лламы

3,0

100

43 I

8 1!,12

11,90

24-,0

200

58,0

81 !О

120,0 2,0

8,0

" 9i0

60,0

300

400

0,080

0,123

0,015

0,060

0,210

0,500

0,800

0,260

0,4 10

4,100

5,56

500

0,80

Порошки

0,045 0,61

0,200 1,51

"!91

100

6,,02

200

G,700

2,200

5,73

9 61

11, 10

16,93

300

-I 0 С!

4,500 15,82

400

170,0

0,40

1,53

I ! !

5,20, J

Сульфиды

0,005

0,150

0,052

0,006

0,190

0,3

150

1,3

15,0

52,0

300

0,061, 4,7 правлению к шламовому спуску, где шлам или другие частицы собираются, а элекгр олит выводят сверху через устройство дпя вывода электролита.

Разброс скоростей, приведенных в таблице, связан с тем, что в расчетах принима- 40 лисв диапазоны значений по удельному весу шлама — 2,5 — 6,7 г/см по вязкести циркулирующего электролита Ф = 12 спз.

При накоплении значительных количеств 45 частиц в выгружном отверстии (например в бункере) осушествляется периодичес кое удаление из процесса порций пульпы, сэстояшей из частиц и электролита. Эта пульпа направляется на флотацию или отстаивание, после чего электролит возвращается в схему обшей циркуляции, а шлам или другие частицы поступают на дальнейшую переработкуу.

Длительность и частота следования им- 55 пульсов определяется режимами электролиза, которые . приведены в при мерах:

Пример 1. Электропитическое рафинирование меди. Были проведены эксперименты в лаборатории по применению пред- gp

В таблице приведены необходимые скорости для ввода полидисперсных частиц в зависимости от гранулэметрического соста-ва и типа выводимого продукта, пагаемогD изобретения и lB транспорта чаcTHg шлама при свободном viri :.внжении.

Для этого бып взят шлам из промышленного электролизера. Ebпэ проведено рассеивание шлама на фракции и выделена фракция со средним диаметром 300 мкм.

Удельный вес фракции - 5,81 г/см . Экс=

3 периментально определена неэбхэдимая скорость подачи электрогита дпя транспорта этих частиц. Эта ск.рэс..ь составила 6,5 см/сек. Полученные результаты согласуются с результатами гидродинамических расчетов, приведенных в таблице.

Количество шлама, образующееся в процессе, зависит эт боль погэ количества параметров. Этэ и качество анодной меди, и вес анодов, и плотность тэка. Крэме того, различен гранупэметрический состав шламов на различных заводах.

Все этэ обусловливает длительность и,пульса и состветствуюший интервал между импульсами.

514916

Временные интервалы между импульсами интенсивной подачи циркулирующего электролита выбирают, исходя из сущности и цели электролитического процесса, на основании расчетных и экспериментальных данных

Э

5 полученных в условиях, легко достижимых в промышленной практике.

Так, например, результаты физического моделирования предложенного способа электролиза применительно к процессу электрора10 финирования медных анодов показали, что шламы медьэлектролитнтто производства, оседая и накапливаясь на дне электролизера, имеют склонность к слеживанию. Слой реального шлама при толщине 20-25 мм

15 за 5-10 час уплвтняется настолько, что даже интенсивная направленная подача . через него циркулирующего электролита не может обеспечи ь быстрого и эффективного разрыхления такого слоя шлама для транс20 портировки его к торцу электролизера с целью вь-вода из процесса.

При существующем режиме электролизера в каждой ванне выделяется и оседает на дне примерно .1-1,5 кг шлама в сутки.

Площадь ванны в плане составляет около

3 м, Примем, что средняя плошадь гори

2 зонтального сечения ванны.в зоне расположения шелевых сопел, где накапливается осевший шлам, составляет 1,5% от плошади ванны, т. е.

2 2 2

Зм ° 0,015 = 0,045м = 450 см.

Насыпной вес слежавшегося шлама составляет в среднем 4 г/см . Таким образом, объем накапливающегося в сутки 35 шлама составляет около

= 250 см /сутки.

4 г/см

Считаем, что шлам выделяется равноМерйо по всей плошади ванны. Тогда в сутки высота шлама увеличивается на .3

250 см /с тки

= 0,446 см/сутки.

450 см

45

Способ электролитического получения меди при циркуляции электролита, включающий подачу электролита снизу и выгрузку продуктов электролиза, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и выгрузки образующихся частиц, электролит подают импульсами

5300 сек с периодичностью 1-100 час.

А.Камышникова. Корректор Н. Аук

Подпнс ое изд. лъ llew

Тираж

1068

Заказ 240/4 москва, Енисейская ул., 2 "Гипроводхоз"

Чтобы не допустить скопления слоя шлама больше 25 мм, требуется выгружать его не реже, чем один раз в

25см

= 4,5 суток = 108 час.

0,556 см/сутки

Округляя это значение, получаем максимальную величину интервала между импульсами интенсивной подачи электролита снизу, указанную в Формуле изобретения—

100 час.

Редактор A. Зеньковский Техред

Аналогичным расчетом для условий получения медных порошков можно обосновать минимальную величину интервала между импульсами — 1 час.

Длительность импульсной подачи электролита снизу, указанная в формуле изобретения, принята на основании аналогичных расчетов и по экспериментальнь.м результатам, полученным при физическом моделировании транспортировки шламов и электролитических порошков для удаления их из подэлектродного пространства без прерывания процесса электролиза, Пример 2. Электролитическое получение медных порошков.

Для экспериментов был взят медный электролитический порошок со средним диаметром 300 мкм, уд. вес, порошка 8,6

ГЪ г/ам . Экспериментально определили, что скорость, необходимая для транспорта такого порошка, составляет 10 см/сек, что также согласуется с расчетными данными приведенными в таблице, Были также проведены эксперименты по удалению из процесса скопивц ихся на дне ванны значительных количеств порошка.

Для этого использовали дискретный режим подачи раствора. При скорости в импульсе

30 см/сек и длительности импульса 10сек

IIopoIIIoK уверенно транспортировался к месту выгрузки.

Таким образом, способ электролиза позволяет осуществить непрерывный технологический процесс с повышенной .циркуляцией электролита без взмучивания оседающих полидисперсных частиц, не требует затраты ручного труда и создает предпосылки для автоматизации процесса электролиза.

Способ с повышенной щтркуляцией также позволяет перейти на электрорафинирование меди при повышенных плотностях тока.

Формула изобретения