Л, В. Волков, В, A. Чернов, Л. С. Рагинский, B. И. Кушнерев, А. П. Павлинов, В, Н. Андрушенко, А. С.Крылов, В. И. Сахаров и Г. А. Читоянц (72) Авторы изобретения (7в) Заявитель (54) КАТОДНАЯ ЯЧЕЙКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам,для электропитическor î извлечения металлов из раствоpos, Известна катодная ячейка электролизера для извлечения металлов из растворов, 3 включающая каркас„выполненный из полых вертикальных.стоек и нижней полой rotiaзонтальной распорки с сообщающимися полостями, натянутую на каркас диафрагму и расположенный внутри ячейки катод (1) ..

В таком устройстве невозможно по-. высить рабочую плотность тока, т.е. интенсифипировать процесс электролиза и улучшить при этом качество металла. Это можно достичь перемешиванием электроли та в прикатодн ом пространстве, однако введение механических мешалок конструктивно невозможно.

Белью изобретения является интенсифи20 кация процесса электролиза и улучшение качества катодного осадка. ,Это достигается тем, что одна из стоек; снабжена штуцерок а в распорке на стороне, обращенной к катоду, выполнены от верстки, Отверстия предпочтительно сгруппированы в средней части н по краям распорки, а их общак площадь в 2-10 раз меньше. плошади проходного сечения стоек.

На фиг. 1 показана предлагаемая ячейка с частичным разрезом; на фиг. 2 и 3 дано сечение А-А на фиг. 1.

Катодная ячейка содержит каркас, со-. стоящий as вертикальных стоек 1 н 2 и нижней горизонтальной распорки 3, обтянутый диафрагмой 4, которая образует замкнутое катодное пространство. Внутри него на подвесках 5 установлен катод

6. Распорка 3 выполнена полой и снабжена отверстиями 7, сообщающими ее внутреннюю полость с катодным пространством.

Вертикальная стойка 1, выполненная полой, сообщается в нижней части с горизонтальной распоркой 3, а в верхней части снабжена штуцером 8.

В процессе работы в катодную ячейку ,сверху непрерывно поступает поток раствора - католита, который затем через

6811

3 фильтруюшую диафрагму 4 попадает в анодное пространство. Уровень раствора в катодном пространстве поддерживается выше уровня анолита . Через отверстия 7 .католит заполняет и пространство внутри

pàñïîpKè 3 и полой стойки 1. Через штуцер 8 во внутренней полости вертикальной стойки создается переменное давление.

При превышении давления католит через отверстия 7 поступает в катодное пространство ячейки, при понижении давления

Фф католит из катодного пространства попадает во внутреннюю полость стойки 1.

Таким образом, раствор в катодном пространстве ячейки совершает колебания 1$ частотой и амплитудой, определенным изменением, давления в полости стойки 1.

За счет этих колебаний осушествляется перемешивание раствора в катодном пространстве, Причем за счет подбора параметр

26 ров перемешивания (частотЫ и амплитуды} и параметров электролиза (плотность тока и состав электролита) удается обеспечить условия ведения процесса с высокими плотностями тока и с получением качественного металла.

В предлагаемой ячейке каркас выпол:няет две функции: является опорой диафрагменного мешка, а также элементом устройства для перемешивания раствора внутри ячейки.

Был изготовлен опытный образец катодной ячейки промышленного размера (размер катода 1,0 -х 1,0 м). На катодной ячейке проведены опыты электролитического рафинирования никеля при плотностях тока 600 А/м c применением сульфат-хлоридного никелевого электролита с концентрацией, ионов никеля от 25 до 80 г/л. Частота колебаний составила gy от 0,15 до 1,5 Гц, амплитуда в катодном простран стве or 5 до 50 мм. Перемешивание обеспечивает получение катодных осадков по качеству, отвечающих требо17 ванию ГОСТ 849-70 к никелю марки

H-ly.

Предлагаемая катодная ячейка обеспечивает интенсификацию процесса электролиза без изменения общей компоновки ванны. Использованный в конструкции принцип перемешивания не требует больших затрат и может быть легко реализован в условиях действующих предприятий. Перемешивание раствора в катодной ячейке позволяет интенсифицировать процесс электролиза, увеличить выход металла высших марок. За счет перемешнвания улучшаются условия работы ячеек, что позволяет увеличить время наращивания металла, обеспечить энергетически более экономичный режим работы и тем самым существенно снизить эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

1. Катодная ячейка электролизера для извлечения металлов из водных растворов, включаклцая каркас, выполненный из полых вертикальных стоек и нижней полой горизонтальной распорки с сообщающимися полостями, натянутую на каркас диафрагму и расположенный внутри ячейки катод, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса электролиза и улучшения качества катодного, осадка, одна из стоек снабжена штуцером, а в распорке иа стороне, обращенной к катоду, выполнены отверстия.

2. Ячейка цо п. «1, о т л и ч а ювЂ”

ul à i с я тем, что отверстия сгруппированы в средней части и по краям распорки, а нх общая плошадь в 2-10 раз меньше плошади проходного сечения стоек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 193081, кл. С 25 С 7/00, 1965.

Катодная ячейка электролизера для извлечения металлов из водных растворов

Матричный катод // 651052

Катодная матрица // 627763

Электродная камера // 619551

Устройство для разрушения спекшейся шихты // 618455

Катод электролизера для получения и рафинирования металлов // 617492

Электролизер с насыпным электродом // 606379

Электролизер для получения металлов и их соединений // 605869

Нерастворимый анод для электролитического осаждения металлов // 595430

Пластинчатый катод для электролитического получения металлических порошков // 589290

Катод // 2103417

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при очистке сточных вод

Способ неразъемного соединения пористых, ячеистых, волокнистых материалов с металлами и сплавами // 2112084

Изобретение относится к области соединения различных пористых, ячеистых, волокнистых материалов (ПЯВМ) с металлами и сплавами, например при изготовлении электроподводящих контактов, когда требуется высокое качество и надежность соединения, а традиционная пайка или сварка не применимы

Способ и устройство для очистки электродов электролитических ванн // 2116387

Способ нейтрализации отработанных агрессивных сред и аэрогидродинамический нейтрализатор для его осуществления // 2121530

Изобретение относится к устройствам для нейтрализации агрессивных сред и может быть использовано по предлагаемому выше способу для удаления серной кислоты из электролитов, например при получении медного купороса

Способ получения медных фосфорсодержащих электролитных анодов // 2122048

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к электролитическому способу получения медных фосфорсодержащих анодов из отходов меди (вторичного сырья)

Ошиновка электролизера для получения металла // 2151221

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролитическому получению металла, например магния

Способ защиты анодов алюминиевого электролизера от окисления // 2155826

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминия электролизом из расплавов, и может быть использовано на алюминиевых и электродных заводах при производстве обожженных анодов

Объемно-пористый электродный материал и проточный электрод на его основе // 2178017

Изобретение относится к электрохимии, а именно к процессам, основанным на проведении окислительно-восстановительных реакций, и представляет собой проточный объемно-пористый электродный материал и электрод - катод или анод - на его основе, используемый в электролизерах проточного типа

Анодное устройство // 2185462

Изобретение относится к области производства покрытий из металла на мелких деталях в электролизерах колокольного типа

Катод электролизера для получения магния и хлора // 2186157

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения магния электролизом расплавленных солей