Электролизер для регенерации травильных растворов хлорного железа

 

О Il Й C А Н Й Е ()749948

ЙЗОБРЕТЕН ЙЯ

Сокзв Советских

Социалистических

Ресттублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. сви)т-ву (22) Заявлено 07.07.78 (2! ) 2639806/22-02 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень .% 27 (5I) М. Кл.

С 252 21/18//

С 25 С 7/00

Государственный комитет но делам изобретений и OTKphlTMN (53) УДК 621.357. (088.8) Дата опубликования описания 28.07.80

А. В. Бондаренко, М. Е. Морозова, В. С. Парыкин, Л. А. Кукоз, В. В. Терентьева и В. Ф. Кукоз (72) Лвторы изобретения

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе (71) Заявитель

6ЛТБ (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ PH EHEPAUNN ТРАВИЛЬНЫХ

РАСТВОРОВ ХЛОРНОГО ЖЕЛЕЗА . т5

Изобретение относится к регенерации травильных растворов хлорного железа электролизом и может быть использовано при обработке металлов химическим травлением, а также в гидрометаллургии и в порошковой металлургии.

Известны механизированные устройства для регенерации травильных растворов, имеющие электролизерьт с неподвижными анодами и катодами в виде бесконечной ленты иэ вольфрама, платины и других металлов 1) и (21 ..

В электролизерах при регенерации на катодах выделяются стравленные компоненты, а на нерастворимых анодах хлористое железо, образовавшееся при травлении, окисляется до хлорного по реакции

be -е - Fe (1)

Параллельно с выделением металла на катоде хлорное железо восстанавливается до хлористого по реакции уе Е Ре (2)

При повышении плотности тока свыше предельной плотности тока окисления хлористого железа до хлорного на анодах происходит выделение хлора. Скорость реакций (1) и (2) определяется диффузией ионов к поверхности электродов.

Таким образом, перемешивание электроS лита нецелесообразно для катодного процесса, так как увеличивает долю тока, идущую на восстановление хлорного железа до хлористого и снижает выход по току металла. В то же время перемешивание дает положительный эффект для анодного процесса окисления хлористого железа до хлорного, повышая величину предельного тоха этой реакции.

Движение катодов в этих электролизерах приводит к снижению выхода по току металлов за счет перемешивания элехтролита в прикатодном пространстве.

Вследствие различия оптимальных аиодных и катодных плотностей токов анодиая поверхность значительно больше катодной, что ведет к увеличению габаритов элект ролизера.

3 74994

Извес Ий электролизер для регенерации . травильных растворов, состоящий из электролизной ванны с неподвижными анодами и катодного устройства, включа ощего замкнутую цепь и закрепленные на ней с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной цепи цилиндрические катоды $3).

КатодйьМ выход по току металла в такбм электролизере с цилиндрическими катодами выше, чем в электролизерах с катодами в виде бесконечной ленты, а потери и окисление металла меньше.

Однако движение катодов и в этом электролизере так же неизбежно ведет к перемешиванию электролита в прикатодной области уменьшению концентрационных ограничений реакции (2) и, следовательно, снижает катодный выход по току металла. Скорость анодного процесса окисления хлористого железа- до хлорно го увеличивается мало.

Цель изобретения — интенсификация . — анодного процесса окисЛения хлористого

""жблеза до хлорного пу гем перемешива ния электролита в прианодном пространст5е, устранение перемешивания электролита в гфиКМодном пространстве при движении катодов и повышение, таким образом, хатодного выхода по току. 30

Для достижения этой цели на замкнутой цепи между катодами перпендикулярно анодам закреплены пластины, перекрывающие сечение электролита. Между пластинами и анодом имеется зазор, обеспечиваю- 35 щий беспрепятственное прохождение плас-тин между анодами. Пластины выполняют двоякую роль: обеспечивают перемешивание электролита в прианодном пространстве за счет перетекания раствора через 4О зазор между пластиной и анодом при движении цепи, а также устраняют пере* мешивание в прикатодном пространстве, так хак катоды движутся вместе с электролитом, заключенным в объеме между 45 анодами и пластинами.

Перемешивание электролита в прианодном пространстве еще более улучшается в случае закрепления на пластинах со стороны анодов гибкого и эластичного. материала, например щетины или полосок резины. кнутую цепь 3, с закрепленными на ней с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной цепи, катодами 4.

На цепи 3 между катодами 4 закреплены перпендикулярно анодам пластины 5. Со стороны анодов по краям пластин закреплены полоски 6 из гибкого материала, Цепь закреплена на звездочках 7 и приводится в движение с помощью привода (на чертежах не показан). Для перевода катодов из вертикального положения в горизонтальное при прохождении ими камеры 8 съема осадка к электролизеру примыкают два хармана 9.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения на электропривод (на чертеже не показан) .транспортная цепь 3, закрепленная на звездочках 7, приходит в движение и перемещает катоды 4 и расположенные между катодами пластины 5. На аноды 2 и катоды 4 подается постоянное напряжение. Катоды и пластины перемещаются в вертикальном положении в электролите между анодами

2, размещенными в электролитической ванне.

Пластины, перемещаясь вдоль поверхности анодов, своими полосками 6 из гибкого материала перемешивают раствор в прианодном пространстве, При этом в прикатодном пространстве перемешивания не происходит. Вблизи анодов концентрационные ограничения уменьшаются, плотность предельного тока по окислению двухвалентных ионов железа до трехвалентных возрастает, а условия выделения мета ла на катоде улучшаются.

По ходу движения катоды в карманах 9 поворачиваются сначала в горизонтальное положение, проходят камеру 8 порошка и возвращаются в вертикальное положение.

Пластинки движутся без поворота в горизонтальное положение и в камеру съема не попадают.

Испытания электролизера при регенерации хлорно-железного раствора травления меди показали, что применение предложенного устройства увеличивает диффузионный предельный ток реакции окисления хлористого железа до хлорного на

50%, Катодный выход по току при этом увеличивается на 5%.

На фиг. 1 изображен электролизер, вид в плане; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Злехтролизер состоит из электролизной ванны 1, неподвижных анодов 2 и катодного устройства включающего- замФормула изобретения

Электролизер для регенерации травильных растворов хлорного железа, содержа5 749948 6 щий электролизную ванну с неподвижными новлены полоски из эластичного матеанодами и катодное устройство, выполнен- риала. ное в виде замкнутой цепи и закреплен- Источили инфоРмацни.. ных на ней с возможностью> поворота ци- принятые во внимание при экспертизе лкщрических катодов, о т л и ч а ю- З шийся тем, что, с целью интенсифи- 1. Патент фРГ № .1223653, -кации процесса, он снабжен .механизмом кл. 48 а 5/48, 1966. для перемешивания электролита в при- 2. Патент США % 2964453, анодном пространстве, выполненном в виде кл. 204-130, 1960. пластин, закрепленных на цепи между ® 3. Авторское свидетельство СССР катодами, причем на краях пластин уста- М 566892, кл. С 25 С 7/02, 1975.

749948

Составитель А. Пятибратов

Редактор Л. Лашкова Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Муска, . Заказ 4584/21 Тираж 698 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушскаа наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4 в