Электролизер для растворения токопроводящих материалов переменным током

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬ СТВУ

Союз Советских

Социапистичесиих

Республик (i >) 865987 (6l ) Дополнительное к ввт. свнд-ву— (22) Заявлено 21, 01. 80 (2! ) 2872086/22-02 с присоединением заявки М— (5l)M. Кл.

С 25 С 1/00

ГосударстаанныИ квинтет

СССР по далам нзссратеннй н сткрытнй (23)Приоритет

Опубликовано 23.09.81 Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УДК 621. .357.1(088.8) Л.И. Грацерштейн, В.А. Быков, К.И. Крыще ко и И.И. Гольдберг

). т 1i!".

1 С"-:!; ; (72) Авторы изобретения й1тт, Л

Иосковский завод вторичных драгоценных ме1 в (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАСТВОРЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯЩИХ

ИАТЕРИАЛОВ ПЕРЕИЕННЬИ Т0К0М

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к устройству электролизеров для переработки токопроводящих материалов переменным током.

Известны электролизеры для раство- 5 рения металлов, работающие на постоянном токе 11.

Этим конструкциям электролизеров присущи такие недостатки, как низкая производительность, сложность конструкций, невозможность достижения полноты растворения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электролизер для растворения материалов переменным током, содержащий прямоугольный корпус, центральную вертикальную перегородку, не доходящую до дна, штуцеры для заполнения и слива электролита (2).

Недостатками конструкции являются сложность эксплуатации аппарата, низкая производительность, растворение листового материала, неполнота растворения. Сложность эксплуатации электролизера вызвана тем, что каждый раз прн его загрузке требуется тщательная ручная укладка листового материала на специальные разборные полочные рамы, а при разборке -послойная разборка этик рам. Такая конструкция электролизера работает по принципу биполярных электродов. В процессе растворения в листовом материале образуются отверстия - "протравы", нарушается прохождение тока через материал и прекращается его растворение, тем самым снижается производительность аппарата.

Цель изобретения - повышение производительности и упрощение эксплуатации электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что электролизер для растворения токопроводящихматериалов переменным током, содержащий прямоугольный корпус, центральную вертикальную перегородку, не доходящую до диа, штуцеры для заполне8659 ния и слива электролита, снабжен опускающимися токоподводами и сетчатыми горизонтальными перегородками, закрепленными на стенках корпуса и центральной перегородке, нижний конец которой опущен ниже уровня; сетчатых перегородок на 1/4-1/3 их ширины,- а дно выполнено в виде конуса °

Корпус может иметь трапецеидальную форму в плоскости, перпендикулярной 10 центральной вертикальной перегородке, а сетчатые перегородки установлены под углом 90 к наклонным стенкам корпуса.

Во внутреннюю полость электролизера встроена дополнительная емкость, снабженная герметичной крьппкой с воздушным перепускным клапаном и сообщающаяся с основным объемом электролиэера посредством полой центральной перегородки, причем стенки емкости параллельны стенкам емкости электролизера, а опускающиеся токоподводы установлены под углом, равным углу наклона стенок корпуса. 25

Для полного растворения материала электролизер снабжен вертикальными перегородками и выступами на дне, параллельными поперечному сечению корпуса, причем перегородки размещены над впадинами с зазором между нижним концом перегородок и днищами впадин, а выступы на дне имеют треугольную или траяецеидальную форму.

На фиг. 1 изображен общий вид электролизера в сечении, перпендикулярном центральной вертикальной перегородке, аксоиометрическая проекция в разрезе.

Злектролизер содержит корпус 1, который выполнен из диэлектрического материала или из металла, облицован40 ного диэлектриком, либо используется вкладыш из диэлектрика в металлический корпус. Сетчатые горизонтальные перегородки 2, выполненные также из диэлектрического материала, закрепле- 45 ны на стенках корпуса и центральной вертикальной перегородке 3.

Токоподводы 4 опускаются в полость электролизера либо под собственным весом, либо механически. Опускающиеся 50 токоподводы позволяют в течение всего процесса растворения постоянно подавать ток к перерабатываемому сырью без разрыва электрической цепи.

Корпус 1 снабжен штуцерами 5 и 6 ss для заполнения и слива электролита и термостатирующей рубашкой 7. В некоторых случаях электролизер может

87 Д быть снабжен холодильником, либо устройством для подогрева.

Дно электролизера 8 имеет форму в виде конуса для лучшего стока электролита. Центральная перегородка 3 не достигает дна и опущена ниже уровня сетчатых перегородок 2 на величину, составляющую 1/4-1/3 ширины сетчатых перегородок. Выбор этой величины обусловлен тем, что при ее уменьшении или увеличении происходит неравномерное растворение загруженного материала из-за перераспределения токовой нагрузки за счет экранирования. Сетчатые перегородки 2 могут быть выполнены как разборными, так и съемными. Это делается в целях улучшения обслуживания электролизера при его зачистке. Размер отверстий ячеек в сетчатых перегородках выбирается в зависимости от вида перерабатываемого материала.

При работе электролизера токопроводящие материалы могут быть загружены не только навалом, но и в сетчатые корзины, установленные в полость электролизера.

На фиг. 2 представлено сечение электролизера в плоскости, перпендикулярной центральной перегородке

3. Корпус электролизера 1 имеет трапецеидальную форму. При этом угол наклона с1, боковых стенок корпуса 1 может изменяться в пределах 45-70 а сетчатые перегородки 2 установлены о под углом 90 к этим наклонным стенкам. Выбранные размерй углов наклона боковых стенок корпуса 1 обеспечивают максимальную загрузку электролизера по перерабатываемому материалу и заливаемому электролиту. Угол крепления сетчатых перегородок, равный 90, упрочняет конструкцию электролизера.

Электролизер, изображенный на фиг.3 содержит дополнительную емкость 2, снабженную герметичной крышкой 3 с воздушным перепускным клапаном 4.

Емкость 2 сообщается с основным объемом электролизера посредством полой центральной перегородки 5. Стенки емкости 2 параллельны стенкам корпуса 1. Опускающиеся токоподводы 6 установлены под углом наклона, равным углу наклона стенок корпуса злектролизера. Токоподводы выполнены в вице металлических стержней с наруж ной диэлектрической защитой, на конце которых закреплены пластины из гра5 8659 фита. В отдельных случаях токоподводы могут быть целиком выполнены из графита. Дополнительная емкость 2 и ,клапан 4 служат для перемешивания электролита за счет его пульсации 5 при периодическом передавливании сжатым воздухом, Такая пульсация обеспечивает повышение скорости растворения перерабатываемого материала, а также не.создает пересыщений в объе- 10

Ме электролита по растворимому ве4 еству.

На фиг. 4 изображен электролизер для полного растворения перерабатываемога материала, который снабжен вертикальными перегородками 2 и выступами 3, расположенными параллельно поперечному сечению корпуса l. Перегородки 2 установлены строго над впадинами между выступами 3.

Так подводится в электролизер с помощью листовых электродов 4 только в крайние секции. Растворение мате" риала в остальных секциях достигается за счет биполярного эффекта, который обеспечивается за счет зазора между нижними концами перегородок 2 и днищами впадин.

Однако для полноты растворения частиц материала, попадающих на днище впадин, требуется определенная величина зазора, которая ограничена с одной стороны закипанием электролита в сечении зазора (под действием проходящего тока), а с другой — свободным прохождением тока через электролит в зазоре без растворения частиц во впадинах (фиг. S).

Выступы 3 должны иметь треугольную или трапецеидальную форму (фиг.5), так как другие формы не позволяют обеспечить полного растворения перерабатываемаго материала. Высота выступов зависит от размера электролизера (общих габаритных размеров) и расстояния между перегородками.

Выгрузка раствора электролита производится путем вакуумного отсаса.

Следует отметить, чта формы корпуса электролизера (фиг. 4) в поперечном сечении могут быть разнообразными, 5О однако наиболее приемлемыми являются формы, представленные на фиг. 6.

Электролизер, изображенный на фиг. 4, работает следующим образом.

В секции загружают материал, прдвергаемый растворению, а затем заливают раствор электролита. Ток подво дится к крайним секциям посредством листовых электродов 4. Растворение

Электролизер работает следующим образом.

Первоначально производится загруз55 ка перерабатываемога материала в обе половины электролизера на сетчатую перегородку 2 при поднятых токопод87 6 водах 4. Затем в рабочее пространство электролизера через штуцер 5 заливается раствор электролита и опускаются такоподводы 4 до соприкосновения с загруженным материалом, после чего на токопадводы 4 подается переменный ток и производится растворение материала.

По окончании процесса растворения отключают напряжение и производят выгрузку раствора. В случае получения более концентрированных растворов проводят повторные операции подъема токоподводов и загрузки растворяемого материала. Выгрузка полученного раствора осуществляется через штуцер 6.

Если для проведения процесса растворения требуется подогрев или охлаждение, соответствующий агент подается в термостатированную рубашку 7, По иере накопления на сетчатой перегород- . ке 2 нерастворившихся частиц материала периодически производится ее чистка+

Электрализер, изображенный на фиг. 3, снабжен встроенной по продольной оси емкостью 2, которая сообщается с основным объемом благодаря полой нерегарадке 5. Загрузка перерабатываемога материала осуществляется так же, как s электролизерах, изображенных на фиг. l и 2. Заливка раствора электролита в его полость производится прн положении клапана

4 "На атмосферу". Электролит при таком положении клапана заполняет емкость 2 и рабочий объем электроливера. Токопадводы 6 опускаются на материал и подается напряжение. В проц цессе растворения клапан 4 периодически переключается с положения "На атмосферу" в положение "Сжатый воздух" с помощью автоматического устройства. В отдельных случаях вместо сжатога воздуха подают ва избежание вредных акислительных процессов.. инертный газ.

Периодическим передавливанием элек-. тролита осуществляется его перемешивание. Выгрузка полученного раствора из электролизера проводят при положении клапана 4 "На атмосферу".

Формула изобретения

40 материала в остальных секциях осуществляется благодаря биполярному эффекту. По окончании растворения полученный раствор сливается из электролнзера и производится новая загрузка растворяемого материала.

Эта конструкция обеспечивает полное растворение перерабатываемого материала.

Использовайие предлагаемого технического решения позволяет перерабатывать различные типы и виды материалов путем их растворения под действием переменного тока при высокой скорости их растворения и минимальных затратах ручного труда.

Кроме того, конструкция такого электролизера позволяет легко автоматизировать процесс растворения материала при снижении капитальных затрат в 2-2,5 раза по сравнению с известными электролизерами.

1. Электролизер для растворения токопроводящих материалов переменным током, содержащий прямоугольный корпус, центральную вертикальную перегородку, не доходящую до дна, штуцеры для заполнения и слива электролита, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и упрощения эксплуатации, электролизер снабжен опускающимися токоп дводами и сетчатыми горизонтальными перегородками, закрепленными на стенках корпуса и центральной перегородке,.нижний конец которой опущен ниже уровня сетчатых перегородок на

1/4-1/3 их ширины, а дно выполнено в виде конуса.

8б5987 1

2. Электролизер по п, 1 о т л и— ! ч а ю щ и Й с я тем, что корпус имеет трапецеидальную форму в плоскости, перпендикулярной центральной вертикальной перегородке, а сетчатые перегородки установлены под углом о

90 к наклонным стенкам корпуса..

3. Электролизер по пп. 1.и 2, отличающийся тем, что 0 во внутреннюю полость электролизера встроена дополнительная емкость, снабженная герметичной крышкой с воздушным перепускным клапаном и сообщающаяся с основным объемом электролизе" ра посредством полой центральной перегородки, причем стенки дополнительной емкости параллельны стенкам емкости электролизера, а опускающиеся токоподводы установлены под углом, равным углу наклона стенок корпуса.

4. Электролизер по пп. 1-3, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью полного растворения материала, он выполнен с вертикальными перегородками и выступами на дне, параллельными поперечному сечению корпуса, причем перегородки размещены над впадинами с зазором между нижним концом перегородок и днищами впадин.

5, Электролизер по п. 4, о т л ич а ю шийся тем, что выступы на дне имеют треугольную или трапецеидальную форму.

Источники информацйи, принятые во внимание при экспертизе

1. Баймаков Ю.В., Журин А.И.

Злектролиз в гидрометаллургии. М., "Металлургия", 1977, с. 314, 325.

2. Химическая промышленность, 1972, Р 1, с. 51.

865987

Составитель Л. Рякина ИУЙИ

° Заказ 8011/43 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-,35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4