EA032134B1

EA032134B1 - Cell for metal electrowinning

Info

Publication number: EA032134B1
Application number: EA201790300A
Authority: EA
Inventors: Алессандро Фьоруччи; Лучано Якопетти; Джузеппе Фаита
Original assignee: Индустрие Де Нора С.П.А.
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2019-04-30
Also published as: ES2687602T3; WO2016016406A1; AU2015295324A1; TW201606139A; CN106574385B; EA201790300A1; TWI687550B; PH12016502567A1; MX2017001467A; AP2017009682A0; ZA201700176B; CA2953274A1; PE20170233A1; AR101935A1; BR112017002063A2; CL2017000259A1; US20170211195A1; PH12016502567B1; KR20170038880A; JP6660387B2

Abstract

The present invention relates to an electrolyser for electrowinning of non-ferrous metals comprising a plurality of intercalated elementary cells, wherein each elementary cell is equipped with a device suitable for the detection of anomalies in the distribution of electric current to the respective anode.

Description

Изобретение относится к электролизеру для электрохимического извлечения цветных металлов, включающему множество составленных в пакет элементарных ячеек, причем каждая элементарная ячейка оснащена устройством, пригодным для детектирования отклонений в распределении электрического тока на соответствующем ей аноде.The invention relates to an electrolytic cell for the electrochemical extraction of non-ferrous metals, including a plurality of unit cells compiled in a package, each unit cell having a device suitable for detecting deviations in the distribution of electric current at its corresponding anode.

032134 Β1032134 Β1

Область изобретенияField of Invention

Изобретение относится к электролизеру, включающему множество элементарных ячеек, пригодных для электрохимического извлечения металлов, в частности для электролитического получения меди и других цветных металлов из ионных растворов, и к установке электрохимического извлечения, в которой установлен такой электролизер.The invention relates to an electrolytic cell comprising a plurality of unit cells suitable for electrochemical extraction of metals, in particular for the electrolytic production of copper and other non-ferrous metals from ionic solutions, and to an electrochemical extraction unit in which such an electrolytic cell is installed.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

На электрохимических предприятиях по выделению цветных металлов, таких как, например, заводы по электролитическому извлечению и рафинированию металлов, также соответственно известные как установки по электроизвлечению и электрорафинированию, типично используются один или более электролизеров, включающих множество элементарных ячеек, каждая из которых содержит анод и катод.In electrochemical plants for the extraction of non-ferrous metals, such as, for example, plants for the electrolytic extraction and refining of metals, also respectively known as electro-extraction and electrorefining plants, typically one or more electrolytic cells comprising a plurality of unit cells, each of which contains an anode and a cathode .

В электролизерах, предназначенных для вышеупомянутых предприятий, аноды и катоды обычно размещены в электролитической ванне в чередующихся положениях и взаимно параллельно. Каждый электрод механически и электрически соединен с несущей балкой, и электрический ток подводится в нему через контакт его соответствующей несущей балки с шиной. В электролизере одна и та же шина является общей для электродов одинаковой полярности, подключенных друг с другом параллельно.In electrolyzers intended for the aforementioned enterprises, the anodes and cathodes are usually placed in an electrolytic bath in alternating positions and mutually in parallel. Each electrode is mechanically and electrically connected to the carrier beam, and an electric current is supplied to it through the contact of its respective carrier beam with the bus. In the electrolyzer, the same bus is common for electrodes of the same polarity, connected to each other in parallel.

В случае, например, установок для получения таких цветных металлов, как медь, кобальт, цинк или никель, получившийся в результате электрохимической реакции металл осаждается под действием протекающего электрического тока на катоде каждой элементарной ячейки. Осажденный продукт собирают через определенные периодические интервалы, обычно несколько дней, при извлечении катодов из соответственного электролизера. Осаждение металла на поверхность катода может происходить неравномерным образом, приводя к локализованным отложениям, также известным как дендриты или дендритные образования, растущие в сторону противостоящего анода с возрастающей скоростью под действием протекающего электрического тока до тех пор, пока не происходит электрическое короткое замыкание. В таком случае повышение температуры на поверхности анода в месте контакта с дендритным образованием может вызывать серьезные повреждения; в некоторых случаях дендритное образование локально приваривается к поверхности анода, затрудняя последующее извлечение катода и, следовательно, всю операцию сбора металла.In the case of, for example, installations for the production of non-ferrous metals such as copper, cobalt, zinc or nickel, the metal resulting from an electrochemical reaction is deposited by the flowing electric current at the cathode of each unit cell. The precipitated product is collected at certain periodic intervals, usually several days, when the cathodes are removed from the respective cell. The deposition of metal on the cathode surface can occur in an uneven manner, leading to localized deposits, also known as dendrites or dendritic formations, growing towards the opposing anode with increasing speed under the influence of a flowing electric current until an electric short circuit occurs. In this case, an increase in temperature on the surface of the anode at the point of contact with the dendritic formation can cause serious damage; in some cases, the dendritic formation is locally welded to the surface of the anode, making it difficult to subsequently remove the cathode and, therefore, the entire metal collection operation.

Вышеупомянутые проблемы, связанные с образованием дендритов, особенно актуальны для анодов современных конструкций, изготовленных из титановых подложек, таких как сетки или просечновытяжные листы, снабженные покрытием из каталитического материала. Хотя такие аноды предпочтительны ввиду их повышенной эффективности по сравнению с традиционными свинцовыми анодами, условия короткого замыкания часто могут создавать в них обширные и неисправимые повреждения. Такая проблема остается неразрешимой также с анодами прогрессивного типа, раскрытыми в патентной заявке \УО 2013060786, в которой покрытая катализатором титановая сетка вставлена внутрь оболочки, состоящей из проницаемого материала, такого как пористый полимерный сепаратор или ионообменная мембрана. Повреждение анодов обусловливает высокие затраты на техническое обслуживание установки, падение производства металла и дополнительный ущерб, связанный с возможным вынужденным отключением установки.The aforementioned problems associated with the formation of dendrites are especially relevant for anodes of modern structures made of titanium substrates, such as meshes or expanded metal sheets coated with a catalytic material. Although such anodes are preferred due to their increased efficiency over traditional lead anodes, short circuit conditions can often create extensive and irreparable damage. This problem also remains unsolvable with the progressive type anodes disclosed in patent application UO 2013060786, in which a titanium mesh coated with a catalyst is inserted inside a shell consisting of a permeable material, such as a porous polymer separator or ion-exchange membrane. Damage to the anodes causes high costs for the maintenance of the installation, a drop in metal production and additional damage associated with a possible forced shutdown of the installation.

Поэтому было бы желательным создание некой формы защиты анодов элементарных ячеек электролизера в случае роста дендритных образований. Также желательно быстро выявлять и уведомлять о тех отдельных анодах электролизера, в которых рост одного или более дендритных образований представляет потенциальную опасность. Поскольку установки электрохимического извлечения металла создают вредные для здоровья среды вследствие высоких температур и возможного присутствия кислотных туманов вблизи электролизеров, выявление и, в частности, оповещение о конкретных анодах, подверженных формированию дендритных образований, также имеет целью обеспечение возможности срочного вмешательства обслуживающего установку персонала, сокращая продолжительность его пребывания внутри электролизного цеха.Therefore, it would be desirable to create some form of protection of the anodes of the unit cells of the electrolyzer in case of growth of dendritic formations. It is also desirable to quickly identify and notify about those individual anodes of the cell in which the growth of one or more dendritic formations is a potential danger. Since electrochemical metal recovery plants create environments that are harmful to health due to high temperatures and the possible presence of acid mists near electrolyzers, the identification and, in particular, warning of specific anodes susceptible to the formation of dendritic formations also aims to enable urgent intervention by personnel serving the plant, reducing the duration his stay inside the electrolysis shop.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Различные аспекты изобретения изложены в прилагаемой формуле изобретения.Various aspects of the invention are set forth in the appended claims.

По одному аспекту изобретение относится к электролизеру для электрохимического извлечения металлов, выполненному из множества элементарных ячеек, причем каждая ячейка содержит анод и катод с размещенным между ними электропроводящим пористым экраном, анод снабжен каталитической в отношении реакции выделения кислорода поверхностью, а катод пригоден для осаждения металла из электролитической ванны. Кроме того, ячейка включает электропроводящую анодную несущую балку, электрически и механически соединенную с анодом, и электропроводящую катодную несущую балку, электрически и механически соединенную с катодом. Каждая элементарная ячейка также включает в себя устройство, пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, протекающего через соответствующую анодную несущую балку. Кроме того, электролизер оснащен анодной шиной, электрически соединенной с анодными несущими балками каждой ячейки, и катодной шиной, электрически соединенной с катодными несущими балками каждой ячейки. Электролизер также может включать катодную уравновешивающую шину, размещенную параллельно анодной шине и поблизости от нее.In one aspect, the invention relates to an electrolytic cell for electrochemical extraction of metals made of a plurality of unit cells, each cell comprising an anode and a cathode with an electrically conductive porous screen disposed between them, the anode provided with a catalytic surface for the oxygen evolution reaction, and the cathode suitable for depositing metal from electrolytic bath. In addition, the cell includes an electrically conductive anode carrier beam electrically and mechanically connected to the anode, and an electrically conductive cathode carrier beam electrically and mechanically connected to the cathode. Each unit cell also includes a device suitable for directly or indirectly detecting electric current flowing through a corresponding anode carrier beam. In addition, the electrolyzer is equipped with an anode busbar electrically connected to the anode carrier beams of each cell, and a cathode busbar electrically connected to the cathode carrier beams of each cell. The electrolyzer may also include a cathode balancing bus placed parallel to and near the anode bus.

- 1 032134- 1 032134

Проводящий пористый экран, размещенный между анодом и катодом элементарной ячейки, представляет собой конструкцию, которая может обладать разными степенями компактности и выполнена таким образом, чтобы обеспечивать возможность протекания раствора электролита без прерывания ионной проводимости между катодом и анодом.A conductive porous screen placed between the anode and the cathode of the unit cell is a structure that can have different degrees of compactness and is designed to allow electrolyte solution to flow without interrupting ionic conductivity between the cathode and anode.

При проведении электролиза с использованием электролизера с описанной выше конструкцией дендриты, которые могут образовываться на одном или более катодах элементарных ячеек, приходят в контакт с противолежащим пористым экраном прежде, чем они смогут достигнуть анодной поверхности, и тем самым их рост прерывается, или в любом случае замедляется. Было обнаружено, что в случае, когда дендритное образование приходит в контакт с пористым экраном, часть полученного в ячейке металла осаждается непосредственно на экран в виде покрытия, придавая экрану некоторую электрическую проводимость. В этом случае весь узел, состоящий из катода, дендрита и пористого экрана, вследствие существующего между этими элементами электрического соединения, дополнительно выполняет функцию нового катода элементарной ячейки, к тому же расположенного ближе к аноду, чем исходный катод. В этой ситуации меньшее омическое падение напряжения в электролите, связанное с уменьшением зазора между новым катодом и анодом, обусловливает возрастание электрического тока, протекающего по соответствующей анодной несущей балке. Было найдено, что степень этого возрастания тока может быть использована в качестве показателя роста дендрита.When conducting electrolysis using an electrolyzer with the above-described design, dendrites that can form on one or more cathodes of unit cells come into contact with an opposing porous screen before they can reach the anode surface, and thus their growth is interrupted, or in any case slows down. It was found that in the case when the dendritic formation comes into contact with a porous screen, a part of the metal obtained in the cell is deposited directly on the screen in the form of a coating, giving the screen some electrical conductivity. In this case, the entire assembly, consisting of a cathode, dendrite and a porous screen, due to the electrical connection existing between these elements, additionally functions as a new cathode of a unit cell, which is also located closer to the anode than the original cathode. In this situation, a smaller ohmic voltage drop in the electrolyte, associated with a decrease in the gap between the new cathode and the anode, causes an increase in the electric current flowing along the corresponding anode carrier beam. It has been found that the degree of this increase in current can be used as an indicator of dendrite growth.

В одном варианте исполнения прямое или косвенное детектирование электрического тока, протекающего в каждой анодной несущей балке, может быть выполнено на самой балке, или же на элементах, электрически соединенных с нею, посредством устройства детектирования, способного измерять вариации напряжения или температуры.In one embodiment, direct or indirect detection of electric current flowing in each anode carrier beam can be performed on the beam itself, or on elements electrically connected to it by means of a detection device capable of measuring voltage or temperature variations.

В одном варианте исполнения измерение вариации напряжения производится путем подключения устройства детектирования к соответственной анодной шине, с одной стороны, и к катодной несущей балке, с другой стороны, с помощью электропроводящего и необязательно гибкого прижимного контакта. Эта конфигурация может обеспечивать преимущество исключения стационарных электрических соединений на анодной несущей балке, упрощая последующие операции технического обслуживания ячейки.In one embodiment, the voltage variation is measured by connecting the detection device to the corresponding anode bus, on the one hand, and to the cathode carrier beam, on the other hand, using an electrically conductive and optionally flexible pressure contact. This configuration may provide the advantage of eliminating stationary electrical connections on the anode carrier beam, simplifying subsequent cell maintenance operations.

В одном дополнительном варианте исполнения измерение вариации напряжения проводится подключением устройства детектирования к соответственной анодной несущей балке в двух точках, находящихся на определенном расстоянии вдоль ее основной оси.In one additional embodiment, the measurement of voltage variation is carried out by connecting the detection device to the corresponding anode carrier beam at two points located at a certain distance along its main axis.

В одном варианте исполнения измерение вариации температуры может быть выполнено с помощью термочувствительного устройства, например термопары. Это измерение может быть проведено, например, термочувствительным устройством, установленным на каждую анодную несущую балку, предпочтительно в совмещении с ее концевым участком, или, альтернативно, на анодной шине в совмещении с каждой точкой ее контакта с анодной несущей балкой. Термочувствительное устройство может быть оснащено химически стойкой облицовкой, пригодной для защиты и/или усиления его теплоизоляции от окружающей среды.In one embodiment, the measurement of temperature variation can be performed using a thermosensitive device, such as a thermocouple. This measurement can be carried out, for example, by a heat-sensitive device mounted on each anode carrier beam, preferably in combination with its end section, or, alternatively, on the anode bus in combination with each point of contact with the anode carrier beam. The heat-sensitive device can be equipped with a chemically resistant cladding suitable for protecting and / or enhancing its thermal insulation from the environment.

В еще одном варианте исполнения измерение вариации температуры может быть выполнено с использованием термохромных красок, которые изменяют свой цвет, как только температура превышает предварительно заданное пороговое значение. Такие краски наносят либо на анодную несущую балку, либо на анодную шину в совмещении с точкой контакта с анодной несущей балкой. Этот вариант исполнения может иметь преимущество в том, что потенциально критические ситуации, определяемые ростом дендритных образований, немедленно делает явными для персонала, работающего внутри электрохимической установки, также позволяя быстро выявить тот электролизер и тот анод или аноды в таком электролизере, где возникают эти ситуации.In yet another embodiment, the measurement of temperature variation can be performed using thermochromic inks that change color as soon as the temperature exceeds a predetermined threshold value. Such paints are applied either to the anode carrier beam or to the anode bus in combination with the point of contact with the anode carrier beam. This embodiment may have the advantage that potentially critical situations, determined by the growth of dendritic formations, immediately make it apparent to personnel working inside the electrochemical installation, also allowing quick identification of the cell and the anode or anodes in the cell where these situations arise.

В одном варианте исполнения каждое устройство детектирования может быть соединено с своим собственным микропроцессором, выполненным с возможностью проведения сравнения между измерением, выполненным этим устройством, и предварительно заданным контрольным диапазоном; если результат измерения не попадает в пределы контрольного диапазона, микропроцессор может активировать одну или более систем сигнализации, действующих последовательно или синхронно. Микропроцессор и/или система сигнализации могут быть выключены во время операции извлечения катода, например, ввиду сбора продукта. Микропроцессор может быть встроен в систему сигнализации и/или устройство детектирования в виде единого узла.In one embodiment, each detection device can be connected to its own microprocessor, configured to compare between the measurement performed by this device and a predetermined control range; if the measurement result does not fall within the control range, the microprocessor can activate one or more alarm systems operating in series or synchronously. The microprocessor and / or alarm system may be turned off during the cathode extraction operation, for example due to product collection. The microprocessor can be integrated into the alarm system and / or the detection device as a single unit.

В одном варианте исполнения микропроцессор запитывается от рабочего электрического напряжения, чтобы избежать применения батарей, которые потребовали бы периодической замены. В частности, микропроцессор может быть подключен непосредственно к анодной шине и к катодной уравновешивающей шине в случае, если электролизер оснащен ею. Если электролизер не имеет катодной уравновешивающей шины и желательно избежать стационарной проводки, которая мешала бы работе установки, микропроцессор, предназначенный для мониторинга определенной анодной несущей балки, может быть подключен к анодной шине и к несущей балке соседнего катода, предпочтительно через гибкий прижимной контакт.In one embodiment, the microprocessor is powered by operating voltage to avoid the use of batteries that would require periodic replacement. In particular, the microprocessor can be connected directly to the anode bus and to the cathode balancing bus if the cell is equipped with it. If the electrolyzer does not have a cathode balancing bus and it is desirable to avoid stationary wiring that would interfere with the operation of the installation, a microprocessor designed to monitor a specific anode carrier beam can be connected to the anode bus and to the carrier beam of the adjacent cathode, preferably via a flexible clamp contact.

В одном варианте исполнения микропроцессор приводит в действие по меньшей мере одну системуIn one embodiment, the microprocessor drives at least one system

- 2 032134 сигнализации, состоящую из светоизлучающего диода, который может быть связан с оптическим волокном, либо напрямую, либо через оптическое соединительное устройство. Оптическое волокно, необязательно облицованное полимерным материалом, позволяет передавать световой сигнал на концевые участки каждой анодной несущей балки, или, что еще лучше, наружу электролизера, тем самым упрощая его выявление эксплуатирующим установку персоналом и позволяя быстро определить электролизер и соответствующий анод или аноды, представляя непосредственно или косвенно величины тока за пределами диапазона предварительно заданных значений.- 2 032134 signaling, consisting of a light emitting diode, which can be connected to the optical fiber, either directly or through an optical connecting device. Optical fiber, optionally lined with polymeric material, allows the light signal to be transmitted to the end sections of each anode support beam, or, even better, to the outside of the cell, thereby simplifying its identification by the plant operating personnel and allowing the cell to be quickly identified and the corresponding anode or anodes directly represented or indirectly, current values outside the range of predefined values.

В одном варианте исполнения пористый экран может быть изготовлен из углеродных полотен подходящей толщины. В еще одном варианте исполнения пористый экран может состоять из сетки или перфорированного листа, сделанного из коррозионностойкого металла, например титана, снабженного каталитически инертным в отношении реакции выделения кислорода покрытием. В одном варианте исполнения каталитически инертное покрытие может быть выполнено на основе олова, тантала, ниобия или титана, например, в форме оксидов. В одном варианте исполнения аноды получены из титановых сеток или просечно-вытяжных листов, покрытых каталитическим материалом. В еще одном дополнительном варианте исполнения покрытая катализатором титановая сетка вставлена внутрь оболочки, состоящей из проницаемого сепаратора, например пористого листа из полимерного материала или катионообменной мембраны, закрепленной на раме и увенчанной туманоуловителем.In one embodiment, the porous screen may be made of carbon sheets of suitable thickness. In yet another embodiment, the porous screen may consist of a mesh or perforated sheet made of a corrosion-resistant metal, such as titanium, provided with a catalytically inert coating with respect to the oxygen evolution reaction. In one embodiment, the catalytically inert coating may be based on tin, tantalum, niobium or titanium, for example, in the form of oxides. In one embodiment, the anodes are obtained from titanium meshes or expanded metal sheets coated with catalytic material. In yet a further embodiment, the catalyst-coated titanium mesh is inserted inside a shell consisting of a permeable separator, for example, a porous sheet of polymer material or a cation exchange membrane, mounted on a frame and topped with a mist eliminator.

Оптимальный зазор между пористым экраном и поверхностью анода зависит от технологических параметров процесса и общих габаритов установки. В установках, использованных для проверки изобретения, наилучшие характеристики были получены с ячейками, в которых использовались аноды и катоды, отстоящие друг от друга на расстояние от 25 до 100 мм, и пористые экраны, размещенные на расстоянии 1-20 мм от противолежащих анодов.The optimal gap between the porous screen and the surface of the anode depends on the technological parameters of the process and the overall dimensions of the installation. In the installations used to verify the invention, the best characteristics were obtained with cells in which anodes and cathodes were used, spaced from each other by a distance of 25 to 100 mm, and porous screens placed at a distance of 1-20 mm from opposite anodes.

По другому аспекту изобретение относится к анодному элементу для элементарных ячеек электролизеров для электрохимического извлечения металлов, включающему анод с каталитической в отношении реакции выделения кислорода поверхностью, пористый экран, анодную несущую балку, механически и электрически соединенную с анодом, и устройство, пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, протекающего через анодную несущую балку. Устройство, пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, может быть выполнено так, как было описано здесь выше, и может быть необязательно соединено с микропроцессором, пригодным для сравнения детектированного значения с предварительно заданным диапазоном значений, и включения одного или более аварийных сигналов в том случае, когда детектированное значение не входит в заданный диапазон. Аварийный сигнал может быть акустическим, визуальным, электромагнитным или любой другой природы и может состоять из сочетания множественных сигналов.In another aspect, the invention relates to an anode element for cell cells of electrochemical extraction of metals, comprising an anode with a catalytic surface for the oxygen evolution reaction, a porous screen, an anode support beam mechanically and electrically connected to the anode, and a device suitable for directly or indirectly detecting an electric current flowing through the anode carrier beam. A device suitable for directly or indirectly detecting an electric current may be configured as described above, and may optionally be coupled to a microprocessor suitable for comparing the detected value with a predetermined range of values and triggering one or more alarms in that case when the detected value is not included in the specified range. The alarm signal may be acoustic, visual, electromagnetic or any other nature and may consist of a combination of multiple signals.

По еще одному аспекту изобретение относится к элементарной ячейке электролизера для электрохимического извлечения металла, включающей анод с каталитической в отношении реакции выделения кислорода поверхностью;In yet another aspect, the invention relates to a unit cell of an electrolytic cell for electrochemical metal extraction, comprising an anode with a catalytic surface for the oxygen evolution reaction;

катод, пригодный для осаждения металла из электролитической ванны, размещенный параллельно упомянутому аноду;a cathode suitable for depositing metal from an electrolytic bath placed parallel to said anode;

пористый экран, размещенный между упомянутым анодом и упомянутым катодом;a porous screen placed between said anode and said cathode;

электропроводящую анодную несущую балку, объединенную с анодом и электрически соединенную с ним;an electrically conductive anode support beam combined with the anode and electrically connected to it;

устройство, пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, протекающего через анодную несущую балку;a device suitable for directly or indirectly detecting an electric current flowing through an anode carrier beam;

анодную шину, электропроводящую и электрически соединенную с анодной несущей балкой.an anode bus, electrically conductive and electrically connected to the anode carrier beam.

По еще одному аспекту изобретение относится к способу получения меди из раствора, содержащего ионы одно- и/или двухвалентной меди, включающему электролиз раствора внутри описанного здесь выше электролизера.In yet another aspect, the invention relates to a method for producing copper from a solution containing mono- and / or divalent copper ions, comprising electrolyzing a solution inside an electrolyzer described herein above.

Некоторые примерные варианты осуществления изобретения будут теперь описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, назначение которых состоит только в иллюстрировании взаимного размещения различных элементов относительно упомянутых конкретных вариантов осуществления изобретения; в частности чертежи совсем не обязательно выполнены в масштабе.Some exemplary embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, the purpose of which is only to illustrate the relative positioning of the various elements relative to said specific embodiments of the invention; in particular, the drawings are not necessarily drawn to scale.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 схематически показывает элементарную ячейку электролизера для электрохимического извлечения металла, представляя один вариант осуществления изобретения;FIG. 1 schematically shows a unit cell of an electrolytic cell for electrochemical metal extraction, representing one embodiment of the invention;

фиг. 2 схематически показывает возможную систему сигнализации роста дендритных образований в элементарной ячейке электролизера для электрохимического извлечения металла, представляя еще один вариант осуществления изобретения.FIG. 2 schematically shows a possible system for signaling the growth of dendritic formations in a unit cell of an electrolyzer for electrochemical metal extraction, presenting another embodiment of the invention.

Подробное описание чертежейDetailed Description of Drawings

Фиг. 1 схематически показывает элементарную ячейку электролизера для электрохимического извлечения металла, включающую анод (100) и катод (200), пригодный для осаждения металла из электролитической ванны и размещенный параллельно аноду, пористый экран (300), размещенный между анодом и катодом, анодную несущую балку (400), объединенную с анодом и электрически соединенную сFIG. 1 schematically shows a unit cell of an electrolytic cell for electrochemical metal extraction, including an anode (100) and a cathode (200) suitable for deposition of metal from an electrolytic bath and placed parallel to the anode, a porous screen (300) located between the anode and cathode, an anode supporting beam ( 400) combined with the anode and electrically connected to

- 3 032134 ним, катодную несущую балку (450), устройство (500), пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, протекающего через анодную несущую балку (400), электропроводящую анодную шину (600) в электрическом соединении с анодной несущей балкой (400). Устройство (500), пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, может быть соединено с микропроцессором (700), выполненным с возможностью сравнения детектированной устройством (500) величины с предварительно заданным диапазоном значений. Микропроцессор (700) соединен с системой (800) сигнализации, активируемой в случае обнаружения значения вне контрольного диапазона.- 3 032134 nim, cathode carrier beam (450), device (500), suitable for direct or indirect detection of electric current flowing through the anode carrier beam (400), an electrically conductive anode bus (600) in electrical connection with the anode carrier beam (400) ) A device (500) suitable for direct or indirect detection of electric current can be connected to a microprocessor (700) configured to compare the detected device (500) with a predetermined range of values. The microprocessor (700) is connected to an alarm system (800) that is activated when a value is detected outside the control range.

Фиг. 2 показывает устройство (500), пригодное для непосредственного или опосредованного детектирования электрического тока, соединенное с микропроцессором (700) для сравнения упомянутого детектирования с предварительно заданным диапазоном значений. Микропроцессор (700) выполнен с возможностью приведения в действие системы (800) сигнализации в случае обнаружения значения за пределами контрольного диапазона. Система (800) сигнализации может состоять из светоизлучающего диода (801), который испускает световой сигнал в случае активации микропроцессором (800). Сигнал диода (801) передается по оптическому волокну (803), необязательно связанному с диодом (800) через оптическую соединительную систему (802).FIG. 2 shows a device (500) suitable for directly or indirectly detecting electric current connected to a microprocessor (700) for comparing said detection with a predetermined range of values. The microprocessor (700) is configured to actuate the alarm system (800) in the event that a value is detected outside the control range. The alarm system (800) may consist of a light emitting diode (801), which emits a light signal when activated by a microprocessor (800). The signal of the diode (801) is transmitted through an optical fiber (803), optionally connected to the diode (800) through an optical connection system (802).

Оконечность волокна, из которой выводится световой сигнал (803), размещена в надлежащем положении, по возможности легком для выявления работающим на установке персоналом (900). Предыдущее описание не должно предполагать ограничения изобретения, которое может быть применено согласно разнообразным вариантам осуществления без выхода за его пределы и объем которого определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения.The tip of the fiber from which the light signal is output (803) is placed in the proper position, as easy as possible for detection by personnel working at the installation (900). The previous description should not imply a limitation of the invention, which can be applied according to various variants of implementation without going beyond it and the scope of which is determined solely by the attached claims.

На протяжении всего описания и формулы изобретения данной заявки термины включать, содержать и их варианты, такие как включающий и содержит, не предполагаются исключающими наличие других элементов, компонентов или дополнительных этапов способа.Throughout the description and claims of the present application, the terms include, contain and their variants, such as including and containing, are not intended to exclude the presence of other elements, components or additional steps of the method.

Обсуждение документов, актов, материалов, устройств, изделий и тому подобных включено в настоящее описание только с целью создания контекста для настоящего изобретения. Не предусмотрено и не предполагается, что любой или все из этих объектов составляли часть базового уровня техники или представляли собой общеизвестные сведения в той области, к которой относится изобретение, до даты приоритета каждого пункта формулы изобретения данной заявки.A discussion of documents, acts, materials, devices, products, and the like is included in the present description only for the purpose of creating a context for the present invention. It is not intended and not intended that any or all of these objects formed part of the basic level of technology or constituted well-known information in the field to which the invention relates, prior to the priority date of each claim of this application.

Claims

CLAIM

1. The unit cell of an electrolyzer for electrochemical metal extraction, comprising an anode with a catalytic surface in relation to the reaction of oxygen evolution;

a cathode suitable for depositing metal from an electrolytic bath placed parallel to said anode;

an electrically conductive porous screen disposed between said anode and said cathode;

an electrically conductive anode carrier beam mechanically and electrically connected to the anode; a device suitable for directly or indirectly detecting an electric current flowing through an anode carrier beam;

an anode bus, electrically conductive and electrically connected to the anode carrier beam.

2. The cell of claim 1, wherein said apparatus suitable for directly or indirectly detecting electric current further includes means for evaluating a physical quantity selected from voltage and temperature.

3. The cell of claim 2, wherein said means for estimating a physical quantity is a means for measuring temperature using a thermochromic paint or a thermosensitive device.

4. The cell according to claim 3, in which said thermally sensitive device is a thermocouple.

5. The cell according to claim 3 or 4, in which said means for measuring temperature is placed on said anode carrier beam and combined with its end portion.

6. The cell according to claim 3 or 4, in which said means for measuring temperature is placed on said anode bus in the area of contact with the anode carrier beam.

7. The cell according to claim 1, further comprising a microprocessor connected to said detection device and at least one alarm system, said microprocessor configured to compare the electric current measured by said detection device with a predetermined control range, and said at least at least one alarm system is configured to be activated as soon as said detection device gives a value outside said th control range.

8. The cell according to claim 7, further comprising an electrically conductive cathode carrier beam connected to the cathode and electrically connected to

- 4,032,134 him; and cathode balancing bus.

9. The cell of claim 8, in which the microprocessor is connected to a source of working electrical voltage.

10. The cell according to claim 9, in which the microprocessor is connected to said anode bus and said cathode balancing bus.

11. The cell according to claim 9, in which the microprocessor is connected to said anode bus and through the clamping contact to said cathode carrier beam.

12. A cell according to any one of claims 7 to 11, wherein said signaling system includes a light emitting diode driven by said microprocessor.

13. The cell of claim 12, wherein said light emitting diode is connected to an optical fiber.

14. An electrolyzer for primary extraction of metal from an electrolytic bath, which includes a stack of cells according to any one of the preceding paragraphs in a joint electrical connection.

15. A method of producing copper from a solution containing mono- and / or divalent copper ions, comprising electrolysis of the solution inside the electrolyzer according to claim 14.

16. An anode element for cells of electrochemical extraction of metals, including an anode with at least one catalytic surface for the oxygen evolution reaction, at least one electrically conductive porous screen, an anode support beam mechanically and electrically connected to the anode, and a device suitable for direct or indirect detection of an electric current flowing through said anode carrier beam.