RU1828467C - Электролизер - Google Patents

Abstract

Использование: в устройствах дл  электрохимического извлечени  металлов из растворов, в том числе из промывных и сточных вод. Сущность: электролизер состоит из корпуса, крышки и устройств дл  ввода и вывода электролита. Электроды расположены вертикально и выполнены разной длины, верхние кромки которых расположены водной плоскости, а нижние - в плоскости, образующей угол между основанием электролизера и касательной, проведенной через нижние кромки электродов, составл ющий 25-35°, при этом электроды наименьшей длины расположены со стороны входного патрубка. Устройство позвол ет повысить качество осаждаемого покрыти . 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  электрохимического извлечени  металлов (например, золота, серебра, меди, паллади , свинца и др.) из растворов, в том числе из промывных и сточных вод.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса электролиза, повышение качества осаждаемого покрыти  при одновременном упрощении конструкции электролизера .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве, состо щем из корпуса , крышки, вертикально расположенных электродов, устройства дл  ввода и вывода электролита, электроды выполнены разной длины и установлены таким образом, что их верхние кромки расположены в одной плоскости , а нижние - уступом по отношению друг к другу и к направлению поступающего раствора электролита. Угол между направлением поступающего раствора и касательсл

с

ной, проведенной через нижние кромки электродов, составл ет 25-35°.

Выполнение электродов разной длины и их установка вышеуказанным способом обеспечивают равномерное распределение вход щего потока электролита во всех межэлектродных пространствах, что позвол ет получить качественное покрытие на всех катодах , т.е. можно сделать вывод о существенности отличительных признаков.

Качество оцениваетс  по компактности, плотности и цвету осадка. При уменьшении угла наклона ( 25°) нарушаетс  равномерное распределение электролита между электродами, причем менее интенсивный обмер раствора наблюдаетс  у электродов, максимально удаленных от входного штуцера , что приводит к осаждению на них темных рыхлых осадков, удаление которых в виде компактной фольги невозможно.

ю

00

Јь

о VI

ы

Увеличение угла между направлением поступающего раствора и касательной, проведенной через нижние кромки электродов свыше 35° также нарушает равномерное распределение поступающего раствора, причем менее интенсивный обмен характерен дл  электродов, непосредственно расположенных у входного штуцеоа, что ведет к осаждению на них темных рыхлых покрытий , последующее удаление которых в виде компактной фольги невозможно.

Действительно электролизер (прототип) предназначен дл  извлечени  т желых металлов (Cu,Zn,Cd,Au,Ag). В за вленном же электролизере не акцентируетс  внимание на виде осаждаемого металла, не исключа  при этом возможность извлечени  как т желых , так и цветных и драгметаллов. Следует отметить, что в электролизере-прототипе использованы катоды из вспененного полиуретана с нанесенным химическим подслоем меди или никел  дл  последующего наращивани  извлекаемого металла. Это свидетельствует о том, что используемые катоды  вл ютс  одноразового использовани , ибо удалить с них осажденное покрытие можно только химическим растворением . А это неизбежно ведет к удалению и химических подслоев, а значит необходима повторна  химическа  металлизаци  полиуретана в случае повторного использовани  катода. В противном случае покрытые катоды подлежат утилизации.

С другой стороны, факт наличи  химического подсло  из никел (меди) однозначно показывает, что получить покрытие в виде однородной- металлической фольги невозможно .

В таблице приведена сравнительна  характеристика работы за вленного электролизера и прототипа,

Исходные данные: промывные воды меди с концентрацией С 160 мг/л.

Как видно из таблицы, за вленный электролизер позвол ет работать при повышен- ных плотност х 0,5-0,6 и получать качественное покрытие в виде компактной фольги на всех катодах, т.е. интенсифицировать процесс (средний привес катода в за вленном электролизере в 1.5 раза выше, чем в прототипе) при одновременном упрощении конструкции электролизера.

На чертеже изображен схематически предлагаемый электролизер, насос и бак- накопитель, где:

1- корпус,

2- крышка,

3- электроды,

4- входной штуцер (входное устройство ).

5- выходной штуцер (выходное устройство )

6- центробежный насос.

7- бак-накопитель

8 утл наклона электродов

Электроды выполнены в виде пластин , разной длины из нержавеющей стали Их верхние кромки расположены в одной плоскости и контактируют с пластинами токоподводов , вмонтированными в крышку, а нижние - уступом Угол между направлением поступающего раствора и касательной, проведенной через нижние кромки электро- дов, Составл ет 25 35°

5Электролизер работает следующим образом . Раствор из бака-накопител  7 под давлением, создаваемым центробежным насосом б.через входной штуцер4 подаетс  в электролизер. Благодар  тому, что нижние

0 кромки электродов расположены уступом по отношению к вход щему потоку, электролит равномерно распредел етс  в межэлектродных каналах, что создает благопри тные услови  дл  осаждени  качест5 венного покрыти  на всех катодах и дл  интенсификации процесса за счет увеличени  плотности тока Обедненный раствор через выходной штуцер 5 возвращаетс  в бак-накопитель, где смешиваетс  с исход0 ным электролитом и затем вновь подаетс  на электролиз Длительность процесса определ етс  требуемой степенью извлечени  металла из обрабатываемого раствора. По мере необходимости процесс прерыва5 Ют и снимают осадок с ка годов в виде компактной фольги.

Далее привод тс  конкретные примеры использовани  электролизера предлагаемой конструкции.

0П р и м е р 1 Извлечение золота из

промывной воды с концентрацией по металлу 0,3 г/л и объемом 8 л, скорость подачи 20 л/мин, количество катодов 4, анодов 5 шт. Обща  площадь катодов 2 дм2, объемы элек5 тролизной ванмы 2 литра, плотность тока в начале процесса электролиза 0,5 А/см2, в конце процесса 0,05 А/см2. Угол между направлением поступающего раствора и касательной , проведенной через нижние кромки

0 электродов, равен 25°. Врем  электролиза до остаточной концентрации золота в растворе 0,5 мг/л 5 ч Покрыти  золотом на всех катодных пластинах плотные, однородные, легко отдел ютс  в виде фольги. Цвет по5 крыти  от желтого до темно-желтого (на последнем от входного штуцера катоде).

Пример 2. Исходный раствор тот же, количество электродов и их площадь, обьем электролита и электролизной ванны, скорость подачи те же. Плотность тока в начале

процесса электролиза 0.5 А/см , в конце процесса 0,05 А/см . Угол между направлением поступающего раствора и касательной , проведенной через нижние кромки электродов, равен 30°. Врем  электролиза до остаточной концентрации золота в растворе 0.5 мг/л 5 часов Золотое покрытие на всех катодах плотное, однородное, легко отдел етс  в виде фольги. Цвет покрыти  - желтый на всех катодах.

Пример 3. Исходный раствор, его объем, количество электродов и их площадь, обьем электролизной ванны, скорость подачи те же. Плотность тока в начале процесса электролиза 0,5 А/см , в конце процесса О 05 А/см . Угол между направлением поступающего раствора и касательной, проведенной через нижние кромки электродов, равен 35°. Врем  электролиза до остаточной концентрации золота в растворе 0,5 мг/л 5 ч. Золотое покрытие на всех катодных пластинах плотное, однородное, легко отдел етс  в виде фольги. Цвет покрыти  от желтого до темно-желтого (на ближнем ко входному штуцеру катоде).

Предлагаема  конструкци  электролизера обеспечивает непрерывное перемешивание и интенсивное равномерное обновление электролита во всех межэлектродных пространствах, что позвол ет, во-первых, получить равномерное компактное, плотное , легко снимаемое, т.е. качественное покрытие на всех катодах и, во-вторых, вести процесс при повышенной плотности тока, т.е. интенсифицировать его. Кроме того, конструкци  проста и надежна в эксплуатации .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электролизер дл  извлечени  металлов из растворов, содержащий корпус, крышки, вертикально расположенные электроды, устройства дл  ввода и вывода электролита, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса и повышени  качества осаждаемого покрыти  при одновременном упрощении конструкции, электроды выполнены разной длины, верхние кромки которых расположены в одной плоскости, а нижние - в плоскости, образующей угол между основанием электролизера и касательной , проведенной через нижние кромки электродов, составл ющий 25-35°, при этом Эь.жтроды наименьшей длины расположены со стороны входного патрубка.

   чэ

   хЗ

   3

   к

   ъ

   V7l

   л