Электродный блок электролизера

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для электролитического извлечения благородных, редких и цветных металлов из разбавленных растворов их солей. Электродный блок электролизера разделен на катодную и анодную части. Последняя представляет собой токонепроводящую камеру с перфорированными стенками, нижним отверстием для подачи раствора, газоотводящими трубками и верхней щелью, в которую по направляющим вводится анодная пластина. Катодная часть включает два крепящихся к стенкам камеры перфорированных токоподвода, на которых с двух сторон закреплен многослойный катод из активированного углеродного волокнистого материала, прижимаемого токонепроводящими решетками. Под решетками размещена полимерная сетка. Вся конструкция стягивается болтовыми креплениями. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы электролизера для извлечения металлов из разбавленных растворов. 2 ил.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в электролизерах для извлечения благородных, редких и цветных металлов из разбавленных растворов их солей.

Известна электродная камера, содержащая объемно-пористый проточный катод, выполненный из углеволокнистого материала, закрепленный между решетчатыми токоподводами посредством перфорированных прижимов (авт. свид. СССР №395497). Недостатком указанного устройства является его невысокая эффективность, в особенности при работе с разбавленными растворами.

Известна также защищенная патентом РФ № 2054055 C1 конструкция трехсекционной катодной камеры, состоящая из перфорированного корпуса с крышкой, внутренней рамки с отверстием для ввода раствора, токоподвода и зигзагообразно уложенного углеграфитового материала, в изгибах которого размещена алюминиевая стружка.

Вся конструкция не обеспечивает простоты и удобства в эксплуатации и обслуживании.

Наиболее близким прототипом данного изобретения является (RU 2109088 МПК С25С 7/00 от 20.04.1998) электродный блок, содержащий токонепроводящую камеру с перфорированными стенками, крепящиеся к ним два перфорированных токоподвода с катодом из активированного углеродного материала, прижимаемым токонепроводящими решетками, и размещенные под ними полимерные сетки.

Это устройство не позволяет расширить площадь и объем углеродных катодов, относительно увеличивая тем самым количество извлекаемого из раствора металла.

Задачей представленного авторами изобретения является повышение эффективности работы электролизера с электродным блоком для извлечения металлов из разбавленных растворов.

Поставленная задача решается путем реализации технического результата, заключающегося в создании внутри блока дополнительного электрического поля, интенсифицирующего электродный процесс осаждения металла во всем объеме катода из активированного углеродного волокнистого материала.

Сущность изобретения заключается в том, что в состоящий из катодной и анодной частей электродный блок вводится анодная пластина, размещаемая в токонепроводящей камере. К последней с двух сторон через токонепроводящие решетки крепятся перфорированные токоподводы, на которые с внешней и внутренней стороны укладывается в несколько слоев катод из активированного углеродного волокнистого материала.

При подаче тока на анодную пластину и токоподводы углеродного катода внутри электродного блока возникает электрическое поле, которое создает дополнительные условия для ускорения экстрагирования металла и его осаждения не только на поверхности, но и по всему объему многослойного катода из углеродного материала, помещенного с двух сторон обоих токоподводов.

Изобретение более подробно описано ниже как пример его реализации со ссылкой на схемы, где

фиг.1 - общая схема электродного блока в разрезе;

фиг.2 - принципиальная схема размещения электродного блока в электролизере, вид сверху.

На фиг.1 изображен электродный блок, разделенный на катодную и анодную части.

Анодная часть представляет собой токонепроводящую камеру (1) с перфорированными стенками. На расстоянии не менее 30,0 мм от этих стенок через верхнюю щель введена анодная токопроводящая пластина (2), зафиксированная в вертикальном положении направляющими на торцовых стенках на расстоянии не менее 25,0 мм от дна камеры, в которое вставлен штуцер (3) для подачи раствора. В крышке камеры расположены газоотводные трубки (4).

При необходимости изготовленная из токонепроводящего материала, например полипропилена, камера может быть заменена на аналогичной конструкции рамку из идентичного материала. Для улучшения циркуляции раствора в камере анодная пластина может быть разрезана на две трети своей длины на отдельные узкие продольные полосы.

Катодная часть разделена на две секции, каждая из которых включает перфорированные токоподводы (5). На них с обеих сторон укладывается, по меньшей мере, в два слоя катод из активированного углеродного волокнистого материала (6). На материал помещаются сетки (7), изготовленные, например, из полистирола. Катод с сетками прижимается с обеих сторон к токоподводам токонепроводящими решетками (8).

Собранный таким образом катод присоединяется с двух сторон к стенкам анодной камеры, и вся конструкция стягивается болтовыми креплениями (9).

При необходимости для более надежной герметизации блока стенки камеры и прижимные решетки по краям могут быть гуммированы химически стойкой резиной.

Как показано на фиг.2, электродный блок (10) помещается в электролизере (11) между анодами (12) и работает следующим образом.

Электролит поступает в камеру (1) блока через нижний штуцер (не показан), проходит через стенки камеры, прижимные решетки, полимерные сетки, перфорированные токоподводы (5) и вступает в контакт со всеми слоями катода из углеродного материала (6). Затем обработанный раствор поступает в ванну электролизера и через бортовые карманы (13) сливается в отводную трубу.

Преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом заключаются в двукратном расширении рабочей площади и объема углеродного катода, а также в интенсификации осаждения металла при равномерном распределении потенциала как на внешней, так и на внутренней, обращенной к анодной части, стороне катода в связи с наличием дополнительного электрического поля внутри блока.

Это позволило при прочих равных условиях поднять производительность электролизера с рассматриваемым электродным блоком примерно в 1,5-2,0 раза при незначительном (менее 30%) увеличении энергопотребления.

Очевидно, что реализация данного изобретения может осуществляться в различных вариантах, представленных в описании, которые должны рассматриваться как иллюстративные и неограничивающие.

Источники информации

1. Авторское свид. СССР №395497, кл. С25С 7/00, 1972.

2. Патент и № RU 2004633 C1, кл. С25С 7/02, 1993.

3. Патент РФ № RU 2054055 C1, кл. С25С 7/02, 1996.

4. Патент РФ № RU 2109088, кл. С25С 7/00, 1998.

Электродный блок электролизера, содержащий токонепроводящую камеру с перфорированными стенками, прикрепленные к ним два перфорированных токоподвода с катодом из активированного углеродного волокнистого материала, прижимаемым токонепроводящими решетками, и размещенные под ними полимерные сетки, отличающийся тем, что он содержит анодную пластину, размещенную в токонепроводящей камере, а катод закреплен на обеих сторонах двух перфорированных токоподводов.