Электролизер для очистки неорганических веществ

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (51)М. Кл.2 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) ЗаЯвлено 310378(21) 2597447/23-26 с присоедииеиием заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 25,018а Бюллетень Hо 3

Дата опубликования описания 250180

С 25 В 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытнй (53) УДК621. 3 „ .035.2(088.8) В.З. Красильщик, B.B. Цодиков, И.С. Чупахин и Н.И. Кузнецова (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ

ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к. аппара"гурному оФормлению процессов получения особо чистых веществ.

Известен электролизер, состоящий из корпуса злектролизера и электродов. Для увеличения поверхности катода, а следовательно, и степени очистки от примесей металлов катоды выполнены из тонких сплетенных нитей (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является электролизер, состоящий из корпуса и электродов. Электролизер снабжен шнеком для механического удаления осадка с катода (2).

Недостатком такого электролизера является малая степень очистки, так как снятые с поверхности электрода вещества, особенно осажденные металлы, вновь могут частично перейти в очищаемый раствор.

Цель изобретения — увеличение степени извлечения примесей из раствора за счет периодической химической активации катодов.

Поставленная цель достигается тем, что электролизер для очистки неорганических веществ, содержащий цилиндрическую камеру и электроды, разделен радиальными перегородками на секции очистки, отмывки,периодической химической активации и вторичной отмывки катода и снабжен устройством для перемещения катодов из одной секции в другую,а аноды расположены в секции очистки. Секция очист- ки занимает 1/2 внутреннего объема камеры электролизера, а три других по 1/6 объема, число катодов в сек10 Ции очистки в три раза больше, чем в каждой из последующих секций.

На фиг. 1 схематически изображен электролизер, разрез A-A на фиг.

2; на фиг. 2 — электролизер, вид сверху.

Устройство состоит из корпуса 1 . электролизера, разделенного радиальными перегородками 2 на секцию 3 очистки и секцию 4 отмывки, секции 5

20 химического актнвирования, секции 6 вторичной отмывки. В секцию 3 очистки помещают раствор, в секциях ..

4 и 6 помещена проточная дистиллированная вода, в секции 5 помещен активирующий раствор, например 10-15% раствор соляной нли азотной кислоты.

Катоды 7 расположены таким образом, что в секции 3 электролизера находятся три катода, а в других секциях

ЗО 4,5,6 — по одному. В секциях очист711174! ки помещен анод 8 полукруглой форма. Катоды 7 при помощи держателя

9 расположены на вращаемой мотором

10 платформе 11 и могут совершать вертикальные перемещения при помощи соленоида 12 и возвратной пружины 13. Устройство снабжено системой автоматики, которая обеспечивает . подъем катодов 7 выше уровня радиаль.— ной перегородки 2 в наине при подходе соответствующего катода к этой перегородке за счет включения соленоида 12. При включении соленоида 12 возвратная пружина возвращает катод 7 в нижнее положение. В процессе работы каждый катод 7 перемещается последовательно иэ секции

3 очистки в секцию 4 отмывки, где удаляется исходный раствор с катода, далее в секцию 5 химического активирования, в которой происходит удаление осажденных на катод примесей, т. е. активация его поверхности, секцию 6 вторичной отмывки, где происходит отмывка катода от активирующего раствора, и далее внонь в секцию 3 очистки.

С целью упрощения механизма подъема и спускания катодов при переходе их через радиальные перегородки, положение катодов в ванне должно. быть симметричным по отношению к радиальным перегородкам. Поскольку процесс очистки вещества проходит исключительно в секции 3 очист. ки, а другие секции 4,5,6 являются вспомогательными, в интересах увеличения массы очищаемого вещества размеры этой секции могут быть увеличены по отношению к размерам, других секций. Удобное сочетание размеров секций и положения катодов достигается, когда секция очистки

3 занимает 1/2 внутреннего объема камеры электролизера, а другие по 1/6 части.

Для обеспечения непрерывности процесса электрохимической очистки, а также отмывки и активиронания при перемещении катодов 7 из одной секции в другую необходимо разместить в секции 3 очистки число катодон, равное числу катодов во всех послеДующих секциях; таким образом, число катодов в секции 3 очистки

4S

50 должно в три раза превышать число катодов в каждой последующей.

Устройство работает следующим образом.

Очищаемый раствор, например 10Ъ-й раствор азотнокислого натрия, н который введены примеси индия, свинца, марганца в количестве 1.10 алвес% каждой, подвергаются очистке в секции 3, в которой примеси выделяются на катодах, перемещающихся при помощи мотора 10 и находящихся в этой секции. Катоды в ванне — три графитовых стержня диаметром 0,6 мм, глубина их погружения 30 мм. При подходе крайнего из катодов к радиальной перегородке 2 в результате включения соленоида 12 происходит его подъем выше уроння радиальной перегородки; аналогично поднимается каждый из катодов при подходе к рациальным перегородкам в .секциях 4 отмывки, химического активирования 5, где активирование катода проводится в растворе 10% азотной кислоты, и вторичной отмывки 6.

После перехода через перегородки соленоиды на соответствующих катодах выключаются и возвратные пружины возвращают эти катоды в нижнее исходное положение. Таким образом, каждый катод последовательно перемещается из секции 3 очистки в секцию 4 отмывки, заполненную проточной дистиллированной водой, в которой удаляется злектролизуемый раствор с катода, далее в секцию 5 химического активирования, н которой происходит химическое растворение осажденных на катоде примесей обработкой 10-15% раствором азотной кислоты, далее н секцию 6 вторичной отмывки с дистилО лированной водой, н которой происходит отмывка катода от актинирующего раствора проточной дистиллированной водой, затем активированный и отмытый катод вновь поступает в секцию 3 очистки ° Цикл повторяется многократно.

Данные эффективности работы предлагаемого устройства приведены в таблице, .где C — количество при.месей, выделенных на катоде, С первоначальное количество примесей в растворе. Метод определения примесей — химико-спектральный.

711174 зависимость степени (< ) очистки,В от

С1

Р продолжительности процесса и количества активаций электрода

Продолжительность электролиза, мин

Продолжительность электролиза, мин

5 10 15

10

Число активаций с„

Степень (С ) очистки,Ъ

10

Индий

10 12 14

14 10 40

Свинец

lб

2,5 2,5

Марганец

Формула изобретения

Как следует из таблицы, увеличение продолжительности электролиза от 5 до 36 мин без активации в процессе электролиза приводит к незначительному увеличению степени очистки: для индия — в 2 раза, для свинца — в 1,4 раза, для марганца— в 1,5 раза. В то же время активация граФитовых электродов через каждые 5 мин электролиза приводит к возрастанию степени очистки: для индия — в 4,8 раза, для свинца-в 4 раза, для марганца - в 3,5 раза.

1. Электролнзер для очистки неорганических веществ, содержащий цилиндрическую камеру и электроды, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения примесей иэ раствора за счет

2 4 5 7 активации катода, электролизер снабжен радиальными перегородками, разделяющими его на секции очистки, отьывки, периодической хими4Q ческой активации и вторичной отмывки катода, устройством для перемещения катодов, а аноды расположены в секции очистки °

2. Электролизер по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что секция очистки занимает 1/2 внутреннего объема камеры электролизера, а три других по 1/6 объема, число катодов в секции очистки в три раза больше, чем в каждой из последующих секций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШй М 3859195, кл. 204-272, опублик. 1970.

2. авторское свидетельство СССР

Р 385932, кл. В 01 К 1/00, опублнк.

1972 (прототип).

711174

Заказ 8604/20 Тираж 698

ЦНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Богдановская

P акта В. За ванская Тех ед Н.Бабурка Ko eKTo ll. Вигила