Электролизер для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, с растворимым взвешенным анодом — SU 1737023 (original) (raw)
(51)5 С 25 С 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЪСТВУ К АВТОР аучно- струклов и в ный электролизер не обесления и комплексного изворенных в электролите нако д ет раз ия ра печива влече н металл иболее близким по технической предлагаемому является элект для электрохимического ано рения металлических отх и и т.п.) представляющий онную емкость с цилиндричес и анодом, разделенными диа абочим органом, жестко связа приводом. Эпектролизер сна ущ- пиности к зер УЛ раство (стружк реакци катодом мой,ир с вибро дного адов, собой кими фрагнным бжен 1(71) Государственный центральныйисследовательский, проектный и которский институт драгоценных метаалмазов(56) Цветные металлы, 1985, Гч. 5, с. 21-25, (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖА- . ЩИХ БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ, С РАСТВОРИМЫМ ВЗВЕШЕННЫМ АНОДОМ (57) Изобретение относится к конструкциям . электролизеров для получения благородных металлов из растворов при переработке металлических отходов, Цель изобретения - упрощение конструкции электролизера, повышение извлечения благородных металлов и степени разделения благородных и неблагородных металлов, Электролизер содерИзобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии для переработки .металлических отходов, содержащих благородные металлы, электролизом,Известен электропизер для обеднения отработанных электролитов, содержащих цветные металлы, и рафинирования меди, включающий емкость, насыпные анод и катод, диафрагму, разделяющую анодное и катодное пространства, токоподводы, "ложное" дно с отверстиями для прокачки электролита, разгрузочное устройство. жит реакционную емкость с дном, цилиндрический катод, верхний анодный и. катодный токоподводы, диафрагму, разделяющую анодное и катодное пространства, накопитель с разгрузочным узлом, рабочий орган, размещенный в реакционной зоне. Электролизер снабжен подставкой с окнами, площадь которых составляет 60 - 800 от площади дна емкости. Анод расположен на подставке в центре катодного пространства, Анодный токоподвод . выполнен в виде монолитного графитового цилиндра с графитовыми стержнями, уста- новленными по периметру его верхнего основания и соедйненными электрически вверху медным кольцом, Диафрагма выполнена в виде трубы из термообработанной поливинилхлоридной ткани, надетой на анодный токоподвод. Рабочий орган выполнен в виде цилиндрической червячной спирали с нормальным профилем, углом зацепления 15-60 и шагом, составляющим 0,2 - 0,3 от диаметра анодного токоподвода, 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.25 ЗО 35 40 50 гакже загрузочным и разгрузочным устройствами.Однако известный электролизер не может обеспечить высокую степень разделения благородных и неблагородныхметаллов, которые имеют близкие электродные потенциалы, Кроме того, устройствоимеет слажнук конструкцию, связанную сиспользованием вибротехники,Цель изобретения - создание электролизера, обеспечивающего повышениестепени разделения благородных и неблагородных металлов из сплавов, упрощениеконструкции электролизера, повышение извлечения благородных металлов,Поставленная цель достигается тем, чтов электрализере для рафинирования металлических отходов, содержащих благородные металлы, включающем реакционнуюемкос 1 ь, цилиндрический катод, верхнийанодный и катодный токоподводы, диафрагму, разделяющую катодное и анодное пространства, накопитель с разгрузочнымузлам, агитатор взвешенного слоя с рабочим органом в реакционной зоне, анод расположен в центре катодного пространства,анодный токоподвод выполнен в виде моналитного графитового цилиндра, причем попериметру верхнего основания цилиндраустановлены графитовые стержни, которыезамкнуты в ьерхней части медным кольцом,цилиндр расположен на подставке, имеющей окна, площадь которых составляет 60 -800 от площади дна, а диафрагмавыполнена в форме трубы из термоабработаннай поливинилхлориднай. ткани, надетой на анодный токоподвод, рабочий органвыполнен в виде цилиндрической червячной спирали с шагом. составляющим 0,20,3 от длины спирали, углом зацепления15-60, диаметром 0,2 - О,З. от диаметра графитового цилиндра.Сущцость (онструктивного выполненияэлектролизера для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, заключается в том, что совокупностьзаявляемых отличительных признаков (взаимное расположение катода и анода, конст рукция анодного токоподвода, подставкаанодного токоподвада, соотношение площади поверхности отверстий подставкианодного токоподвода, строение рабочегооргана) определяет контакт отходов с токоподводом по всему объему, постоянное обновление растворяемой поверхностиотходов, простоту разгрузки. продуктовэлектролйза, легкость обслуживания электролизе ра.В результате происходит не только растворение компонентов, но и их разделение по продуктам (одни остаются в анодном продукте, другие переходят в,раствор, третьи также переходят в раствор, а затем в виде товарного продукта осаждаются на катоде). Так, например, при переработке низкопробного сплава, содеркащего медь, серебро, железо, цинк, установлено, что медь, цинк, железо переходят в раствор, гдеостается почти все железо и цинк, а медь из раствора осаждается на катоде. Серебро полностью остается в анодном остатке.Обоснование параметров,Изготовление окон подставки площадью менее 60 от общей площади дна не обеспечивает свободного падения катоднога продукта в бункер-накопитель, т,е, при достижении электрохимической селекции небла городн ых кол понентов затруднено удаление катоднога продукта из реакционного пространства, Кроме того, возможен перегрев, что приводит к уменьшению скорости растворения компонентов сплава иможет также привести к замыканию катодаи анода накоротко,Увеличение площади. окон более 800 от .всей площади дна не увеличивает степеньразделения компонентов, но существенноуменьшает надежность конструкции,Термообработка диафрагмы проводится для увеличения жесткости поливинилхлоридной ткани и придания ей определеннойформы, а также для уменьшения микроотверстий ткани, что обеспечивает невозможность перехода твердых частицперерабатываемых отходов из анодногопространства в катодное, т.е, обеспечиваетвысокую степень разделения компонентов,Интервалы угла зацепления 15 - 60 и диаметра спирали 0,2 - 0,3 от диаметра анодного токоподвода с шагом 0,2 - 0,3 от длины спирали обеспечивает наиболее полное перемешивание анодного слоя при переработке материалов в широком диапазоне крупности.Как меньшие, так и большие значения заявленных параметров спирали не обеспечивают контакта электролита во всем.объеме сплава, что снижает селективность разделения,Совокупность этих признаков, а именно взаимное расположение анода и катода, наличие анодного токоподвода, состоящего из графитового цилиндра с ввинченными в него графитовыми стержнями, термообработаиной поливинилхлоридной диафрагмы,цилиндрической червячной спирали,. подставки под анодный токоподвод с площадью окон 60 - 80 ф от площади дна, а также размеры рабочего органа, обеспечивают повышение степени разделения благородных и неблагородных металлов в 1,2 раза больше, чем в прототипе. а также упрощает конструкцию аппарата,Таким образом, совокупность отличительных признаков сообщает новое свойство, а именно контакт по всему объему анода, высокую степень разделения компонентов и получение их в виде товарных продуктов,На чертеже представлен предлагаемыйэлектролизер, общий вид. Электролизер содержит реакционнуюемкость 1, катод 2, подставку 3 для насыпного анода с окнами 4, анодный токоподвод 10 в виде монолитного графитового цилиндра5, установленного в центре подставки 3, 15графитовых стержней 6, установленных попериметру верхнего основания графитовогоцилиндра 5, медное кольцо 7, замыкающееграфитовые стержни в их верхней части,диафрагму 8, выполненную в форме трубы 20из поливинилхлоридной ткани, установленной на подставке 3, внутри которой расположен графитовый цилиндр 5, рабочийорган 9 в виде червячной спирали, шток 10,мотор 11 и бункер-накопитель 12 с разгрузочным узлом 13,Предлагаемый электролизер работаетследующим образом.Гранулированный сплав, содержащийсеребро, медь, цинк, железо, засыпают 30внутрь диафрагмы 8 на поверхность анодного токоподвода 5. Материал перемешивают с помощью мотора 11 и червячной .спирали 9, затем подключают постоянныйток, который подводят через анодный токоподвод к сплаву, что приводит к растворению более электроотрицательных компонентов сплава,Эти компоненты переходят в электролит, а затем, пройдя через диафрагму 8, 40осаждаются на катоде 2. Катодный осадок -медный порошок - падает через окна 4 вбункер-накопитель 12, а по окончании электролиза удаляется через разгрузочный узел13. 45По окончании электролиза диафрагму 8с анодным токоподводом вынимают изэлектролизера для удаления анодного продукта - концентрата благородных металлов.П р и м е р. Гранулированный сплав, 50содержащий 55% А 9: 33,5% Сц; 11,3% Еп;0,2% Ее, загружают в электролизер. В качестве электролита используют 20%-ный раствор серной кислоты, которым заполняютрабочее пространство электролизера, 55 Включают электродвигатель червячной спирали, скорость вращения 30 об/мин, Подают напряжение на электролизер, потенциал анода +0,55 В. После проведения процесса получают раствор, содержащий Еп и Ее, катодный продукт - порошок меди, и анодный продукт - концентрат серебра (90%),Порошок меди и концентрат серебра после промывки и сушки являются готовыми продуктами для рафинирования и аффинажа,В анодном продукте получено черновое серебро (извлечение 98%), в катодном продукте - черновая медь (извлечение 80%), в электролите - цинк (извлечение 80%) и железо (извлечение 98%).В таблице приведены данные по влиянию заявленных соотношений на процесс переработки металлических отходов.Формула изобретения 1. Электролизер для переработки металлических отходов, содержащих благородные металлы, с растворимым взвешенным анодом, содержащий реакционную емкость с дном, цилиндрический катод, верхний анодный и катодный токоподводы, диафрагму, разделяющую анодное и катод. ное пространства, накопитель с разгрузочным узлом и рабочий орган, размещенный в реакционной зоне для создания взвешенного слоя, отличающийся тем,что, с целью упрощения конструкции электролизера, повышения извлечения благородных металлов и степени разделения благородных и неблагородных металлов, он снабжен подставкой с окнами, площадь которых составляет 60 - 80% от площади дна емкости, анод расположен на подставке в центре катодного пространства, анодный токоподвод выполнен в виде монолитного графитового цилиндра с графитовыми стержнями, установленными по периметру его верхнего основания и соединенными электрически вверху медным кольцом, диафрагма выполнена в виде трубы из термообработанной поливинилхлоридной ткани, надетой на анодный токоподвод, а рабочий орган выполнен в виде цилиндрической червячной спирали.2, Электролизер по и, 1, отл ич а ющ и й с я тем, что спираль выполнена с нормальным профилем, углом зацепления 15 - 60 и шагом, составляющим 0,2-0;3 от диаметра анодного токоподвода,1737023 Составитель М, Техред М,Морге Диц тктор М.Петрова нтал Корректор О.Кундри ен водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10 каз 1871 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5