Электролизер для разделения металлов в расплаве солей
Изобретение касается цветных металлов и позволяет снизить расход электроэнергии. Электролизер включает футерованную обогреваемую катодную ванну и помещенную в нее анодную чашу из диэлектрика с изолированным графитовым токопроводом. Особенность электролизера в том, что катодная ванна снабжена кольцевым конусным экраном, укрепленным над анодной чашей. 1 ил.
Изобретение относится к рафинированию тяжелых цветных металлов электролизом в расплаве солей.
Известен электролизер для рафинирования висмута, включающий катодную ванну и погруженный в нее анодный тигель с токоподводом. Прототипом является электролизер жидких сплавов, содержащий ванну катодного металла, керамическую подставку для анодной чаши, графитовый анодный токоподвод с изолятором и сливным устройством [1]. Сущность предлагаемой конструкции состоит в том, катодная ванна снабжена кольцевым конусным экраном, укрепленным над анодной чашей. На чертеже показана конструкция электролизера, продольный разрез. В футерованной катодной ванне 1, снабженной нагревателем 2, помещается кварцевая анодная чаша 3 на подставке 4. В анодную чашу 3 установлен графитовый токопровод 5, изолированный кварцевой трубой 6. В нижней части катодной ванны 1 размещены сифонный карман 7, отделенный от ванны перегородкой с нижней сифонной щелью 8, и словное отверстие 9, закрытое пробкой 10. В верхней части ванны 1 размещен кольцевой конусный экран 11, укрепленный над анодной чашей 3 и служащий катодом. Угол наклона конуса экрана 45 - 60o к горизонтали поверхности анодной чаши 3. При угле наклона конуса экрана 11 меньше 40o часть выделившегося на катоде 11 свинца вместо стекания по конусу экрана 11 за край чаши 3 в ванну 1 отрывается от поверхности конуса экрана 11 в анодную чашу 3, т.е. возвращается вновь в процесс и тем самым повышается расход электроэнергии. При угле наклона конуса экрана 11 больше 60o увеличивается среднее расстояние между катодом (поверхностью экрана) 11 и поверхностью анодного металла в чаше 3, увеличивается сопротивление и повышается расход электроэнергии. Электролизер работает следующим образом. В анодную чашу 3 загружается 300 кг сплава (конденсат вакуумного рафинирования), содержащего 5 - 10% висмута, 3 - 6% олова, остальное свинец. В ванну 1 загружается 600 кг электролита состава,%: хлорид цинка 50 - 60; калий хлористый 5 - 8; натрий хлористый 1 - 10; свинец хлористый 20 - 30. С помощью нагревателя 2 электролит расплавляется и выдерживается при 360 - 450oC. К токоподводам 5 подается постоянный ток 4 - 6 В, 4000 А. Катодная плотность тока 0,8 - 1 А/см2. За счет прохождения тока катионы олова и свинца с анодной чаши 3 переходят в солевой расплав и разряжаются на конусном экране 11. Металл стекает по конусу и скапливается на дне ванны 1. По мере уменьшения объема металла 1 анодная ванна раз в сутки догружается 150 - 180 кг исходного металла. Напряжение на ванне 5,5 В. Операции загрузки металла в анодную ванну повторялись до получения сплава с содержанием 65 - 79% висмута. Один раз в пять суток из катодной ванны через сифонный карман 7, через сливное отверстие 9 (после открытия пробки 10) металл сливается в изложницы. Продукт весом 970 кг имеет состав,%: олово 5,46; свинец 94,5; висмут 0,04. В течение 5 суток всего загружено 1040 кг исходного металла. По получении металла в анодной ванне с содержанием более 65% висмута, догрузку исходного металла прекращали и еще продолжали электролиз 5 ч. Получено 83 кг анодного сплава с содержанием 65% висмута, 0,12% олова, 0,15% свинца. Полученный катодный металл оставили в качестве оборотного, так как в катодный металл начинал переходить висмут до содержания 0,1 - 0,5%. Расход электроэнергии 700 кВт 4/т. В электролизере по прототипу напряжение на ванне 10 В и расход электроэнергии 1800 кВт ч/т. Предложенный электролиз снижает на 50 - 70% расход электроэнергии на 1 т загрузки. Электролизер может быть использован для разделения висмута и свинца - конденсата вакуумного рафинирования и для разделения индия и свинца вторичных сплавов.Формула изобретения
Электролизер для разделения металлов в расплаве солей, включающий футерованную обогреваемую катодную ванну и помещенную в нее анодную чашу из диэлектрика с изолированным графитовым токопроводом, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, катодная ванна снабжена кольцевым конусным экраном, укрепленным над анодной чашей.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к электролизеру устройству и способу извлечения металла электролизом из минерала
Изобретение относится к области защиты окружающей среды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от примесей металлов
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от металлов
Способ неразъемного соединения пористых, ячеистых, волокнистых материалов с металлами и сплавами // 2112084
Изобретение относится к области соединения различных пористых, ячеистых, волокнистых материалов (ПЯВМ) с металлами и сплавами, например при изготовлении электроподводящих контактов, когда требуется высокое качество и надежность соединения, а традиционная пайка или сварка не применимы
Ванна для электролитических установок // 2105088
Катод // 2103417
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при очистке сточных вод
Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного изготовления проволоки увеличенного сечения методом электролитического осаждения металла на катодную исходную проволоку, используя для анода загрязненный металл или инертные материалы, например свинец, причем в качестве примера описывается изготовление медной проволоки
Электролизер для разделения свинца и висмута // 2096532
Изобретение относится к области рафинирования тяжелых цветных металлов электрическим способом в расплаве солей
Изобретение относится к катоду для электролитического нанесения цветных металлов, таких как цинк, медь и т.д
Способ получения скандия высокой чистоты // 2075868
Способ получения свинца // 2024651
Способ рафинирования легкоплавких металлов // 1776093
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электрохимическим методам получения и очистки легкоплавких цветных металлов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, производящих индий, олово, свинец, висмут
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому рафинированию цветных металлов
Изобретение относится к области цветной металлургии и позволяет увеличить выход по току и снизить температуру электролиза
Способ получения ниобия высокой чистоты // 2161207
Изобретение относится к области металлургии тугоплавких редких металлов, а именно к металлургии ниобия, и может быть использовано в производстве ниобия высокой чистоты и изделий из него для СВЧ-техники и микроэлектроники