Электролизер

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при электрохимическом извлечении металлов преимущественно золота, меди, цинка из сложных и упорных материалов.

Известен электролизер для извлечения металла из пульпы, содержащей измельченные материалы, включающий корпус, анод, катод, расположенный в центре электролизера, и перемешивающее устройство, корпус выполнен в виде цилиндра, анод в виде стержней, установленных по окружности цилиндра и соединенных параллельно (Инновационный патент PK №23186, кл. C25C 7/00, опубл. 15.11.2010, бюл. №11).

Недостатком конструкции электролизера является относительно невысокая степень и интенсивность извлечения металлов из-за низкой катодной плотности, вызванной большой площадью катода и низкой напряженностью и плотностью линий электромагнитного поля, а также большой расход электроэнергии при электровыщелачивании.

Задачей изобретения являются повышение степени и интенсивности извлечения металлов при электровыщелачивании, а также снижение расхода электроэнергии при электровыщелачивании.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электролизере для извлечения металлов из пульп, например золота, включающем корпус, анод, выполненные в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство в центре электролизера, согласно изобретению катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода. При этом поверхность катода выполнена меньше, чем поверхность анода.

Выполнение катодов в виде стержней, установленных коаксиально, соединенных параллельно и расположенных возле каждого анода, позволяет создать между каждым стержнем анода и катода электролитическую пару, помимо того электролитическая пара создается и соседне расположенными стержнями анода, что приводит к увеличению напряженности и плотности линий электромагнитного поля, а это способствует более быстрому и интенсивному разрушению кристаллических решеток минералов, в которых содержатся извлекаемые металлы. Таким образом, повышаются степень и скорость извлечения металлов при электровыщелачивании.

Выполнение поверхности катода меньше, чем поверхности анода позволяет при электролизе повысить катодную плотность тока, что приводит также к повышению степени и скорости извлечения металлов.

Одновременно снижается расход электроэнергии за счет уменьшения времени электровыщелачивания.

На фиг.1 изображен общий вид электролизера в разрезе, на фиг.2 - вид сверху.

Электролизер включает: корпус 1, аноды 2, катоды 3, перемешивающее устройство 4, верхнее крепление анодов и катодов 5 и нижнее крепление анодов и катодов 6.

Электролизер работает следующим образом.

В корпус электролизера 1 устанавливают коаксиально стержни анода 2 и стержни катода 3. Стержни катода и анода могут располагаться по внешнему или внутреннему периметру электролизера или стержни катода и анода могут располагаться по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке. В центре электролизера расположено перемешивающее устройство 4. Число оборотов мешалки n≈600 с^-1. Соединение анодов и катодов между собой параллельное. В электролизер в качестве электролита подаются водный раствор 150 г/л NaCl и золотосодержащий материал, при соотношении Ж:Т=3:1, температура электролита T=20÷80°C. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м², анодная плотность тока 2000 А/м².

Пример 1(по прототипу).

В электролизере цилиндрической формы в качестве электролита подаются раствор NaCl и золотосодержащая руда. При помощи перемешивающего устройства, закрепленного на катодном блоке и установленного в центре электролизера, происходит их перемешивание. число оборотов мешалки n≈600 с^-1. Стержни анода расположены по контуру корпуса, а катод - в центре. Соединение стержней анода параллельное.

Условия электролиза: электролит (водный раствор NaCl), температура электролита 40°C, плотность тока 1200 А/м².

Пример 2 (по изобретению)

В электролизер цилиндрической формы, в котором стержни катода расположены по внешнему радиусу, а стержни анода - по внутреннему, причем стержни катода и анода расположены в электролизере коаксиально и соединены параллельно, загружали золотосодержащую руду в виде пульпы Ж:Т=3:1 при Т=40°C, число оборотов мешалки n≈600 с^-1, в качестве электролита использовали водный раствор 150 г/л NaCl. При подаче напряжения на электроды между каждым стержнем анода и стержнем катода индуцируются линии напряженности, при этом катодная плотность тока составляет 9000 А/м², анодная плотность тока 2000 А/м².

Пример 3 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода расположены по внутреннему радиусу, а стержни анода - по внешнему радиусу электролизера.

Пример 4 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что стержни катода и анода расположены по внутреннему и внешнему радиусу электролизера в шахматном порядке.

Пример 5 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 25% от поверхности анода.

Пример 6 (по изобретению)

Условия опыта, как в Примере 2, 5. Отличие состоит в том, что поверхность катода составляет 75% от поверхности анода.

Результаты электролитического извлечения золота из пульпы приведены в таблице.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемая конструкция электролизера (Пример 2, 3, 4, 5, 6) позволяет проводить электролитическое извлечение золота из пульпы, содержащей золотомышьяковую руду с высокой степенью извлечения - до 91,2% и уменьшением времени с 2,5 часов до 1,5, а следовательно, повысить интенсивность извлечения металлов.

Уменьшение поверхности катода до 25% от поверхности анода позволяет проводить электровыщелачивания с высокой степенью извлечения. Увеличение поверхности катода до 75% от поверхности анода приводит к уменьшению катодной плотности тока и снижению степени извлечения, дальнейшее увеличение нецелесообразно.

Конструкция электролизера по прототипу (Пример 1) позволяет извлечь золото только на 85%.

Кроме того, повышение интенсивности извлечения металлов позволяет снизить расход электроэнергии, т.к. сокращается время электровыщелачивания.

Таким образом, предлагаемая конструкция электролизера позволяет повысить степень и интенсивность извлечения металла, а также снизить расход электроэнергии.

1. Электролизер для извлечения металлов из сложных и упорных материалов, содержащий корпус, анод, выполненный в виде стержней, установленных по периметру корпуса и соединенных параллельно, катод и перемешивающее устройство, отличающийся тем, что катод выполнен в виде стержней, установленных коаксиально корпусу электролизера и соединенных параллельно, при этом возле каждого стержня анода расположен стержень катода.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катод выполнен с меньшей поверхностью, чем анод.