Електролізер для отримання порошку міді і дорогоцінних металів

Корисна модель відноситься до галузі кольорової металургії, а саме до електролізерів з пристроями для знімання катодного осаду при електролітичному отриманні порошків металів. Відомий електролізер для отримання металічного порошку, який включає ванну, аноди, катоди, закріплені на катодних рамках, і вібратор [Авт. свід. №60245, С25С7/00, 1939р.]. Основним недоліком описаного електролізера для отримання металічного порошку є те, що в ньому не забезпечується виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, який треба поповнювати або відстоювати для повторного використання, в процесі знімання отриманого порошку з катода за допомогою вібрації, відбувається помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що збільшує експлуатаційні витрати, складна і ненадійна конструкція пристрою для знімання порошку з катода, при цьому його конструкція піддається великим вібраційним навантаженням, за рахунок вище перерахованого знижується ефективність електролізера. Відомий електролізер для отримання металічного порошку, який включає ванну, аноди, катоди, закріплені на катодних рамках, і вібратор, зв'язаний з катодними рамками, при цьому він споряджений електроізоляційними балками, з'єднаними з катодними рамками, а вібратор виконаний у вигляді пневмомембранного бійка з робочою камерою, жорстким центром, акумулятором, ресивером стислого повітря і клапаном обмеженого тиску, для випуску стислого повітря із акумулятора в робочу камеру [Авт. свід. №1601200, С25С5/00, Бюл. №39, 23.10.90 прототип]. Використання даного пристрою відбувається наступним чином. Корпус заповнюється електролітом. Допоміжний катод піднятий над корпусом Анод підключений до плюсової (+), а катод до мінусової (-) клем джерела струму. В корпусі проходить реакція електролізу, внаслідок якої на катоді відкладається шар порошку міді. За рахунок зміни полярності на катоді і реакції електролізу мідний порошок відділяється від нього і опускається вниз в камеру. При заповнені камери порошком міді на 90-95% її об'єму, електроди відключаються від джерела струму, камера герметизується засувкою від корпусу і порошок виводиться за межі камери. В корпусі знов проходить реакція електролізу внаслідок якої на катоді відкладається новий шар порошку міді і т.д. Основним недоліком описаного електролізера для отримання металічного порошку є те, що в ньому не забезпечується виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, який треба поповнювати або відстоювати для повторного використання, в процесі знімання отриманого порошку з катода за допомогою вібрації, відбувається помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що збільшує експлуатаційні витрати, складна і ненадійна конструкція пристрою для знімання порошку з катода, за рахунок вище перерахованого знижується ефективність електролізера. В основу корисної моделі поставлена задача, розробити такий електролізер для отримання порошку міді і дорогоцінних металів, в якому виконання катода у вигляді циліндра, виконання пристрою для знімання порошку з катода у вигляді допоміжного катода у формі циліндричного патрубка, розміщеного між анодами і катодом з можливістю переміщення між ними і утворення з патрубком відведення продуктів електролізу спільної ізольованої порожнини, розміщення патрубка відведення продуктів електролізу під допоміжним катодом, нижній торець якого споряджений пружною діелектричною шайбою, з'єднання патрубка виведення продуктів електролізу внизу з камерою накопления цих продуктів, забезпечує виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, виключає помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що зменшує експлуатаційні витрати, спрощує конструкція пристрою для знімання порошку з катода, підвищує її надійність, і за рахунок цього підвищити ефективність електролізера. Поставлена задача досягається тим, що електролізер для отримання порошку міді і дорогоцінних металів, який включає корпус із діелектричного матеріалу, аноди, катоди, електроізоляційне кріплення катодів, пристрій для знімання порошку з катода, патрубок для виведення продуктів електролізу і засувку на ньому, катод виконаний у вигляді циліндра, а пристрій для знімання порошку з катода виконаний у вигляді допоміжного катода і має форму циліндричного патрубка, розміщеного між анодами і катодом з можливістю переміщення між ними і утворення з патрубком відведення продуктів електролізу спільної ізольованої порожнини, крім того, патрубок відведення продуктів електролізу розміщений під допоміжним катодом, нижній торець якого обладнаний пружною діелектричною шайбою, патрубок виведення продуктів електролізу внизу з'єднаний з камерою накопичення цих продуктів. Виконання катода у вигляді циліндра, забезпечує однакову віддаль від його робочої поверхні до робочої поверхні додаткового катода, створює при цьому оптимальні умови для відділення порошку від катода на всій його поверхні з мінімальними витратами електроенергії. Пристрій для знімання порошку з катода у вигляді допоміжного катода з формою циліндричного патрубка, розміщеного між анодами і катодом з можливістю переміщення між ними, дозволяє відділити об'єм електроліту в зоні знімання порошку і виведення їх із корпусу без злиття значної кількості електроліту, виключаючи помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що зменшує експлуатаційні витрати, спрощує конструкцію цього пристрою і підвищує надійність. Можливість створення з допоміжним катодом і патрубком відведення продуктів електролізу спільної ізольованої порожнини, дозволяє виводити із корпусу порошок в камеру накопичення цих продуктів без злиття значної кількості електроліту. Розміщення патрубка відведення продуктів електролізу під допоміжним катодом, нижній торець якого обладнаний пружною діелектричною шайбою, дозволяє ізолювати об'єм електроліту в зоні знімання порошку і виведення їх із корпусу без злиття значної кількості електроліту. З'єднання патрубка виведення продуктів електролізу внизу з камерою накопичення цих продуктів, дозволяє виводити із корпусу порошок, який зібрався в камері без злиття значної кількості електроліту. Все це збільшує ефективність електролізера. При таких конструктивних особливостях електролізера забезпечується виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, виключається помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що зменшує експлуатаційні витрати, спрощує конструкція пристрою для знімання порошку з катода, підвищує її надійність, і за рахунок цього підвищується ефективність електролізера. У відомих електролізерах не забезпечується виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, не виключається помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що збільшує експлуатаційні витрати, ускладнює конструкцію пристрою для знімання порошку з катода, знижує їх надійність, і за рахунок цього знижується їх ефективність. Описане технічне рішення в даний час у техніці невідоме. Сказане дозволяє зробити висновок про те, що нові суттєві ознаки цієї корисної моделі, порівняно з іншими існуючими конструкціями сприятимуть досягненню нового технічного результату - створення умов для виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, виключення помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторного відкладання знятого порошку на катоді, що зменшує експлуатаційні витрати, спрощує конструкція пристрою для знімання порошку з катода, підвищує її надійність, і за рахунок цього підвищується ефективність електролізера. На Фіг.1 зображений електролізер в робочому режимі, поздовжній розріз; на Фіг.2 зображений електролізер в режимі очищення катода від порошку , поздовжній розріз; на Фіг.3 зображений електролізер, розріз по А-А на Фіг.2. Електролізер складається з корпусу 1 із діелектричного матеріалу, розчинних анодів 2, виконаних, наприклад, у вигляді касет з мідними відходами, з'єднаних з мінусовою (-) клемою джерела струму, нерозчинного електрода 3-у вигляді пустотілого циліндра з титану, з’єднаного з плюсовою (+) або мінусовою (-) клемами джерела струму (на кресленнях не показане). В нижній частині корпусу 1 розміщені патрубок 4 для виведення продукту електролізу (наприклад, мідний порошок), засувка 5 і патрубок 6 для виведення електроліту з корпусу. На патрубку 6 розташована засувка (на кресленнях не показане). Електролізер обладнаний пристроєм для знімання порошку з електрода 3, який виконаний у вигляді допоміжного катода 7 і має форму циліндричного патрубка, розміщеного між анодами 2 і електродом 3 з можливістю переміщення між ними і утворення з патрубком 4 відведення продуктів електролізу спільної ізольованої порожнини. Катод 7 може переміщатися в електроізоляційному кріпленні 8 і фіксується в ньому за допомогою гвинта (на кресленнях не показаний). Катод 7 з'єднаний з мінусовою (-) клемою джерела струму. Під засувкою 5 розміщена камера 9, для накопичення продуктів електролізу. Камера має люк 10 і патрубок 11 для введення електроліту (на кресленнях не показане). На нижньому торці катода 7 закріплена пружна діелектрична шайба 12. Електролізер працює наступним чином. Корпус 1 наповнюють електролітом. Допоміжний катод 7 піднятий над корпусом 1 і зафіксований, при цьому він відключений від джерела струму. Анод 2 підключений до плюсової (+), а катод 3 до мінусової (-) клем джерела струму. Засувка 5 у відкритому положенні. В корпусі 1 проходить реакція електролізу, внаслідок якої на катоді 3 відкладається шар порошку міді. Для його періодичного відділення від катода 3 і виведення з корпусу, анод 2 і катод 3 відключають від джерела струму, а допоміжний катод 7 з пружною шайбою 12 опускають вниз до контакту з верхнім торцем патрубка 4. При цьому утворюється спільна порожнина, заповнена електролітом, який ізольований від електроліту в корпусі 1. Електрод 3 підключають до плюсової (+) клеми джерела струму і він виконує роль анода, а електрод 7 підключають до мінусової (-) клеми джерела струму. За рахунок зміни полярності на електроді 3 і реакції електролізу мідний порошок відділяється від нього і опускається вниз у патрубок 4 і в камеру 9. Струм на електроди 3 і 7 подають періодично, щоб мідний порошок не відкладався на електроді 7. При заповнені камери 9 порошком міді на 95-99% її об'єму, електроди 3 і 7 відключають від джерела струму, мідний порошок завислий в електроліті опускається в камеру 9, засувку 5 повільно закривають. Люк 10 камери 9 відкривають і мідний порошок з електролітом, об'єм якого складає 1-5% від об'єму камери 9, відводять за призначенням. Люк 10 закривають, камеру 9 через патрубок 11 заповнюють електролітом, засувку 5 відкривають, допоміжний катод 7 піднімають вверх і фіксують в кріплені 8. Електрод 2 з'єднують з плюсовою (+) клемою джерела струму, а електрод 3 - з мінусовою (-) клемою цього джерела струму. В корпусі 1 проходить реакція електролізу внаслідок якої на катоді 3 відкладається новий шар порошку міді і т.д. Використання заявленого пристрою має ряд переваг. До них необхідно віднести можливість забезпечити виведення отриманого порошку із корпусу без злиття значної кількості електроліту, виключити помутніння електроліту у всьому його об'ємі і повторне відкладання знятого порошку на катоді, що зменшує експлуатаційні витрати, спрощує конструкція пристрою для знімання порошку з катода, підвищує її надійність, і за рахунок цього підвищити ефективність електролізера.