Герметичний електролізер для рафінування і розділення металів

Герметичний електролізер для рафінування і розділення металів, який включає корпус, перегородки, біполярні електроди, який відрізняється тим, що він містить два коаксіальних циліндри з лопатями, що приварені до кришки, яка обертається, і розташовані між коаксіальними кільцевими перегородками на днищі корпусу Технологічне рішення відноситься до галузі металургії рідкісних і розсіяних металів, зокрема до пристроїв для рафінування і розділення металів до високого ступеня чистоти і може бути застосоване в технології рафінування ІНДІЮ та галію ВІДОМІ герметичні електролізери складаються з гарнісажної ванни, в середині якої закріплені анод і обертаючийся циліндричний барабанкатод, обладнаний ножем для зрізу катодного осадку з циліндричної поверхні Струмопровід до катоду і аноду здійснюється через контакт з легкоплавкого металу [1], [2] Недоліками цих конструкцій електролізерів є те, що вони призначені для осадження в твердому порошкоподібному стані і непридатні для рафінування і розділення металів до високого ступеня чистоти в розплавленому стані Наявність гарнісажної ванни не дозволяє проводити очистку від заліза, МІДІ, кальцію, нікелю, тощо В процесі електролізу відбувається вилуговування хлоридами електролтв бетонної футерівки Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є електролізер з біполярними амальгамними електродами, виготовлений з органічного скла у вигляді двох порожніх циліндрів, вставлених один в другий ЗОВНІШНІЙ циліндр жорстко з'єднаний з приводом і обертається навколо осі, а внутрішній циліндр з'єднаний з кришкою електролізера і служить перегородкою між електродами, катодом і анодом Цей електролізер прийнятий за прототип [3] Електролізер має ряд суттєвих конструктивних недоліків - матеріалом біполярного електроду є високотоксична ртуть, або амальгама рафінуємого металу, що робить процес екологічно небезпечним, - конструктивне рішення обертаючогося циліндру приводить до змішування катодної та анодної частини біполярного електроду, розплескування електролггу, за рахунок чого зменшується якість рафінування, - поверхня електродів обумовлює режими електролізу, що не дозволяють уникнути сумісного розряду домішкових металів, а значить, одержувати метал високої чистоти, - очищений метал завжди містить домішки ртуті, яку необхідно вилучати шляхом тривалого нагрівання у вакуумі, В технічному рішенні, що пропонується, електролізер має біполярний електрод з високочистого металу, однойменного з рафінуємим, що утворюється за допомогою коаксиально розміщених зовнішнього і внутрішнього циліндрів на яких розміщені мішалки, причому внутрішній циліндр жорстко з'єднаний з приводом перемішуючого пристрою Задачею технічного рішення, що пропонується, є забезпечення високого ступеня очистки металу та виходу за струмом, інтенсифікація процесу рафінування, виключення з технологічного процесу токсичних реагентів Поставлена задача досягається за рахунок того, що електролізер для рафінування і розділення металів містить роздільні кільцеві перегородки, які розміщенні коаксиально і по периметру приварені до дна електролізера, розділяючи анод від біполярного електроду і катоду Верхня частина електролізера виконана в вигляді двох коаксиально розміщених циліндрів, які жорстко прикріплені до кришки ЗОВНІШНІЙ циліндр розділяє біполярний електрод на дві частини - анодну і катодну, запобігає їхньому змішуванню та змішуванню електролтв (О ю 45164 Кришка кріпиться до приводу і обертається навколо центральної осі електролізеру, забезпечуючи таким чином перемішування Внутрішні і ЗОВНІШНІ циліндри мають лопаті для перемішування біполярного електроду, аноду і катоду ВІДМІНОЮ пристрою, що заявляється від відомого є те, що біполярні електроди виготовлені не з ртуті або амальгами, а з високочистого металу, однойменного з рафінуємим для перемішування, електролггу, біполярного електроду, анодута катоду, запропоновано обертати внутрішні циліндри з лопатями Запропонований електролізер і його елементи в розрізі, приведені на рисунку Електролізер складається із циліндричної ємності 1, виконаний із матеріалу, що не розчиняється в кислотах і лужних розчинах (фторопласт, нггрид бору, ситал) По всьому периметру електролізеру розташовані нагрівачі 2, які захищені кожухом З У внутрішній частині електролізеру коаксиально розташовані кільцеві перегородки 4 з різними діаметрами, приварені до дна корпусу, які розділяють анод від біполярного електроду ікатоду Верхня частина електролізеру виконана в вигляді двох полих коаксиально циліндрів 5 і 6, приварених жорстко до кришки 7, на якій є завантажувальне вікно 8 Кришка 7 жорстко з'єднана з валом 9, а циліндри 5 і 6 не доходять до дна на 1,5- 2см Циліндр 6 розділяє біполярній електрод на дві частини, анодну і катодну, а також утворює затвор, який не дозволяє електролггам, що знаходяться по обидві сторони циліндра змішуватись На верхній частині електролізера розміщений отвір для завантаження електролггу 10 До кришки електролізера приварена лійка 11 для завантаження анодного металу До її нижньої частини приладнані лопаті 12 для перемішування анодного металу, та електроліту Електролізер має анодну камеру 13, біполярний електрод 14, пристрій 15 для зливу очищеного металу, катодну ємність 16 для накопичення металу Катод 17 і анод 18 виконані із спектрально чистого графггу Електролізер має установчі домкрати 19 Електролізер працює таким чином В розігрітий до заданої температури за допомогою нагрівачів 2 електролізер в анодну камеру 13 загружають метал для рафінування В камеру 14 поміщають біполярний електрод з чистого металу, який підлягає рафінуванню, а в приймач 16 поміщають високочистий метал однойменний з рафінуємим, який буде служити катодом Секції І, II, III заповнюють електролггом Електролгги можуть бути різними за складом в залежності від металів-домішок рафінуємого металу При пропусканні постійного струму через катод 17 і анод 18 електролізер начинає працювати Анодний метал 13 розчиняється на основному аноді і утворює катіони, які переносяться через електроліт і розряджаються на катодній поверхні біполярного електроду до металу На анодній поверхні біполярного електроду 14 цей метал знову розчиняється з утворенням катіонів, які переміщаються через електроліт і розряджаються на катоді 16 до металу Багаторазове електрохімічне переосадження металу приводить до того, що електропозитивні метали-домішки накопичуються на аноді і в біполярному електроді 14 та в об'ємі електролггу секцій І, II, III Очищений метал виділяється в катодній ємності 16 і через зливний пристрій 15 виливається в форми для одержання товарної продукції Описана конструкція електролізеру дозволяє отримувати метал високого ступеню чистоти за одну операцію електролізу, за рахунок чого забезпечується висока інтенсивність процесу рафінування Джерела інформації, прийняті до уваги при написанні заявки Література 1 Картов Г М , Шетяков В В , Лукишов Г И и др Герметический электролизер Авт свид СССР №293057, С 22 d 3/02 Заявлено 15 01 69, Опубл Бюл №5, стр 116, 1971г 2 Карпов Г М , Куколь Т П , Ларин Н И и др Герметический электролизер для рафинирования металлов Авт свид СССР №581172, С 25 С 7/00 Заявлено 04 06 76, Опубл Бюл № 43, стр 64, 1977г 3 Гладышев В П , Гейнрихс К Я , Тембер ГА Электролизер с биполярными амальгамными электродами Авт свид СССР №165902, С 25 С 7/00 Заявлено 15 09 62, Опубл Бюл № 20, стр 61, 1964г 45164 ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90