Електролізер для одержання міді (іі) оксиду

Електролізер для одержання МІДІ (II) оксиду, що включає корпус з розміщеними в ньому като Винахід відноситься до одержання неорганічних сполук електрохімічним способом, зокрема, до конструкції електролізерів і електродів, і може бути застосований для перероблення кускової МІДІ ВІДОМИЙ електролізер для одержання МІДІ (II) оксиду [АС СССР № 1060707 С25В 1/00, 15 12 83 Бюл изобр № 46], що включає корпус з розміщеними в ньому катодом і анодом Але через те, що електроди розташовані вертикально, не відбувається повного змішування аноліту, який містить іони МІДІ, та католіту, який містить іони ОН Тому вихід МІДІ (II) оксиду не є еквівалентним анодному виходу ІОНІВ МІДІ, а це вимагає періодичного коригування рН розчину введенням до нього розчину натрію гідроксиду До того ж вертикальне розташування електродів вимагає проведення процесу лише у строго визначеному температурному діапазоні 60 75°С за температури, нижчої, ніж 60°С, анод пасивується утвореним проміжним продуктом МІДІ (II) гідроксидом, що гальмує подальший перебіг процесу, за температури понад 75°С у лужному середовищі відбувається утворення розчинного купрату, який на катоді відновлюється до МІДІ В електролізері такої конструкції сировиною можуть бути лише суцільні МОНОЛІТНІ аноди, які мають високу вартість Крім того, у такому електролізері не має можливості регулювати відстань між електродами Тому в міру розчинення анода відстань між електродами зростає, що призводить до поступового зростання напруги, й, отже, призводить до перевитрат електроенергії Загалом, зазначені недоліки не забезпечують стабільності технологічних пара дом й анодом, який відрізняється тим, що електролізер виконаний вертикальним і оснащений патрубками для введення в анодний простір електроліту і виведення його з електролізера разом з утвореним продуктом, пристроєм для регулювання відстані між анодом і катодом, причому електроди розміщені горизонтально, а катод виконаний з односторонньою робочою поверхнею і розміщений над анодом, який виконаний насипним метрів електрохімічного одержання МІДІ (II) оксиду В основу винаходу поставлене завдання створити електролізер для одержання МІДІ (II) оксиду, в якому нове взаємне розташування електродів, нове їх виконання та введення нових конструктивних елементів забезпечило би проведення процесу одержання МІДІ (II) оксиду за стабільних параметрів (напруги, сили і густини струму) і дало б змогу використовувати дешеву сировину - мідний брухт (стружка, дріт), а також одержувати МІДІ (II) гідроксид Поставлене завдання вирішується тим, електролізер для одержання МІДІ (II) оксиду, що включає корпус з розміщеними в ньому катодом й анодом, згідно з винаходом, виконаний вертикальним і оснащений патрубками для введення в анодний простір електроліту і виведення його з електролізера разом з утвореним продуктом, пристроєм для регулювання відстані між анодом і катодом, причому електроди розміщені горизонтально, а катод виконаний з односторонньою робочою поверхнею і розміщений над анодом, який виконаний насипним Таке розміщення і виконання електродів дає змогу використовувати для електрохімічного синтезу МІДІ (II) гідроксиду і (або) МІДІ (II) оксиду вто ринну сировину - кускову мідь (стружка, дріт тощо) як насипний анод, що забезпечує безперервне проходження електроліту через насипний анод, внаслідок чого його поверхня не блокується продуктами - МІДІ (II) оксидом і (або) МІДІ (II) гідрокси дом, а можливість регулювання відстані між електродами забезпечує стабільність параметрів (О 00 ю (О ю 56586 при проходженні через вільний простір насипного анода 4 нагрівається до заданої температури Після вмикання постійного електричного струму у верхній частині насипного анода 4 відбувається окиснення МІДІ за реакцією L Cu Сіґ +2е, (1) (1) з переходом ІОНІВ Си в розчин На катоді 6 з односторонньою робочою поверхнею відбувається електровідновлення катіонів водню з утворенням молекулярного водню за реакцією 2Н2О + 2е -» Н2 + 2ОН (2) Одночасно у католіті нагромаджуються пдроксид-юни, що утворюються за реакцією (2) За ра2+ хунок протоку електроліту від анода іони МІДІ CU потрапляють у міжелектродний простір, де реагуНа фіг зображено електролізер для одержанють з іонами ОН за реакцією 2+ ня МІДІ (II) оксиду Він складається з корпуса 1, в Си + 20Н -» Си(ОН)2 (3) нижній частині якого розміщений патрубок 2 для За підвищених температур (>40°С) починаєтьвведення розчину електроліту, фальшдна 3, на ся розкладання МІДІ (II) гідроксиду якому розташований насипний анод 4 і до якого Cu(OH)2 -» CuO + Н2О (4) підведено струмопідвід 5 У верхній частині електЗа такої конструкції катода реакція (2) відбуваролізера розміщений катод 6 з односторонньою ється лише в зоні постійного протоку електроліту робочою поверхнею, оснащений пристроєм 7 для Водень, що утворюється, створює на приповерхрегулювання відстані між анодом і катодом, патруневій частині катода своєрідну газову подушку, що бок 8 для відведення водню і патрубок 9 для відзапобігає попаданню ІОНІВ Си + на робочу поверхведення електроліту з утвореним продуктом - МІДІ ню Й створює додаткові потоки рідини, які транс(II) гідроксидом і (або) МІДІ (II) оксидом Корпус 1 портують іони ОН від поверхні катода в міжелектоснащений сорочкою 10 родний простір, де вони реагують з іонами МІДІ за Електролізер працює так Відходи кускової МІДІ реакцією (3) (стружка, мідь) розміщують у нижній частині корпуКонструкція електролізера дає змогу здійснюсу 1 електролізера на фальшдні 3 - формують навати реакції (3) і (4) виключно в міжелектродному сипний анод 4, до якого підводиться струмопідвід просторі з утворенням МІДІ (II) гідроксиду і (або) 5 У сорочку 10 подають теплоносій із заданою МІДІ (II) оксиду і виводити їх з електролізера без температурою Через патрубок 2 електроліт поелектровідновлення МІДІ на катоді ступає у нижню частину корпуса 1 електролізера і процесу у часі Виконання катода з односторонньою робочою поверхнею, яка орієнтована до анода, та з ізольованою діелектричним матеріалом верхньою поверхнею забезпечує рух потоку електроліту від робочої поверхні катода у бік насипного аноду за рахунок утворення на катоді водню При цьому іони МІДІ (II) не мають змоги підходити до поверхні катода й розряджатись з утворенням металевої МІДІ Це дозволяє забезпечити вихід за струмом, що дорівнює теоретичному, при цьому одержаний продукт не забруднюється частинками металевої МІДІ Заявлений електролізер може працювати у широкому діапазоні температур і дозволяє одержувати не тільки МІДІ (II) оксид, але й МІДІ (II) гідроксид або їх суміш 56586 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24