CS243100B1 - Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů - Google Patents

Abstract

Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů elektrolýzou roztoků, tvořený vanou s elektrodami, které spolu s diafragmami vymezují zdola otevřené katodové a anodové prostory. Řešení elektrolyzéru spočívá v tom, že katodové a/nebo anodové prostory a/nebo přepážky elektrolyzéru jsou opatřeny otvory pro přepad a cirkulaci elektrolytu mezi katodovými nebo anodovými prostory a mimoelektrodovými prostory. Za účelem odstraňování vyloučeného kovu jsou katody vysouvatelné a v místě průchodu víkem elektrolyzéru obklopeny seškrabovávacími noži. Katody jsou uchyceny pružně vzhledem k elektrolyzéru a jsou pevně spojeny s vibračním zařízením. Z bezpečnostních důvodů jsou katodové a anodové prostory odděleny mezi hladinou elektrolytu a víkem elektrolyzéru neprostupnými přepážkami.

Description

(54) Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů

Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů elektrolýzou roztoků, tvořený vanou s elektrodami, které spolu s diafragmami vymezují zdola otevřené katodové a anodové prostory. Řešení elektrolyzéru spočívá v tom, že katodové a/nebo anodové prostory a/nebo přepážky elektrolyzéru jsou opatřeny otvory pro přepad a cirkulaci elektrolytu mezi katodovými nebo anodovými prostory a mimoelektrodovými prostory. Za účelem odstraňování vyloučeného kovu jsou katody vysouvatelné a v místě průchodu víkem elektrolyzéru obklopeny seškrabovávacími noži. Katody jsou uchyceny pružně vzhledem k elektrolyzéru a jsou pevně spojeny s vibračním zařízením. Z bezpečnostních důvodů jsou katodové a anodové prostory odděleny mezi hladinou elektrolytu a víkem elektrolyzéru neprostupnými přepážkami.

í

Vynález se týká elektrolyzéru pro získávání a regeneraci kovů.

Vylučování kovů z vodných roztoků v práškové nebo dendritické formě se uplatňuje například při regeneraci vyčerpaných lázní používaných k leptání tištěných elektrických spojů nebo při získávání kovů z odpadních roztoků, obsahujících kovy ve formě rozpustných solí. Dosud se tyto procesy prováděly v bezdiafragmových elektrolyzérech, v nichž nebylo zajištěno intenzívní míchání elektrolytu a transport iontů ke katodě nebyl proto dostatečný. Plynové prostory nad elektrodami nebyly odděleny a vznikající plyny a páry unikaly do okolní atmosféry. Tím docházelo jednak ke znečišťování pracovní atmosféry a navíc hrozilo při nedostatečném větrání nebezpečí exploze výbušné směsi vodíku se vzduchem. Kov vyloučený na katodách se odstraňoval až po vyjmutí katod z elektrolyzéru. Bylo též navrženo použití rotačních katod , které by byly během elektrolýzy kontinuálně oškrabávány (například NSR patent číslo 1937 523). Nevýhodou tohoto postupu je však komplikovanější zařízení s vyšší poruchovostí.

Uvedené nedostatky odstraňuje elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů podle vynálezu, tvořený vanou s elektrodami, které spolu s diaformou vymezují zdola otevřené katodové a anodové prostory, jehož podstatou je, že katody a/nebo anody a/nebo přepážky elektrolyzéru jsou opatřeny otvory pro přepad a cirkulaci elektrolytu mezi katodovými nebo anodovými prostory a mimoelektrodovými prostory. Za účelem odstraňování vyloučeného kovu jsou katody elektrolyzéru vysouvatelné a v místě průchodu víkem elektrolyzéru obklopeny seškrabávacími noži. Pro omezení růstu dendritů skrz diafragmu, který by měl za následek mezielektrodový zkrat, je účelné, jestliže jsou katody pružně uchyceny vzhledem k elektrolyzéru a pevně spojeny s vlbbračním zařízením. Zvýšení bezpečnosti práce se v daném uspořádání dosáhne oddělením anodových prostorů a katodových prostorů mezi hladinou elektrolytu a víkem elektrolyzéru neprostupnými přepážkami.

Cirkulace elektrolytu zajištuje intenzivní míchání, čímž jednak roste rychlost transportu iontů ke katodě, a dále dochází k čerpání koncentrovanějšího elektrolytu ze spodní části elektrolyzéru do mezielektrodových prostorů. Vzájemné míchání katolytu a anolytu je značně omezeno, což v některých systémech může významně zvyšovat proudové výtěžky elektrolýzy. Například při získávání mědi z leptacích lázní je v tomto elektrolyzéru značně omezen přístup, kyslíku z anolytu ke katodě, takže nedochází ke zpětné oxidaci měďných iontů v katodovém prostoru na měďnaté a proudové výtěžky elektrolýzy jsou vyšší. Neporézní přepážky nad hladinou elektrolytu zabraňují míšení plynů vznikajících na elektrodách, a tím vylučují nebezpečí vzniku výbušné směsi. Plyny se z uzavřených plynových prostorů vypouští odděleně do vnější atmosféry buď přímo, nebo přes absorbér. Tím se zamezí znečišťování atmosféry ve výrobní hale. Během elektrolýzy lze katody bez demontáže vysouvat. Při vysouvání se pomocí přiléhajících břitů nožů uchycených do víka elektrolyzéru vyloučený kov oškrabává a padá ke dnu elektrolyzéru. Kónický tvar dna umožňuje snadné odstraňování práškovitého kovu při vypouštění elektrolyzéru. Vibrování katod při elektrolýze vede k uvolnění kovu z povrchu katody a brání prorůstání dendritů kovu diafragmou k anodě, a tím vzniku zkratu.

Na obr. 1 je naznačen příklad konstrukce elektrolyzéru podle vynálezu, na obr. 2 je zobrazen příčný řez jedním katodovým prostorem a obr. 3 uvádí detail prvku elektrolyzéru, umožňujícího stírání kovu vyloučeného na katodě.

Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů podle obr. 1 a 2 obsahuje sérii katod 1 a anod 2 oddělených diafragmami 3. Vzdálenost mezi katodou a diafragmou je nutno volit jako kompromis mezi požadavkem na dosažení dostatečně velké rychlosti toku u katody (malá vzdálenost] na jedné straně a na zabránění porůstání dendritů kovu do diafragmy na straně druhé. Elektrolyzér obsahuje mimoelektrodové prostory 4‘, 5‘, vymezené přepážkou 15 a stěnou 14 elektrolyzéru (obr. 2], nebo vymezené anodou 2 a stěnou 14 elektrolyzéru, nebo dvěma anodami 2 (obr. 1), spojené s mezielektrodovými prostory 4, 5, jednak otvory 16 u hladiny elektrolytu a jednak ve spodní části elektrolyzéru. Nad hladinou elektrolytu přecházejí diafragmy 3 (oddělující katodové a anodové prostory] v neporézní přepážky 6. K výsuvně uchyceným deskovým katodám 1 (obr. 3) přiléhají břity nožů 7 uchycených do víka 8 elektrolyzéru. Nože 7 jsou ke katodě 1 přitlačovány působením pružné podložky 12. Katody 1 jsou uchyceny k desce 9, na níž je připevněn vibrátor 10. Deska 9 je od víka 8 elektrolyzéru odpružena pružnou podložkou 13, která současně těsní spojení víka 8 s katodami 1 a brání úniku vodíku do okolní atmosféry. Desku 9 s katodami 1 lze pomocí pákového zařízení vysouvat z elektrolyzéru, přičemž dochází k seškrabávání vyloučené mědi.

Při elektrolýze stoupá elektrolyt v anodovém prostoru působením plynu, vylučujícího se na anodě 2 a proudí otvory 16 v anodě 2 do mimoelektrodového prostoru 5‘ (obr. lj, kterým po odplynění klesá do spodní části elektrolyzéru a současně se ochlazuje zabudovanými chladiči 11. Katolyt v katodovém prostoru 4 vlivem plynu vylučujícího se na katodě 1 stoupá a přepadá do mimoelektrodového prostoru 4‘, kterým po odplynění klesá a současně se chladí (obr. 2).

Claims (3)

předmEt

1. Elektrolyzér pro získávání a regeneraci kovů, tvořený vanou s elektrodami, které spolu s diafragmami vymezují zdola otevřené katodové a anodové prostory elektrolýzám, vyznačený tím, že katody (1) a/nebo anody (2) a/nebo přepážky (15) elektrolyzéru jsou opatřeny otvory (16) pro přepad a cirkulaci elektrolytu mezi katodovými (4) nebo anodovými (5) prostory a mikroelektrodovými prostory (4‘, 5‘).

VYNÁLEZU

2. Elektrolyzér podle bodu 1, vyznačený tím, že katody (1) elektrolyzéru jsou vysouvatelné a v místě průchodu víkem (8) elektrolyzéru obklopeny seškrabávacími noži (7).

3. Elektrolyzér podle bodu 2, vyznačený tím, že anodové prostory (5) a katodové prostory (4) jsou mezi hladinou elektrolytu a víkem (8) elektrolyzéru navzájem odděleny neprostupnými přepážkami.