EA002793B1 - Устройство для удаления твердых веществ, осевших на дно электролизера - Google Patents

Abstract

Устройство предназначено для удаления твердых веществ, осаждающихся на днище электролизера. Указанное устройство содержит элемент (11) коллектора, который перемещается, по существу, вдоль днища (5) электролизера (1) или вблизи к нему, причем указанный элемент (11) коллектора содержит средство (12, 14) для отделения более крупных частиц от остальных твердых частиц.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для удаления твердых веществ, осевших на дно электролизера.

Уровень техники

В процессах электролитической обработки металлы, такие как медь, никель и цинк, осаждаются на поверхностях катодов, установленных в электролитическом резервуаре, используя в качестве источника металла металлические аноды, растворяющиеся в электролите, заполняющем электролизер, или ионы металлов, которые уже растворены в электролите. Однако, не все твердые вещества осаждаются на поверхности катода, например драгоценные металлы и твердые загрязнения, присутствующие в электролите. Поэтому на дне электролизеров, во время процессов рафинирования металлов, осаждаются различные твердые вещества, которые время от времени необходимо удалять из резервуара, например, поскольку указанные твердые вещества содержат ценные составляющие, такие как драгоценные металлы, или из-за того, что нанос толстого слоя твердых веществ создает угрозу загрязнения катодов, получаемых в электролитическом процессе.

Обычно твердые вещества, накапливающиеся в электролизере, по меньшей мере, частично состоят из очень мелких отдельных частиц, которые лишь ненамного тяжелее, чем электролит, в связи с чем трудно отделить эти твердые вещества от электролита. Во время электролитического процесса циркуляция твердых веществ с днища электролизера является очень вредной, поскольку в этом случае, в частности, возникает высокий риск того, что твердые вещества попадут на катод, и это существенно ухудшит чистоту получаемого металла.

Для удаления твердых веществ, накапливаемых на днище электролизера, обычно требуется прерывание всего электролитического процесса, что снижает эффективность его работы по времени, то есть производительность электролитической установки. Следовательно, удаление твердых веществ должно быть организовано так, чтобы оно представляло собой часть процесса замены электродов, то есть анодов и катодов; это, однако, делает процесс замены сложным и медленным, и также накладывает на удаление твердых веществ ограничения в соответствии с ритмом, диктуемым процессом замены. Кроме того, значительное количество электролита необходимо вначале удалить из резервуара и затем закачать обратно, что обычно приводит к вредному воздействию на качество электролита и связано со значительными дополнительными трудозатратами. В системе удаления твердых веществ также протекает значительное количество электролита, которое должно заменяться новым электролитом, что может быть вредно для последующей обработки твер дых веществ. Кроме того, промывка электролитических резервуаров вручную, очевидно, делает процесс более трудоемким и создает угрозу здоровью персонала, которая возникает, среди прочего, из-за воздействия компонентов, содержащихся в брызгах и водяной пыли, исходящей из резервуара. Кроме того, из-за того, что для промывки резервуара необходимо использование рабочей силы, автоматизация обработки электродов часто становится почти невозможной, что дополнительно увеличивает трудозатраты на электролитических установках.

Из международной заявки на патент \УО 99/11841 известен разделительный элемент для отделения донной части электролизера от остального объема резервуара для удаления твердых веществ, осаждающихся на днище резервуара. В указанной публикации в электролизере установлены элементы держателя и управления, которые формируют траекторию разделительного элемента так, что разделительный элемент может быть помещен в электролитический резервуар и удаляться из него через пространство между, по меньшей мере, одной торцевой стенкой и электродом, расположенным вблизи к указанной торцевой стенке. В устройстве, в соответствии с указанной публикацией, разделительный элемент содержит сопла, прикрепленные к нему, и через указанные сопла жидкость или газ подводятся к донной части электролизера для облегчения удаления твердых веществ. Твердые вещества и жидкость удаляются, например, через отверстие слива, сформированное в днище электролизера. Однако твердые вещества могут содержать более крупные частицы, чем остальной материал, которые не удаляются описанным выше способом. Из-за их большего размера они также могут блокировать выходные каналы. Обычно частицы с большим размером зерна отделяют от более мелко измельченного шлама после этапа очистки резервуара.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на реализацию совершенно нового типа устройства, которое должно использоваться для удаления твердых веществ, осевших на днище электролитического резервуара. Настоящее изобретение отличается новыми свойствами, приведенными в прилагаемой формуле изобретения.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что содержит элемент коллектора, который перемещается, по существу, вдоль днища электролитического резервуара или вблизи к нему, причем указанный элемент коллектора содержит средство для отделения более крупных частиц от остальных твердых частиц. С помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением, более крупные частицы могут быть отделены от остальной части твердых веществ уже в электролизере, предпочтительно без предварительного слива электролита из резервуара. Устройство может также использоваться для очистки пустого резервуара.

Предпочтительный вариант воплощения устройства в соответствии настоящим изобретением отличается тем, что средство для отделения более крупных частиц содержит просеивающий элемент. Благодаря установке просеивающего элемента в элементе коллектора получается предпочтительная и эффективная структура, предназначенная для отделения и сбора более крупных частиц.

Другой предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения отличается тем, что на элементе коллектора установлен элемент крышки, так что элемент коллектора и/или элемент крышки перемещаются, по меньшей мере, по отношению друг к другу. Благодаря установке на элемент коллектора устройства подвижной крышки, можно обеспечить то, что отделенные более крупные частицы не будут выходить из элемента коллектора обратно в резервуар, когда элемент коллектора извлекают из резервуара.

Другой предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения отличается тем, что устройство содержит средство для направления струи некоторого промежуточного вещества на твердые вещества в направлении сбора перед элементом коллектора. С помощью струй промежуточного вещества можно усилить отделение твердых веществ от днища резервуара и перенос их в элемент коллектора, а также могут быть интенсифицированы отделение твердых веществ с помощью просеивающего элемента и проход более мелких частиц через сито.

Благодаря устройству в соответствии с настоящим изобретением, которое содержит, предпочтительно, по меньшей мере, один всасывающий элемент, установленный последовательно с элементом коллектора в направлении сбора, по меньшей мере, существенная часть более мелких частиц твердого вещества, которые проходят через просеивающий элемент элемента коллектора, по существу, удаляется из резервуара.

Перечень фигур

Настоящее изобретение будет далее поясняться более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения в электролизере на виде сбоку с частичным поперечным сечением;

фиг. 2 иллюстрирует вариант воплощения по фиг. 1, вид в направлении А - А;

фиг. 3 иллюстрирует вариант воплощения устройства в соответствии с настоящим изобретением, вид с частичным поперечным сечением;

фиг. 4 иллюстрирует вариант воплощения в соответствии с настоящим изобретением, вид в направлении В - В по фиг. 3, и фиг. 5 иллюстрирует другой вариант воплощения в соответствии с настоящим изобретением, вид в направлении В - В по фиг. 3.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Фиг. 1 и 2 представляют общую иллюстрацию электролизера 1, где поочередно размещаются электроды, аноды 2 и катоды 3, и металл, который производится в ходе электролитического процесса, осаждается на катод с помощью раствора электролита 4, заполняющего электролизер. В ходе электролитического процесса на днище 5 электролизера 1 осаждаются твердые вещества 6, которые необходимо время от времени удалять из электролизера.

Устройство для удаления твердых веществ, осаждающихся на днище электролизера, содержит элемент 11 коллектора, который перемещается, по существу, вдоль днища 5 электролизера 1 или вблизи к нему, причем указанный элемент 11 коллектора содержит средство для отделения более крупных частиц от остальной части твердых веществ. Указанный элемент 11 коллектора обычно сформирован так, чтобы он имел, например, форму ковша, так чтобы в положении сбора передняя кромка 11а элемента коллектора была установлена на днище 5 электролизера, причем в этом случае при перемещении элемента коллектора твердые вещества 6, осевшие на днище электролизера, переносятся в элемент коллектора, на средство, установленное в нем для отделения более крупных частиц от остальных твердых веществ. В обычном примере размер более крупных частиц составляет приблизительно от 2 до 60 мм.

Средство, установленное в элементе коллектора для отделения более крупных частиц, обычно содержит просеивающий элемент 12. Просеивающий элемент обычно сформирован на внутренней поверхности элемента коллектора, причем в этом случае более крупные частицы остаются внутри элемента коллектора, в то время как более мелкие частицы проходят через просеивающие элементы, сформированные в элементе коллектора. В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения (фиг. 4), элемент коллектора, по меньшей мере частично, выполнен в виде пластины, в которой сформированы отверстия 13, и размер указанных отверстий 13 соответствует требуемой степени отделения. Размер и форма отверстий 13, сформированных в просеивающем элементе, зависят от характеристик удаленных твердых частиц.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом воплощения (фиг. 5), просеивающий элемент элемента 11 коллектора состоит из стержневых элементов 14, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга. Взаимное расстояние между соседними стержневыми элементами соответствует требуемой степени отделения. Таким образом, по меньшей мере, одна из стенок элемента 11 коллектора выполнена в виде гребенки, так что стержневые элементы 14 представляют зубья указанного элемента гребенки. В случае, изображенном на чертеже, стержневые элементы 14 изогнуты вдвое, по меньшей мере, на конце, который находится в контакте с днищем 5 резервуара, предпочтительно по существу, с образованием и-образной формы.

В предпочтительном варианте воплощения в соответствии с настоящим изобретением, на элементе 11 коллектора установлен элемент 15 крышки так, что элемент 11 коллектора и/или элемент 15 крышки передвигаются, по меньшей мере, относительно друг друга. В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения, элемент 11 коллектора установлен с возможностью поворота в устройстве 10 привода. Элемент коллектора установлен так, что он может поворачиваться из положения сбора в верхнее положение 11' (представлено пунктирными линиями на фиг. 3, причем в этом верхнем положении элемент 15 крышки предотвращает вынос более крупных частиц, которые остаются в элементе 11 коллектора из элемента коллектора, например, когда элемент коллектора вынимают из электролизера 1. В варианте воплощения, изображенном на фиг. 3, элемент 15 крышки подвижно установлен на кромке разделительной стенки 10, которая служит в качестве устройства привода. Между элементом 15 крышки и элементом 11 коллектора расположена передача, например передача через трос. Элемент 15 крышки установлен на разделительной стенке 10, на ее передней кромке, и имеет возможность передвижения в направлении ее перемещения так, что, когда элемент 15 крышки касается (торцевой) стенки резервуара, элемент 15 крышки останавливается, в то время как точка крепления элемента 11 коллектора продолжает некоторое движение по направлению к стенке. При этом передача через трос поворачивает элемент коллектора из положения сбора в верхнее положение 11', где элемент коллектора предпочтительно фиксируется. После этого элемент 11 коллектора может быть удален из электролизера 1, например, путем перемещения его с помощью устройства 10 привода в направлении, противоположном направлению сбора.

Элемент 11 коллектора прикреплен с помощью элемента 16 крепления к устройству 10 привода. Элемент крепления содержит элемент 17 поперечной оси, на которой закреплен с возможностью вращения элемент коллектора. Элемент 15 крышки установлен с помощью, по меньшей мере, одного элемента 18 держателя, так что он имеет возможность передвижения назад и вперед в направлении сбора. В варианте воплощения, изображенном на фиг. 3, движение элемента 15 крышки передается с помощью средства 19, 20 передачи, в частности, средства передачи через трос, во вращательное движение элемента 11 коллектора вокруг оси 17. Вокруг оси 17 установлен цилиндрический элемент 19, к которому прикреплен элемент 11 коллектора. Вокруг цилиндрического элемента 19 намотан трос 20, который прикреплен, по меньшей мере, в одной точке к цилиндрическому элементу 19. Первый конец троса 20 прикреплен к элементу крышки в первой точке 21 крепления, и другой конец троса прикреплен к элементу крышки во второй точке 22 крепления. Первая точка 21 крепления и вторая точка 22 крепления троса расположены в направлении движения элемента 15 крышки на противоположных сторонах оси 17 вращения элемента коллектора. Они являются только одной альтернативой для поворота элемента 11 коллектора по отношению к элементу 15 крышки. Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что могут использоваться другие поворотные устройства элемента коллектора.

Действие сбора и отделения устройства, в соответствии с настоящим изобретением, может быть усилено, когда устройство содержит средство 23, 24 для направления струи 25 некоторого промежуточного вещества на твердые вещества 6 в направлении сбора перед элементом 11 коллектора. Струи промежуточного вещества выталкивают твердое вещество 6, в частности, более мелкие твердые частицы по направлению к элементу 11 коллектора и далее через просеивающий элемент 12, 14.

Устройство может содержать всасывающие элементы 26, которые предпочтительно установлены в направлении сбора после элемента коллектора для удаления из резервуара, по меньшей мере, части более мелких твердых частиц, которые прошли через сито элемента 11 коллектора. При этом днище 5 электролизера очищается от твердых веществ 6, и одновременно твердые вещества разделяются по размеру частиц. Степень отделения может быть дополнительно усилена, когда средство для направления струи промежуточного вещества на твердые вещества содержит, по меньшей мере, одно сопло 23, которое направлено по направлению к просеивающему элементу 12, 14 элемента коллектора. Сопла 23, 24 могут быть установлены, например, на элементе 15 крышки, которая в положении сбора проходит на некоторое расстояние от элемента 11 коллектора в направлении сбора.

В варианте воплощения по фиг. 1 и 2 устройство, в соответствии с настоящим изобретением установлено на разделительной стенке 10, которая одновременно служит в качестве устройства привода элемента коллектора. В электролитическом резервуаре, предпочтительно, на боковых стенках 7, 8 резервуара установлены элементы 9 держателя и управления. С помощью элементов 9 держателя и управления разделительный элемент, служащий в качестве устройства привода, удерживается, когда разделительный элемент помещают в электролизере

1, и управляется по мере его погружения в электролизер, причем в этом случае создаваемая траектория, в основном, определяется элементами держателя и управления. Обычно применяемые элементы 9 держателя и управления представляют собой пазы, сформированные в противоположных стенках 7, 8 резервуара, в то время как боковые кромки разделительного элемента 10 устанавливаются в них. Один из вариантов воплощения указанной разделительной стенки описан в публикации АО 99/11841.

Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, используется, например, следующим образом. Устройство переносится на днище электролизера, например, с одной стороны резервуара, между стенкой резервуара и электродом, который расположен вблизи к указанной стенке. Элемент коллектора перемещается вдоль днища так, что твердые вещества, оседающие на днище, удаляются с помощью элемента коллектора. Более мелкие твердые частицы проходят через сито, установленное в элементе коллектора, в то время как более крупные частицы остаются внутри элемента коллектора. Более мелкие частицы, которые проходят через сито элемента 11 коллектора, переносятся через трубопровод 27 из резервуара; они собираются в указанном трубопроводе 27 с помощью средства, по меньшей мере, одного всасывающего элемента 26, который расположен последовательно с элементом 11 коллектора в направлении сбора. Эффект сбора и/или отделения может быть дополнительно усилен, благодаря направлению струй 25 некоторого промежуточного вещества на материал 6, подвергаемый обработке, в направлении сбора перед элементом коллектора и/или на сито элемента 11 коллектора. Когда элемент 11 коллектора достигает противоположного торца резервуара, элемент коллектора поднимается в верхнее положение 11', в котором передняя кромка 11а элемента коллектора помещается, по существу, рядом с элементом 15 крышки. Более крупные частицы, собранные в элементе 11 коллектора, остаются в элементе 11 коллектора, по мере того, как он перемещается в противоположном направлении из резервуара. Обычно элемент коллектора вначале останавливается на небольшом расстоянии от конечного положения, и под ним помещают емкость для приема более крупных частиц. Затем элемент коллектора переводят в положение разгрузки, где он раскрывается и более крупные частицы пересыпаются из элемента коллектора в приемную емкость. Во время указанного удаления твердых частиц электролит обычно может находиться в резервуаре.

Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено только вышеописанным вариантом воплощения, но оно также может быть модифицировано в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для удаления твердых веществ, осаждающихся на днище электролизера, отличающееся тем, что указанное устройство содержит элемент (11) коллектора, который передвигается, по существу, вдоль днища (5) электролизера (1) или вблизи к нему, причем указанный элемент (11) коллектора содержит средство (12, 14) для отделения более крупных частиц от остальных твердых частиц.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для отделения более крупных частиц содержит просеивающий элемент (12).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на элементе (11) коллектора установлен элемент (15) крышки так, что элемент (11) коллектора и/или элемент (15) крышки передвигаются, по меньшей мере, относительно друг друга.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что элемент (11) коллектора установлен с возможностью поворота на устройстве (10) привода.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что устройство содержит средство (23, 24) для направления, по меньшей мере, одной струи (25) промежуточного вещества по направлению к твердым веществам в направлении сбора перед элементом (11) коллектора.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что устройство содержит, по меньшей мере, один всасывающий элемент (26), расположенный предпочтительно после элемента (11) коллектора по отношению к направлению сбора.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что средства (23, 24) для направления струи промежуточного вещества на твердые вещества содержат, по меньшей мере, одно сопло (23), которое направлено на просеивающий элемент (12, 14) элемента коллектора.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что элемент (11) коллектора, по меньшей мере, выполнен в виде пластины с отверстиями.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что просеивающий элемент элемента (11) коллектора состоит из стержневых элементов (14), которые расположены на некотором расстоянии друг от друга.

10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что устройство привода элемента (11) коллектора представляет собой разделительную стенку (10).