PL117227B1 - Process for electrowinning of the tin from reclaimed raw material and electrolyzer therefor syr'ja i ehlektrolizer dlja poluchenija olova iz wtorichnogo syr'ja - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.03.1983 117 227 Int. Cl.3 C25C 1/14 Twórcy wynalazku: Efim Izrailevic ZareckiJ, Vasilij Sexgeev4C Cumacenko, Va6iiij Vasil'evie Eremenkos V«iiamin MichajfcwiC Gudft«vic, AriJ MlchaJlovi6 Oko«isiiikov, Galina Andireevna KarJuk, Lltiija Alekseevna Saltovskaja, Aleksandr Leonidovic Vachovskdj Uprawniony z patentu: V6GSDjuznyj Naucno-Issledovatel'skij i Proektnyj Inslitut Ytoriteych Cvetnych Metallav, Doneck; Scerblnfllklj Zavod Vtorcvetmet, Fodoi'sfc (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Sposób elektrolitycznego otrzymywania cyny z surowca wtórnego i elektrolizer do otrzymywania cyny z surowca wtórnego Dpuatrina wynalazku jest metalurgia metali nde- zelajnych, a przedmiot wynalazku dotyczy sposo¬ bów i elektrolizerów do elektrolitycznego otrzymy¬ wania cyny z surowca wtórnego, zawierajacego cyn*.

Wynalazek moze byc zastosowany do otrzymy¬ wania cyny z surowica wtórnego takiego, jak od¬ pady blachy ocynowanej, zlom, puszki od konserw, konwie ocynowane Ud.

Znany jest sposób eletatrolitycznego otrzymywa¬ nia cyny z surowca wtórnego, zawierajacego cyne z polskiego opisu patentowego nr 44522. Sposób ten polega na tym, ze pod wplywem pradu elektrolii- tyicznego surowiec wtórny, zawierajacy cyne, który stanowi anode, rozpuszcza sie w elektrolicie zasa¬ dowym, a rozpuszczona cyna jednoczesnie osadza sie na katodzie, a nastepnie przetapia sie na metal.

Elektrolit kapieli elektrolitycznej zawiera roz¬ twór alkoholu, korzystnie alkoholi nizszych, do któ¬ rego celem zwiekszenia przewodnosci elektrycznej dodaje sie wodorotlenek metalu alkalicznego lub kwasnego weglanu metalu alkalicznego.

Do alkoholi nizszych naleza, na przyklad, alko¬ hol metylów?, alkohol eltylotwy, alkohol propylowy, jednakze najbardziej korzystnym jest zastosowanie alkoholu meitylowiegh w iptofetaci surowej technicz¬ nej, jak na przyklad, rnetainolu. (Podatek wynosi od 5 do 20*/a piecioprocentowego potazu oraz dzie¬ siecioprocentowej sody. 10 15 20 29 39 Okadzenie cyny przeprowadza sie przy nateze¬ niu pradu nie mniejszym nit 3500 A przy napieciu od 2,8 V do 3^0 V i przy tten^peraturze 80°C.

Jednakze osadzona na katodzie w tym sposobie cyna stanowi mase gabczasta o strukturze porowa¬ tej.

Otrzymanie sdstego osadu mejtjalowego zwiazane jest z realizacja skbmpMkiGfwanjeij operacji rJbrw- róbki cyny gabczastej, wyfcemytwanej reomie ii po¬ wodujacej duze straty cyny przy przemywaniu, brykietowaniu i przetapianiu. fWieiLoiejta^o^osc sposobu; brak mozliwosci me¬ chanizacji poazcizególtnyich operacji czynia proces nieekonomicznym. Poza tym otrzymywanie cyny gabczastej jesjt zwiazane ze stosowaniem malych gejsftosci pradu i okresowoscia procesu, co jeszcze bardziej zmniejsza odzysk cytny i wydajnosc sa¬ mego procesu. Aby zftfrlofoiec temu*, cyfrie na kato¬ dach osadza sie w posltaci scftstej warstwy, zamiast gabczastej, w wyniku wprowadzenia do zwyklego elektrolitu zasadowego kwasu metairidtrobenzoeso wego, sitOBOwanego w charakterze utleniacza. Kwa* m^tani)trotbeinzo3sictwy^ pnzyispiefeEa proces rozpusz¬ czania sie cyny z blachy ocynowanej i utlenia cyne dwoiwaiftosciowa do czlterowairtosciowej, co zapewnia otrzymywanie scislego osadu cyny na ka¬ todzie.

Znany jesjt sposób otrzyimylwalnia cytny z blachy ocynowanej z zastosowaniem kwasu metaintro- benzoejsowego. (psa/taty na przyklad, tP.I.Gubenko X17 227117 227 „Novaja technologia pererabotki otchódov belój zesti z cer ju polucenija elova", pospekt VDHCh • ZSRR, 1959 r). lProfcea prowadzi sie w sfpiosób nastepujacy. Odpa¬ dy blachy ocynicwanej po przemyciu goraca wioida- umieszcza sie celema (zdjecia warsltwy cyny w roz¬ tworze, zawierajacym wodorotlenek sodowy i kwas metamtroibienzoiesowy. Nasjtepnie rioztwór, (nasycony cyna, poddaje sde elektrolizie z zastosowaniem nie¬ rozpuszczalnych zelaznych anod prz£ gestosci pra¬ du równea B0(M2E0 A/m2 i obiegu elektrolitu. Roz¬ puszczenie cyny ma miejsce dzieki utlenieniu jej mejtanitrolbmzc^saneim sodowym. Czasteczka mefca-- nitroibenzoesanu slodowego; redukuje sie do hydra- zobenzoesanu sodowego poprzez azoksybenzoesan soolowy.f* ".;.'.'.

Proces osadzenia i. regeineracji utleniacza prze¬ biega pod wplywem pradu stalego. Na katodzie osladza sie cyne w poisibajci scislej warstwy, a na - nierozjpuszczalnyim anodzie wydziela sie tlen, któ¬ ry ul^riaa"liydra"zOtoeinzoes'aai "scdiowy '^ipfzez "pro¬ dukty {posrednie) do metanitroibeinizoieteainu siodlowe¬ go.. ¦¦¦ ¦. '•"/•• :'\;> Jednakze sposób otrzymywania scislych warstw osadu cyny z odpadów blachy ocymciwanej z zas.- tosofwaniem w charakterze utleniacza kwasu meta- nitorobenzoesanu sioldowego z punktu widzenia technologicznego jest ndeidwskooaly|m. jWada tegio sposobu pioleiga nia tym, ze odzna¬ cza sie on znacznym zuzyctan drogliiego i deficy¬ towego kwasii l^l^tr^benzjoiesiciweigo. W miare starzenia elektrolitu 'aM^fwinosc domieszki zmniej¬ sza sie, a w wyniku tego zmniejsza sie wydajnosc sposobu w stosunku do pierwotnej, co wymaga stalego"" uzupelnienia domieszki ¦ Poza tym nadmiar tego utleniacza- w -przestrzeni katodowej doprowa¬ dza do -zmniejszenia * uzysku cyny i * do znacznego pogcrcsizenja jakosci osadu metalu. '.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 44 52(2 eletotroiizer, przezinaiczoiny do elektroli¬ tycznego otrzymywania cyny z surowca wtórnego zawierajacego cyne sklada sie z wanny z kapiela elektrolityczna, katody* amojdy* urzadzania do ogrzewania elektrolitu, urzadzenia do doprowadze¬ nia i odprowadzenia pradu oraz krócców do dop¬ rowadzenia) i odprowadzenia .elektrolitu.

Katoda jest wykonana w postaci oltwartego od dolu i do góry bebna. Anoda jest wykonana w postaci kosza, który jest wstawiany w beben katody i wypelniany surowcem, zawierajacym cy¬ ne. IWanna sklada sie ze zbiornika cylindrycznego, którego dno jest skierowane wypukloscia do wew¬ natrz. Dno jest wyposazone w urzadzenie, przezna¬ czone do" ogrzewania elektrolitu. Ogrzewanie wan¬ ny realizowane* jeslt za (pomoca dysz, pracujacych na oleju opalowym.

Jednakze znany eiektrolizer nie zapewnia moz¬ liwosci otrzymywania cylny na katodzie w postaci scislych osadów, a przy tym wykorzystuje sie katode o takiej konstrukcji, która nie przewiduje osadzania cyny na dwóch stronach katody, przez co zmniejsza sie czynna powierzchnia katody i zmniejsza sie wydajnosc elektaroiizera. Poza tym zastosowanie katody w positaci otwartego z góry i z dolu bebna dzieli warne na odcinki, co nie pozwala) wytworzyc intensywnego: obiegu calego elektrolitu i nie zapewnia mozliwosci utrzymywa¬ nia stalego skladu elektrolitu w calej objetosci wanny. Zmniejsza to szybkosc'i istopien rozpu- *¦¦«' sz^ZEani^**sl^"xynyir odpadów, zawierajacych cyne .i pogarsza jakosc osadu kaitcdowegk>.

Wada znanego elektrolizera jest równiez usy- tuowanie ogrzewacza elektrolitu w dolnej czesci wanny co jest niekorzystne z • dwóch wzgledów io Podczas pracy elekftirolizera w d|o|lnej czesci wanny osadza sie szlam;, zawierajacy szkodliwe domiesz¬ ki^ które na skutek pradów konwekcji, powsitiaja- cych przy ogrzewaniu • dolnej czesci wanny, sa przenoszone na otsad katodowy i zanieczyszczaja 15 osady cyny. Z drugiej strony ogrzewanie dna wan¬ ny palnikami dloprowadza doj wyit^worzenia slie ka¬ mienia koiblfowego, co powoduje zmniejszeinie wy¬ miany ciepla i koniecznosc okresowego oczyszcza¬ nia wanny z tego* kamienia. Poza tym 'brak inten* 23 sywnego obiegu i ukierunkowanego przeplywu elek¬ trolitu zmniejsiza wydajnosc elekbroiizera.

Celem wynalazku jest otirzymamie na katodzie w elektrolicie zasadowym scislych osadów cyny.

Zadaniem natomiast wynalazku jest opracowanie 25 takiego sposobu elektrolNtyczniego otrzymywania cyny z surowica wtórnego, zawierajacego cyne oraz zaprojektowanie! takiego eleiktroilizerai, przeznaczo¬ nego do elekitirolliityczneiglo otrzymytwania cyny z surowca wtórnego zawierajacego cyne, które za- 30 pewinilofey warunki do -osadzania, sie. na katodzie w elektrolicie-. zasadowym cyny w "postaci scislej warstwy" — bez koniecznosci wprowadzania do elektrolitu jakichkolwiek dodatków utleniajacych Zadanie zostato rozwiazane, w wyniku opraco- 35 wania sposobu eiekJtroliitycanego oftizymywaniia cyny z surowca wtórnego, zawiera|jaceg|o cyne, po¬ legajacego na anodowym rozpuszczaniu tego su¬ rowca w elektrolicie zasadowym i na jednoczesnym osadzeniu rozpuszczonej cyny na katodzie. Wed- 40 lug' wynalazku wytwarza sie przeplyw elektrolitu zasadowego w kierunku od zawierajacego cyne surowca wtórnego ku katodzie, a na odcinku przeplywu tego elektrolitu miedzy anoda i katoda wywarza sie pole elektryczne pradu stalego, któ- 4o regio gradient naitejzemia zwieksza sie w kierunku od anody ku kaito^zde.

^Sposób wiedlug wynalazku jest realizowany w ellektrolizerze, przezmaczonym dó otrzymywania cyny. z zawierajacego: cyne surowca wtórnego. io Elektriolizer zawiera wamne z elektrolitem, wypo¬ sazona w krócce do doprowadzania i odjprowadza- nia tego elektrolitu i wspólosiowo umieszczone w tej wannie pojemnosc przeznaczona do umiesz¬ czania w niej surowca, zawierajacego cyne* sta- 53 nowiaca anode, oraz katode.

Wedlug wynalazku elektrolizer jest wyposazo¬ ny . w urzadzenie do wytwarzania pola elektrycz¬ nego pradu stalego ma odcinku miedzy katoda i anoda, przy czyim przynajmniej jeldeln z kroc* 60 ców do doprowadzania elektrolitu jest umieszczo¬ ny w dolnej czesci wanny i przynajmniej jeden króciec do doprowadzania elektrolitu jest usytu¬ owany w górnej czejsci wanny. Przy tym gradient napiecia w kierunku anoda — urzadzenie do wyt- 65 warzania stalopradowego poila^ elektrycznegk> wy.% 1171M S nosi 1—2 V, a gradient napiecia w kierunku urzadzenie do wytwarzania steliojpradowieigo poda elektrycznego — katoda ^wynosi 6^-7 V. Pozwa¬ la t© oitnzyimac na katodzie cyme w postaci scis¬ lych ikofcnokrystaUcinych osadów tego "metalu.

Korzystnym jest, gdy zapewniony jest staly obieg elektrolitu zasadowego. "W tein sposób zajpiewrróa sie najbardziej korzystne (warunki Ojtrzymywania sta- bakiych jakosciowych osadów cyny przy duzych gestosciach katodowych pradu i zapewnia sie moz¬ liwosc efektywnego wykjansyistandiai pola elektrycz¬ nego pradu stalego^ edpofwuadajajcego uslalonyni warunkom pracy eSektroliBer^ przywieszajac pro¬ ces roagniszczania. cyny z odpadów, aaiwterajatych cyne, i zapewniajac stalosc skladu elektrolitu w calej objetosci elektrolizera Urzadzeaiiie do wytwarzania stalego pola elek¬ trycznego korzystnym jest zrealiaoiwac w postaci siatki perforowanej z materialu przewodzacego prad elektryczny, doiacaonej do zródla pradu sta- lego.

'Najlepszy wynik jest osiagany wówczas., gdy wysokosc siatki perforowaneg równa jest dlugosc; katody. Takie rozwiazanie konstrukcyjne umoz¬ liwia intensywne utlenianie cyny diwuiwartoscio- wej do czterowartoacioiwej, a dzidki temu otrzyma¬ nie na* katodzie scislych osadów cyny.

Korzystnym jejsfc, jgidy anoda jest wyfaonana w postaci rozlaczonego perforowanego kosza z ma¬ terialu, przewodzacego prad elektryczny. Zapew¬ nia to najlepszy kontakt surowca, zawieDajacego cyne, z elektrolitem i zmniejsza straty elektrolitu.

Rozlaczne wykonanie kosza pozwala na mechani¬ zacje operacji ladowania i rozladowywania zawie¬ rajacego cyne surowca wtórnego.

Korzystnym jest, gdy katoda jest wykonana w postaci oddzielnych plyt, rozmieszonych do¬ okola anody i gjdy te plyty maja nadany ta. ksztalt spacjakiy. KoT^isteiym josft przy tym, ie plyty ka. katodowe sa laczone grupami. Taka konetrukcj* zespolu katodowego pozwala zwiekszyc czynna po¬ wierzchnie katodowa i zapewnic wysoka wydaj¬ nosc elekferajizera.

Korzystnym jest poza tym, gdy elektroiizer jest wyposazony w przegrode zabezpieczajaca, umiesz¬ czona w dolnej czesci wairmy, której ksztalt odpo¬ wiada ksztaltowa; [powierzchna bocznej wanny.

Zapewnia to mozliwosc uliworzenia w elefctaoli- zerze wystarczajacej przestrzeni do gromadzenia sie szlamu, twiorzacego sie przy przerabianiu -róz¬ norodnych lodipadow, zawierajacych cyne.

IWysokosc przegrody zabezpieczajacej wynosi okolo 1/3 wysokosci wanny. Zapewnia to polepsze¬ nie jakosci osadzonego na katodzie metalu i poz¬ wala zastosowac intensywny przeplyw elektrolitu w obiegu zamknietym.

Przegroda zabezpieczajaca jest wykonana z ma terialu dielektrycznego. Takie rozwiazanie elimi¬ nuje uplyjwtuosc iprajdu. W górnej czesci wanny korzystnym jest umiescic izolujaca przegrode zam¬ knieta, usytuowana dookola anody i wykonana z materialu dielektrycznego,, przy czym górna kra¬ wedz przegrody izolujacej powinna wystawac nad lustrem elektrolitu w wannie. Takie rozwiazanie sprzyja polepszeniu warunków eksploatacji elek¬ trolizera i pozwala otrzymy|wac lepszy jakosciowo osad metalu na katodzie.

Korzystnym jest, gdy przegrody zabezpieczajaca i izolujaca odpowiednio z dolu i z góry sa pola- * czone z urzadzeniem do wytwarzania stalego pola elektrycznego tak, iz tworza jedna calosc. Zapew¬ nia to warunki dla barcMej pelniego wykorzysta¬ nia stalego pola elektrycznego i otrzymywania scislych osadów cyny na katoazie bez wprowadza- *• nia do elektrolitu jakichkolwiek domieszek.

Korzystnym Jest, gdy króciec do doprowadze¬ nia elektrolftu i króciec do odprowadzania elektro- litti' sa polaczone miedzy soba za pomoca^ pompy, dzieki czemu tworzy sie cfowód obiektu z^irnkhle- 19 tego elektrolitu. Na skutek tegb zapewnia sie intensywne mieszanie elektrolitu w calej objetosci elektroMzera, co umozliwia zastosowanie wiekszej gestosci katodowej pradu podczas elektrolizy.

Korzystnym jest poza tytn, gdy króciec do dopro- ft wadzania elektrolitu do wanhy/*3est usytuowany bezposrednio pod ftnoda i jefct wyposazony w roz- pyiacz* przez który elektroMt w|prowadza sde do wanny. Dzieki temu zapewnia sie równomierne rozpuszczenie zawierajacych cyne odpadów i otrza¬ sa mywanie jakosciowych osadów cyny.

Oprócz tego/w przepadku wyposazenia wanny elektrolizera w kilka krócców do odprowadzania elektrolitu z wanny, sa one rtaamieszczone na ca¬ lym obwodzie wanny 1 polaczone z kolektorem 16 Oprócz tego krócce maja rózne przekroje. Umoz¬ liwia to -realizacje równomiernego odprowadzenia elektrolitu na calym obwodzie wanny i umoz¬ liwia rozpuszczenie zawierajacych cyne oo>padów przy jednoczesnym duzym óbciasfeniu anody,! 38 Korzystnym Jest poza; tym, gdy~ elektroiizer jest wyposazony w ogirae>ttacs> wykonany w postaci wezownicy, obepnujacej powierzchnie boczna wan¬ ny.-^ Zapewnia to ©lrzyfayrwaniie dobrych* jakos* ciówó osadów cyny i zwieksza [wydajnosc wanny. to Elektroiizer jest wyposazony w pokrywe zamy¬ kajaca lustro kapieli elektrolitycznej nad anoda.

Polepsza to warunki eksploatacji elekrotizera i zmniejsza straty eSektroJitu, s|K>wodfciwane~ pa¬ rowaniem. 45 W tym samym celu korzystnym jest wyposazenie elektrolizera w boczne urzadzenia odsysajace, roz¬ mieszczone wzdluz górnej krawedzi wanny nad elektrolitem. Dzieki temu zapewnione sa optymal¬ ne warunki usuwania produktów procesu, maja¬ to cych postac gazu i zachowana jest normalna atmos¬ fera w wydziale produkcyjnym.

Istota rozwiazania technicznego wedlug wynalaz¬ ku jest blizej objasniona w przykladzie jego rea¬ lizacji w oparciu o zalaczony rysunek, na któ- 55 rym fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny widok ogólny elektrolizera, przeznaczonego do elektrolitycznego otrzymywania cyny z surowca wtórnego, zawierajacegio cyne, w przekroju* wed. lug wynalazku; fig, 2 przedstawia w sposób sche- w matypaiy elektroiizer wedlug wynalazku w wi¬ doku z góry; fig. 3 — w sposób schematyczny katode, wykonana w postaci plyt, w Widoku z przodu, stosowana w elektrolizerze wedlug wy¬ nalazku; fig. 4 przedstawia w sposób schematycz- * ny katode, przedstawiona na fig; ^ w widoku7 11? 227 8 z boku> stosowana w eletotrolizerze wedlug wy¬ nalazku; fig. 5 przedstajwia katode z fig. 3 w przekroju poprzecznym; fig 6 przedstawia ka¬ tode, stosbwana w elektrolizerze wedlug wynaiaz- ku^ wykonana w postaci katownika, w przekroju J poprzecznym; fig. 7 przedstawia katode, stosowa¬ na w eiektrolizerze wedlug wynalazku, wykona¬ na w postaci falistej, w przekroju poprzecznym; fig. 8 przedstawia w postaci schematycznej kato¬ de, stosowana w elektrolizerze wedlug wynalazku, wykonana w postaci siatki, a fig 9 przedstawia w sposób schematyczny w przekroju pcprzeczhym katode, wykonana z kilku polaczonych razem plyt, przeznaczona do zastosowania w elektrolizerze wedlug, wynalazku.

Sposób wedlug wynalazku realizowany jest nas¬ tepujaco. Odtluszczone, zawierajace cyne odpady, poddawane sa rozposzcizeniu anodowemu w wan¬ nie 1 (fig.. 1) w ukierunkowanym strumieniu elek¬ trolitu zasadowego 2. ^Stezenie wodorotlenku sodu reguluje sie w granicach 30—70 g/l. Gestosc ano¬ dowa pradu przy rozpuszczeniu odpadów, zawie¬ rajacych cyne, wynosi okolo 3—S A/ma, a tem¬ peratura elektrolitu 80—4N>°C. Na drodze strumie¬ nia, elektrolitu 2 wzbogaconego w cyne po rozpu¬ szczeniu anodowym odpadów wytwarza sie mie¬ dzy anoda 3 i katoda 4 stale pole elektryczne, którego gradient zwieksza sie w kierunku od ano¬ dy 3. W polu elektrycznym cyna 6ie uitflenia z dwu- wartosciowej do czterowartoiscdowej. Zawartosc cyny we wzbogaconym w cyne elefctrollcie wyno¬ si 8—20 g/l. Po przejsciu elektrolitu 2 przez pole elektryczne pradu stalego w roztworze praktycz¬ nie nie ma jonów cyny dwwwartosciowej. Dzieki temu; ze elektrolit 2 stale znajduje sie w obiegu zamknietym, a przy tym oplywa stale katode 4, realizowane jest elektrolityczne wydzielenie cyny przy katodowej gestosci pradu równej 450— 650 A/m2. (Przy czym otrzymuje sie na katodzie scisly drofonokrystaliczny osad cyny, który nas¬ tepnie zostaje stopiony. Czas osadzania cyny na ka¬ todzie 4 zalezy od nasycania elekarolitu 2 cyna i od stosowanej gestosci pradu. Elektrolit 2 po osadzeniu cyny na katodzie 4 ponownie jest kie¬ rowany ku anodzie — celem anodowego rozpu¬ szczenia odpadów, zawierajacych cyne.

Elektrolizer wedlug Wynalazku (fig. 1,2) do reali¬ zacji sposobu elektrolitycznego otrzymywania cyny z surowca wtórnego, zawierajacego cyne, sklada sie z waniny 1, korzystnie w ksztalcie cylindrycz¬ nym, wypelnionej elektrolitem zasadowym 2. Jako elektrolit stosuje sie wlasciwy roztwór zasado¬ wy (alkaliczny) bez, jakichkolwiek domieszek.

W elektrolicie umieszczona jest pojemnosc, przez¬ naczona do zaladowania do niej surowca wtór¬ nego, zawierajacego cyne, wykorzystywana jako anoda 3. Jako pojemnosc stosowany jest kosz per¬ forowany, wykonany z materialu przewodzacego prad elektryczny, co zapewnia doprowadzenie pradu i kontakt surowca, zawierajacego cyne, l elektrolitem 2. Kosz anodowy jest wykonany jako rozlaczny, co pozwala mechanizowac obslu¬ ge etektrolizera i zmniejsza pracochlonnosc pro¬ cesu. Elektrolizer zawiera katode 4, umieszczona w elektrolicie 2.

Jako katoda moga byc zastosowane zelazne lub olowiowe matryce. Ksztalt katody moze byc do¬ wolny, na przyklad), katoda 7 moze byc wykonana w postaci oddzielnych plyt (fig. 3;4) ustawionych wspólosiowo w wannie 1. Optymalnym ksztaltem katody 4 sa plyty rozmieszczone po obwodzie wan¬ ny dookola anody 3. Katody o takiej budowie .umozliwiaja wyjmowanie oddzielnych plyt i sek¬ cji z wanny 1 celem zdjecia osadu cyny bez odla¬ czania pradu.

Istnieje mozliwosc wykonania katod 4 róznego ksztaltu, na przyklad z materialu ksztaltowego takiego jak katowniki, siatka falista itd. (fig. 5,0,7,8) co pozwala maksymalnie efektywnie wykorzysty¬ wac powierzchnie katodowa. Zaleca sie równiez stosowac katode w postaci plyt, polaczonych w grupe (fig. 9), rozmieszczajac takie grupy do¬ kola anody 3. Takie wykonanie katody 4 umozli¬ wia zapewnienie intensywnego obiegu calego elek¬ trolitu 2 i stalosci skladu elektrolitu 2 w calej objetosci wanny 1, a przez to zapewnia sie mak¬ symalna wydajnosc elektrolizera i prowadzenie elektrolizy cyny przy wysokiej gestosci katodo¬ wej pradu.

Elektrolizer jetelt wyposazony w urzadzenie .5 przeznaczone do wytwarzania stalego pola elek¬ trycznego, którego gradient natezenia co do war¬ tosci bezwzglednej zwieksza sile w kierunku od anody ku katodzie co zapewnia otrzymywanie na katodzie 4 scislych osadów cyny — zamiast gab¬ czastych.

Urzadzenie 5 do wytwarzania stalego pola elek¬ trycznego jest usytuowane w przestrzeni miedzy anoda 3 i katoda 4 i moze miec rózny ksztalt.

Jednakze najbardziej korzystnym jest wykonanie tego urzadzenia w postaci siatki perforowanej % z materialu, przewodzacego prad elektryczny, do laczonej do osobnego zródla 7 pradu stalego. Siat¬ ka perforowana 6 moze miec ksztalt, odwzorowu¬ jacy ksztalt anody 3. Jako material, z którego moze byc wykonana siatka, mozna zastosowac, na przyklad, stal nierdzewna, Najlepsze wynik1' sa uzyskiwane, wówczas, gldy wysokosc siatki per¬ forowanej 6 jest równa dlugosci katody 4.

Do gromadzenia szlamu, tworzacego sie przy przeróbce róznorodnych odpadów, zawierajacych cyne, i celem otrzymania jakosciowych osadów cyny w dolnej czesici elektrolizera umieszczona jest przegroda zabezpieczajaca 8, której ksztalt odwzo¬ rowuje wewnetrzna powierzchnie boczna Wanny.

Wyskosc przegrody zabezpieczajacej 8 wynosi oko¬ lo 1/3 wysokosci wanny. Przegroda ta jest wyko¬ nana z materialu dielektrycznego, na przyklad, w postaci pierscienia' gumowego lufo tasmy prze¬ nosnika, co z jednej strony, oddziela w dolnej czesci wanny przestrzen anodowa od przestrzeni katodowej i tworzy pod anoda 3 zbiornik szlamu, a z drugiej strony — daje mjozliwosc skierowania calego strumienia elektrolitu 2 powyzej szlamu przez siatke perforowana 6. Oprócz tegjo siatka zabezpieczajaca 8 jednoczesnie stanowi izolator, co eliminuje uplyw pradu.

Do zamocowania przegrody zabezpieczajacej 8 w wannie 1 przewidziano pierscieniowy element ustalajacy, przym&cfywany do dna wanny, EHektro- 15 ao 18 30 39 i* « 60 55 60$ iii all ló lizer ma w górnej czesci wanny 1 izolujaca zam¬ knieta przegrode 10, umieszczona dokola anody 3 i wykonana z materialu dielektrycznego. Przy czym górna krawedz przegrody izolujacej 10 wystaje nad lustrem wanny, co eliminuje mozliwosc do- rpowadzenki elektrollitu 2 poza siatka perforowa- tia 6 Dzieki temu zapewnia sie otrzymanie scis¬ lych osadów cyny o stabilnych parametrach na katodzie 4.

Przegrody zabezpieczajaca 8 i izolujaca 10 w opisywanym konkreitinym przykladzie wykona¬ nia wynalazku odpowiednio od dolu i od góry polaczone sa z siatka perforowana 6 i stanowia z nia jedna calosc, chociaz moga byc wykonane oddzielnie: W ten sposób w dolnej czesci wanny przegroda zabezpieczajaca 8, przez która nie moze przechodzic zanieczyszczony elektrolit, a w gór¬ nej czesci izolujaca zamknieta przegroda 10, któ¬ razapewnia przechodzenie elektrolitu 2 wylacznie przez siatke perforowana 6, zapewniaja doprowa¬ dzenie do przestrzeni katodowej wylacznie czys ¦ tego elektrolitu, utlenionego w przestrzeni, w któ¬ rej wytworzone jest stale pole elektryczne.

W tym samym czasie usytuowanie w srodkowej czesci przestrzeni miedzy anoda i katoda urza¬ dzenia 5 do wytwarzania stalego pola elektrycz negfo wykonanego z przewodzacego prad elektrycz¬ ny materialu, o wlasnosciach filtrujacych, które to urzadzenie powoduje uitienianie sie cyny dwu - wartosciowej do czterowartosciowe|iv dzeki czemu na katodzie 4 otrzymuje sie scisle osady cyny, w pewnej mierze zmn&ej&za przeplyw elektrolitu, co powoduje zwiekszenie szybkosci osadzania sie zanieczyszczen znajdujacych sie w elektrolicie, w dolnej czesci wanny, ograniczonej przegroda zabezpieczajaca S, stwarza warunki dla bardziej pelnego wykorzystania stalego pola elektrycznego i otrzymywania scislych osadów cyny na kato¬ dzie 4 bez wprowadzania do elektrolitu jakichkol¬ wiek domieszek. Przy tym gradient napiecia w kierunku anoda — urzadzenie 5 do wytwarzania stalopradowego pola elektrycznego wynosi 1—2 V, a gradient napiecia w kierunku urzadzenia 5 do wytwarzania stalopradowego pola elektrycznego— katoda wynosi 6—7 V.

Celem zapewnienia intensywnego ukierunkowane-. go obiegu zamknietego elektrolitu 2 w calej obje¬ tosci wanny 1, króciec 11 do doprowadzania elek¬ trolitu i króciec 12 do odprowadzania elektrolitu sa polaczone ze soba za posrednictwem pompy.

Króciec 11 do doprowadzania elektrolitu znajdu¬ je sie bezposrednio pod anoda 3 i jest wyposazony w rozpylacz 14 do wprowadzania elektrolitu do wanny 1. Rozpylacz 14 usytuowany jest powyzej poziomu osadzajacego sie szlamu, i ponizej ano¬ dy 3, co zapobiega maceniu iszlamu a jednoczes¬ nie stwarza warunki do rozpylania elektrolitu 2 w calej objetosci wewnatrz, anody 3 i tym samym zapewnia najwiekszy kontakt surowca* zawiera¬ jacego cyne, z eleWxoiliiteim, dziejki czemu zwiek¬ sza sie szybkosc rozpuszczania cyny.

Elektrolizer w górnej czesci obudowy wanny 1 jest wyposazony w kilka krócców 12, przeznaczo¬ nych do odprowadzania efektrolitu %% które te krócce sa rozmieszczone równomiernie na calym obwodzie wanny 1 i polaczone z kolektorem 15.

Celem zapewnienia rówfiioarMeraiego odprowadze¬ nia Elektrolitu 2 krócce maj^ rózne przekroje.

Przy tym krócce moga byc usyjtuowane bezpos¬ rednio w sciankach bocznych obudowy wcniny 1 lub osadzone w pierscieniu, wykonanym, na. przyk¬ lad, z rury i umieszczonym wewnatrz lub na zew¬ natrz wanny 1. Umozliwia to równomierne odpro¬ wadzenie elektrolitu 2 na calym obwodzie wan¬ ny 1, a tym siamyjm zajpewnda jednorodny sklad elektrolitu 2 w przestrzeni w poblizu katody 4, niezbedny do otrzymania cyny przy duzych gestos¬ ciach pradu. Taki system obiegu elektrolitu 2 za¬ pewnia efektywne wykorzystanie pola elektrycz¬ nego pradu stalego, co pozwala realizowac, spo¬ sób przeróbki odpadów, zawierajacych cyne, przy jednoczesnym* drozym naladowaniu anody X Elektrolizer jest równiez wyposazony w oglrze- wacz 10, wykonany w postaci wezownicy, obej' mujacej powierzchnie boczna wanny 1, przy czym wezownica mbze stanowic jedna calosc z obu¬ dowa wanny 1 lulb rhoze byc przytspawaiia do zewnetrznej lub wewtnetrznej powierzchni obudo¬ wy wanny. Taka kon^rukcja i usytuowanie'ogrze¬ wacza 16 na powierzchni bocznej zapewnia wy¬ soki wspólczynnik wykorzystania ogrzeiwaczy i'utrzymanie maksymalnej teimperatury elektro¬ litu 2 w przestrzeni katodowej, có równiez zapew¬ nia otrzymywanie jakosciowych osadów "cyny.

Gelem polepszenia warunków eksploatacji elek- trólizera i zmniejszania strat elektrolitu 2 na sku¬ tek psfrowania^ elektrolizer jest wyposazony w pokrywe 17, skladajaca sie z dwóch lub kilku sektorów, zakrywajaca lustro wanny przynajmniej na 2/3. W tym samym celu elektrolizer jest wypo¬ sazony w boczne otwory odsysajace 18, usytuowane wzdluz górnej krawedzi wanny 1 nad elektroli¬ tem 2 przynajmniej w 2^3 miejscach. Przy czym boczne otwory odsysajace 18 moga, na przyklad, miec przekrój skrzynkowy. Zapeiwnia to optymal¬ ne warunki do usuwania produktów procesu, ma* jacych postac gazów.

Elektrolizer jest wyposazony w uklad doprowa¬ dzenia stalego pradu elektrycznego, który to uklad sklada sie z zespolu katodowych 19 f anodowych 20 (fig. 2) szyn pierscieniowych oraz' podstawek izo¬ lujacych 21, przeznaczonych do mocowania szyn katodowych i anodowych, wykonanych na przyk¬ lad, z ebonitu. Zesjpól, doprojwadzaijacy prad, wy¬ konany jest w postaci wispornika 22, który jest równiez wykorzystywany do ustawiania anody 3 i pokrywy 17.- Wlsponnik 22 ma element 23, odbie¬ rajacy prad, wykonany; na przyklada z blachy nierdzewnej.

Perferowana siatka 6 razem z przegroda izolu¬ jaca 8 ma uchwyt 24 (fig. 2), wykonany, na przyk¬ lad, z ebonitu. Sluzy to jako zabezpieczenie urza¬ dzenia przed uszkodzeniami mechanicznymi i zwarciami przy zaladowaniu i wyladowaniu su¬ rowca do kosza anodowego. Na zewnatrz elek¬ trolizer ma izolacje cieplna 25, co pozwala zmniej¬ szyc zuzycie ciejpla.

- Dzialanie elektrolizera przedstawia sie nastepu¬ jaco. Do wanny 1 na wsporniku 22 ustawia1 sie 16 IB 30 i* st 35 40 49 M 55 €011 117 227 12 anode 3, wykonana w postaci przewicdizacego prad elektryczny kosza perforowanego, wypelniona pod¬ stawowym surowcem, zawierajacym cyne. Kato¬ dy 4, wykonane w postaci plyt* rozmieszczone po obwodzie wanny 1 dookola anody 3, sa ustawia¬ ne na szyne katodowa 19. Miedzy anoda 3 i ka¬ toda 4 umieszcza sie urzadzenie 5, przeznaczone do wytwarzania pola elektrycznego pradu stalego, wykonane w postaci siatki perforowanej 6, pola¬ czonej z przegroda zabezpieczajaca 8 i przegroda izolujaca 10. Na wsporniku 22 ustawia sie pokry¬ we 17. Staly prad dolacza sie do szyn 19, 20.

Do siatki perforowanej 6 doprowadza sie prad elektryczny do zrodza kidyiwtidualnego 7. Jedno¬ czesnie dolacza sie pompe 13 i wytwarza sie ukie¬ runkowany przeplyw elektrolitu 2 przez krociec 11, doprowadzajacy elektrolit do wanny, który za po¬ moca Tozpylacza li, rozprowadza sie w calej ob¬ jetosci kosza anodowego-, gdzie ma miejsce roz¬ puszczanie cyny z odpadów, zawierajacych cyne.

Wzbogiacony iv cyne w wyniku anodowego roz¬ puszczenia sUrowca, znajdujacego w koszu anodo¬ wym* elektrolit 2, zawierajacy cyne dwuwartos- ciowa, i czterowartosciowa, strumieniem ukierun¬ kowanym z duza predkoscia przemieszcza sie przez pole elektryczne pradu stalego, utworzone siatka perforowana 6. W polu elektrycznym pradu stalego nastepuje utlenienie jonów cyny dwuwartosciowej do czterowartosciowej.

Wzbogacony elektrolit 2, zawierajacy cyne czte¬ rowartosciowa, równoczesnie odsysa sie na calym obwodzie wanny 1 za pomoca krócców 12 do odprowadzania elektrolitu, co zapewnila jednorod¬ ny sklad elektrolitu 2 w przestrzeni w poblizu katod 4. W tym samym czasie w przefejbrzeni kato¬ dowej, na skutek usytuowania ogrzewacza 16 w powierzchni bocznej wanny 1 utrzymuje sie maksymalna temperature elektrolitu 2, To wszyst¬ ko zapewnia' warunki, niezbedne do przeprowa¬ dzenia procesu elektrolizy cyny przy wysokiej ges¬ tosci katodowej pradu. Pod dzialaniem pradu sta¬ lego na katodzie 4 nastepuje przeksztalcenie czte- rowartosciowego jonu cyny w czasteczke cyny i cyna w postaci osadu drobniokryistaliczinego od¬ klada sie na powierzchni plyt katodowych. Przy tym cyna metaliczna odklada sie na obydwóch stronach katody.

Przy przeróbce róznych odpadów, zawierajacych cyne, w dolnej czesci wanny 1 gromadzi sie szlam, który zwykle zanieczyszcza metal, wydzielany na katodzie. Wyposazenie edektrolizera w przegrode zabezpieczajaca 8 zapewnia to, ze szlam odklada sie tylko w dolnej czesci wanny 1 pod anoda 3 poza siatka perforowana 6, co w polaczeniu z izo¬ lujaca przegroda zamknieta 10 zapewnia niezbedne warunki otrzymywania jakosciowych Scislych osa¬ dów na katodzie w obecnosci pola elektrycznego pradu stalego.

Katody, w miare gromadzenia sie cyny meta¬ licznej, sa wyjmowane z wanny elektrolizera. Po rozpusizczeniu sie odpadów,, zawierajacych cyne, kciaz anodowy wysjmuije z wanny i ponownie wy- pekiia sie surcwcem podstawowym. Zubozony, po ósadreniu sie cyny na katodzie 4, elektrolit 2 prtez króciec 11 do doprowadzania elektrolitu za u 15 20 35 40 80 M M pomoca ny i kieruje sde ku anodzie, gdzie nastepuje roz¬ puszczenie sie odpadów, zawierajacych cyne.

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób elektrolitycznego otrzymywania cyny z surowca wtórnego, zawierajacego cyne, polega*- jacy na rozpusizczeniu tego surowca w elektrolicie alkalicznym i na jednoczesnym osadzeniu rozpu¬ szczonej cyny na katodzie, znamienny tym, ze wytwarza sie przeplyw elektrolitu alkalicznego, przeplywajacego w kierunku od zawierajacego cy¬ ne surowca ku katodzie i na odcinku tego stru¬ mienia elektrolitu w przestrzeni miedzy anoda a katoda wytwarza sie pole elektryczne pradu stalegjo, którego gradient natezenia zwieksza sie w kierumuk od anody.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytwarza sie nieprzerwany strumien elektrolitu alkalicznego. 3. KSposóto wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze wytwarza sie strumien elektrolitu alkalicznego w obiegu zamknietym. 4. Sposób wedlug zrotrz 1, znamienny tym, ze gradient napiecia w kierunku anoda — urzadze¬ nie do wyitwarzania stalopradowego pola elek¬ trycznego wynosi 1—2 V. 5. Sposób wedJlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gradient napiecia w kierumfcu urzadzenie do wyt¬ warzania stalopradowego pola elektrycznego — ka¬ toda wynosi 6—7 V. 6. Elektrolizer do elektrolitycznego otrzymywa¬ nia cyny zawierajacego cyne surowca wtórnego, zawierajacy wanne z elektrolitem, wyposazona w krócce do doprowadzania i odprowadzania elek¬ trolitu i wspólosiowo rozmieszczona w tej wan¬ nie pojemnosc^ przeznaczona do umieszczenia w niej zawierajaca cyne surowca i stanowiaca anode, oraz katode, znamienny tym, ze zawiera urzadzenie (5)-do wytwarzania pola elektrycznego pradu stalego umiejscowione w przestrzeni mie¬ dzy katoda (4) i anoda (3), a co najmniej jeden króciec (11) do doprowadzania elektrolitu jest usy¬ tuowany w doklej czesci wanny (1) i co najmniej jeden króciec (12) do odprowadzania elektrolitu jest usytuowany w górnej czesci wanny (1). 7. Edktrolizer wedlug zastrz, d, znamienny tym, ze urzadzenie (5) do wytwarzania pola elektrycz¬ nego pradu stalego jest wykonane w postaci siatki (6) perforowanej z materialu przewodza¬ cego prad elektryczny, dolaczonej do zródla (7) pradu stalego i polaczonej z przegroda zabezpie¬ czajaca (8) i przegroda izolujaca (10). 8. EHektrolizer wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze wysokosc siatki (6) odpowiada dlugosci kato¬ dy (4). 9. Elektrolizer wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze przegroda zabezpieczajaca (8) jest usytuowa¬ na w dodnej czesci wamny (1), a Jej ksztalt odwzo¬ rowuje ksztalt pjowierzchmi bocznej dolnej czesci wanny (1). 10. Elektrolizer wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze wysokosc przegrody zabezpieczajacej (8) wynosi okolo jednej trzeciej wysokosci wanny (1).13 117 227 11. Elektrolizer wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze przegroda zabezpieczajaca (8) jest wykonana z materialu dielektrycznego. !li2k Elektrolizer wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze przegroda izolujaca (10) usytuowana dokola ano¬ dy (3) jest polaczona z górna czescia siatki (6) i wykonana z materialu dielektrycznego. 13. Elektrolizer wedlug zastrz. IBi, znamienny tym, ze górna krawedz przegrody izolujacej (10) wystaje nad lustrem elektrolitu w wainnie (1)^ 14. Elektrolizer wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze katoda (4) jest wykonana w postaci oddziel¬ nych plyt, rozmieszczionyich dokola anody (3). Hi5. Elektrolizer wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze plyty katodowe sa wykonane z materialu ksztaltowego. > 16. Elektrolizer wedlug zastrz, 15, znamienny tym, ze plyty katodowe sa polaczone w grupy. 17. Elektrolizer wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze anoda (3) jest wykonana w postaci kosza per¬ li 10 -15 20 forowanego z materialu, przewodzacego prad elek¬ tryczny, wyposazony w zlacze rozlaczne. IB. Elektrolizer wtedflug zastrz. 6, znamienny tym, ze krociec (11) do doprmviodzainia elektrolitu do wanny (1) jest usytuowany bezposrednio pod ano¬ da (3). <19. Elektrolizer wedlug zastrz 18, znamienny tym, ze krociec (11) do doprowadzania elektrolitu do wanny (1) wyposazony jest w rozpylacz. 20. Elektrolizer wedlug zastrz, 19, znamienny tym, ze w przypadku wyposazeaida elektrolizera w kilka krócc6w (12) do odprowadzania elektro¬ litu z wanny (1) sa one rozmieszczone równomier¬ nie po calym obwodzie wanny (1) i polaczone z ko¬ lektorem. -gl. EilektroMzer wedlug zastrz. 20, znamienny tym, ze krócce (IB) maja rózne przekroje. 22v Elektrolizer wedlug zastrz, G, znamienny tym, ze jest wyposazony w ogrzewacz, wykonany w pos¬ taci wezownicy, obejmujacej powierzchnie, boczna wanny (1),117 227 U nu A FIE.5 FIS.S FIB.7 i, ma . fis.

3 FIB.5 FU LZGraf. Z-d Nr 2 — 97a/82 95 egz. A4 Cena 100 zl