RU2172796C1 - Self-contained electrochemical module - Google Patents

Self-contained electrochemical module Download PDF

Info

Publication number
RU2172796C1
RU2172796C1 RU2000114134/12A RU2000114134A RU2172796C1 RU 2172796 C1 RU2172796 C1 RU 2172796C1 RU 2000114134/12 A RU2000114134/12 A RU 2000114134/12A RU 2000114134 A RU2000114134 A RU 2000114134A RU 2172796 C1 RU2172796 C1 RU 2172796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
solution
anode
pumping unit
electrolyzer
Prior art date
Application number
RU2000114134/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Вайс
А.И. Маслий
М.А. Захаров
Original Assignee
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН filed Critical Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Priority to RU2000114134/12A priority Critical patent/RU2172796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2172796C1 publication Critical patent/RU2172796C1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: electrochemical processing of solutions. SUBSTANCE: invention can be utilized for electrolytic recovery of metals or for conducting oxidation-reduction processes. Self-contained electrochemical module to process solutions includes vertical cylindrical flow electrolyzer with solution pumping unit, anode and cathode made on basis of flow volume-porous electrode material and placed coaxially, anode and cathode current leads connected to D C power supply source, collecting chamber located in bottom part of electrolyzer and communicating with interelectrode space and indicator of ultimate filling of cathode with metal. Solution pumping unit is positioned in upper part of electrolyzer and provides for periodic reversible circulation of solution through cathode, collecting chamber is open towards interelectrode space and its outer side carries flow volume- porous material of cathode. Module is supplemented with comparison electrode connected to input of potentiostat which first output is connected to electric motor of solution pumping unit and which second output is connected to current leads of electrodes and to outer anode linked to inner anode. EFFECT: enhanced operational reliability and efficiency of electrochemical module. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки растворов и может быть использовано для электролитического извлечения металлов или проведения окислительно-восстановительных процессов. The invention relates to devices for electrochemical processing of solutions and can be used for electrolytic extraction of metals or conducting redox processes.

Известно устройство для извлечения металлов из растворов, располагающееся непосредственно в ванне с раствором, состоящее из цилиндрического корпуса с входом и выходом и снабженное внешним контуром с насосом для циркуляции раствора, расположенные в корпусе анод и катод подсоединены к источнику постоянного тока (патент США N 4276147, C 25 B 7/00, 30.06.1981). A device for extracting metals from solutions, located directly in the bath with the solution, consisting of a cylindrical body with inlet and outlet and equipped with an external circuit with a pump for circulating the solution, the anode and cathode located in the body are connected to a direct current source (US patent N 4276147, C 25 B 7/00, 06/30/1981).

Недостатками такого устройства являются наличие внешнего насоса и системы трубопроводов с запорной арматурой. Это требует обеспечения герметичности внешних перекачивающих систем, что усложняет их обслуживание и чревато потерей благородных металлов. Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является погружной электрохимический модуль для обработки растворов, содержащий вертикально расположенный цилиндрический проточный электролизер с узлом прокачки раствора, размещенным в нижней части электролизера с коаксиально расположенными анодом и катодом, выполненным на основе объемно-пористого проточного электродного материала (пористой матрицы), зажатого с двух сторон прижимной сеткой и сетчатым токоподводом, сборную камеру, расположенную в нижней части электролизера и сообщающуюся через каналы с межэлектродным пространством, образованным анодом и катодом, подсоединенными к источнику постоянного тока посредством токоподводов, и индикатором предельного заполнения пористой матрицы катода металлом (свидетельство РФ на полезную модель N 5184, C 25 B 7/00, 16.10.1997). The disadvantages of this device are the presence of an external pump and piping system with shutoff valves. This requires ensuring the tightness of external pumping systems, which complicates their maintenance and is fraught with the loss of precious metals. The closest technical solution chosen for the prototype is a submersible electrochemical module for processing solutions containing a vertically arranged cylindrical flow-through electrolyzer with a solution pumping unit located in the lower part of the cell with a coaxially located anode and cathode based on a volume-porous flow-through electrode material ( porous matrix), clamped on both sides by a pressing grid and a mesh current supply, a collection chamber located in the lower part of the electrolysis an era and communicating through channels with an interelectrode space formed by an anode and a cathode connected to a direct current source via current leads and an indicator of the maximum filling of the cathode porous matrix with metal (RF certificate for utility model N 5184, C 25 B 7/00, 10.16.1997) .

Недостатками прототипа являются невысокая эффективность работы, характеризуемая количеством металла, осаждаемого на единицу массы пористой матрицы, а также недостаточная надежность в работе, создающая неудобства при обслуживании. The disadvantages of the prototype are the low efficiency, characterized by the amount of metal deposited per unit mass of the porous matrix, as well as insufficient reliability, which creates inconvenience during maintenance.

Так, нижнее расположение узла прокачки раствора при верхнем расположении электродвигателя к нему требует установки длинного вала, соединяющего электродвигатель с крыльчаткой. Наличие взвешенных частиц в реальных производственных растворах приводит к износу трущихся частей узла прокачки раствора и возникновению вибрации, что в конечном итоге приводит к поломкам. So, the lower location of the solution pumping unit at the upper location of the electric motor to it requires the installation of a long shaft connecting the electric motor to the impeller. The presence of suspended particles in real industrial solutions leads to wear of the rubbing parts of the solution pumping unit and the occurrence of vibration, which ultimately leads to breakdowns.

Используемая в прототипе пористая матрица катода зажата с двух сторон токонепроводящей сеткой и сетчатым токоподводом, соединенным с источником постоянного тока. Это приводит к тому, что пористая матрица катода находится в зажатом состоянии, что уменьшает ее пористость, блокирует часть ее поверхности. В процессе работы пористая матрица срастается с зажимающей ее сеткой и сетчатым токоподводом. Ее последующее отделение с целью дальнейшей переработки превращается в весьма трудоемкую ручную операцию, чреватую потерями выделяемого металла. Used in the prototype, the porous matrix of the cathode is clamped on both sides by a non-conductive grid and a mesh current lead connected to a constant current source. This leads to the fact that the porous matrix of the cathode is in a clamped state, which reduces its porosity, blocks part of its surface. In the process, the porous matrix coalesces with a grid clamping it and a mesh current supply. Its subsequent separation for the purpose of further processing turns into a very labor-intensive manual operation, fraught with losses of emitted metal.

Фронтальная подача раствора, недостаточная пористость и малая глубина проникновения электродного процесса внутрь "зажатой" пористой матрицы катода приводит к быстрому снижению ее проходимости для обрабатываемых растворов и концентрации металла на фронтальной стороне катода, что усиливает дендритообразование и осыпание металла с поверхности катода. Frontal supply of the solution, insufficient porosity and a small depth of penetration of the electrode process into the “clamped” porous cathode matrix leads to a rapid decrease in its permeability for the treated solutions and the metal concentration on the front side of the cathode, which enhances dendritic formation and shedding of metal from the cathode surface.

Наиболее крупные дендриты осыпаются и блокируют каналы, соединяющие межэлектродное пространство со сборной камерой. Со временем это приводит к короткому замыканию с анодом. При подъеме погружного электрохимического модуля из раствора скопившийся в основании межэлектродного пространства осадок металла захватывается выходящим раствором и через каналы подачи попадает в слив отработанного раствора, то есть теряется. The largest dendrites crumble and block the channels connecting the interelectrode space with the collection chamber. Over time, this leads to a short circuit with the anode. When the submersible electrochemical module is lifted from the solution, the metal precipitate accumulated at the base of the interelectrode space is captured by the outgoing solution and through the feed channels it enters the waste solution discharge, that is, is lost.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в повышении надежности и эффективности работы электрохимического модуля, а также в упрощении его обслуживания. The problem solved by the claimed technical solution is to increase the reliability and efficiency of the electrochemical module, as well as to simplify its maintenance.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом автономном электрохимическом модуле для обработки растворов, включающем вертикальный цилиндрический проточный электролизер с узлом прокачки раствора и коаксиально расположенными анодом и катодом, выполненным на основе объемно-пористого проточного материала (пористой матрицы), токоподводы анода и катода, соединенные с источником постоянного тока, сборную камеру, размещенную в нижней части электролизера и сообщающуюся с межэлектродным пространством, и индикатор предельного заполнения катода металлом, узел прокачки раствора размещен в верхней части электролизера и выполнен обеспечивающим переменное направление циркуляции раствора через пористую матрицу катода, на внешней стороне сборной камеры закреплен проточный объемно-пористый материал катода, дополнительно модуль снабжен электродом сравнения, соединенным со входом потенциостата, первый выход которого подключен к электродвигателю узла прокачки раствора, а второй соединен с токопроводящими устройствами электродов, а также внешним анодом, соединенным с внутренним анодом. The problem is solved due to the fact that in the inventive stand-alone electrochemical module for processing solutions, including a vertical cylindrical flow electrolyzer with a solution pumping unit and coaxially arranged anode and cathode, based on a volume-porous flow material (porous matrix), current leads of the anode and cathode, connected to a direct current source, a collection chamber located at the bottom of the cell and communicating with the interelectrode space, and an indicator about filling the cathode with metal, the solution pumping unit is located in the upper part of the electrolyzer and is designed to provide a variable direction of circulation of the solution through the porous cathode matrix, a flow-through volume-porous cathode material is fixed on the outside of the collecting chamber, the module is additionally equipped with a reference electrode connected to the potentiostat input the output of which is connected to the electric motor of the solution pumping unit, and the second is connected to the conductive devices of the electrodes, as well as to the external anode, connected with an internal anode.

Катод автономного электрохимического модуля предпочтительно выполнен из металлизированного синтепона (утеплителя объемного) и снабжен локальным кольцевым токоподводом, установленным на внешней стороне верхней части электролизера. The cathode of the autonomous electrochemical module is preferably made of metallized syntepon (bulk insulation) and is equipped with a local ring current supply mounted on the outside of the upper part of the electrolyzer.

Индикатор предельного заполнения катода металлом выполнен в виде выталкиваемого поршня, соединенного или с самоблокирующим указателем, или с устройством включения сигнализации, или с устройством регулировки скорости протока раствора, или с устройством выключения модуля. The indicator of the maximum filling of the cathode with metal is made in the form of a pushed piston connected either to a self-locking indicator, or to an alarm switching device, or to a solution flow rate adjustment device, or to a module shutdown device.

Проведенный анализ уровня техники, включающей поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемому, не обнаружены. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, made it possible to establish that technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed were not found.

Заявляемое техническое решение по отношению к прототипу обладает следующими существенными отличительными признаками:
- узел прокачки раствора размещен в верхней части электролизера и выполнен обеспечивающим периодическую реверсивную циркуляцию раствора через катод;
- сборная камера выполнена открытой со стороны межэлектродного пространства и на внешней стороне ее закреплен проточный объемно-пористый материал катода;
- дополнительно модуль снабжен электродом сравнения;
- электрод сравнения соединен со входом потенциостата, первый выход которого подключен к электродвигателю узла прокачки раствора, а второй - соединен с токопроводящими устройствами электродов;
- дополнительно модуль снабжен внешним анодом, соединенным с внутренним анодом.
The claimed technical solution in relation to the prototype has the following significant distinguishing features:
- the node pumping the solution is located in the upper part of the electrolyzer and is designed to provide periodic reverse circulation of the solution through the cathode;
- the collection chamber is made open from the side of the interelectrode space and flow-through volume-porous cathode material is fixed on its outer side;
- the module is additionally equipped with a reference electrode;
- the reference electrode is connected to the input of the potentiostat, the first output of which is connected to the electric motor of the solution pumping unit, and the second is connected to the conductive devices of the electrodes;
- in addition, the module is equipped with an external anode connected to the internal anode.

Совокупность существенных отличий заявляемого технического решения и взаимосвязь между ними, а также дополнительно введенные элементы заявляемого устройства по сравнению с выбранным прототипом позволяет решить поставленную задачу и сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию "новизна" по действующему законодательству. The set of significant differences of the claimed technical solution and the relationship between them, as well as additionally introduced elements of the claimed device in comparison with the selected prototype allows us to solve the problem and conclude that this technical solution meets the criterion of "novelty" according to current legislation.

Сведений об известности отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупностях признаков известных технических решений с достижением тех же результатов, как у заявляемого, не найдено. На основании этого сделан вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Компактное расположение узла прокачки раствора в верхней части электролизера упрощает конструкцию электрохимического модуля, способствует сокращению расхода электроэнергии за счет уменьшения нагрузки на электродвигатель, что позволяет без дополнительных затрат увеличить скорость протока раствора и повысить эффективность электролиза. Information about the fame of the distinguishing features of the claimed technical solution in the totality of the signs of the known technical solutions with the achievement of the same results as the claimed, was not found. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step". The compact location of the solution pumping unit in the upper part of the electrolyzer simplifies the design of the electrochemical module, helps to reduce energy consumption by reducing the load on the electric motor, which allows increasing the flow rate of the solution and increasing the efficiency of electrolysis at no additional cost.

Периодическая перемена направления подачи раствора через проточный объемно-пористый катод обеспечивает доставку к тыльной и фронтальной сторонам электродного материала более концентрированного раствора, что способствует более равномерному распределению металла по толщине электродного материала и более полному заполнению пористой матрицы осадком металла. A periodic change in the direction of the solution supply through the flowing volume-porous cathode ensures the delivery of a more concentrated solution to the back and front sides of the electrode material, which contributes to a more uniform distribution of the metal over the thickness of the electrode material and a more complete filling of the porous matrix with a metal precipitate.

Контроль потенциала, изменяющегося в процессе работы, с помощью электрода сравнения предотвращает возможное разложение раствора и обеспечивает оптимальное регулирование тока электролиза при фронтальном и тыльном направлениях протока раствора через объемно-пористый катод. Monitoring the potential that changes during operation using the reference electrode prevents possible decomposition of the solution and provides optimal control of the electrolysis current in the frontal and backward directions of the solution flow through the space-porous cathode.

Сборная камера выполнена открытой со стороны межэлектродного пространства и соединена верхним своим концом с катодом, что обеспечивает беспрепятственное поступление в камеру осыпающегося металла, исключает его потери и упрощает обслуживание. The prefabricated chamber is made open from the side of the interelectrode space and is connected with its upper end to the cathode, which ensures unhindered entry of crumbling metal into the chamber, eliminates its loss and simplifies maintenance.

Внешний анод заявляемого технического решения, соединенный с внутренним, служит для достижения максимально возможного количества металла, осаждаемого на единицу массы пористой матрицы. The external anode of the claimed technical solution, connected to the internal one, serves to achieve the maximum possible amount of metal deposited per unit mass of the porous matrix.

Предпочтительно в заявляемом техническом решении в качестве катода на основе проточного объемно-пористого материала, использовать металлизированный синтепон (утеплитель объемный -ТУ-075 061-04-66-93), который благодаря высокой электропроводности и прочности исключает необходимость в прижимном проточном токоподводе и прижимной сетке (достаточно иметь локальный кольцевой токоподвод), что значительно упрощает его конструкцию и обслуживание при установке и удалении пористой матрицы с осажденным металлом. It is preferable in the claimed technical solution as a cathode based on flowing volume-porous material to use a metallized sintepon (volume insulation -TU-075 061-04-66-93), which, due to its high electrical conductivity and strength, eliminates the need for a clamping current supply and clamping grid (it is enough to have a local ring current supply), which greatly simplifies its design and maintenance when installing and removing a porous matrix with deposited metal.

В результате создаются условия эксплуатации электродного материала в свободном, "несжатом" состоянии, благодаря чему устраняются указанные выше недостатки, вызванные частичным экранированием поверхности электродного материала, облегчается распространение целевого процесса на всю толщину проточного объемно-пористого катода, а также увеличивается количество осаждаемого металла на единицу массы пористой матрицы. As a result, operating conditions of the electrode material in a free, “uncompressed” state are created, which eliminates the above disadvantages caused by partial screening of the surface of the electrode material, facilitates the spread of the target process over the entire thickness of the flow space-porous cathode, and also increases the amount of deposited metal per unit mass of the porous matrix.

Индикатор предельного заполнения катода металлом, выполненный в виде выталкиваемого поршня и соединенный с самоблокирующим указателем или устройством включения сигнализации, или с устройством регулировки скорости протока раствора, или с устройством выключения модуля, прост, надежен и удобен в эксплуатации. The indicator of the maximum filling of the cathode with metal, made in the form of an ejected piston and connected to a self-locking indicator or an alarm triggering device, or a solution flow rate adjustment device, or a module shutdown device, is simple, reliable and convenient to operate.

На чертеже схематически изображен автономный электрохимический модуль для обработки растворов, продольный разрез. The drawing schematically shows an autonomous electrochemical module for processing solutions, a longitudinal section.

Автономный электрохимический модуль для обработки растворов содержит вертикально расположенный цилиндрический проточный электролизер 1, соединенный с узлом прокачки раствора 2, катод 3, выполненный на основе проточного объемно-пористого материала, внутренний анод 4 и внешний анод 5, электрод сравнения 6, соединенный со входом потенциостата 7, первый выход которого 8 подключен к электродвигателю 9 узла прокачки раствора, а второй 10 соединен с токоподводящими устройствами 11 и 12, соединенных с внутренним анодом 4 и катодом 3 предпочтительно с помощью локального токоподводящего кольца 13, сборная камера 14, открытая со стороны межэлектродного пространства. Катод на основе проточного объемно-пористого материала 3 закреплен на внешней стороне электролизера 1 и соединен с локальным токоподводящим кольцом 13 с одной стороны, а с другой стороны закреплен на внешней стороне сборной камеры 14. Модуль содержит также индикатор предельного заполнения объемно-пористого материала катода металлом, выполненного в виде поршня 15 и самоблокирующего указателя предельного заполнения 16. The autonomous electrochemical module for processing solutions contains a vertically arranged cylindrical flow-through electrolyzer 1 connected to a solution pumping unit 2, a cathode 3 made on the basis of flow-through porous material, an internal anode 4 and an external anode 5, a reference electrode 6 connected to the input of the potentiostat 7 the first output of which 8 is connected to an electric motor 9 of the solution pumping unit, and the second 10 is connected to current-carrying devices 11 and 12 connected to the internal anode 4 and cathode 3, preferably with with the help of a local current-supply ring 13, a collection chamber 14, open from the side of the interelectrode space. A cathode based on flow-through volume-porous material 3 is fixed on the outer side of the electrolyzer 1 and connected to the local current-supply ring 13 on one side and, on the other hand, is fixed on the outside of the collection chamber 14. The module also contains an indicator of the maximum filling of the volume-porous cathode material with metal made in the form of a piston 15 and a self-locking limit filling indicator 16.

Автономный электрохимический модуль работает следующим образом. Autonomous electrochemical module operates as follows.

Перед началом работы для предотвращения возможного разложения раствора и достижения высокой скорости и высокой степени извлечения металла устанавливается оптимальное значение потенциала в потенциостате 7. Автономный электрохимический модуль погружается в емкость с раствором. Электрические выводы потенциостата 7 подключаются к соответствующим клеммам автономного электрохимического модуля. С помощью электродвигателя 9 приводится во вращение крыльчатка 17 и раствор подается в межэлектродное пространство, проходит через объемно-пористый электродный материал 3 и поступает в общий объем раствора. При этом потенциал электрода сравнения 6 поступает на вход потенциостата 7, который регулирует ток электролиза таким образом, чтобы потенциал электрода сравнения 6 не превышал заданного оптимального значения. При прохождении электрического тока на объемно-пористом электродном материале протекают процессы восстановления, например восстановления ионов металла до металла. Через заданное время плавно меняется напряжение питания электродвигателя 9 на противоположное, при этом изменяется направление протока раствора через электродный материал. В этом случае раствор поступает в межэлектродное пространство через объемно-пористый электродный материал и его концентрация по ионам металла ниже, чем на входе, вследствие чего возрастает падение напряжения на участке электрод сравнения 6 - электродный материал 3. Потенциостат 7 уменьшает ток электролиза так, чтобы потенциал электрода сравнения 6 не превышал заданного значения. Before starting work, in order to prevent possible decomposition of the solution and to achieve a high speed and a high degree of metal recovery, the optimal potential value is set in the potentiostat 7. The autonomous electrochemical module is immersed in a container with the solution. The electrical terminals of the potentiostat 7 are connected to the corresponding terminals of the autonomous electrochemical module. Using an electric motor 9, the impeller 17 is rotated and the solution is supplied into the interelectrode space, passes through the volume-porous electrode material 3, and enters the total volume of the solution. The potential of the reference electrode 6 is supplied to the input of the potentiostat 7, which regulates the electrolysis current so that the potential of the reference electrode 6 does not exceed a predetermined optimal value. With the passage of an electric current on a volume-porous electrode material, reduction processes take place, for example, reduction of metal ions to metal. After a specified time, the supply voltage of the electric motor 9 smoothly changes to the opposite, while the direction of the solution flow through the electrode material changes. In this case, the solution enters the interelectrode space through a volume-porous electrode material and its concentration of metal ions is lower than at the input, as a result of which the voltage drop across the reference electrode 6 - electrode material 3 increases. Potentiostat 7 reduces the electrolysis current so that the potential reference electrode 6 did not exceed a predetermined value.

Автоматическая регулировка тока электролиза происходит также и в процессе постепенного обеднения раствора. Во время электролиза частицы металла, не закрепившиеся на катоде, осыпаются и беспрепятственно попадают в сборную камеру 14. По мере заполнения металлом пористого катода (при постоянной скорости протока) его гидродинамическое сопротивление растет, а при фронтальной подаче раствора давление в межэлектродном пространстве будет повышаться. Из-за повышения давления происходит выталкивание поршня 15, соединенного с самоблокирующим указателем предельного заполнения 16 пористой матрицы металлом, указывающего на необходимость ее замены. Следует отметить, что поршень 15 может быть соединен с устройствами включения сигнализации, регулировки скорости протока раствора, выключения модуля и т.д. Automatic adjustment of the electrolysis current also occurs during the gradual depletion of the solution. During electrolysis, metal particles that are not fixed on the cathode crumble and freely enter the collection chamber 14. As the porous cathode is filled with metal (at a constant flow rate), its hydrodynamic resistance increases, and when the solution is frontally supplied, the pressure in the interelectrode space will increase. Due to the increase in pressure, the piston 15 is pushed out, connected to a self-locking indicator of the maximum filling 16 of the porous matrix with metal, indicating the need for its replacement. It should be noted that the piston 15 can be connected to devices for switching on an alarm, adjusting the flow rate of a solution, turning off a module, etc.

Для улучшения равномерности работы пористого катода и достижения максимального количества металла, осаждаемого на электродном материале, используется внешний анод 5, соединенный с внутренним анодом 4. При достижении минимального значения тока электролиза, соответствующего заданной минимальной концентрации металла в растворе, потенциостат 7 выдает сигнал об окончании электролиза. To improve the uniformity of the work of the porous cathode and to achieve the maximum amount of metal deposited on the electrode material, an external anode 5 connected to the internal anode 4 is used. When the minimum value of the electrolysis current corresponding to the specified minimum concentration of metal in the solution is reached, the potentiostat 7 gives a signal about the end of the electrolysis .

Изготовлен опытный образец автономного электрохимического модуля и проведены его сравнительные испытания с постоянно действующим на электролизном участке издательско-полиграфического предприятия "Советская Сибирь" погружным электрохимическим модулем ПМ-1 - прототип. Процесс извлечения серебра из отработанных фиксажный растворов проводили без разделения электродных пространств. Катод прототипа представляет один слой углеродного войлока типа КНМ (видимая поверхность 20 дм2, исходный вес 55 г, толщина 0,4 см), зажатый между токонепроводящей сеткой и цилиндрическим сетчатым токоподводом. Катод заявляемого автономного электрохимического модуля представляет один слой синтепона, металлизированного серебром (видимая поверхность 20 дм2, исходный вес 27 г, толщина слоя 1,3 см), соединенного с локальным кольцевым токоподводом. Осаждение серебра из новых порций фоторастворов вели до прекращения протока раствора через объемно-пористый катод (заполнение катода металлом). В прототипе на это указывало появление раствора из специального штуцера. После разборки катодов и сушки пористых матриц масса углеродного войлока типа КНМ, заполненного металлом, составила 1376 г, а масса синтепона с осадком металла 5208 г.A prototype of an autonomous electrochemical module was manufactured and its comparative tests were carried out with a submersible electrochemical module PM-1 - a prototype, which is constantly operating on the electrolysis section of the Sovetskaya Sibir publishing house. The process of extracting silver from spent fixative solutions was carried out without separation of the electrode spaces. The cathode of the prototype represents one layer of carbon felt of the KNM type (visible surface 20 dm 2 , initial weight 55 g, thickness 0.4 cm) sandwiched between a non-conductive grid and a cylindrical mesh current supply. The cathode of the inventive autonomous electrochemical module represents one layer of synthetic winterizer metallized with silver (visible surface 20 dm 2 , initial weight 27 g, layer thickness 1.3 cm) connected to a local ring current supply. Silver was precipitated from new portions of the photographic solutions until the flow of the solution through the porous bulk cathode stopped (filling the cathode with metal). In the prototype, this was indicated by the appearance of a solution from a special fitting. After disassembling the cathodes and drying the porous matrices, the mass of carbon felt of the KNM type filled with metal was 1376 g, and the mass of sintepon with a metal deposit of 5208 g.

Таким образом, конструктивные отличия предложенного автономного электрохимического модуля и их взаимосвязи в сравнении с прототипом позволяет повысить надежность и эффективность работы модуля, обеспечить рост количества металлического осадка на единицу массы пористой матрицы, а также большую периодичность замены катода и значительное упрощение в его обслуживании. Thus, the structural differences of the proposed autonomous electrochemical module and their relationship in comparison with the prototype allows to increase the reliability and efficiency of the module, to ensure an increase in the amount of metal deposit per unit mass of the porous matrix, as well as a large periodicity of cathode replacement and a significant simplification in its maintenance.

Claims (3)

1. Автономный электрохимический модуль для обработки растворов, включающий вертикальный цилиндрический проточный электролизер с узлом прокачки раствора, коаксиально расположенными анодом и катодом, выполненным на основе проточного объемно-пористого электродного материала, токоподвод анода и катода, соединенные с источником постоянного тока, сборную камеру, размещенную в нижней части электролизера и сообщающуюся с межэлектродным пространством, и индикатор предельного заполнения катода металлом, отличающийся тем, что узел прокачки раствора размещен в верхней части электролизера и выполнен обеспечивающим периодическую реверсивную циркуляцию раствора через катод, сборная камера выполнена открытой со стороны межэлектродного пространства и на внешней стороне ее закреплен проточный объемно-пористый материал катода, дополнительно модуль снабжен электродом сравнения, соединенным с входом потенциостата, первый выход которого подключен к электродвигателю узла прокачки раствора, а второй соединен с токоподводящими устройствами электродов, и внешним анодом, соединенным с внутренним анодом. 1. Autonomous electrochemical module for processing solutions, including a vertical cylindrical flow electrolyzer with a solution pumping unit, coaxially located anode and cathode based on a flow-through porous electrode material, current supply of the anode and cathode connected to a direct current source, a collection chamber placed in the lower part of the cell and communicating with the interelectrode space, and an indicator of the maximum cathode filling with metal, characterized in that the pumping unit p The solution is located in the upper part of the electrolyzer and is designed to provide periodic reverse circulation of the solution through the cathode, the collection chamber is made open from the side of the interelectrode space and the flow-through volume-porous cathode material is fixed on its outside, the module is additionally equipped with a reference electrode connected to the input of the potentiostat, the first output which is connected to the electric motor of the solution pumping unit, and the second is connected to the current-carrying devices of the electrodes, and the external anode, are connected m with an internal anode. 2. Автономный электрохимический модуль по п.1, отличающийся тем, что катод на основе объемно-пористого электродного материала выполнен из металлизированного синтепона и снабжен локальным кольцевым токоподводом, установленным на внешней стороне верхней части электролизера. 2. The stand-alone electrochemical module according to claim 1, characterized in that the cathode based on a volume-porous electrode material is made of metallized sintepon and is equipped with a local ring current supply mounted on the outer side of the upper part of the cell. 3. Автономный электрохимический модуль по п.1, отличающийся тем, что индикатор предельного заполнения катода металлом выполнен в виде выталкиваемого поршня, соединенного или с самоблокирующим указателем, или с устройством включения сигнализации, или с устройством регулировки скорости протока, или с устройством выключения модуля. 3. The stand-alone electrochemical module according to claim 1, characterized in that the indicator of the maximum cathode filling with metal is made in the form of an ejected piston connected either to a self-locking indicator, or to an alarm switching device, or to a flow rate adjustment device, or to turn off the module.
RU2000114134/12A 2000-06-02 2000-06-02 Self-contained electrochemical module RU2172796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000114134/12A RU2172796C1 (en) 2000-06-02 2000-06-02 Self-contained electrochemical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000114134/12A RU2172796C1 (en) 2000-06-02 2000-06-02 Self-contained electrochemical module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2172796C1 true RU2172796C1 (en) 2001-08-27

Family

ID=38315306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000114134/12A RU2172796C1 (en) 2000-06-02 2000-06-02 Self-contained electrochemical module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2172796C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555310C2 (en) * 2011-10-04 2015-07-10 Республиканское Государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Национальный центр по комплексной преработке минерального сырья Республики Казахстан" Комитета промышленности Министерства индустрии новых технологий Республики Казахстан "Восточный научно-исследовательский горно-металлурги Electrolyser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555310C2 (en) * 2011-10-04 2015-07-10 Республиканское Государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Национальный центр по комплексной преработке минерального сырья Республики Казахстан" Комитета промышленности Министерства индустрии новых технологий Республики Казахстан "Восточный научно-исследовательский горно-металлурги Electrolyser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101538723B (en) Electrolysis unit for efficiently recovering heavy metal ions
US4367132A (en) Method for removing liquid from chemically-precipitated sludge
JPS6119319B2 (en)
KR101022946B1 (en) Electrolyzer for withdrawing valuable metal which having more contact specific surface area
TW201120253A (en) Electrolyzer for withdrawing valuable metal which having more contact specific surface area
JP5645036B2 (en) Electrolyzer for recovering valuable metals with increased contact specific surface area
JP4484414B2 (en) Method and apparatus for adjusting metal ion concentration in an electrolyte fluid, method of using the method and method of using the apparatus
JP6255423B2 (en) Metal air battery
WO2001090442A9 (en) Cathode for electrochemical regeneration of permanganate etching solutions
KR100874684B1 (en) Method and apparatus for high rated jewerly recovering
RU2172796C1 (en) Self-contained electrochemical module
CN201525768U (en) Spiral wound micro-electrolytic water treatment device
KR102400469B1 (en) Electrolytic cell and electrode plate for electrolytic cell
CN106904772A (en) A kind of three-dimensional electrocatalytic oxidation shale gas fracturing outlet liquid processing unit and method
Adams et al. Electrochemical oxidation of ferrous iron in very dilute solutions
RU5184U1 (en) SUBMERSIBLE ELECTROCHEMICAL MODULE
CN113816466A (en) Synchronous corrosion prevention and phosphorus removal device and method for integrated sewage treatment equipment
Hor et al. Removal and recovery of copper via a galvanic cementation system Part I: Single-pass reactor
CN207047333U (en) A kind of multistage infiltration electrolysis machine
RU2178017C2 (en) Bulke porous electrode material and flow- through electrode on its base
CN219817466U (en) Electric-chemical leaching combined restoration device for uranium mine soil pollution
RU216406U1 (en) Carbon-porous flow electrode for the extraction of chromium from aggressive solutions
CN217536195U (en) Bar-shaped anode structure of titanium-based lead dioxide for cyclone electrolysis
RU2612248C1 (en) Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation
CN214115008U (en) Electrolytic wastewater treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070514

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20080123

QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 20070514

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090603

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20070514

Effective date: 20090415