RU2418083C2 - Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей - Google Patents
Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418083C2 RU2418083C2 RU2009125864/02A RU2009125864A RU2418083C2 RU 2418083 C2 RU2418083 C2 RU 2418083C2 RU 2009125864/02 A RU2009125864/02 A RU 2009125864/02A RU 2009125864 A RU2009125864 A RU 2009125864A RU 2418083 C2 RU2418083 C2 RU 2418083C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- lead
- graphite
- electrolyser
- anode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электролизеру для рафинирования свинца в солевом расплаве. Электролизер содержит электролизную ванну, анод, катод и сборник катодного свинца. При этом электролизная ванна выполнена из жаропрочного бетона. Анод размещен в углублении ванны и выполнен в виде графитовой подины со стальным токоподводом, а катод выполнен в виде двух цилиндров из графита, непосредственно под которыми расположены желоба для стока катодного свинца в сборники. Технический результат заключается в увеличении производительности электролизера, уменьшении энерго- и трудозатрат, повышении надежности работы электролизера. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, к рафинированию цветных металлов и сплавов электрохимическим способом в расплавах солей.
Известны электролизеры и конструкции электролизных ванн для рафинирования металлов в расплавах:
1. Делимарский Ю.К., Зарубицкий О.Г. Электрохимическое рафинирование тяжелых металлов в ионных расплавах. - М., Металлургия, 1975, с.181, 235-236.
2. Патент СССР №389164, заявка №1673962 от 25.06.71 г. «Электролизная ванна для рафинирования металлов в расплавах».
Конструкция ванны включает емкость, футерованную огнеупорным материалом, аноды, вертикально расположенные металлические катоды с желобами для стока жидкого металла, сборник для катодного металла.
3. Патент СССР №449990, заявка №1889095 от 20.02.1973 г. «Электролизер для разделения сплавов жидких тяжелых цветных металлов».
Ванна электролизера выполнена из электропроводного материала с анодной емкостью из диэлектрика, в частности кварца, ванна снабжена вакуумным ковшом.
Общим недостатком аналогов является использование для сбора металла чащи из диэлектрика (кварц, базальт, муллит). Такую конструкцию трудно реализовать при многотоннажном производстве.
Наиболее близким к заявленному изобретению является Патент РФ №2114936, заявка №96122991/02 от 03.12.1996 «Электролизер для разделения металлов в расплаве солей». Электролизер включает круглую футерованную обогреваемую катодную ванну и помещенную в нее анодную чашу из кварца с графитовым токоподводом, изолированным кварцевой трубой, катод в виде кольцевого конусного экрана, укрепленный над анодной чашей, сборник в виде сифонного кармана с нижней сифонной щелью и сливное отверстие.
К недостаткам данной конструкции электролизера относится наличие хрупких деталей: анодная чаша из кварца, кварцевый чехол токоподвода. Использование конусного экрана в качестве катода, укрепленного над анодной чашей, приводит к уменьшению выхода конечного продукта из-за попадания катодного металла обратно в анодную чашу.
Полученный катодный металл в электролизере по прототипу оставляют в качестве оборотного металла, в результате он будет накапливаться, и периодически его нужно будет подгружать в электролизер с исходным сырьем, что уменьшит выход готовой продукции, кроме того, на его переработку будет расходоваться дополнительная электроэнергия.
Задача настоящего изобретения заключается в увеличении производительности электролизера, уменьшении энерго- и трудозатрат и повышении надежности работы электролизера.
В предлагаемом электролизере электролизная ванна прямоугольной формы выполнена из жаропрочного бетона, заключена в металлический кожух, анод размещен в углублении ванны и выполнен в виде графитовой подины со стальным токоподводом, катод выполнен в виде двух цилиндров из графита, непосредственно под катодами расположены желоба для стока катодного свинца в сборники. Роль желобов для транспорта и сборников для сбора катодного свинца выполняют углубления в бетоне под катодами. Это предотвращает контакт конструкционного металла с электролитом и загрязнение расплава примесями, в частности железом.
На фиг.1, изображен электролизер, продольный разрез, на фиг.2 - то же, поперечный разрез. Электролизная ванна выполнена в виде прямоугольной емкости из жаропрочного бетона на высокоглиноземистой связке, заключенной в металлический кожух (1). Анод выполнен в виде графитовой подины (2), ниппеля (3), прикрепленного к графитовой подине резьбовым соединением, стальной пластины (4) сечением 200×20, приваренной к ниппелю. Стальной токоподвод монтируется на стадии футеровки корпуса электролизной ванны. Катоды (5) выполнены в виде цилиндров из графита. Причем по окружности любая точка цилиндрического катода не выходит за край желоба, в который стекает выделившийся свинец. Такая конструкция катодов обеспечивает равномерное распределение плотности тока и высокий выход по свинцу. Токоподводы к катодам осуществляются с помощью ниппелей (6) и пластин (7). Сборники катодного свинца (8) выполнены в виде углублений в бетоне, в которые свинец стекает по желобам (9), находящихся непосредственно под катодами. Расстояние между цилиндрическим катодом и желобом для стока катодного свинца составляет 2-3 мм. Для теплоизоляции верхней части электролизной ванны и ее герметизации имеется съемная крышка (10).
Электролизер работает следующим образом. В электролизную ванну загружается 120 кг чернового свинца (12), полученного из аккумуляторного лома, содержащего 2-3% сурьмы, 0,02-0,05% висмута, 0,01-0,02% мышьяка, серебра - менее 0,0005%, свинец - остальное; электролит PbCl2-KCl (50-50 мол.%) (11). При прохождении постоянного тока происходит ионизация металлического свинца до катионов Рb+2, которые переходят в солевой расплав, а затем разряжаются на графитовых цилиндрических катодах (5). При этом металл стекает по поверхности катода в желоб и скапливается в сборнике катодного свинца (8). По мере уменьшения объема анодного металла электролизная ванна догружается черновым свинцом без остановки процесса электролиза. Катодная плотность тока 0,8-1,5 А/см2. Напряжение на ванне 4,5 В. Расход электроэнергии 800 кВт·ч/т.
Электролизер испытали на нагрузку 500-700А в течение 17 суток в электролите из хлоридов калия и свинца в интервале температур от 500 до 600°С. Разогрев проводили за счет тепла, выделяющегося при прохождении постоянного тока через расплавленный электролит. Рафинированию подвергался черновой свинец, полученный из аккумуляторного лома. В результате рафинирования получен очищенный свинец, соответствующий марке С3С по ГОСТ 3778-98.
Химический анализ катодного свинца | ||||||||||
Дата | Pb | Ag | Cu | Zn | Bi | As | Sn | Sb | Fe | Ni |
7.07 | 99,76 | 0,0004 | 0,01 | 0,0004 | 0,0013 | 0,0341 | 0,0007 | 0,2 | <0,0003 | 0,0012 |
8.07 | 99,87 | 0,0002 | 0,01 | 0,0003 | 0,0005 | 0,064 | 0,0014 | 0,046 | <0,0003 | 0,0004 |
9.07 | 99,91 | 0,0003 | 0,01 | 0,0002 | 0,0006 | 0,025 | 0,0012 | 0,037 | 0,0008 | 0,0006 |
10.07 | 99,94 | 0,0002 | 0,01 | 0,0003 | 0,0005 | 0,011 | 0,0006 | 0,028 | <0,0003 | 0,0003 |
11.07 | 99,95 | 0,0002 | 0,01 | 0,0003 | 0,0005 | 0,012 | 0,0016 | 0,015 | <0,0003 | 0,0004 |
12.07 | 99,93 | 0,0002 | 0,01 | 0,0004 | 0,0005 | 0,006 | 0,0043 | 0,03 | <0,0003 | 0,0007 |
13.07 | 99,92 | 0,0002 | 0,02 | 0,0003 | 0,0005 | 0,006 | 0,0026 | 0,03 | <0,0003 | 0,0009 |
14.07 | 99,69 | 0,0002 | 0,09 | 0,0004 | 0,0005 | 0,005 | 0,0016 | 0,2 | 0,0011 | 0,0005 |
18.07 | 99,92 | 0,0001 | 0,09 | 0,0004 | 0,0005 | 0,0005 | 0,0007 | 0,032 | <0,0003 | 0,0005 |
21.07 | 99,69 | 0,0003 | 0,09 | 0,0004 | 0,0015 | 0,0021 | 0,0016 | 0,2 | <0,0003 | 0,0005 |
В конце испытаний не было замечено коррозионного разрушения графитовых электродов, бетонного корпуса, контактирующего с расплавом и металлом. В процессе электролиза обеспечиваются заданные технологические параметры, надежно фиксируются уровни электролита и металла. В отличие от прототипа разделение анодного и катодного металлов осуществляется перегородками из жаропрочного бетона, исключая наличие хрупких деталей: анодной чаши из кварца, кварцевого чехла токоподвода, что свидетельствует о повышении надежности работы электролизера.
Увеличение производительности достигается за счет более высокой катодной плотности тока. В нашем случае она в полтора раза превышает катодную плотность тока, предлагаемую в прототипе, следовательно, за одно и тоже время на единице площади катода выделится в расчете на массу в полтора раза больше катодного свинца. Уменьшение энерго- и трудозатрат достигается в результате получения на катоде свинца, который выводился из технологического цикла в качестве готового продукта. В прототипе катодный свинец направляется в оборот, что требует дополнительных энерго- и трудозатрат.
Предложенный электролизер может быть использован для разделения сурьмы и свинца - чернового свинца, полученного из аккумуляторного лома, и для разделения висмута и свинца висмутовых дроссов.
Claims (6)
1. Электролизер для рафинирования свинца в солевом расплаве, содержащий электролизную ванну, анод, катод и сборник катодного свинца, отличающийся тем, что электролизная ванна выполнена из жаропрочного бетона, анод размещен в углублении ванны и выполнен в виде графитовой подины со стальным токоподводом, катод выполнен в виде двух цилиндров из графита, непосредственно под которыми расположены желоба для стока катодного свинца в сборники.
2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что электролизная ванна выполнена в виде прямоугольной емкости.
3. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катоды выполнены со стальными токоподводами.
4. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что желоба для стока катодного свинца выполнены из жаропрочного бетона.
5. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что сборники катодного свинца выполнены в виде углублений в жаропрочном бетоне.
6. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что желоба для стока катодного свинца расположены под цилиндрическими катодами на расстоянии 2-3 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125864/02A RU2418083C2 (ru) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125864/02A RU2418083C2 (ru) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009125864A RU2009125864A (ru) | 2011-01-10 |
RU2418083C2 true RU2418083C2 (ru) | 2011-05-10 |
Family
ID=44054326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009125864/02A RU2418083C2 (ru) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2418083C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736620C2 (ru) * | 2020-05-14 | 2020-11-19 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Электролизер для извлечения висмута из свинцового сплава в электролите гидроксида натрия |
-
2009
- 2009-06-19 RU RU2009125864/02A patent/RU2418083C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736620C2 (ru) * | 2020-05-14 | 2020-11-19 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Электролизер для извлечения висмута из свинцового сплава в электролите гидроксида натрия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009125864A (ru) | 2011-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11001931B2 (en) | Systems and methods for purifying aluminum | |
US2480474A (en) | Method of producing aluminum | |
US20190032232A1 (en) | Systems and methods of protecting electrolysis cells | |
WO2016082726A1 (zh) | 一种电解炉 | |
AU2015315380B2 (en) | Systems and methods of protecting electrolysis cell sidewalls | |
RU2642782C2 (ru) | Системы и способы защиты боковых стенок электролизера | |
US20180209056A1 (en) | Systems and methods of protecting electrolysis cell sidewalls | |
US4699704A (en) | Electrolytic cell for a molten salt | |
RU2418083C2 (ru) | Электролизер для рафинирования свинца в расплаве солей | |
RU2689475C1 (ru) | Устройство для производства алюминия высокой чистоты с безуглеродными анодами электролизом и способ его осуществления | |
RU2722605C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
RU2696124C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
US3265606A (en) | Electrolytic cell for preparation of alloys of lead with alkaline metals | |
US2579551A (en) | Electrolytic process and apparatus for making copper dust | |
RU2449059C2 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
RU2621084C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
RU2809349C1 (ru) | Устройство электрохимического рафинирования алюминия в электролизерах (варианты) | |
RU2275443C2 (ru) | Многополярная электролизная ванна для получения жидких металлов электролизом расплавов и способ установки электролизных ванн | |
RU2454490C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
SU449990A1 (ru) | Электролизер дл разделени сплавов жидких т желых цветных металлов | |
WO2024177534A1 (ru) | Cпособ и устройство электрохимического рафинирования алюминия в электролизерах (варианты) | |
RU2425913C1 (ru) | Способ получения магния и диоксида углерода из оксидно-фторидных расплавов в биполярном электролизере | |
RU120102U1 (ru) | Установка для рафинирования чернового свинца | |
CA1167410A (en) | Electrolyser for producing and refining non-ferrous metals and alloys thereof | |
RU2256008C1 (ru) | Электролизер для получения алюминия с самообжигающимся анодом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150620 |