RU2610095C2 - Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts - Google Patents
Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610095C2 RU2610095C2 RU2015119708A RU2015119708A RU2610095C2 RU 2610095 C2 RU2610095 C2 RU 2610095C2 RU 2015119708 A RU2015119708 A RU 2015119708A RU 2015119708 A RU2015119708 A RU 2015119708A RU 2610095 C2 RU2610095 C2 RU 2610095C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- alloy
- siphon
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электрохимическим методам выделения металлов из расплава.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to electrochemical methods for the separation of metals from a melt.
Известен электролизер для рафинирования легкоплавких металлов [1 – Пат. России №2450091], содержащий обогреваемые катодную и анодную полости, разделенные вертикальными пористыми диафрагмами пропитанных электролитом, разделенные кольцевыми прокладками с разными углами наклона внутренних стенок с нижними вырезами с образованием капиллярных каналов стока металлов в индивидуальные сборники продуктов.Known electrolyzer for refining low-melting metals [1 - Pat. No. 2450091], containing heated cathodic and anodic cavities, separated by vertical porous diaphragms impregnated with electrolyte, separated by annular gaskets with different angles of inclination of the inner walls with lower cutouts with the formation of capillary channels for the flow of metals into individual product collections.
Недостаток электролизера состоит в необходимости регулярной остановки для разгрузки и загрузки анодной ванны и повторного запуска.The disadvantage of the cell is the need for regular shutdown for unloading and loading the anode bath and restart.
Известен и принятый за прототип [2 - Патент России №2512724] электролизер, содержащий обогреваемые катодную и анодную полости, разделенные вертикальными пористыми вертикальными диафрагмами, пропитанных электролитом, которые в свою очередь разделены прокладками с вырезами с образованием каналов стока металлов в индивидуальные сборники продуктов. Анодная прокладка снабжена центральной перегородкой, а в анодную полость вставлена П-образная перегородка с образованием сифонных окон, а боковая стенка анодной прокладки снабжена наклонным каналом стока анодного сплава.Known and adopted for the prototype [2 - Patent of Russia No. 2512724] an electrolyzer containing heated cathode and anode cavities separated by vertical porous vertical diaphragms impregnated with electrolyte, which in turn are separated by gaskets with cutouts to form metal drain channels into individual product collections. The anode gasket is provided with a central partition, and a U-shaped partition is inserted into the anode cavity to form siphon windows, and the side wall of the anode gasket is provided with an inclined drain channel of the anode alloy.
Недостатком электролизера по прототипу является то, что каналы стока продуктов расположены на открытой поверхности параллельно обогреваемой стенки, что ведет к окислению более активных электроотрицательных металлов и снижает выход готовой продукции.The disadvantage of the electrolyzer according to the prototype is that the channels of the product drain are located on the open surface of a parallel heated wall, which leads to the oxidation of more active electronegative metals and reduces the yield of finished products.
Цель изобретения - снижение окисления полупродуктов электроотрицательных металлов.The purpose of the invention is to reduce the oxidation of intermediates of electronegative metals.
Поставленная цель достигается тем, прокладки между диафрагмами для слива катода и промпродуктов снабжены капиллярными сифонными каналами для стока в сборники, прижимаемыми к корпусу ячейки.This goal is achieved by the fact that the gaskets between the diaphragms for draining the cathode and intermediate products are equipped with capillary siphon channels for drainage into collectors pressed against the cell body.
Техический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении окисления активных металлов и тем самым повышении выхода продукта.The technical result of the invention is to reduce the oxidation of active metals and thereby increase the yield of the product.
На фиг. 1 изображен электролизер в общем виде с разрезом по А-А полости катода.In FIG. 1 shows a cell in general form with a section along AA of the cathode cavity.
На фиг. 2 - вид электролизера сверху в разрезе.In FIG. 2 is a sectional top view of the electrolyzer.
На фиг. 3 показан электролизер с разрезом Б-Б по полости катодного полупродукта.In FIG. 3 shows an electrolyzer with a B-B section along the cavity of the cathode intermediate.
На фиг. 4 показан электролизер с разрезом В-В по полости анодного полупродуктаIn FIG. 4 shows an electrolyzer with a section BB in the cavity of the anode intermediate
На фиг. 5 показан электролизер с разрезом Г-Г по полости анода.In FIG. 5 shows an electrolyzer with a section GG on the cavity of the anode.
Электролизер состоит (фиг. 1, 2) из стенки корпуса 1 ванны из термостойкого электроизоляционного материала, например фторопласта. Герметизирующая фторопластовая прокладка 2 образует со стенкой корпуса 1 и диафрагмой 3 анодную полость 4 для расплавленного исходного сплава. В анодной полости 4 закреплен токоподвод 5 к аноду (из нержавеющей стали).The electrolyzer consists (Fig. 1, 2) of the wall of the
С противоположной стороны ванны катодная полость 6 (фиг. 2) образована стенкой 1 корпуса, диафрагмой 7 и прикатодной прокладкой 8. Катодная полость 6 и анодная полость 4 разделены диафрагмами 3,7,9 из кварцевой ткани марки КТ-11-с8\3-ТО, которые поочередно разделяются и фиксируются прокладками 2, 8, 10, 11. Диафрагмы выполнены из кварцевой термостойкой ткани марки КТ-11-с8\3-ТО сатинового переплетения, которая выдерживает слой 6 см металла без проницаемости, но обладает пористостью 50-60% для впитывания электролита.On the opposite side of the bath, the cathode cavity 6 (Fig. 2) is formed by the
В стенке прикатодной прокладки 8 сделан вырез 12 с капиллярным каналом 13 (фиг 1) для стока катодного металла. Диафрагмы 7,9 (фиг. 2) фиксирует прикатодная прокладка 10 с образованием полости в зазоре между диафрагмами 7,9. В средней части полости в прикатодной прокладке 10 сделан капиллярный канал 14. (фиг. 3) для стока прикатодного промпродукта.A cut-out 12 with a capillary channel 13 (Fig. 1) is made in the wall of the
Диафрагмы 3 и 9 (фиг. 2) фиксирует прианодная прокладка 11 с образованием полости в зазоре между диафрагмами 3,9. На боковой стенке в прианодной прокладки 11 сделан вырез 15 с капиллярным каналом 16 (фиг. 4) для стока металла анодного промпродукта.The
Анодная прокладка 2 снабжена центральной перегородкой 17 (фиг. 5), а в анодную полость 4 вставлена П-образная перегородка 18. Перегородка 18 в нижней части с анодной прокладкой 2 образует сифонные окна 19. Боковая стенка анодной прокладки 2 снабжена наклонным каналом 20 для стока отработанного металла.The
Зазоры между прокладками 2, 8,10,11, диафрагмами 3,7,9 стенками 1 при монтаже уплотнены высокотемпературным герметиком типа ВГО-1.The gaps between the
Под капилляром 13 размещен сборник 21 (рис. 1) для катодного продукта Под капиллярным каналом 14 размещен сборник 22 для промпродукта. Под каналом 16 размещен сборник 23 для анодного промпродукта. Под каналом 20 размещен сборник 24, смещенный от сборника 21.Under the
Стенки 1 корпуса ванны с кольцевыми прокладками 2, 8, 10,11 помещены в термоизолирующий корпус 25 с нагревателем для регулируемого обогрева. Токоподводы анода 5 и катода 26 подключены к источнику постоянного тока. Сборники 21,22,23 установлены на платформе 27, герметично подпружиненно прижимаются ко дну ванны 1.
Электролизер работает следующим образом. Стенки 1 корпуса (фиг. 1, 2) ванны обогреваются в теплоизолирующем корпусе 25 до температуры 220-340 град. В полость анода 4, и полость катода 6, и полости промпродуктов (фиг. 2) заливается расплавленный электролит состава, вес. %: 16-18 хлористого калия, 10-12 хлористого натрия, остальное хлористый цинк, для смачивания капилляров всех диафрагм 3,7,9 из кварцевой ткани.The cell operates as follows. The
После разовой пропитки тканей в анодную полость 4 заливается исходный расплавленный легкоплавкий сплав, содержащий олово, свинец, висмут, индий, кадмий, галлий (например, отходы производства термометров, производства термопредохранителей, использующих сплавы Byда) и вставляется анодный токоподвод 5. Включается постоянный ток, и устанавливается сила тока.After a single impregnation of the tissues, an initial molten fusible alloy containing tin, lead, bismuth, indium, cadmium, gallium (for example, waste from the production of thermometers, production of thermal fuses using Byda alloys) is poured into the
Из расплавленного сплава в анодной полости 4 электроотрицательные металлы In, Ga, Cd, Sn ионизируются и диффундируют по электролиту в капиллярах диафрагмы 3 и накапливаются между диафрагмами 3, 9.From the molten alloy in the
Одновременно за счет более высокой концентрации электроположительного свинца также происходит ионизация некоторого количества олова, свинца. Ионы свинца также диффундирует по электролиту в капиллярах диафрагм. За счет изменения напряжения на входе в следующую диафрагму более электроположительные металлы разряжаются у диафрагмы 9 и накапливаются в виде прианодного промпродукта Pb, Sn, In, Cd, Ga. После накопления промпродукта в зазоре до уровня выреза 15 (фиг. 4) расплав сифонится по капиллярному каналу 16 в прокладке 11 в сборник 23 как анодный промпродукт (преимущественно свинец).At the same time, due to the higher concentration of electropositive lead, ionization of a certain amount of tin and lead also occurs. Lead ions also diffuse through the electrolyte in the capillaries of the diaphragms. Due to a change in the voltage at the entrance to the next diaphragm, more electropositive metals are discharged at the diaphragm 9 and accumulate in the form of an anode by-product of Pb, Sn, In, Cd, Ga. After the accumulation of the intermediate product in the gap to the level of cutout 15 (Fig. 4), the melt siphons through the
Одновременно более электроотрицательные металлы Cd, In, Ga и частично Sn ионизируются и диффундируют через диафрагму 9, разряжаются за счет перепада напряжения у диафрагмы 7 и накапливаются в полости между диафрагмами 9, 7 в виде промпродукта Cd,Sn, In, Ga. По мере накопления более уровня канала 14 промпродукт сливается в сборник 22 (преимущественно олово) (фиг. 3).At the same time, the more electronegative metals Cd, In, Ga and partially Sn are ionized and diffuse through the diaphragm 9, are discharged due to the voltage drop at the
В период накопления промпродукта одновременно происходит ионизация электроотрицательных Cd, Ga, In и диффузия их в электролите по капиллярам сквозь диафрагму 7 с осаждением на катоде 26. По мере накопления в катодной полости 6 катодного концентрата Cd до выреза 12 (фиг. 1) сплав сифонится по капиллярному каналу 13 в сборник 21. По мере снижения уровня сплава анодной полости 4 доливают исходный сплав. Периодически ослабляют прижим основания 27 и заменяют сборники 21,22,23,24. Процесс электролиза продолжается до наполнения сборников и снижения уровня в анодной полости.During the accumulation of the intermediate, ionization of electronegative Cd, Ga, In and their diffusion in the electrolyte by capillaries through the
Анодный сплав обедненный электроотрицательными металлами вытесняется по каналу фиг 5 19, по зазору между перегородкой 17 и 18 по второму каналу 19 и вытекает по стоку 20 в сборник 24 (малоокисляемый висмут с примесью свинца).The anode alloy depleted in electronegative metals is displaced along the channel of FIG. 5 19, along the gap between the
Технический результат отличительного признака в том, что полупродукты с активными легкоокисляющимися металлами Sn, In, Ga стекают в сборники по герметичным каналам в герметизированные сборники, что исключает их окисление, повышает выход концентратов со снижением затрат на обслуживание.The technical result of the distinguishing feature is that intermediates with the active easily oxidizing metals Sn, In, Ga flow into the collectors through sealed channels into the sealed collectors, which eliminates their oxidation, increases the yield of concentrates with a decrease in maintenance costs.
Предлагаемый электролизер с вертикальными диафрагмами позволяет исходный многокомпонентный легкоплавкий сплав сложного состава разделять на четыре селективных концентрата без потерь в виде окислов-съемов. Металлы в индивидуальных продуктах сконцентрированы в 2-3 раза в сравнении с исходным составом сплава. Электролизер работает в непрерывном режиме с периодической догрузкой исходного сплава и заменой сборников.The proposed electrolyzer with vertical diaphragms allows the initial multicomponent low-melting alloy of complex composition to be divided into four selective concentrates without loss in the form of removal oxides. Metals in individual products are concentrated 2-3 times in comparison with the initial alloy composition. The cell operates in a continuous mode with periodic reloading of the initial alloy and replacement of collectors.
Пример испытания модели электролизера: Предварительно во время прогрева ячейки до температуры 330 град в катодную и анодную полости заливалось по 10 г электролита состава: 17%, хлористого калия, 11% хлористого натрия, остальное - хлористый цинк. Навеску 160 г сплава состава, вес. %: висмут 39,8%; олово 25%; свинец 20%; кадмий 8; индий 6,2%; галлий 1,0; расплавляли и заливали в анодную полость. К токоподводам подведен постоянный ток силой 2 А и напряжением 20 В. Через каждые 6 часов дважды в анодную полость добавили 40 г исходного сплава. Электролиз продолжали еще 20 часов. Получено 19 г катодного продукта, содержащего: 0,1% галлия, 0,3% индия и 99,5% кадмия, с извлечением 98,5%. Прикатодного промпродукта получено 17 г, содержащего: 0,65% свинца; 0,1% кадмия; 13,9% галлия и 83,7% индия, с извлечением 96,2%. Прианодного помпродукта получено 105,5 г, содержащего: 0,47% индия; 0,1% висмута; 44,8% свинца и 54,5% олова, с извлечением 96%. В анодном сплаве весом 98,4 г сконцентрирован висмут до его содержания 95,5%; а содержание олова 2,41%; свинца 0,49%; а содержание индия, галлия менее 0,01%. Всего окислов 0,45%, а в примере аналога 3,3%. Пример показывает, что из сплава легкоплавких отходов получены четыре отдельных селективных сплава, пригодных для припоев.An example of testing a model of an electrolyzer: Before heating the cell to a temperature of 330 degrees, 10 g of the electrolyte of the composition were poured into the cathode and anode cavities: 17%, potassium chloride, 11% sodium chloride, the rest was zinc chloride. A portion of 160 g of the alloy composition, weight. %: bismuth 39.8%;
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2450091 - Электролизер для разделения легкоплавких сплавов на селективные концентраты, МПК C25C 7/04 Опубл 10.05.20121. RF patent No. 2450091 - Electrolyzer for the separation of low-melting alloys into selective concentrates,
2. Патент РФ №2512724 - Аппарат непрерывного разделения металлов из отходов сплавов электролизом в расплаве солей, МПК C25 c7/00.2. RF patent №2512724 - Apparatus for continuous separation of metals from waste alloys by electrolysis in molten salts, IPC C25 c7 / 00.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119708A RU2610095C2 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119708A RU2610095C2 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015119708A RU2015119708A (en) | 2015-10-10 |
RU2610095C2 true RU2610095C2 (en) | 2017-02-07 |
Family
ID=54289467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119708A RU2610095C2 (en) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610095C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647059C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-03-13 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Electrolysis cell for low-melting alloys separation by electrolysis in salts melt |
RU2727365C2 (en) * | 2019-11-18 | 2020-07-21 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Electrolysis cell for separation of low-melting alloys by electrolysis in molten salts |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5543031A (en) * | 1994-08-19 | 1996-08-06 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Method for recovering indium by electrowinning and apparatus therefor |
DE19622427A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Permelec Electrode Ltd | Electrolysis cell assembly ion exchange membrane which enhances yield input, |
RU2011111065A (en) * | 2011-03-23 | 2011-06-20 | Виталий Евгеньевич Дьяков (RU) | ELECTROLYZER FOR REFINING LIGHT-MELTING ALLOYS AND OPTIONS |
RU2512724C2 (en) * | 2013-03-01 | 2014-04-10 | Борис Николаевич Дьяков | Electrolyser for separation of low-melting alloys by means of electrolysis in molten salts into selective concentrates |
-
2015
- 2015-05-25 RU RU2015119708A patent/RU2610095C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5543031A (en) * | 1994-08-19 | 1996-08-06 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Method for recovering indium by electrowinning and apparatus therefor |
DE19622427A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Permelec Electrode Ltd | Electrolysis cell assembly ion exchange membrane which enhances yield input, |
RU2011111065A (en) * | 2011-03-23 | 2011-06-20 | Виталий Евгеньевич Дьяков (RU) | ELECTROLYZER FOR REFINING LIGHT-MELTING ALLOYS AND OPTIONS |
RU2450091C2 (en) * | 2011-03-23 | 2012-05-10 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Electrolytic cell to separate fusible alloys into selective concentrates |
RU2512724C2 (en) * | 2013-03-01 | 2014-04-10 | Борис Николаевич Дьяков | Electrolyser for separation of low-melting alloys by means of electrolysis in molten salts into selective concentrates |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2647059C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-03-13 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Electrolysis cell for low-melting alloys separation by electrolysis in salts melt |
RU2727365C2 (en) * | 2019-11-18 | 2020-07-21 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Electrolysis cell for separation of low-melting alloys by electrolysis in molten salts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015119708A (en) | 2015-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2450091C2 (en) | Electrolytic cell to separate fusible alloys into selective concentrates | |
CA1224743A (en) | Metal production by electrolysis of a molten electrolyte | |
CA1228051A (en) | Metal production by electrolysis of a molten electrolyte | |
RU2610095C2 (en) | Electrolyser for separation of fusible alloys by electrolysis in molten salts | |
SE8603981D0 (en) | ELECTROCHEMICAL CELL | |
RU2647059C1 (en) | Electrolysis cell for low-melting alloys separation by electrolysis in salts melt | |
RU2512724C2 (en) | Electrolyser for separation of low-melting alloys by means of electrolysis in molten salts into selective concentrates | |
FR2356746A1 (en) | ELECTROLYTICAL NICKEL EXTRACTION PROCESS | |
RU2463388C2 (en) | Electrolytic cell to extract indium from melt of indium-containing alloys | |
CA1337059C (en) | Electrolytic cell for recovery of metal | |
US1913929A (en) | Process and furnace for remelting and fining crude metals | |
RU2563060C2 (en) | Electrolyser for bismuth refining in salts melt | |
RU2490375C2 (en) | Electrolysis unit for extraction of indium from indium-containing molten metal in form of condensate from vacuum furnace | |
FI60357B (en) | CHEMICAL FORMULATION FOR ISOTOPIC ANRIKNING AV URAN | |
RU2727365C2 (en) | Electrolysis cell for separation of low-melting alloys by electrolysis in molten salts | |
RU2595302C2 (en) | Electrolytic cell for extraction of indium from melt of condensate at outlet of vacuum furnace | |
RU2453639C1 (en) | Electrolyser for obtaining lithium metal | |
US3118827A (en) | Fused salt electrolysis cell | |
RU2597832C2 (en) | Electrolysis cell for extracting indium from melted alloys | |
US3567615A (en) | Mercury cell | |
USRE28829E (en) | Fused salt electrolyzer for magnesium production | |
RU2148682C1 (en) | Electrolyzer to produce magnesium and chlorine | |
SU519505A1 (en) | Electrolyzer for the production of metals from molten salts | |
SU382749A1 (en) | DIAGNITIVE ELECTROLYSER FOR RECEPTION | |
SU519504A1 (en) | Diaphragm electrolyzer for magnesium production |