RU83507U1

RU83507U1 - DIAPHRAGM BAG

Info

Publication number: RU83507U1
Application number: RU2009102432/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Константинович Супрунюк; Александр Владимирович Лаврентьев
Original assignee: "C.Л.Техтиле Течнологиес Лтд."
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Диафрагменный мешок, предназначенный для разделения катодного и анодного пространства электролизных ванн, из синтетического тканого полотна, изготовленного из нитей крученой синтетической пряжи при плотности нитей в ткани на 10 см по основе 123-124 и по утку 102-104, отличающийся тем, что полотно выработано из нитей синтетической пряжи поливинилового спирта, или полиэфира или хлопка/полиэфира линейной плотностью 58 текс, саржевым, киперным, или диагональным переплетением, при котором нить утка по отношению к нити основы в каждом следующем ряду сдвинута на один ход вправо или влево с образованием на поверхности тканого полотна диагональных полосок в месте пересечения нитей, полотно толщиной 0,8-2,0 мм и с поверхностной плотностью 320-900/м2 согнуто пополам, прошито по боковым сторонам в одну строчку, при этом прошитые боковые края подогнуты и повторно прошиты наружным швом, а для введения переносных ручек диафрагменный мешок с открытой стороны с двух сторон имеет карманы, выполненные цельнокроеными с изделием или выкроены отдельно и затем пришиты с внешней стороны мешка на края его открытой стороны.A diaphragm bag designed to separate the cathode and anode space of electrolysis baths from a synthetic woven fabric made of twisted synthetic yarn with a density of threads in the fabric of 10 cm on the basis of 123-124 and weft 102-104, characterized in that the fabric is developed of synthetic yarn of polyvinyl alcohol, or polyester or cotton / polyester with a linear density of 58 tex, twill, cypress, or diagonal weaving, in which the weft thread with respect to the warp thread in each next row with moved one move to the right or left with the formation of diagonal stripes on the surface of the woven fabric at the intersection of threads, the fabric 0.8-2.0 mm thick and with a surface density of 320-900 / m2 is bent in half, stitched on the sides to one line, at the same time, the stitched side edges are folded and re-stitched with an external seam, and for the introduction of portable handles, the diaphragm bag on the open side on both sides has pockets made of one-piece with the product or cut separately and then sewn from the outside of the bag to the edges of it ytoy side.

Description

Полезная модель относится к текстильным диафрагмам, которые используются для электролиза в металлургических производствах.The utility model relates to textile diaphragms that are used for electrolysis in metallurgical industries.

Как известно электролиз широко используется в качестве одной из стадий процесса получения металлов (Ю.В.Баймаков и А.И.Журин "Электролиз в гидрометаллургии". Гос.науч.-техн. изд. лит-ры по черной и цветной металлургии, М., 1963, стр.136-142, 316-327, 362-363). Процесс электролиза обычно протекает в ванне, в которой находятся электролит, положительные электроды, то есть аноды, и отрицательные электроды, то есть катоды. Например, в случае извлечения никеля анодами обычно служат отлитые из свинца плиты или другие так называемые растворимые аноды, а катодами служат тонкие затравочные пластины. Между электродами подается электрическое поле, и на поверхности катодов под влиянием электрического поля осаждается металл, например никель, выделяющийся в ходе процесса из раствора или растворяющийся с анода.As you know, electrolysis is widely used as one of the stages in the process of obtaining metals (Yu.V. Baimakov and A.I. Zhurin, “Electrolysis in hydrometallurgy.” State scientific and technical publishing literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, M ., 1963, pp. 136-142, 316-327, 362-363). The electrolysis process usually takes place in a bath in which there is an electrolyte, positive electrodes, i.e. anodes, and negative electrodes, i.e. cathodes. For example, in the case of nickel extraction, lead castings or other so-called soluble anodes usually serve as anodes, and thin seed plates serve as cathodes. An electric field is applied between the electrodes, and metal, for example nickel, precipitated from the solution during the process or dissolved from the anode, is deposited on the surface of the cathodes under the influence of an electric field.

В зависимости от каждого конкретного случая либо аноды, либо катоды располагаются внутри диафрагменной ячейки, состоящей из каркаса и так называемого диафрагменного элемента. Диафрагменный элемент обычно Depending on each specific case, either the anodes or the cathodes are located inside the diaphragm cell, consisting of a frame and the so-called diaphragm element. Aperture element usually

представляет собой изготовленный из диафрагменной ткани мешкообразный предмет, расположенный вокруг каркаса.is a bag-shaped object made of diaphragm fabric located around the frame.

В качестве диафрагменной ткани обычно используют льняной брезент, льнолавсановую ткань или ткань из синтетического волокна, например ткань, содержащую волокна из полипропилена, полиакрилонитрила, поливинилового спирта и т.п. Диафрагменная ткань должна характеризоваться минимальным сопротивлением прохождению электрического тока, заданной проточностью по электролиту и химической стойкостью.As the diaphragm fabric, linen linen, linen flax fabric or synthetic fiber fabric, for example, fabric containing fibers of polypropylene, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol and the like, are usually used. The diaphragm tissue should be characterized by a minimum resistance to the passage of electric current, given the flow rate of the electrolyte and chemical resistance.

В качестве диафрагмы, например, в электролитическом производстве никеля используют брезент или хлорин (RU 2033480, С25С 1/08, 1995.04.20).As a diaphragm, for example, in the electrolytic production of nickel, tarpaulin or chlorine is used (RU 2033480, С25С 1/08, 1995.04.20).

Известен также ряд диафрагм, применяемых для получения электрохимическим способом различных химических элементов и их соединений на основе различных материалов. Например, для получения хлора, едких щелочей и водорода полимерно-асбестовая диафрагма (патенты РФ 2027798, 2064978, 1835870), на основе полимеров виниловых мономеров, в частности поливинилхлорида (патенты Франции 1510265, 877468, патент Швейцарии 217474), на основе термопластических волокон (патенты США 4210515, Голландии 7601341, Японии 51104483, Великобритании 1533428, Франции 2300144).A number of diaphragms are also known that are used to obtain various chemical elements and their compounds based on various materials by the electrochemical method. For example, to produce chlorine, caustic alkalis and hydrogen, a polymer-asbestos diaphragm (RF patents 2027798, 2064978, 1835870), based on polymers of vinyl monomers, in particular polyvinyl chloride (French patents 1510265, 877468, Swiss patent 217474), based on thermoplastic fibers ( U.S. Patents 4,210,515, Holland 7,601,341, Japan 5,110,4483, UK 1,533,428, France 2,300,144).

Главным недостатком этих мембран - низкая пористость, малый диаметр пор, высокое сопротивление переносу электролита и, как следствие, высокое удельное электрическое сопротивление.The main disadvantage of these membranes is low porosity, small pore diameter, high resistance to electrolyte transfer, and, as a result, high electrical resistivity.

Известен диафрагменный элемент ячейки для электролитического извлечения металлов из водных растворов, сформированный из диафрагменной ткани и содержащий, по меньшей мере, одну боковую поверхность с по существу вертикальными краями и по существу горизонтальными краями (D.J. Robinson and F.Day, "Cathode boxes and anode bags (electrode containers) in electrometallurgy" (Катодные рамки и анодные мешки (электродные контейнеры) в электрометаллургии), ALTA 2000 Nickel/Cobalt-6, Technical Proceedings, Technical Session 8, 15 мая 2000).Known diaphragm cell element for the electrolytic extraction of metals from aqueous solutions, formed from diaphragm tissue and containing at least one side surface with essentially vertical edges and essentially horizontal edges (DJ Robinson and F.Day, "Cathode boxes and anode bags (electrode containers) in electrometallurgy "(Cathode frames and anode bags (electrode containers) in electrometallurgy), ALTA 2000 Nickel / Cobalt-6, Technical Proceedings, Technical Session 8, May 15, 2000).

В процессе электролиза в данной диафрагменной ячейке в электрическом поле между анодом и катодом вблизи каркаса образуются искажения, в результате чего между каркасом и диафрагменным элементом осаждается металл. При многочисленных выгрузках катодов и анодов из электролизной ванны вдоль поверхности каркасов происходит накопление твердых электропроводных частиц (анодного шлама, катодной осыпи, медной губки и др.) и уже через 20 суток эксплуатации, особенно при повышенной (более 250 А/м²) плотности тока поверхность каркаса становится электропроводной. Каркас перестает функционировать как защитный экран, а осажденный металл вызывает повреждение диафрагменной ткани.During electrolysis in this diaphragm cell in the electric field between the anode and cathode near the frame, distortions are formed, as a result of which a metal is deposited between the frame and the diaphragm element. With numerous unloading of the cathodes and anodes from the electrolysis bath along the surface of the frames, the accumulation of solid conductive particles (anode sludge, cathode scree, copper sponge, etc.) occurs and after 20 days of operation, especially at increased current density (more than 250 A / m ² ) the surface of the frame becomes electrically conductive. The frame ceases to function as a protective shield, and the deposited metal causes damage to the diaphragm tissue.

Отмеченный недостаток приводят к нарушениям в производственном цикле, снижению качества продукции, замена поврежденной диафрагмы требует значительных расходов.The noted drawback leads to disruptions in the production cycle, lower product quality, replacement of a damaged diaphragm requires significant costs.

Известна мембранная ячейка, выполненная соединением двух мембран с образованием пакета с установкой на жесткий каркас, при этом между мембранами в место их соединения установлена прокладка из эластичного материала, место соединения прошито нитями с шагом строчки 2 - 6 мм (RU 2016145, С25С 7/00, 1994.07.15). При эксплуатации ячейки мембраны набухают, изменяют свои геометрические размеры вследствие гидростатического воздействия со стороны раствора на материал мембран, ячейка теряет свою герметичность из-за механического повреждения мембраны.A well-known membrane cell is made by connecting two membranes with the formation of a package with installation on a rigid frame, while between the membranes a gasket of elastic material is installed at the junction, the junction is stitched with threads with a stitch of 2-6 mm (RU 2016145, C25C 7/00 1994.07.15). During operation, the membrane cells swell, change their geometrical dimensions due to hydrostatic effects from the solution side on the membrane material, the cell loses its tightness due to mechanical damage to the membrane.

Аналогом заявляемой полезной модели является диафрагменный элемент ячейки для электролитического извлечения металлов из водных растворов, выполненный из листообразного диафрагменного полотна или мешкообразного элемента, содержащего, по меньшей мере, одну боковую поверхность с вертикальными краями и горизонтальными краями (RU 2256729,С25С 1/00, 2005.07.20).An analogue of the claimed utility model is the diaphragm cell element for the electrolytic extraction of metals from aqueous solutions, made of a sheet-like diaphragm sheet or a bag-like element containing at least one side surface with vertical edges and horizontal edges (RU 2256729, C25C 1/00, 2005.07 .twenty).

Данный диафрагменный элемент не обладает достаточной прочностью. This diaphragm element does not have sufficient strength.

Прототипом настоящей полезной модели является тканая диафрагма, выполненная полотняным переплетением основных и уточных нитей крученой пряжи из поливинилового спирта линейной плотности от 55×4 до 200×4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110, при разрывной нагрузке ткани по основе 368-375 кгс, по утку - 474-483 кгс, и удлинением при разрыве The prototype of this utility model is a woven diaphragm made by plain weaving of the main and weft yarns of twisted yarn from polyvinyl alcohol of linear density from 55 × 4 to 200 × 4 tex with a twist from 100 to 130 torsions / meter with a thread density of 10 cm on the basis from 110 to 135 and weft from 95 to 110, with a breaking load of fabric on the basis of 368-375 kgf, for weft - 474-483 kgf, and elongation at break

по основе - 40,6, а по утку - 13,1 (RU 2340706, С25В 13/08, 2008.12.10). Данная тканая диафрагма не обладает необходимой поверхностной плотностью.on the basis - 40.6, and on the duck - 13.1 (RU 2340706, С25В 13/08, 2008.12.10). This woven diaphragm does not have the required surface density.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящей полезной модели заключается в преобразовании тканой диафрагмы прототипа в устройство для разделения катодного и анодного пространства электролизеров с сохранением ее поверхностной плотности, прочности, функциональных свойств (водопроницаемости и электросопротивления) и срока эксплуатации при плотности тока в электролизере в пределах 210-300 А/м².The technical result achieved using this utility model consists in converting the prototype woven diaphragm into a device for separating the cathode and anode spaces of electrolyzers while maintaining its surface density, strength, functional properties (water permeability and electrical resistance) and life expectancy at a current density in the cell of 210 -300 A / m ² .

Для достижения технического результата предлагается диафрагменный мешок, предназначенный для разделения катодного и анодного пространства электролизных ванн, из синтетического тканого полотна, изготовленного из нитей крученой синтетической пряжи при плотности нитей в ткани на 10 см по основе 123-124 и по утку 102 - 104, отличающийся тем, что полотно выработано из нитей синтетической пряжи поливинилового спирта, полиэфира или хлопка/полиэфира линейной плотностью 58 текс, саржевым, киперным, или диагональным переплетением, при котором нить утка по отношению к нити основы в каждом следующем ряду сдвинута на один ход вправо или влево с образованием на поверхности тканого полотна диагональных полосок в месте пересечения нитей, полотно толщиной 0,8-2,0 мм и с поверхностной плотностью 320-900/м² согнуто пополам, прошито по боковым сторонам в одну строчку, при этом прошитые боковые края подогнуты и повторно прошиты наружным швом, а для введения переносных ручек диафрагменный мешок с открытой стороны с двух сторон имеет карманы, выполненные цельнокроеными с изделием или выкроены отдельно и затем пришиты с внешней стороны мешка на края его открытой стороны.To achieve a technical result, a diaphragm bag is proposed for separating the cathode and anode spaces of electrolysis baths from a synthetic woven fabric made of twisted synthetic yarn with a thread density of 10 cm on the basis 123-124 and weft 102-104, characterized in in that the fabric is made of synthetic yarn of polyvinyl alcohol, polyester or cotton / polyester with a linear density of 58 tex, twill, keeper, or diagonal weaving, in which the weft thread about relative to the warp threads in each subsequent row is shifted by one turn to the right or to the left to form on the surface of the woven fabric strip in the place of the diagonal crossing filaments, web thickness of 0.8-2.0 mm and a surface density of 320-900 / ^m2 bent in half, sewn on the sides in one line, while the stitched side edges are folded and re-stitched with an external seam, and for the introduction of portable handles, the diaphragm bag on the open side on both sides has pockets made of one-piece with the product or cut separately and the sewn on the outside of the bag on the edge of its open end.

Размер диафрагменного мешка определяется размерами рамки электролизной ванны или диафрагменной ячейки, в которой он применяется.The size of the diaphragm bag is determined by the size of the frame of the electrolysis bath or the diaphragm cell in which it is used.

Сущность заявляемой полезной модели иллюстрируется рисунками.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings.

На рис.1 - раскрой-заготовка диафрагменного мешка с цельнокроеными карманами (для примера указаны геометрические размеры мешка для диафрагменной ячейки электролитического извлечения никеля). Fig. 1 shows a blank of a diaphragm bag with one-piece pockets (for example, the geometric dimensions of the bag for the diaphragm cell of electrolytic nickel extraction are indicated).

На рис.2 - поперечное сечение и профиль диафрагменного мешка.Figure 2 shows the cross section and profile of the diaphragm sac.

На рис.3 - переплетение нитей в тканом полотне, из которого изготовляется диафрагменный мешок.In Fig. 3 - weaving of threads in the woven fabric from which the diaphragm bag is made.

Диафрагменный мешок изготовляют следующим образом. Полотно из нитей синтетической пряжи, например из поливинилового спирта, полиэфира, хлопка/полиэфира складывается пополам (рис.1) карманами (поз.1, рис.2) наружу, производится прошивка боковых сторон полотна в одну строчку (рис.2, поз.2), на краях делается закрепление нити. Полученные боковые края подгибаются не более чем на 50 мм и производится повторная прошивка уже четырех слоев ткани в одну строчку (рис.2.поз.3) при этом шов должен проходить снаружи предварительно прошитых двух слоев тканого полотна. На обоих краях полотна делается закрепление нити (путем возвратно-поступательного движения ткани).The diaphragm bag is made as follows. A cloth of synthetic yarn threads, for example, of polyvinyl alcohol, polyester, cotton / polyester, is folded in half (Fig. 1) with pockets (pos. 1, Fig. 2) to the outside, the sides of the fabric are stitched in one line (Fig. 2, pos. 2), the threads are fastened at the edges. The obtained lateral edges are bent no more than 50 mm and the four layers of fabric are re-stitched into one line (Fig. 2, pos. 3), while the seam should pass outside the previously stitched two layers of the woven fabric. At both edges of the fabric, the thread is fixed (by reciprocating the fabric).

Технические характеристики диафрагменного мешка в соответствии с заявляемой полезной моделью позволяют использовать его в процессе электролиза, например, никеля при следующих условиях:The technical characteristics of the diaphragm bag in accordance with the claimed utility model allow it to be used in the electrolysis process, for example, nickel under the following conditions:

плотность тока А/м² current density A / m ² 210-300210-300 межэлектродное расстояние, ммinterelectrode distance, mm 155155 напряжение на ванне, вvoltage on the bath, in 2,0-3,22.0-3.2 температура электролита, °Сelectrolyte temperature, ° С 65-7565-75 скорость циркуляции электролита в ячейку, дм³/минelectrolyte circulation rate in the cell, dm ³ / min 20-3520-35 перепад уровней анолита и католита, ммthe difference in levels of anolyte and catholyte, mm 30-6030-60

концентрация в католите, г/дм³ concentration in catholyte, g / dm ³

никеляnickel 65-7565-75 серной кислотыsulfuric acid 1,2-3,01.2-3.0 хлор-ионаchlorine ion 35-4535-45 рНpH 1,4-2,01.4-2.0

Claims

A diaphragm bag designed to separate the cathode and anode space of electrolysis baths from a synthetic woven fabric made from twisted synthetic yarn with a density of threads in the fabric of 10 cm on the basis of 123-124 and weft 102-104, characterized in that the fabric is developed of synthetic yarn of polyvinyl alcohol, or polyester or cotton / polyester with a linear density of 58 tex, twill, cypress, or diagonal weaving, in which the weft thread with respect to the warp thread in each next row with moved one move to the right or left with the formation on the surface of the woven fabric of diagonal strips at the intersection of threads, the fabric is 0.8-2.0 mm thick and with a surface density of 320-900 / m ² bent in half, stitched on the sides to one line while the stitched side edges are folded and re-stitched with an external seam, and for the introduction of portable handles, the diaphragm bag on the open side on both sides has pockets made of one-piece with the product or cut separately and then sewn from the outside of the bag to the edges of it digged side.