SU872604A1 - Электролизна ванна дл рафинировани т желых металлов в расплавленных средах - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ ВАННА ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕДАХ

1

Изобретение относитс  к получению и рафинированию легкоплавких цветных металлов электролитическим , способом в расплавах солей.

Известен электролизер дл  разделени  жидкого висмутистого свинца в расплавах хлоридов. Катодные и анодные продукты в нем разделены перегородкой из огнеупорного материала 1.. Однако такое устройство ненадежно в эксплуатации. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электролизна  ванна дл  рафинировани  жи;цкиХ т желых металлов в расплавленных средах, содержаща  котел из огнеупорного материала, обечайку,анодную емкость:йз диэлектрика, катод,ка тодный и анодный токоподводы 2.,

Недоса атком известного устройства  вл етс  то, что при его использовании дл  рафинировани  и разделени  сплавов р да металлов, например инди , кадми , сурьмы, олова, не д« еспечиваетс  высокий выход целевого продукта на катоде.

Целью изобретени   вл етс  сокращение потерь металла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электролизной ванне дл  рафинировани  жидких т желых металлов в расплавленных средах, содержащей котел из огнеупорного материала, обечайку, анодную емкость из диэлектрика , катод, катодный и анодный токоподводы, ванна снабжена графитовым диском с отверстием по цент10 ру, верхн   поверхность диска выполнена в виде усеченного кодуса с углом наклона образующей 4-8 ,причем диск расположен в нижней части котла. Наличие диска до минимума сокращает поверхность непосредственного контакта катодно выделенного металла с электролитом, разр д катионов металлов , способных образовывать субионы , осуществл етс  на поверхности

20 графита. Образовавшиес  капельки жидкого металла стекают по наклонной плоскости к центру и опускаютс  через центральное отверстие, слива сь с массой катодно выделенного металла..

25 Плотность графитового диска меньше . плотности т желого металла, .но больше плотности расплавленной хлоридной смеси, поэтому он плавает на границе раздела катодный металл 30 электролит и  вл етс  катоднопол ризованным . Угол наклона образующей 4-8° к центру диска обеспечивает минимальный контакт вьщеленного металла с электролитом и достаточную .дл  эксплуатации механическуюпрочность графитового диска. Если угол .наклона верхней поверхности к центру диска меньше 4, то капли жидкого .металла могут задерживатьс  .на этой поверхности, имеющей шероховатости, скорость стекани  их будет замедленна  (т.е. будет больиим врем  контакта катодно выделенного металла с электролитом и, следовательно,возрастут его потери). Увеличение угла наклона больше 8° приведет к уменьшению механической прочности графитового диска, а также неравномерности распределени  плотности тока, что ухудшает работу электролизера. На чертеже схематически изображена электролизна  ванна дл  рафинировани  жидких т желых металлов в расплавленных средах.

Устройство содержит цилиндрический котел 1 из огнеупорного диэлектрика , например из хромомагнезитовог кирпича, жаропрочного бетона. Котел служит сборником катодного металла 2, емкостью дл  электролита 3.Внутри котла на боковых выступах 4 устанавливают цилиндрическую чашу 5 из диэлектрика (кварц, базальт, муллит), котора  служит емкостью дл  анодного сплава 6. Ток к жидкому аноду подвод т стальным или графитовым стержнем - тЬкоподводом 7 изолированным от электролита трубкой 8 из диэлектрика (кварц,фар ,,фор) . Жидкий анодный сплав перемешивают анодным токоподводом, например вращением последнего. На подине котла 1 находитс  катодно выделенный жидкий металл 2, ток к которйму Подводитс  с помощью вмонтированног в подине токоподвода 9 из чугуна, графита. На поверхности катодного .жидкого металла свободно плавает графитовый диск 10, имеющий в центр отверстие, причем поверхность диска имеет форму nepeaepHStoro. усеченног конуса с наклоном и |орону отверсти  4-8°. Анодный снлав выгружаетс  с помощью вакуум-ковша, катодный металл - через сливное устройство 11. Необходимый температурный режим поддерживаетс  -за счет джоулева тепла в результате пропускани  через расплав посто нного тока. Первоначальный разогрев электролизера осуществл етс  переменныгл током с помощью электронагревател  12, изгото ленного, например, из нихромовой спирали и установленного .между котлом 1 и обечайкой 13.

Электролизна  ванна работает следующим образом.

На подину котла 1 помещают графитов1 .)й диск 10, загружают электролит 3 и наплавл ют его при помощи, нагревател  12. Затем начетыре боковые выступа 4 устанавливают емкость дл  анодного металла, загружают , в нее исходный перерабатываемый сплав 6, опускают токрподвод 7 и включают ток. При электролизе растворившиес  на аноде ионы металла переход т в электролит, а затем движутс  к катоду. Графитовый диск, соприкаса сь с катодом, находитс  под токовой нагрузкой и на нем проиходит восстановление-ионов металла. Образующиес  капельки металла по наклонной поверхности диска стекают через отверстие на подину ванны. По мере накоплени  жидкого металла на подине графитовый диск начинает на нем плавать и предотвращает образование субионов металла, за счет чего сокращаютс  потери металла и повышаетс  выход по току. Периодически катодный металл выгружаетс  через сливное устройство 11, анодный продукт извлекаетс  при помощи вакуумного ковша.

Электролизную ванну испытали на рагрузку 40-1800 А в течение 3-12 су применительно к рафинированию инди  и сурьмы в хлоридных расплавах.Конструкци  ванны надежна в эксплуатации , обеспечивает заданные параметры технологии и увеличение выхода металла на катоде на 5-8%.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным состо т в сокращении потерь металла на 5-8%, а также в уменьшении удельного расхода электроэнергии за счет сокращени  потерь катодно вьщеленного металла через образование субионов .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 65015, кл. С 25 С 7/00, 1945.

2.Авторское свидетельство СССР № 449990, кл. С 25 С 7/00, 1974.

5 1