Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к получению медного порошка электролизом. Способ получения медного порошка электролизом из сульфатных растворов, включает электролитическое растворение в ванне медных анодов осаждение порошка в виде губчатых осадков на катодах при циркуляции электролита и снятие губчатых осадков с катодов. Растворение анодов и осаждение порошка проводят при напряжении в ванне, определяемом из соотношения Ив = К( N -1), где N - количество электродов, К - коэффициент расчета напряжения. Циркуляцию электролита осуществляют подачей последнего сверху вниз параллельно плоскости электродов при полной замене электролита в ванне в течение 2-3 часов, причем электроды берут биполярными. Устройство для получения медного порошка электролизом включает электролизер ящичного типа, выполненный в виде ванны прямоугольной формы в поперечном сечении, и вертикально установленные в нем катоды и аноды. Ванна выполнена сужающейся в нижней части и имеет продольный канал для вывода электролита и порошка. В боковых стенках верхней части ванны выполнены вертикальные направляющие пазы, а катоды и аноды выполнены биполярными . Ванна снабжена расположенными в нижней части перегородками из неэлектропроводного материала с образованием секций, установленных по линиям направляющих пазов, и каждая секция сообщена с продольным каналом.

Текст

Смотреть все

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОГО ПОРОШКА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) Изобретение относится К области цветной металлургии, в частности, к получению медного порошка электролизом.Способ получения медного порошка электролизом Из сульфатных растворов, включает электролитическое растворение в ванне медных анодов осаждение порошка в виде губчатых осадков на катодах при циркуляции электролита И снятие губчатых осадков с катодов. Растворение анодов И осаждение порошка проводят при напряжении вИзобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к получению медного порошка электролизом.Известен способ получения медного порошка,заключающийся в электролитическом растворении на катодах Из никеля, нержавеющей стали или титана. Электролиз проводит в растворах содержащих 10-13 г/л меди, 130-170 г/л серной кислоты при катоднойплотности тока 1000-2000 А/м 2 в ваннах с монополярнь 1 мИ электродами И напряжении на ванне 1,2-2,0 В, при скорости циркуляции электролита 2040 л/мин. (1)Недостатками Известного способа являются высокий расход электроэнергии, составляющийванне, определяемом из соотношения Ив К( Ы -1),где М - количество электродов, К - коэффициент расчета напряжения. Циркуляцию электролита осуществляют подачей последнего сверху вниз параллельно плоскости электродов при полной замене электролита в ванне в течение 2-3 часов,причем электроды берут биполярнь 1 мИ.Устройство для получения медного порошка электролизом включает электролизер ящичного типа, выполненный в виде ванны прямоугольной формы в поперечном сечении, И вертикально установленные в нем катоды И аноды. Ванна выполнена сужающейся в нижней части И Имеет продольный канал для вывода электролита И порошка. В боковых стенках верхней части ванны выполнены вертикальные направляющие пазы, а катоды И аноды выполнены биполярными .Ванна снабжена расположенными в нижней части перегородками из неэлектропроводного материала с образованием секций, установленных по линиям направляющих пазов, И каждая секция сообщена с продольным каналом.3,07-3,20 ть 1 с.кВт ч на одну тонну порошка, низкий выход по току равный 62-65 И малая удельная производительность .Устройство для осуществления Известного способа получения медного порошка включает электролизер ящичного тИпа,вь 1 полненнь 1 й в виде ванны прямоугольной формы в поперечном сечении. В ванне электролизера вертикально подвешены с помощью крючков И штанг аноды И катоды в виде пластин размером 0,44 х 049 м. В ванну загружают 23 анода И 22 катода с интервалом в 100-119 мм,контролируя вертикальность подвески электродов И параллельность Их плоскостей. На верхней кромке продольных стенок ванны на Изолирующие проклад АЫКН) (о) 21 (61)ки укладывают токоподводящие ШИНЫ,рассчитанные на силу тока 10-20 тыс.А. Аноды И катоды с помощью штанг подвески опираются на анодную и катодную шины соответственно. (1)Недостатками устройства являются низкое напряжение на ванне и большая сила протекающего тока, что приводит к потерям энергии в контактах и электролите, обусловливая высокий расход электроэнергии при снижении выхода порошка по току. Большой интервал между анодами и катодами,необходимый для исключения возможных коротких замыканий между свободно висящими электродами,увеличивает также долю потерь энергии в растворе,увеличивает объем ванны и тем самым снижает удельную производительность. Удельная производительность. Удельная производительность электролизера применяемого в известном способе получения медного порошка составляетО 11 ВТ 1,185/1000 У 5,3 кг/мзч где 19,4 м 2 - суммарная площадь катодов 1 1000 А/м 2 - плотность тока на катодах ВТ 0,65 ед. выход порошка по току 1,186 - отношение г-эквивалента меди (31,7 г.К недостаткам также следует отнести необходимость использования токоподводяших анодной и катодной шин большого сечения, наличие переходных контактов от шина в штанге к далее к крючьям и электродам, что существенно усложняет устройство электролизера и снижает надежность его работы. Кроме того, низкое напряжение на ванне при большей силе тока требует необходимости установки мощного понижающего трансформатора, либо последовательного подключения большого числа ванн (100-150 шт на напряжение постоянного тока 200 В).Технический результат - снижение расхода электроэнергииповышение выхода по току и удельной производительности электролизера, атакже упрощение конструкции и повышение надежности.Достигается это тем, что в способе получения медного порошка электролизом из сульфатных растворов , включающем электролитическое растворение в ванне медных анодов, осаждение порошка в виде губчатых осадков на катодах при циркуляции электролита и снятии губчатых осадков с катодов, растворение анодов и осаждение порошка проводят при напряжении на ванне определяемом из соотношения Пв К(11 - 1) где М - количество электродов, К-коэффициент расчета напряжения,циркуляцию электролита осуществляют подачей последнего сверху вниз параллельно плоскости электродов, при полной замене электролита в ванне в течение 2-3 часов, причем электроды берут биполярными.В устройстве для получения медного порошка электролизом,включающем электролизер ящичного типа, выполненный в виде ванны прямоугольнойформы в поперечном сечении и вертикально установленные в нем катоды и аноды, ванна выполнена сужающейся в нижней части и имеет продольный канал для вывода электролита и порошка, в боковых стенках верхней части ванны выполнены вертикальные направляющие пазы, а катоды и аноды выполнены биполярными, ванна снабжена расположенными в нижней части перегородками, из неэлектропроводного материала с образованием секций, установленных по линиям направляющих пазов и каждая секция сообщена с продольным каналом.На фиг.1 представлено устройство для получения медного порошка электролизом общий вид на фиг,2 - тоже, разрез по А-А на фиг.3 - тоже, разрез по ББ на фиг.4 - тоже, разрез по В-В, Устройство состоит из торцевой стенки 1,перегородки нижней части ванны 2,распределительного канала для вывода электролита 3, боковой стенки верхней части ванны с направляющими пазами 4, боковой стенки нижней части ванны-5, продольного канала для вывода электролита и порошка 6, положительной клеммы 7, отрицательной клеммы 8, медного катода 9, анода 10, отверстия для равномерного распределения электролита по длине ванны 1 1, направляющих пазов 12, соединительных отверстий 13, биполярных электродов 14.Устройство для получения медного порошка работает следующим образом. В электролизер вертикально по направляющим пазам 12 устанавливают биполярные электроды 14,опирающиеся на перегородки 2. Электролит,содержащий сульфат меди и серную кислоту непрерывно поступает в канал 3 и через отверстия 11 равномерно распределяется со длине ванны. В промежутках между электродами 14 электролит опускается сверху -вниз и через отверстия 13 и продольный канал 6 выводится из ванны. Постоянный электрический ток протекает от клеммы 8 на катод 9, через электролит и биполярные электроды 14 к аноду 10 и клемме 7. При прохождении тока на биполярных электродах 14 возникают потенциалы положительный (анод) со стороны клеммы 8 и отрицательный (катод) со стороны клеимы 7. На катодной стороне биполярных электродов 14 происходит разряд ионов меди и частично водорода.Медь осаждается в виде дисперсной губки. На анодной стороне электрода происходит электрохимическое растворение меди. Полученная дисперсная губка осыпается с катодной поверхности,накапливается в донной части и выносится из электролизера с циркулирующим электролитом через продольный канал 6.Пример 1. Устройство для получения медного порошка электролизом выполняли из оргстекла или винипласта. Длина ванны составляла 750 мм. , ширина ванны 256 мм. , высота прямоугольной части ванны220 мм., высота нижней части ванны от верхнего среза продольного канала 185 мм., диаметр продольного канала 40 мм.Ширина направляющих пазов 15 мм., расстояние между пазами 20 мм. Число биполярных электродов - 24 шт. с размерами 240 х 210 х 10.В электролизер загружали 17 медных биполярных электродов 14 и 7 свинцовых, что обеспечивало постоянства состава электролита по содержанию меди и серной кислоты. Электролит, подаваемый в ванну содержал 5-15 г/л меди, 100-120 г/л серной кислоты и воду. Скорость циркуляции электролита составляла 30-40 л/ч. Напряжение в ванне устанавливали 25-37 В, при этом сила тока,протекающего через ванну, составляла 22-88 А. Продолжительность электролиза составляла 1 час.,температура электролита зависела от силы тока,скорости циркуляции и температуры окружающейОсажденная медная губка по мере накопления накатодной поверхности осыпалась на дно ванны и выводилась с электролитом. Дополнительно через каждый 20-30 мин. губку счищали с поверхности катодов линейкой из оргстекла. Электролит с медной губкой пропускали через фильтр из ткани ПВХ и возвращали в циркуляционный бак.По окончании опыта медную губку промывали химически очищенной водой до исчезновения в промводе ионов меди. Промытую губку обрабатывали мыльным раствором, дополнительно отмывали водой И сушили в вакуумном сушильном шкафу, либо в инертной атмосфере. Медный порошок взвешивали И с учетом напряжения на ванне, силы тока рассчитывали расход электроэнергии, выход по току, удельную производительность в электролизере.Условия проведения опытов и результаты приведены в таблице.Оптимальными условиями являются напряжение на ванне 34-40 В, содержание в электролите меди 1015 г/л и серной кислоты 110 -120 г/л, При общем числе электродов равном 26 это соответствуеткоэффициенту для расчета напряжения на ванне К 1,31,6.Использование предлагаемых способа получения медного порошка и устройства позволяет в сравнении с известными снизить расход электроэнергии на 1080-1260 квт час/Т медного порошка, увеличить выход по току на 1-7, повысить удельную производительность электролизера в 2-3 раза. Кроме того, в устройстве упрощена конструкция электродов, отсутствуют токоподводящие шины,значительно снижена сила тока в подводящей цепи,устранена опасность коротких замыканий.1. Способ получения медного порошка электролизом из сульфатных растворов, включающий электролитическое растворение в ванне медных анодов, осаждение порошка в виде губчатых осадковна катодах при циркуляции электролита и снятии губчатых осадков с катодов, отличающийся тем, что растворение анодов и осаждение порошка проводят при напряжении на ванне, определяемом из соотношения НвК(11-1),гдеМ - количество электродов, К - коэффициент расчета напряжения, циркуляцию электролита осуществляют подачей последнего сверху вниз параллельно плоскости электродов при полной замене электролита в ванне в течение 2-3 часов, причем электроды берут биполярными.2. Устройство для получения медного порошка электролизом, включающее Электролизер ящечного типа, выполненный в виде ванны прямоугольной формы в поперечном сечении, и вертикально установленные в нем катоды и аноды, отличающееся тем, что ванна выполнена сужающейся в нижней части и имеет продольный канал для вывода электролита и порошка, в боковых стенках верхнейчасти ванны выполнены вертикальные направляющие паза, а катоды и аноды выполнены биполярными.8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ванна снабжена расположенными в нижней части перегородками из неэлектропроводного материала с образованием секция, установленных по линиям,направляющих пазов, и каждая секция сообщена с продольным каналом.Напря жение на ванне ВУСЛОВИЯ И рСЗУЛЬТЗТЫ ОПЫТОВ ПО получению МСДНОГО порошка ЗЛСКТрОЛИЗОМ.Выход порошка по току , 59,4 69,8

МПК / Метки

МПК: C01G 33/00, B22F 9/16, C01G 35/00

Метки: устройство, способ, медного, осуществления, растворов, электролизом, сульфатных, порошка, получения

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-1177-sposob-polucheniya-mednogo-poroshka-elektrolizom-iz-sulfatnyh-rastvorov-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">способ получения медного порошка электролизом из сульфатных растворов и устройство для его осуществления</a>

Похожие патенты