Аппарат для электролитического получения металла

)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ яет ,ъхласт- ( ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторское бюро тяжелых цветных металлов при Институте(56) Авторское свидетельство СССРМ 425972, кл. С 25 С 7/00, 1971,Патент США М 4155821,кл, С 25 С 1/08, 1979,(54) АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом, Цель - улучшение качества осаждаемого металла и обеспечение удобства. Аппарат для электролитического получения металла содержит ванну, катоды, выполненные с верхним токоподводом, заключенные в диафрагменные чехлы, нерастворимые аноды с нижним токоподводом, охватывающие верхнюю часть анодов и диафрагменных чехлов и установленные с возможностью съема и фиксированного перемещения относительно Изобретение относится к получению металлов электролитическим способом,Целью изобретения является улучшение качества осаждаемого металла и обеспечение удобства эксплуатации.Это достигается тем, что в аппарате, содержащем ванну, катоды, нерастворимые аноды с диафрагменнь 1 ми чехлами и колпаками с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, токоподводящие катодные и анодные анодов колпаки с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, и средства фиксации штанг катодов, выполненные в виде сферических элементов, закрепленных на катодной штанге, и конических выемок, выполненных в катодной шине для контактирования со сферическими элементами. За счет нижнего токоподвода к аноду создается противоположное направление тока в каждой паре катод - анод, что способствует равномерному осаждению металла по высоте катода, Подвижность колпаков обеспечивает индивидуальную регулировку расхода анолита в каждой анодной ячейке, что способствует получению одинакового осадка на всех катодах, Выполнение средств фиксации в виде контакта сфера - конус обеспечивает одинаковую электрическую и силовую нагрузки для всех катодов аппарата, что способствует одинаковому осаждению металла на всех катодах. Возможность съема колпаков в сочетании с нижним креплением анода к его токоподводящей штанге позвол производить замену диафрагменного че без извлечения анода, что повышает удоб во эксплуатации, 1 з.п. ф-лы, 3 ил,штанги, катодную и анодную шины, расп ложенные вдоль боковых стенок ванны, и средство токоподвода и фиксации штанг катодов, колпаки установлены с возможностью съема и фиксированного перемещения относительно охватываемых ими верхних частей анодов с диафрагменными чехлами, нижние кромки анодов жестко связаны с нижними участками их токоподводящих штанг, выполненных в виде криволинейной балки, а средство токоподвода и фиксацииштанг катодов выполнено в виде сферических элементов, закрепленных на токоподводящих штангах катодов, и конических выемок, выполненных в катодной шине для контактирования со сферическими элементами.Подвижность колпаков относительно анодов с диафрагменными чехлами обеспечивает индивидуальную регулировку расхода анолита через каждый анод в соответствии с различием их характеристик и проницаемости диафрагменных чехлов для получения одинакового осаждения металла на каждом катоде с обеих его сторон при наименьшем суммарном расходе электролита на аппарат за счет регулирования вакуума в патрубке для слива анолита при постоянном вакууме в коллекторе,Возможность съема колпаков в сочетании с нижним креплением анода к его токо- подводящей штанге позволяет производить замену диафрагменного чехла на аноде без его извлечения из ванны,Крепление нижней кромки анода к его токоподводящей штанге создает противоположное направление тока в каждой паре катод - анод, в результате чего в каждой точке электрического поля между катодом и анодом сила тока по абсолютной величине одинакова и способствует равномерному осаждению металла по высоте катода,Неразьемность нижнего крепления анода со штангой повышает электропровод- ность токоподвода и его стабильность,Контактирование сферических элементов токоподводящих штанг катодов с коническими выемками катодных шин (токоподвод сфера - конус) происходит при любом их взаимном расположении по окружности одного диаметра, Поэтому электрическая и силовая нагрузки на токоподводе сфера - конус одного размера одинаковы и постоянны для всех катодов аппарата и способствуют одинаковому осаждению металла на всех катодах, Кроме того, размеры токоподвода сфера - конус в каждом случае выбираются в зависимости от передаваемой через аппарат электрической нагрузки и максимального веса катода с осажденным металлом в соответствии с допустимыми удельными нагрузками.Токоподвод сфера - конус является одновременно средством фиксации катода в пространстве и за счет поперечной фиксации катода относительно анода обеспечивает равномерное осаждение металла по ширине катода.На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг, 1; на фиг, 3 - сечение Б - Б на фиг. 1,5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 Аппарат для электролитического получения металла содержит ванну 1 с анодной 2 и катодной 3 бортовыми шинами, в которую помещены вертикально расположенные чередующиеся нерастворимые аноды 4 и матричные катоды 5, и вакуумный коллектор 6. Анод 4 снабжен токоподводящей штангой 7, выполненной в виде криволинейной балки, верхний конец которой жестко закреплен на анодной шине 2, а на нижнем ее участке жестко закреплена нижняя кромка анода 4 с установленным на нем диафрагменным тканевым чехлом 8 с открытыми торцами. Колпак 9 выполнен в виде колокола, соединенного с тягами 10 для его возможного съема и фиксируемого перемещения относительно охватываемых им верхних частей анода 4 с чехлом 8. Колпак 9 имеет в верхней части патрубок 11 для отвода газов и патрубок 12 для отвода анолита из зоны внутри чехла 8, при этом оба патрубка раздельно соединены с вакуумным коллектором 6, На всей длине колпака 9 имеется заборник 13 для отвода воздушно- газовой смеси из надэлектролитной зоны и распределитель 14 для подачи свежего электролита в прикатодный слой. Катод 5 имеет токоподводящую штангу 15 со сферическим элементом 16, а катодная шина 3 выполнена с коническими выемками 17 для взаимодействия со сферическими элементами,Работа аппарата для электролитического получения металла описывается на примере процесса получения кобальта и хлора иэ хлоридного кобальтового электролита.При работе аппарата ванна 1 с находящимися в ее внутренней полости вертикально расположенными чередующимися анодами 4 и катодами 5 заполняется электролитом. К анодной и катодной шинам 2 и 3 подается постоянный электрический ток, а вакуумный коллектор 6 подключается к внешней вакуумной системе.Под действием электрического поля в каждой ячейке аппарата, состоящей из анода 4 и катода 5, из ионов электролита происходит осаждение кобальта на катоде и образование вблизи анода, в зоне электролита, ограниченного диафрагменным чехлом 8, пузырьков газообразного хлора, которые, поднимаясь, перемешивают анолит в чехле 8 и через его верхний открытый торец поступают в колпак 9 и далее через патрубок 11 в вакуумный коллектор 6. Одновременно анолит через нижний конец патрубка 12, расположенный внутри чехла 8 ниже уровня анолита, сливается также в вакуумный коллектор 6, из которого хлор и анолит раздельно подаются на дальнейшую переработку. Регулировка расхода анолита1730204 иъ Рих оставитель М,Геллерштеинехред М.Моргентал Кор О.Кундрик едактор З,Ходако Заказ 1491 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 через патрубок 12 производится перемещением колпака 9 тягами 10. При необходимости замены чехла 8 колпак 9 снимается с помощью тяг 10.В связи с возможностью наличия в надэлектролитной зоне хлора и испарений других вредных веществ для их удаления заборники 13 подключаются к вытяжной вентиляции. Для обеспечения нужной концентрации электролита в прикатодном слое подаваемый электролит поступает через распределители 14 на анодах 4,При установке катодов 5 в ванну 1 сферические элементы 16 опираются на конические выемки 17 катодной шины 3, обеспечивая одинаковый и стабильный токоподвод на все катоды 5 и равномерное осаждение металла по ширине каждого катода.Формула изобретения 1. Аппарат для электролитического получения металла, содержащий ванну, катоды, выполненные с верхним токоподводом, нерастворимые аноды с диафрагменными чехлами, охватываемые в верхней части колпаками с патрубками для отвода анолита и газа, соединенными с вакуумным коллектором, токоподводящие анодная и катодная 5 шины и штанги, средства контактированияи взаимной фиксации штанг катодов и катодной шины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества осаждаемого металла и обеспечения удобства эксплуата ции, анодные токоподводящие штанги жестко соединены с нижними кромками анодов, колпаки размещены вокруг анодных диафрагм с образованием зазора и установлены с возможностью съема и фиксированного 15 перемещения относительно анодов.2.Аппарат поп.1,отличающийсятем, что средства контактирования и взаимной фиксации штанг катодов и катодной шины выполнены в виде сферических 20 элементов, закрепленных на токоподводящих штангах катодов, и конических выемок, выполненных в катодной шине для обеспечения контакта со сферическими элементами,