Электролизер для получения гидроокиси железа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 10.06.80 (21) 2966701/23-26с присоединением заявки МВ -(23) ПриоритетОпубликовано 3006,82, Бюллетень Й 924 РМ Кл з С 25 В 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30. 06, 82(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИИ ГИДРООКИСИ ЖЕЛЕЗАИзобретение относится и преднаэна.чено для получения гидроокиси железапутем электрохимического растворения железа,5Известно устройство для электрохимического растворения железа, представляющее собой монополярный электролизер, имеющий стальные электроды,погруженные в раствор электролита.Проведение электролиза приводит канодному растворению железа 11,Недостатки монополярных электролизеров - громоздкость, большое количество электрических соединений,необходимость иметь источник постоянного тока на высокие токовые нагрузки и низкое напряжение, что удорожает всю установку.Известен электролизер для получениягидроокиси железа, включающий цилиндрический корпус, концентрическиразмещенные электроды в виде цилиндров, на боковой поверхности которыхвыполнены отверстия 2.Недостаток этого устройства состоит в том, что образование гидроокисижелеза связано с растворением электродов, что вызывает необходимость ихпериодической замены. Жесткое крепление электродов в изолированном дне 30 корпуса делает эту операцию затруднительной и нетехнологичной.По мере растворения железа в ячейках будет накапливаться гидроокисьжелеза, которую необходимо выводитьиз электролизера, однако его конструкция позволяет делать это толькопериодически,Выделяющееся в процессе электролиза тепло отводится из аппарата черезнаружную стенку корпуса, что вызываетбольшие затруднения ввиду малой величины теплопередающей поверхности,Для обеспечения теплоотвода в электролизере предусмотрены медные радиаторы, принудительный обдув воздухаи т.д., что значительно усложняетконструкцию устройства.Цель изобретения - увеличениепроизводительности электролизера иупрощение его обслуживания.Поставленная цель достигаетсяв электролизере для получения гидроокиси железа, включающем цилиндрический корпус, концентрически размещенные электроды в виде цилиндров, на боковой поверхности которыхвыполнены отверстия, каждый изэлектродов снабжен днищем, электролизер снабжен прокладками, разме 939595щенными между днищами электродов, причем высота прокладок относится к расстоянию между боковыми поверхностями электродов как толщина днищак толщине стенок электродов, а отверстия выполнены попеременно в нижних и верхних частях электродов иобщая площадь отверстий каждого электрода составляет 0,5-13 от площади его боковой поверхности.На чертеже представлена схемаУстройства,Устройство включает в себя стальные цилиндрические электроды-стаканы 1 с отверстиями 2 для циркуля-.ции электролита, сливной штуцер 3,токоподводы 4 и изоляционные прокладки 5,Наружный электрод является катодом, а электрод наименьшего диаметра - анодом. Электроды, расположен-.ные между монополярными.электродами, работают как биполярные, причем анодами являются наружные поверхности электродов. В верхней части наружного электрода имеется сливной штуцер, Электрод наименьшего диаметра имеет отверстие для подачи электролита в электролизер. В стенках биполярных электродов имеются отверстия, расположенные попеременно в нижней и верхней части этих электродов.Плошадь каждого отверстия составляет 0,5-1 от площади боковой поверхности каждого электрода. Все эти отверстия служат, во-первых, для обеспечения одинакового уровня электролита в ячейках электролизера, во-вторых, для непрерывного отвода гидроокиси железа из аппара"та, в-третьих, для обеспечения, теплоотвода из электролизера путем непрерывной циркуляции электролита. Через отверстия в электродах происходит утечка тока, т.е, появляются так называемые фблуждающие токио, которые не затрачиваются на основной процесс растворения железа, и чем больше величина тока утечки, тем больше снижается выход по,току основных продуктов, и тем больше увеличивается расход электроэнергии. Значит площадь отверстий должна быть в таких пределах, чтобы токиутечки были минимальными при обеспечении нормальной циркуляции раствора.Если отверстия площадью меньше 0,5, то в этом электролизере происходит забивка отверстия гидроокисью, осаждение гидроокиси железа на дно и остановка электролизера.Если увеличить площадь отверстийбольше 1, производительность электролиэера резко упадет, Когда рассто"яние между боковыми поверхностямиэлектродов больше высоты прокладок., 60 65 Формула изобретения Электролизер для получения гидро- окиси железа, включающий цилиндрический корпус, концентрически размещенные электроды в виде цилиндров, на боковой поверхности которых выполнетогда плотность тока на днище выше,так как с уменьшением расстояниямежду, днищами уменьшается соответственно электрическое сопротивлениезаключенного между этими поверхностя 5 ми столба жидкости и увеличиваетсясила тока на днище (соответственно иплотность тока), Увеличение плотности тока приводит к более интенсивному растворению поверхности дна.10 Если в этом случае увеличить толщину дна, то расстояние между днищамиможет быть уменьшено, согласна зависимости:е яд.,15 Рбокгде 1 - расстояние между боковымиповерхностями электродов;Ь - толщина прокладки;р нс, - толщина дйа электрода 19 б - толщина стенок бокового электрода.Таким образом, высота прокладокможет быть меньше расстояния междубоковыми поверхностями, но при этомдолжна быть увеличена толщина днаэлектродов.Для обеспечения непрерывной рабо.ты устройства свежие порции электролита вводят в аппарат через отверстие электрода наименьшего диаметра.30 Количество подаваемого в устройствосвежего раствора определяется двумяусловиями: концентрация гидроокиси,железа в растворе, вытекающем изустройства, не должна превышать35 40 кг/м, температура электролита недолжна превышать б 0-70 С,При концентрации гидроокиси железа более 40 кг/ираствор плохотранспортируется, что может вызывать40 забивки ячеек гидроокисью железа инеравномерное растворение боковыхстенок электродов.Предлагаемое устройство полностьюобеспечивает отвод тепла из устрой 45 ства, чтопозволяет дать необходимую токовую нагрузку и достичь высокой производительности.Технические преимущества разработанного устройства по сравнению с50 известным заключается в упрощенииего обслуживания, а также в том,что оно обеспе;ивает непрерывностьпроцесса электролиза. Эти преимущества достигаются за счет нежесткой55 установки электродов за счет создания условийдля непрерывной циркуляции электролита,939595 Составитель О.Зобнинедактор И.Ковальчук Техред И. Гайду Корректор В.Синицкс Тираж 686венного комиретений и отЖ, Раушск аз 4606/42 ВНИИПИ ГосУДаРс по делам нзо 113035, Иосква, ПоднСССР о ета рыт я н д. 4/5 филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна ны отверстия,.о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью увеличенияпроизводительности электролнзера иупрощения его обслуживания, каждыйиз электродов снабжен днищем, электролизер снабжен прокладками, размещенными между днищем электродов,причем высота прокладки.относитсяк расстоянию между боковыми поверхностями электродов.как толщина днища к толщине стенок электродов, а 10отверстия выполнены попеременно в нижней и верхней частях электродов,и общая площадь отверстий каждогоэлектрода составляет 0,5-1 отплощади его боковой поверхности.Источники информации,принятые во внимание при экадертизе1. Зарецкий С.А, и др. Технологияэлектрохимических производств И.,Высшая школа1970, с. 30-32.2. Патент ВеликобрнтанииР 1483203, кл. С 25 В 9/00опублик. 17.08.77,