Способ электроосаждения металлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 231281 (21) 3371677/22-02 1)М.Кл.з,С 25 С 1/00. с присоединением заявки ЙоГосударствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 150383, Бюллетень Мо 10 И 1 УДК 621357123(088.8) Дата опубликования описания 150383 2) Авторы изобретениА,В.Гор В.А,Соб дыский, Н.А.Шваб, С.В.Иванов, И, вич, К.А.Каздобин и Г,Ф.Нодарей 71) Заявител бщей и неорганической хУкраинской ССР нститут 54) СПОСОБ ЭЛЕКТРООСАКДЕНИЯ Л ес- их вИзобретение относится к гидроэлектрометаллургии и электрохимическому синтезу и может быть использовано для рафинирования, извлечения из электролитов и разделения цветных. и благородных металлов, синтеза неорганических и органических продуктов, очистки сточных вод.Известен способ электроосаждения металлов проведением электролиза в псевдоожиженном состоянии 1 1).Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ электро- осаждения металлов во взвешенном слое частиц2).Известные споСобы при применении их для извлечения и разделения металлов имеют ряд существенных недос- татков: возможность агломерациичастиц, недостаточную селективность и скорость разделения металлов, низкое качество осадка, наличие анодных зон. Скорость прдтока электролита в известном способе может варьиро-. ваться в узких пределах: при малой скорости протока не реализуется псевдоожиженвое т.е. взвешенное состояние, при большой скорости происходит унос частиц потоком электролита.При увеличении диаметра частиц критич кая скорость взвешивания при проч равных условиях увеличивается в квад" ратичной зависимости. Условия ожиже. - ния электродного материала в значительной степени зависят от типа распределителя потока электролита. Изменение его расположения приводит к изменениям эффективной толщины, слоя частиц и агломерации последЪих ( имеется в виду изменение расположения айпарата относительно вертикаль. ной оси ), В известном процессе .немаловажным Фактором повыаения эффективности является высокая электропроводность электролита, которая должна быть сравнима по величине с электропроводностью взвешенного электродного материала. При исполь зовании сильно разбавленных растворов селективность и производительность способа снижаются. При .этом ухудшается качество осадковони . становятся рыхлыми, что ухудшает и гидродинамику взвешенного слоя. Использование известного способа за" труднено в процессах, протекающих с газовыделением. Пузырьки выдели шегося газа обволакивают частицы, исключая их электрический контактмежду собой, а также вызывают флотацию частиц,Цель изобретения - устранение,агломерации частиц, улучшение качества осадков, повышение скорости иселективности электрохимических реакций (Электроосаждение и электрохимический синтез),Поставленная цель достигаетсятем, что в способе электроосажденияметаллов во взвешенном слое сферичес. 10ких частиц, процесс ведут на частицах из магнитотвердого материала,покрытых электропроводным слоем,взвешивание которых осуществляют переменным магнитным полем. 15Скорость протока электролита черезтакой электрод может варьироватьсяв широких пределах, поскольку оптимальная степень расширения слоя дляпроведения каждой электрохимической 20реакции достигается не изменениемскорости протока, а характеристикамипеременного магнитного поля. Частицысовершают вращательные и колебательные движения, они равномерно распределены по объему электрода. Это позволяет равномерно распределять скорости электродных процессов по объему слоя .и значительно увеличить скорость массопереноса, что важно дляработы с разбавленными растворами,Расположение и форма электродов определяется формой соленоида. Последний может располагаться в пространст.ве произвольно, может работать в условиях невесомости и значительныхускорений.Реализация способа осуществляетсяследующим образом,Процесс провоцят в цилиндрическойячейке с распределителем потока 40электролита в вице перфорированноймедной пластины в основании слоя,которая служит токосборником. Анодрасполагают в верхней части ячейки.Диаметр частиц составляет 1,2-1,5 мм. 45Для реализации магнитовзвешенногослоя на ячейке располагается соленоид с числом витков, равным 2000,частицы намагничиваются до насыщения, Плотность тока составляет . 5 О0,1 А/дм , объем электролита - 3 л.Высота слоя составляет 15 мм,а скоростьпротока электролита - 5,66 см/с,эти величины являются оптимальными для псевдоожиженного слоя. Для магнитовэвешенного слоя скорость протока электролита составляет 1 см/с,при такой скорости взвешивание слоя потоком электролита не наблюдается. Электролит состава, г/л: Ма 504 к х 10 Н,О 322, Сц 504 5 Н 20 0,8 прокачивается через ячейку при помощи центробежного насоса, При осаждении меди на псевдоожиженном электроде осадок получается рыхлый, темный, в то время как При осаждении на магнитовзвешенном электроде осадок во всех случаях получается блестящий.В таблице приведен пример реализации предлагаемого способа.Как видно из таблицы, скорость осаждения меди при применении магнитовзвешенного электрода выше,чем в случае псевдоожиженного, т.е, требуется меньшее число циклов протока электролита через ячейку для достижения равных концентраций.Таким образом, изобретение обладает рядом преимуществ: исключается агломерация и срастание частиц, достигаются, значительно более высокие предельные плотности тока по сравнению с прототипом, что открывает широкйе возможности для интенсификации процессов, появляется возможность проведения электрохимических процессов с интенсивным газовыделением: частицы контактируют за счет интенсивного соударения друг с другом, за счет чего пузырьки газа удаляются с .о.;=рхности частиц, а магнитное поле удерживает частицы слоя от всплывания и уноса. При осаждении металлов получаются гладкие блес. тящие осадки, поскольку последние уплотняются при постоянных соударениях частиц, Применение предполагаемого способа перспективно при электрохимической переработке пульп, где при других способах нарушается электрический контакт частиц между собой.Предложенный способ позволяет создать компактные электролизеры большой единичной мощности, эффективно решающие широкий круг проблем гидроэлектрометаллургии, электрохимического синтеза и защиты окружающей среды.1004488 Составитель, Л.РякинаТехредТ.Фанта . Корректор О.Билак Редактор Т.Парфенова е ю Заказ 1806/36 Вираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1130.35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Формула изобретенияФСпособ электроосаждения металлов во взвешенном слое сферических частиц, -о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью устранения агломерации частиц, улучшения качества осадка и повышения скорости процесса электроосаждения металлов, процесс ведут на частицах из магнитотвердого материала, покрытых элекропроводнымслоем, взвешивание которых осуществ-ляют переменным магнитным полем,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сучков А,Б, Проблемы интенсификации электролиза в металлургии,М., "Металлургияфр 1976 у с 244 247.2. Патент Великобритании 91229642,кл, С 7 В, 1971 (прототип).