Электролизер для рафинирования металлов

ОЮЭ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИН 4(51) С 25(72) Н. 2-02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 07.8303.85. Бюл. Р 12Я.Кузнецов, А.Б.Сучков,Б.Н.Моргалев и А.А.Браун(71) Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им, И,П.Бардина(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 394456,кл. С 25 С 5/04, 1973.2. Авторское свидетельство СССР 9 619549, кл. С 25 С 7/00, 1978. (4)(57) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАФИНИРОВА НИЯ МЕТАЛЛОВ, включающий футерованную ванну с размещенными в ней токопрово 4дящей графитовой подиной и диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные ячейки, окна для ввода 19 ЯО п 1 А катодов, механизмы поворота катодов, а также камеры и устройства для среза ния осадка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его производительности, снижения потерь электроэнергии и улучшения условий загрузки анодных ячеек сырьем, камеры для срезания осадка снабжены съемными платформами, ванна снабжена труб чатым конвейером, установленным вдоль ее оси и выполненным с окнами, снабженными поворотными затворами и загребными лопастями, при этом катоды, механизмы их поворота и устройства для срезания осадка закреплены на съемных платформах, окна для ввода катодов снабжены затворами, а диафрагмы выполнены в виде сопряженных арок из огнеупорного электро- изоляционного материала.Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности к устройствам для злектролитического полученияпорошков чистых металлов и их сплавовпутем их рафинирования в расплавленных средах.Известен электролизер для раФикирования металлов из расплавленныхсред, состоящий из анодной корзины,которая собрана из графитовых блоков 1 Ои жаропрочного бетона, вертикальногокатода в виде прямоугольной пластины,которая прикреплена к гидроцилиндрус возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали, устройстза для улавливания и выгрузки катодкого осадка, выполненного в виде ковша, который удерживается консольнона поворотной трубе, а также доэаторов сырья с трубами для его транспор. щтирования и распределения Я ,Однако в данном устройстве не предусмотрено устройство для определениямаксимального уровня загрузки анодным сырьем а также отсутствует пред варительный подогрев сырья перед егозагрузкой в электролиэер, чем вызывается образование корки в зоне загрузки сырья, вызывающей снижение производительности электролизера, увеличение его материалоемкости и энергоемкости.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролиэер для рафинирования металлов, вклю 35 чающий футерованную ванну с размещенными в ней токоподводящей графитовой подиной и,диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные40 ячейки, окна для ввода катодов, механизмы поворота катодов, а также камеры и устройства для срезания осадка 2.При этом катоды установлены на45 гокоподводящих валах, расположенных в камерах для срезания осадка, а механизмы поворота катодов выполнены в виде ходовых винтов с гайками, соединенными с катодами.50Недостатками данного электролизера являются низкая производительНость, высокие потери электроэнергии и затрудненные условия загрузки анодных ячеек исходным сырьем.55Цель изобретения - повышениепроизводительности электролизе ра,снижение потерь электроэнергии и улучшение условий загрузки анодных ячеек сырьем.Указанная цель достигается тем, что в электролиэере для рафинирования металлов, включающем футерованную ванну с размещенными в ней токо- подводящей графитовой подиной и диафрагмами, разделяющими ванну на анодные и катодные ячейки, окна для ввода катодов, механизмы поворота катодов,. а также камеры и устройства для срезания осадка камеры для срезания осадка снабжены съемными платформами, ванна снабжена трубчатым конвейером, установленным вдоль ее оси и выполненным с окнами, снабженными поворотными затворами и загребными лопастями, при этом катоды, механизмы их поворота и устройства для срезания осадка закреплены на съемных платформах, окна для ввода катодов снабжены затворами, а диафрагмы выполнены в виде сопряженных арок из огнеупорного электроиэоляционного материала.На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1, на Фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.1Электролнзер состоит из стальной футерованной ванны 1 (фиг. 1) сразмещенной в ней токоподводящейсборнографитовой подиной 2, расположенной вдоль оси электролизератрубчатого конвейера (конвейерной трубы) 3, в котором цад каждой анодной ячейкой для загрузки анодным сырьем выполнены окна 4, снабженные поворотными затворами 5 для перекрывания окон и загребными лопастями б, предназначенными для определения, максимального уровня загрузки сырья, вмонтированного в трубе конвейера 3 шнека 7, анодных токовводов 8, соединенных со сборнографитовой токо- подводящей подиной 2, трех камер 9, для срезания осадка металла с катодов, съемных платформ 10, расположенных на каждой камере 9, с прикрепленными к ним поворотными катодами 11, механизмами поворота катода (ходовыми винтами 12, гайками 13, серьгами 14, гибкими шинами 15 для катод- ного токоподвода, двумя щеками 16, между которыми размещен поворотный катод 11, укрепленный на оси 17), устройствами для срезания осадка (прижимными дисками- накатками 18.55 Эксплуатация данного электролизера обеспечивает повьппение производительности технического процесса за счет увеличения периода его работы 3 1 147для обеспечения жесткоети катода присрезе с него осадка металла, моторредуктором 19, конической зубчатойпередачей 20, шнековьми фрезамис редуктором 21 для срезания осадка5металла с каТодом). Электролизер состоит также из затворов 22, предназначенных для перекрывания окон 23,соединяющих камеры 9 сразения осадков с ванной 1 электролизера, диафрагм 24, разделяющих ванну на анодные ячейки 25 для анодного сырья икатодные ячейки 26 для размещениякатодов. Лиафрагмы выполнены в видесопряженных арок из огнеупорныхэлектроизоляционных пластин, гдесплошные ряды из цельных пластин 27чередуются с рядами из половинокпластин 28, расположенных на стыкахсреди сплошных рядов с интерваломв полпластины. За счет этих интервалов создаются окна-просветы 29 снеобходимыми углами наклона, исключающими просыпание анодного сырьяиз аноднцх ячеек в катодные ячейки.Гидропровод 30 служит для поворотазатворов 5 и загребных лопастей 6,расположенных на окнах 4, трубчатогоконвейера 3 и патрубков 31, предназначенных для обслуживания ванны30электролизера,Электролизер работает следующимобразом. После тщательной опрессовки и сушки в среде инертного газа в 35 футерованную огнеупорным материалом ванну 1, где расположены анодные ячейки 25, поочередно в каждую из ячеек на токоподводящую сборнографитовую подину 2 загружают анодное 40 сырье, которое подается через окно 4 конвейером 3. При этом включается гидропровод 30, от которого поворотный затвор 5 открывает окно 4 и вместе с загребными лопастями 6 совершает возвратно-поворотное движение. Когда анодная ячейка 25 заполнится и сырье будет разгребаться лопастями 6, в гидроприводе 30 возрастает давление рабочей жидкости и стрелка 50 монометра будет отклоняться до контактного касания с отключателем гидропривода, который остановится в положении закрытого окна 4 затвором 5 (монометр и отключатель не показаны). После этого вращающийся шнек 7 начинает подавать сырье в другую анодную ячейку 25, над которой откры 773 4вается окно 4 от включения другогоэлектропривода. При этом анодноесырье, проходящее потрубе конвейера,подогревается и поступает в ваннубез образования корки в электролите. Аналогичньи образом заполняются сырьем все анодные ячейки и через патрубок 31 в ванну заливают расплав электролита до заданного уровня, после чего погружают концевую часть.катода 11 в электролит катодной ячейки 26 путем поворота его относительно оси 17 по часовой стрелке, при этом катод проходит в ванну через окно 23, соединяющее ванну с камерой 9 для срезания осадка. Поворот катода 11 осуществляется серьгой 14, соединенной с гайкой 13, навинченной на ходовой винт 12, который вращается от мотор-редуктора 19 через конические зубчатые передачи 20, Через съемную платформу 10 и приваренные к ней, щеки 16, а также через гибкие шины 15 подклю. чают катодный потенциал к катоду, а к анодному сырью подключают анддный потенциал через токовводы 8 и токоподводящую сборнографитовую по- дину 2. В результате этого ионы металла из анодного сырья переходят в электролит и далее на катод, осаждаясь на нем в виде осадка из кристаллов чистого металла. Когда слой кристаллов нарастает до определенной толщины, его срезают, поворачивают катод 11 против часовой стрелки за счет обратного вращения мотор-редуктора и, когда осадок металла на катоде встретится с вращающимися боковьии шнековьии фрезами 21, он будет срезаться ими и падать в сборный контейнер (не показан) . После окончания срезания осадка мотор-редуктор переключают на возвращение в электролит концевой части катода (в катодную ячейку 26), Аналогично работают все катоды с поочередньи поворотом их для срезания осадка . в камерах среза и возвращения в электролит - в катодные ячейки, где происходит нарастание осадка на катоде.в йепрерывном режиме и сохранениягерметичности ванн при обслуживаниимехаййзмоц для срезания осадкаКроме того,электролизер обеспечиваетуменьшение потерь электроэнергии засчет уменьшения утечек тока черездиафрагмы, а также позволяет оптимизировать уровень загрузки анодныхячеек сырьем при использовании кон -вейера с окнами, снабженными поворот в 1 Оными затворами и загребными лопастями. При производстве особо чистого железного порошка применение предлагаемого электролизера позволит на 7,5% повысить производительность технологического лроцесса (от 7000 т/год на известном электролизере до 7500 т/год на предлагаемом), повысить коэфФициент выхода металла по току (с 0,6 до 0,8 соответственно) и уменьшить расход электроэнергии на выпуск годовой программы примерно на 17 млн, кйтч.. Ковту лизл ППП "Патент"; г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 1508/26 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж ираж 637ного коминий и отк5, Раушск Подписноеета СССРытийя наб., д, 4/5