RU2187579C2 - Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper - Google Patents
Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187579C2 RU2187579C2 RU2000124974/02A RU2000124974A RU2187579C2 RU 2187579 C2 RU2187579 C2 RU 2187579C2 RU 2000124974/02 A RU2000124974/02 A RU 2000124974/02A RU 2000124974 A RU2000124974 A RU 2000124974A RU 2187579 C2 RU2187579 C2 RU 2187579C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- baths
- electrolysis
- series
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 51
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 9
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 6
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- 239000002986 polymer concrete Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011473 acid brick Substances 0.000 claims description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 2
- 239000013521 mastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области электрохимических производств в цветной металлургии и может быть использована при электролитическом рафинировании цветных металлов, в частности меди, в водных растворах. The group of inventions relates to the field of electrochemical production in non-ferrous metallurgy and can be used in the electrolytic refining of non-ferrous metals, in particular copper, in aqueous solutions.
Известна и применяется двумя медерафинировочными заводами России блок-серия ванн для электролитического рафинирования меди с включением электродов по системе мультипль и продольной циркуляцией электролита параллельно плоскости электродов при подаче его со скоростью 140 дм3/мин через боковую сторону центральных ванн блок-серии в каждую электродную ячейку, перетоке по переточным отверстиям в соседние ванны блок-серии и удалением через карманы на крайних ваннах блока [ 1, с. 42].The block series of bathtubs is known and used by two Russian refineries in Russia for electrolytic refining of copper with the electrodes included in the multipl system and longitudinal electrolyte circulation parallel to the plane of the electrodes when feeding it at a speed of 140 dm 3 / min through the side of the central baths of the block series into each electrode cell , overflow through the overflow holes in the adjacent baths of the block series and removal through pockets at the extreme baths of the block [1, p. 42].
Недостатками блочного электролизера (блок-серии ванн) с продольной циркуляцией электролита является турбулизация потока электролита в зоне переточных отверстий (критерий Рейнольдса 2000 - 8000 при критическом значении 580), а также неравномерное распределение электролита между электродными ячейками после выхода из переточных отверстий. The disadvantages of a block electrolyzer (block series of bathtubs) with longitudinal circulation of the electrolyte are the turbulization of the electrolyte flow in the zone of the transfer openings (Reynolds criterion 2000 - 8000 at a critical value of 580), as well as the uneven distribution of electrolyte between the electrode cells after leaving the transfer openings.
Известна и применяется двумя заводами Японии и Канады для рафинирования меди блок-серия с включением электродов по системе мультипль и проточной циркуляцией электролита (или ванна-бассейн "Джумбо"), в которой объединенные в блок ванны не имеют перегородок, электроды опираются на торцевые стены блока и электродные балки большой длины, уложенные на боковые стены блока и промежуточные стойки, а циркуляция электролита производится подачей его со скоростью 550 - 600 дм3/мин через карман на одной стороне блок-серии движением параллельно плоскости электродов через все секции блока (20) и удалением через карман на другой торцевой стороне блок-серии [2, с. 148].It is known and used by two plants in Japan and Canada for refining copper block-series with the inclusion of electrodes in the multipl system and flowing circulation of the electrolyte (or Jumbo pool-pool), in which the baths combined in the block do not have partitions, the electrodes are supported on the end walls of the block and the electrode beam of great length arranged on the side of the wall block and the intermediate stand, and the electrolyte circulation produced feed it at a speed of 550 - 600 dm 3 / min through a pocket on one side of the block-series motion parallel planes electrodes through the block section (20) and removing the pocket through to the other end side of unit series [2, p. 148].
Недостатком конструкции ванны-бассейна является чрезмерно большой объем электролита (более 100 м3), одновременно удаляемого из блок-серии при ее обслуживании и ремонте, турбулизация потока под электродами, вызывающая взмучиваиие шлама (критерий Рейнольдса 750 - 1000), а также ненадежность конструкции, исключающая возможность использования традиционных материалов для изготовления, а также работу с тяжелыми анодами двух- и трехсрочного срабатывания.The disadvantage of the design of the pool-pool is the excessively large volume of electrolyte (more than 100 m 3 ), which is simultaneously removed from the block series during its maintenance and repair, turbulence of the flow under the electrodes, causing the sludge to swell (Reynolds criterion 750 - 1000), as well as the unreliability of the design, excluding the possibility of using traditional materials for manufacturing, as well as working with heavy anodes of two- and three-term operation.
Известна и широко используется в промышленности блок-серия ящичных ванн для электролитического рафинирования меди и других цветных металлов в водных растворах электролитов, представляющая собой состыкованную боковыми сторонами серию ванн с параллельной системой включения электродов в электрическую цепь (или системой мультипль), последовательным включением ванн и поперечной циркуляцией электролита при подаче его через карман на одном торце каждой ванны со скоростью 15-20 дм3/мин, движении перпендикулярно плоскости электродов (сверху вниз или снизу вверх) и удалении через лоток на другом торце ванны [3, с. 19,23 ], прототип.The block series of box bathtubs for electrolytic refining of copper and other non-ferrous metals in aqueous solutions of electrolytes is known and widely used in industry. It is a series of bathtubs joined along the sides with a parallel system for connecting electrodes to an electric circuit (or a multipl system), series switching of bathtubs and a transverse one electrolyte circulation while feeding it through a pocket at one end of each bath at a speed of 15-20 dm3 / min, movement perpendicular to the plane of the electrodes (top bottom or bottom to top) and after removal of the tray at the other end of the bath [3, p. 19,23], prototype.
Недостатками электролизной блок-серии ванн ящичного типа являются неравномерность циркуляции электролита в разных электродных ячейках ванны из-за возможного образования застойных зон при движении электролита перпендикулярно плоскости электродов, ограничение линейной скорости циркуляции предельной величиной критерия Рейнольдса под электродами (Re=546 при скорости циркуляции 17 дм3/мин), а также достигающее 30% перераспределение тока между параллельно включенными электродными ячейками вследствие изменения состава и температуры электролита по длине ванны.The disadvantages of the electrolysis block series of box-type bathtubs are the uneven circulation of the electrolyte in different electrode cells of the bath due to the possible formation of stagnant zones when the electrolyte moves perpendicular to the plane of the electrodes, the limitation of the linear circulation velocity by the limiting value of the Reynolds criterion under the electrodes (Re = 546 at a circulation speed of 17 dm 3 / min), and reaches 30% redistribution of current between parallel-connected cell electrode due to changes in composition and temperature RE LTL along the length of the bath.
Недостатком всех перечисленных конструкций блок-серий с включением по системе мультипль от 30 до 50 электродных пар является высокая токовая нагрузка (до 30 кА), увеличивающая расход меди на ошиновку, и стоимость электрооборудования, а также низкое напряжение тока на блок-серии (не более 8 В при 20 ваннах в блоке), исключающее совмещение направлений электрических цепей и циркуляций электролита в цехах электролиза для подбора оптимальных циркуляционного, коллоидного и электрического режимов осаждения меди. The disadvantage of all of the listed constructions of the block series with the inclusion of a multipl from 30 to 50 electrode pairs in the system is the high current load (up to 30 kA), which increases the copper consumption for the busbar, and the cost of electrical equipment, as well as the low voltage on the block series (not more than 8 V at 20 baths in the unit), which excludes the combination of the directions of electric circuits and the electrolyte circulation in the electrolysis shops to select the optimal circulating, colloidal and electric modes of copper deposition.
По принятой во всем мире компоновке, независимо от конструкции ванны, блок-серии объединены по две и снабжены главной и передаточной шинами большого сечения [3, с. 23] . На главной шине между блоками установлены шунты-размыкатели для шунтирования (отключения от электрической цепи) двух блоков при обслуживании или ремонте любой из ванн блоков. According to the layout adopted worldwide, regardless of the design of the bath, the block series are combined in two and equipped with the main and transmission tires of a large cross section [3, p. 23]. On the main bus between the blocks, shunt switches are installed for shunting (disconnecting from the electrical circuit) of two blocks when servicing or repairing any of the bathtubs of the blocks.
Способ обслуживания блок-серий состоит в отключении от электрической цепи двух блоков замыканием входной и выходящей ветвей главной шины, удалением электролита из ванн в резервную емкость или другие ванны, выгрузке катодов и анодных остатков, чистке ванн от скрапа и анодного шлама, загрузке ванн анодами, катодными основами или матрицами и заполнении электролитом. После загрузки и заполнения электролитом двух блоков, состоящих из 20-40 ванн, они включаются в электрическую цепь удалением шунта-размыкателя и электроосаждение меди ведется при пересекающихся направлениях тока и электролита в блок-серии при скорости циркуляции электролита не более 28 дм3/мин [2, с. 126].The method of servicing the block series consists in disconnecting two blocks from the electric circuit by shorting the input and output branches of the main bus, removing the electrolyte from the bathtubs in a reserve tank or other bathtubs, unloading the cathodes and anode residues, cleaning the bathtubs from scrap and anode sludge, loading the bathtubs with anodes, cathode bases or matrices and electrolyte filling. After loading and filling with electrolyte two blocks consisting of 20-40 baths, they are included in the electric circuit by removing the shunt-disconnector and copper electrodeposition is carried out at intersecting directions of current and electrolyte in the block series at an electrolyte circulation speed of not more than 28 dm 3 / min [ 2, p. 126].
Одновременная обработка двух блоков связана с потерей около 10% машинного времени блок-серий. The simultaneous processing of two blocks is associated with the loss of about 10% of the machine time of the block series.
Известны способы электрического рафинирования меди, включающие растворение анодов и осаждение катодной меди при прохождении электрического тока и циркуляции электролита в электролизерах различной конструкции, отличающиеся различными режимами осаждения катодной меди. Known methods for electric refining of copper, including the dissolution of the anodes and the deposition of cathode copper during the passage of electric current and the circulation of the electrolyte in electrolytic cells of various designs, characterized by different deposition modes of cathode copper.
Способ электролитического рафинирования меди в блок-сериях ванн с продольной циркуляцией электролита параллельно плоскости электродов при подаче его со скоростью 140 дм3/мин проходит при большой турбулизации потока в зоне переточных отверстий, вызывающей загрязнение катодной меди, что является недостатком способа [1, с.42].The method of electrolytic refining of copper in block series of baths with longitudinal circulation of the electrolyte parallel to the plane of the electrodes when feeding it at a speed of 140 dm 3 / min takes place with large turbulization of the flow in the area of the overflow holes, causing pollution of the cathode copper, which is a disadvantage of the method [1, p. 42].
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ электролитического рафинирования меди, проводимый в блок-сериях ванн ящичного типа и включающий растворение анодов и осаждение меди при прохождении электрического тока и циркуляции электролита со скоростью 15-20 дм3/мин движением, перпендикулярно плоскости электродов, и удалением через лоток на другом конце ванны [см. 3, с. 19,23, принят за прототип].The closest method of the same purpose to the claimed method in the group of inventions according to the totality of features is the method of electrolytic refining of copper, carried out in block series of box-type bathtubs and comprising dissolving the anodes and precipitating copper during the passage of electric current and electrolyte circulation at a speed of 15-20 dm 3 / min by moving perpendicular to the plane of the electrodes, and removing through the tray at the other end of the bath [see 3, p. 19.23, adopted as a prototype].
Недостатком способа являются возможные нарушения технологических режимов (электрического, коллоидного и циркуляционного), приводящие к снижению качества катодной меди, вследствие неравномерности циркуляции электролита в разных электродных ячейках ванны из-за возможного образования застойных зон при движении электролита перпендикулярно плоскости электродов, ограничении скорости циркуляции и перераспределении тока между параллельно включенными электродными ячейками вследствие изменения состава и температуры электролита по длине ванны. The disadvantage of this method is the possible violation of technological conditions (electrical, colloidal and circulating), leading to a decrease in the quality of cathode copper due to uneven circulation of the electrolyte in different electrode cells of the bath due to the possible formation of stagnant zones when the electrolyte moves perpendicular to the plane of the electrodes, limiting the speed of circulation and redistribution current between parallel connected electrode cells due to changes in the composition and temperature of the electrolyte along the length bathtubs.
Заявляемая группа изобретений позволяет достичь единый технический результат, выраженный в повышении качества катодной меди. The claimed group of inventions allows to achieve a single technical result, expressed in improving the quality of the cathode copper.
При осуществлении изобретения по объекту - устройство расширяет арсенал технических средств, применяемых для электролитического получения, регенерации и рафинирования металлов электролизом растворов. In the implementation of the invention on the subject - the device expands the arsenal of technical means used for the electrolytic production, regeneration and refining of metals by electrolysis of solutions.
Заявляемая электролизная блок-серия ванн для электролитического рафинирования меди содержит серию электролитических ванн, оснащенных ошиновкой, электродами, включенными в электрическую цепь по системе мультипль, и устройствами для циркуляции электролита, расположенными на торцах каждой ванны, для подачи электролита в каждую ванну с одного торца и удаления с другого, причем каждая из состыкованных боковыми сторонами ванн блок-серии имеет несколько секций, электродные ячейки которых включены в электрическую цепь параллельно, секции каждой ванны и ванны - последовательно, электроды размещены вдоль каждой ванны параллельно движению электролита и опираются на торцевые стены ванн и электродные балки между секциями, уложенные на боковые стены ванн; ошиновка блок-серии ванн состоит из входной шины, уложенной на торцевую стену первой ванны, передаточных шин любых двух соседних ванн блок-серии, уложенных на их торцевые стены и выходной шины последней ванны; между входной шиной, передаточными шинами спаренных ванн и выходной шинами установлены шунты-размыкатели; в ваннах между их секциями установлены листовые отражатели на разной высоте от дна ванн, подвешенные к электродным балкам; устройство для подачи электролита в ванну выполнено в виде кармана, расположенного на торце каждой ванны по всей ее ширине; каждая ванна снабжена приемным и сливным карманами, расположенными на противоположных торцевых сторонах ванны по всей ширине ванны; блок-серия может быть скомпонована из необходимого количества ванн, она является единой конструкцией и собрана из сборных элементов; корпус ванн может быть выполнен из сборного или монолитного железобетона или из полимербетона; электродные балки между секциями ванн изготовлены из кислотостойкого железобетона или полимербетона, либо из стеклотекстолита или стекловолокнита; футеровка блок-серии из железобетона изготовлена из листовых полимерных материалов, например винипласта, полипропилена или других термопластов и реактопластов, или из кислотостойкого кирпича и/или плитки, уложенной на асфальто-битумной мастике; блок серия снабжена системой для управления потоком электролита, распределения его по ваннам, поддержания уровня электролита в ваннах серии и токоуравнительными шинами, уложенными на электродные балки между секциями. The inventive electrolysis block series of baths for electrolytic refining of copper contains a series of electrolytic baths equipped with a busbar, electrodes included in the electric circuit through the multipl system, and electrolyte circulation devices located at the ends of each bath for supplying electrolyte to each bath from one end and removal from the other, each of the baths of the block series docked to the sides of the bath has several sections, the electrode cells of which are connected in parallel to the electric circuit, sections of each bath and bath - in series, electrodes are placed along each bath parallel to the movement of the electrolyte and rely on the end walls of the baths and electrode beams between sections laid on the side walls of the baths; the bus block series bus consists of an input tire laid on the end wall of the first bath, transfer tires of any two adjacent block series baths laid on their end walls and the output bus of the last bath; between the input bus, the transfer tires of the twin baths and the output tires, shunt switches are installed; in the baths between their sections, sheet reflectors are installed at different heights from the bottom of the bathtubs, suspended from the electrode beams; a device for supplying electrolyte to the bath is made in the form of a pocket located at the end of each bath over its entire width; each bath is equipped with a receiving and drain pockets located on opposite ends of the bath along the entire width of the bath; the block series can be composed of the required number of bathtubs, it is a single design and assembled from prefabricated elements; the bathtub body may be made of precast or monolithic reinforced concrete or polymer concrete; the electrode beams between the bath sections are made of acid-resistant reinforced concrete or polymer concrete, or of fiberglass or fiberglass; a block series of reinforced concrete lining is made of sheet polymer materials, such as vinyl plastic, polypropylene or other thermoplastics and thermosets, or of acid-resistant bricks and / or tiles laid on asphalt-bitumen mastic; the series unit is equipped with a system for controlling the electrolyte flow, distributing it in the bathtubs, maintaining the electrolyte level in the series bathtubs and current equalizing buses laid on the electrode beams between the sections.
Указанный единый технический результат по объекту - способу достигается тем, что в известном способе электролитического рафинирования меди в блок-сериях ванн ящичного типа, включающем электролиз с растворением анодной меди и осаждением катодной меди при прохождении электрического тока и циркуляции электролита и подготовительные операции к процессу электролиза, например выгрузку катодов и анодных остатков, чистку ванн от шлама, загрузку анодами и катодными основами, заполнение ванн электролитом, включение в электрическую цепь и др. , электролитическое рафинирование меди осуществляют в электролизных блок-сериях ванн при совмещении направлений циркуляции электролита и электрической цепи, при напряжении тока от 1 до 3 В на каждой ванне блок-серии и скорости циркуляции электролита от 15 до 50 дм3/мин, циркуляция электролита осуществляется параллельно плоскости электродов, установленных вдоль каждой ванны, разделенной на секции, электродные ячейки которых включены в электрическую цепь параллельно, а секции каждой ванны и ванны - последовательно, ошиновка блок-серии ванн состоит из входной шины, уложенной на торцевую стену первой ванны, передаточных шин любых двух соседних ванн блок-серии, уложенных на их торцевые стороны, и выходной шины последней ванны, между шинами установлены шунты-размыкатели; для управления потоком электролита и для исключения утечек тока между секциями ванн в секциях поочередно сверху вниз и снизу вверх между секциями установлены съемные листовые отражатели; подготовительные операции к электролизу осуществляют после отключения от электрической цепи любого необходимого количества смежных ванн блок-серии установкой шунтов-размыкателей на соответствующих передаточных шинах без отключения от электрической цепи остальных ванн; параметры циркуляционного, коллоидного и электрического режима электролиза устанавливают на каждой ванне блок-серии и/или на блок-серии ванн, и/или на одном и более модулях электролизного цеха. состоящих из 2-10 блок-серий ванн, в зависимости от марки получаемой катодной меди, состава перерабатываемого сырья и необходимых экономических показателей.The specified single technical result for the object - the method is achieved by the fact that in the known method of electrolytic refining of copper in block series bathtubs of a box type, comprising electrolysis with dissolution of anode copper and deposition of cathode copper during the passage of electric current and circulation of the electrolyte and preparatory operations for the electrolysis process, for example, unloading cathodes and anode residues, cleaning baths of sludge, loading anodes and cathode substrates, filling baths with electrolyte, inclusion in an electric circuit, etc., e ektroliticheskoe refining of copper carried out in an electrolysis block series of baths at overlapping areas of electrolyte circulation and electrical circuit when the voltage of from 1 to 3 In each bath flow series and electrolyte circulation rate of 15 to 50 dm 3 / min, an electrolyte is circulated in parallel the planes of the electrodes installed along each bath, divided into sections, the electrode cells of which are included in the electric circuit in parallel, and the sections of each bath and bath - in series, busbar block series bus with Toit from input bus laid on the end wall of the first bath, transfer buses of any two adjacent baths block series stacked on their end faces, and the output of the last bath tire between tire-mounted shunts breakers; to control the electrolyte flow and to prevent current leakage between the bath sections in the sections, removable sheet reflectors are installed alternately from top to bottom and from bottom to top; preparatory operations for electrolysis are carried out after disconnecting from the electric circuit any necessary number of adjacent baths of the block series by installing shunt-disconnectors on the corresponding transfer buses without disconnecting the remaining baths from the electric circuit; The parameters of the circulating, colloidal and electric electrolysis conditions are set on each bath of the block series and / or on the block series of baths and / or on one or more modules of the electrolysis shop. consisting of 2-10 block series of bathtubs, depending on the grade of the obtained cathode copper, the composition of the processed raw materials and the necessary economic indicators.
Сущность предлагаемого изобретения по объекту - устройство заключается в том, что блок-серия состоит из состыкованных боковыми сторонами ванн с циркуляцией электролита при подаче его в каждую ванну с одного торца и удалении с другого, но каждая ванна разделена на 4-6 секций без перегородок, электродные ячейки которых включены в цепь по системе мультипль параллельно, секции и ванны - последовательно, электроды размещены вдоль ванны и опираются на торцевые стены ванн и электродные балки между секциями, уложенные на боковые стены ванн. The essence of the invention according to the object - the device consists in the fact that the block series consists of bathtubs joined with the sides of the electrolyte circulating when it is supplied to each bathtub from one end and removed from the other, but each bathtub is divided into 4-6 sections without partitions, the electrode cells of which are connected in a circuit according to the multipl system in parallel, the sections and baths are arranged in series, the electrodes are placed along the bath and rest on the end walls of the bathtubs and the electrode beams between the sections laid on the side walls of the bathtubs.
Циркуляция электролита производится подачей его через карман на торцевой стороне ванны в каждую электродную ячейку, движением параллельно плоскости электродов через все секции ванны и удалением через сливной карман другой торцевой стороны ванны. The electrolyte is circulated by feeding it through a pocket on the end side of the bath to each electrode cell, moving parallel to the plane of the electrodes through all sections of the bath and removing the other end side of the bath through the drain pocket.
Электрическое питание блок-серии осуществляется подключением к выпрямителю приемной шины крайней ванны блока, уложенной на торцевую стену, прохождением тока через последовательно соединенные секции ванны и передаточную шину, уложенную на другую торцевую стену соседней ванны, и далее через все ванны блок-серии к конечной шине крайней ванны блока. The power supply of the block series is carried out by connecting to the rectifier of the receiving bus of the extreme bathtub of the block laid on the end wall, passing current through the series-connected sections of the bath and the transfer bus laid on the other end wall of the adjacent bath, and then through all baths of the block series to the final bus extreme block bath.
Передаточные шины двух соседних ванн блока, уложенные на торцевые стены ванн, снабжены шунтами - размыкателями для шунтирования - отключения от цепи любых двух соседних ванн блок-серии. The transfer tires of two adjacent bathtubs of the unit, laid on the end walls of the bathtubs, are equipped with shunts - disconnectors for shunting - disconnecting from the circuit any two adjacent baths of the block series.
Ошиновка блок-серии ванн состоит из входной шины, уложенной на торцевую стену первой ванны блок-серии, и передаточных шин попарно объединенных электрически ванн 2-3, 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 и так далее, уложенных на одной боковой стороне блок-серии (торцевых стенах ванн), и передаточных шин попарно электрически объединенных ванн 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12 и так далее, и выходной шины последней (нечетной) ванны, уложенных на другую боковую стену блок-серии, а также при необходимости уравнительных шин, уложенных на электродные балки. Передаточные шины электрически спаренных ванн, входная и выходные шины снабжены шунтами-размыкателями для отключения от цепи двух любых соседних ванн блок-серии на период их обслуживания, замены или ремонта. The bus block series bus consists of an input tire laid on the end wall of the first block series bath and transmission tires pairwise electrically combined baths 2-3, 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 and so on, laid on one side of the block series (end walls of the bathtubs), and transfer tires in pairs of electrically combined bathtubs 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12 and so on, and the output tires of the last (odd) bathtub, laid on the other side wall of the block series, and also, if necessary, equalization tires laid on the electrode beams. The transmission tires of the electrically paired bathtubs, the input and output tires are equipped with shunt switches to disconnect from the circuit any two adjacent baths of the block series for the period of their maintenance, replacement or repair.
Электролизная блок-серия работает следующим образом. The electrolysis block series operates as follows.
Подается электролит в каждую ванну через устройство для подачи электролита, например через карман, расположенный на торце ванны по всей ее ширине, в каждую электродную ячейку, движется со скоростью до 50 дм3/мин между электродными ячейками параллельно их плоскости и с помощью листовых пластинчатых отражателей, подвешенных на разной высоте к электродным балкам, перетекает последовательно сверху вниз и снизу вверх через все секции ванны и удаляется в систему циркуляции через устройство для удаления электролита, например, через карман, на другой торцевой стороне ванны.Electrolyte is supplied to each bath through an electrolyte supply device, for example, through a pocket located at the end of the bath along its entire width, into each electrode cell, it moves at a speed of up to 50 dm 3 / min between the electrode cells parallel to their plane and with the help of sheet plate reflectors suspended at different heights from the electrode beams, flows sequentially from top to bottom and from bottom to top through all sections of the bath and is removed into the circulation system through a device for removing electrolyte, for example, through a pocket, on the other end of the bath.
Электрический ток подключается к приемной шине первой ванны, проходит по параллельно включенным электродным ячейкам последовательно через все секции ванны и по передаточной шине, уложенной на другой торцевой стороне ванны, передается на вторую ванну. Далее, после прохождения всех секций второй ванны по передаточной шине между второй и третьей ваннами ток передается на третью ванну и последовательно проходит через все ванны серии к конечной шине серии. Медь осаждается на катодах и накапливается на них. По мере накопления осадка производят выгрузку катодов и анодных остатков из предварительно отключенных ванн, производят очистку ванн от скрапа и шлама и вновь заполняют ванны электролитом, загружают катодные основы и аноды, и подключают к электрической цепи удалением шунта. The electric current is connected to the receiving bus of the first bath, passes through parallel connected electrode cells in series through all sections of the bath and is transferred to the second bath through the transfer bus laid on the other end side of the bath. Further, after all sections of the second bath have passed through the transfer bus between the second and third baths, current is transmitted to the third bath and sequentially passes through all the bathtubs of the series to the final bus of the series. Copper is deposited on the cathodes and accumulates on them. As the sediment accumulates, the cathodes and anode residues are unloaded from the previously disconnected baths, the baths are cleaned of scrap and sludge and the baths are again filled with electrolyte, the cathode bases and anodes are loaded, and connected to the electrical circuit by removing the shunt.
При необходимости отключения 1 и 2 ванн серии замыкают шунт между приемной шиной и передаточной шиной 2-3 ванн, отключения 2-3 ванн - шунт между передаточными шинами 1-2 и 3-4 ванн и так далее. If necessary, disconnecting 1 and 2 baths of the series closes the shunt between the receiving bus and the transfer bus of 2-3 baths, disconnecting 2-3 baths - the shunt between the transfer tires of 1-2 and 3-4 baths and so on.
Полное удаление электролита из любой ванны производится его сифонированием в приемный бак без отключения от цепи всей серии. Complete removal of electrolyte from any bath is made by its siphoning into the receiving tank without disconnecting from the circuit of the entire series.
Электроды завешиваются в ванну в один прием или по секциям при ее отключении от цепи шунтированием. The electrodes are hung in a bath in one step or in sections when it is disconnected from the circuit by shunt.
Способ электрохимического рафинирования меди, осуществляемый в предлагаемой электролизной блок-серии ванн, включает в себя собственно электролиз меди и подготовительные операции к процессу электролиза. The method of electrochemical refining of copper, carried out in the proposed electrolysis block series of baths, includes the actual electrolysis of copper and preparatory operations for the electrolysis process.
Подготовительные операции к процессу электролиза, включающие, например, загрузку и выгрузку электродов, заполнение ванн электролитом или удаление его после электролиза, чистку ванн от шлама и анодного скрапа, включение в электрическую цепь и др., рассмотрены выше при описании работы предлагаемой блок-серии ванн. Preparatory operations for the electrolysis process, including, for example, loading and unloading electrodes, filling the bathtubs with electrolyte or removing it after electrolysis, cleaning the bathtubs from sludge and anode scrap, inclusion in the electric circuit, etc., are discussed above when describing the operation of the proposed block series of bathtubs .
Осуществляемый в предлагаемой электролизной блок-серии ванн электролиз с растворением анодной меди и осаждением катодной меди при прохождении электрического тока и циркуляции электролита характеризуется тем, что он осуществляется при совмещении направлений циркуляции электролита и электрической цепи, при напряжении тока от 1 до 3 В на каждой ванне блок-серии и скорости циркуляции от 15 до 50 дм3/мин; конструкция блок-серии ванн позволяет устанавливать и регулировать параметры циркуляционного, коллоидного и электрического режима электролиза на каждой ванне блок-серии и/или на блок-серии ванн и/или на одном и более модулях электролизного цеха, состоящих из 2-10 блок-серий ванн, в зависимости от марки получаемой катодной меди, состава перерабатываемого сырья и необходимых экономических показателей, что приводит к стабилизации процесса электролиза как в отдельной ванне, так и в блок-серии или модуле, и следовательно, к повышению качества катодной меди. Установку и регулирование технологических параметров электролиза на ванне осуществляют посредством изменения количества электродных пар в каждой секции и управлением циркуляции электролита с помощью вентилей на каждой ванне, а на модуле - посредством установки (нa каждую циркуляцию цеха) автономного выпрямителя. В процессе электролиза рафинированная катодная медь осаждается на катодах и накапливается на них. По мере накопления осадка производят отключение от электрической цепи, выгрузку катодов и анодных остатков, очистку ванн и другие подготовительные операции, затем снова заполняют ванны электролитом, загружают катодные основы и аноды, подключают к электрической цепи и вновь проводят процесс электролитического рафинирования меди.The electrolysis carried out in the proposed electrolysis block series of baths with the dissolution of anode copper and the deposition of cathode copper during the passage of electric current and electrolyte circulation is characterized by the fact that it is carried out by combining the directions of circulation of the electrolyte and the electric circuit, with a voltage of 1 to 3 V in each bath block series and circulation speeds from 15 to 50 dm 3 / min; the design of the bath block series allows you to set and adjust the parameters of the circulating, colloidal and electric electrolysis conditions on each bath of the block series and / or on the block series of baths and / or on one or more modules of the electrolysis shop, consisting of 2-10 block series baths, depending on the type of cathode copper obtained, the composition of the processed raw materials and the necessary economic indicators, which leads to stabilization of the electrolysis process both in a separate bathtub and in a block series or module, and therefore, to improve the quality atodnoy copper. The installation and regulation of the technological parameters of electrolysis on the bath is carried out by changing the number of electrode pairs in each section and controlling the circulation of the electrolyte using valves on each bath, and on the module by installing (on each workshop circulation) an autonomous rectifier. During electrolysis, refined cathode copper is deposited on the cathodes and accumulates on them. As the sediment accumulates, it is disconnected from the electric circuit, the cathodes and anode residues are unloaded, the baths are cleaned and other preparatory operations are performed, then the baths are again filled with electrolyte, the cathode bases and anodes are loaded, connected to the electric circuit and the copper is refined again.
Таким образом, предлагаемая группа изобретений, включающая конструкцию электролизной блок-серии ванн и способ электролитического рафинирования меди, осуществляемый в предлагаемой блок-серии ванн, расширяет арсенал технических средств, применяемых для электролитического получения, регенерации и рафинирования металлов электролизом растворов, и обеспечивает достижения следующих технических преимуществ по сравнению с прототипом. Thus, the proposed group of inventions, including the design of the electrolytic block series of bathtubs and the method of electrolytic refining of copper, carried out in the proposed block series of bathtubs, expands the arsenal of technical means used for the electrolytic production, regeneration and refining of metals by electrolysis of solutions, and ensures the achievement of the following technical advantages over the prototype.
1. Для исключения утечек тока между секциями ванн и управления потоком электролита в секциях поочередно сверху вниз и снизу вверх между секциями установлены съемные листовые отражатели на разной высоте от дна ванны, подвешенные к электродным балкам. 1. To prevent current leakage between the bath sections and to control the electrolyte flow in the sections, removable sheet reflectors at different heights from the bottom of the bath, suspended from the electrode beams, are mounted alternately from top to bottom and from bottom to top.
2. При стандартных размерах электролизной ванны (4•1 м) снижается с 30-50 до 10-12 количество включенных параллельно в электрическую цепь электродных ячеек, что в несколько раз снижает токовую нагрузку в цепи, сечение шин и расход меди на ошиновку, стоимость выпрямителей, а также значительно уменьшает перераспределение тока между параллельно включенными ячейками. 2. At standard sizes of the electrolysis bath (4 • 1 m), the number of electrode cells connected in parallel to the electric circuit decreases from 30-50 to 10-12, which reduces the current load in the circuit, busbar cross-section and copper consumption for busbar several times, cost rectifiers, and also significantly reduces the redistribution of current between parallel connected cells.
3. Уменьшение объема электролита, одновременно удаляемого из серии, до объема одной ванны при последовательной обработке ванн серии. 3. Reducing the volume of electrolyte, simultaneously removed from the series, to the volume of one bath during sequential processing of bath series.
4. Повышается на 5-7% производительность блок-серии в связи с отключением от цепи только двух соседних ванн при их обработке или ремонте. 4. The productivity of the block series is increased by 5-7% due to disconnection from the circuit of only two adjacent bathtubs during their processing or repair.
5. Создаются условия для блочного ремонта серий путем замены отдельных ванн. 5. The conditions are created for block repair of series by replacing individual bathtubs.
6. При увеличении напряжения тока на блок-серии из 10-20 ванн с 4-8 до 15-60 В обеспечивается совмещение автономного электрического питания и циркуляционного режима каждой циркуляции (модуля) электролизного цеха, включая применение специальных ПАВ, состава и температуры электролита, реверсивного и пульсирующего токов, а также плотности тока в соответствии с выпускаемой маркой катодной меди, экономическими показателями процесса и составом перерабатываемого сырья. 6. When increasing the voltage on the block series of 10-20 baths from 4-8 to 15-60 V, a combination of autonomous electric power and the circulation mode of each circulation (module) of the electrolysis shop is provided, including the use of special surfactants, the composition and temperature of the electrolyte, reverse and pulsating currents, as well as current density in accordance with the manufactured brand of cathode copper, economic indicators of the process and the composition of the processed raw materials.
7. Повышается качество катодной меди. 7. Increases the quality of cathode copper.
Источники информации
1. Лавров Л.Г., Козлов В А., Шмурак В А. Пути интенсификации огневого и электролитического рафинирования меди. - М.: ЦнииЭИцветмет, 1973.Sources of information
1. Lavrov L. G., Kozlov V. A., Shmurak V. A. Ways of intensification of fire and electrolytic refining of copper. - M .: TsNIIEItsvetmet, 1973.
2. Козлов В.А., Набойченко С.С., Смирнов Б.Н. Рафинирование меди. -М.: Металлургия, 1992. 2. Kozlov V. A., Naboychenko S. S., Smirnov B. N. Refining copper. -M .: Metallurgy, 1992.
3. Федотьев Н. П., Алабышев А.Ф., Ротинян А.Л., Вячеславов П.М., Животинский П.Б., Гальнбек А.А. Прикладная электрохимия.- Л.: Химия, 1967. 3. Fedotiev N. P., Alabyshev A. F., Rotinyan A. L., Vyacheslavov P. M., Zhivinsky P. B., Galnbek A. A. Applied Electrochemistry.- L.: Chemistry, 1967.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124974/02A RU2187579C2 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124974/02A RU2187579C2 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2187579C2 true RU2187579C2 (en) | 2002-08-20 |
| RU2000124974A RU2000124974A (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20240604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000124974/02A RU2187579C2 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2187579C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2366763C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-09-10 | Александр Иванович Вольхин | Method of electrolytic refining of copper in block-series of baths of box type |
| RU2455374C2 (en) * | 2008-04-10 | 2012-07-10 | Владимир Трофимович Дмитриев | Method to produce high-grade copper |
| RU2541237C1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Electrolytic copper production method |
| RU2790423C2 (en) * | 2018-05-16 | 2023-02-20 | Металло Белджиум | Copper electrorefining improvement |
-
2000
- 2000-10-02 RU RU2000124974/02A patent/RU2187579C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЕДОТЬЕВ Н.П. и др. Прикладная электрохимия. - Л.: Химия, 1967, с.19-23. ЛАВРОВ Л.Г. и др. Пути интенсификации огневого и электролитического рафинирования меди. - М.: ЦНИИЭИцветмет, 1973, с.42. КОЗЛОВ В.А. и др. Рафинирование меди. - М.: Металлургия, 1992, с.148. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2366763C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-09-10 | Александр Иванович Вольхин | Method of electrolytic refining of copper in block-series of baths of box type |
| RU2455374C2 (en) * | 2008-04-10 | 2012-07-10 | Владимир Трофимович Дмитриев | Method to produce high-grade copper |
| RU2541237C1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Electrolytic copper production method |
| RU2790423C2 (en) * | 2018-05-16 | 2023-02-20 | Металло Белджиум | Copper electrorefining improvement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101980967B (en) | An electrocoagulation cell | |
| CN103334123A (en) | Copper electrolysis system and running method | |
| US3558455A (en) | Electrolyte-circulating,electrolytic cell | |
| CN102933752A (en) | Cylinder plating method and device | |
| EP0053807A1 (en) | Method and apparatus of injecting replenished electrolyte fluid into an electrolytic cell | |
| RU2187579C2 (en) | Electrolysis block-series of baths for electrolytic refining of copper and process of electrolytic refining of copper | |
| DE3031773C2 (en) | System for electrochemical wastewater treatment | |
| CA1072055A (en) | Electrolytic cell and circulating method for electrolyte | |
| JP2021120477A (en) | Electrolyzer and electrolysis method | |
| CN210711774U (en) | Discharging and loading integrated system of electrolytic cell | |
| EP2483459A1 (en) | Surface preparation unit for metal strips processing lines | |
| EP0175288A2 (en) | Process for the galvanic separation of electrolyte carrying collectors from the electrolyte chambers of an electrochemical cell parcel | |
| US2515614A (en) | Electrolytic cell | |
| CN105671597B (en) | A kind of turbulent flow electrolytic cell, the turbulent flow electrolysis production system being made of turbulent flow electrolytic cell | |
| PL96577B1 (en) | METHOD OF ELECTROLYSIS OF COLORED METALS AND DEVICE FOR ELECTROLYSIS OF COLORED METALS | |
| RU2000124974A (en) | ELECTROLYSIS BLOCK-SERIES OF TUBS FOR ELECTROLYTIC REFINING OF COPPER AND METHOD OF ELECTROLYTIC REFINING OF COPPER | |
| CN203474910U (en) | Copper electrolysis system | |
| EP3181733A1 (en) | An electrolyte purification method and a refiner to apply this method (variants) | |
| CN210214894U (en) | Electrocatalytic oxidation equipment | |
| US2399964A (en) | Method of electrogalvanizing | |
| RU2294402C1 (en) | Process for electrolytical production of magnesium from highly dehydrated chlorine-magnesium raw material and flow line for performing the same | |
| KR101612716B1 (en) | A partial plating apparatus for a bus-bar used for connecting secondary battery cells | |
| UA69473C2 (en) | A method for electrolytic obtaining magnesium of deeply dehydrated chlorine-magnesium raw stock and a flow line for realizing thereof | |
| CA1180681A (en) | Guide baffles upstream of electrode channels to provide uniform flow | |
| US3324024A (en) | Cell for making alkali metal chlorates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041003 |