Для технологических цианистых растворов с концентрацией золота и серебра выше 40-50 г/м 3 часто наиболее экономичным оказывается электролитический метод осаждения, не требующий применения химических реагентов и позволяющий многократно использовать растворы в обороте. Потребность в применении электролиза возникает при цианистой переработке богатых концентратов и при использовании угольно-сорбционной технологии в цикле щелочной десорбции золота и серебра с угля.
Существует два типа электролизеров: циркуляционные и проточные. Циркуляционные работают в периодическом режиме и требуют использования крупногабаритной баковой аппаратуры. Электролизеры проточного типа не требуют дополнительного оборудования, они имеют многоступенчатую конструкцию, обеспечивающую необходимую степень (96-99%) осаждения металлов за однократный проток раствора. Сложная многоступенчатая конструкция ограничивает возможность конструирования высокопроизводительных электролизеров и затрудняет их обслуживание.
Электролиз золота! ОСАЖДЕНИЕ ЗОЛОТА путем электролиза
В ОАО «Иргиредмет» разработана принципиально новая конструкция проточного однокамерного электролизера с сетчатым катодом — «ЭПС» (электролизер проточный сетчатый). Новый электролизер ЭПС дешевле, экономичнее и удобнее в эксплуатации, чем электролизеры других конструкций.
Два проточных электролизера ЭПС изготовлены и установлены на ЗИФ «Валунистая». Электролизеры работают в цикле осаждения золота и серебра из элюатов процесса угольной десорбции. Производительность одного электролизера 2-3 м 3 элюата в час. Степень осаждения металлов — 98%. Электроосаждение металлов идет в режиме самоосыпания осадка.
Операцию выгрузки осадков проводят в течение 20-30 минут без остановки процесса электролиза.
Работа электролизеров в течение пяти лет показала их надежность и удобство в обслуживании.
Электролизеры изготавливаются по заказу различной производительности: ЭПС-0,4 — производительностью 0,4 м 3 /ч и ЭПС-2,5 — производительностью 2,5 м 3 /ч.
Технические характеристики электролизеров Иргиредмета
ЭПС-0,4
ЭПС-2,5
Источник: zolotodb.ru
Схема электролизера, как сделать прибор своими руками
Электролизер — устройство, которое применяется в производственной сфере, например, для получения определенных веществ. Однако из-за роста цены топлива и увеличения тарифов на газ ситуация в нашей стране кардинально изменилась, и теперь электролиз широко используется в домашних условиях.
В качестве примера может выступать схема электролизера для бассейна или плазменный сварочный аппарат.
Характеристики устройства
Как известно из школьного курса химии, электролиз — это процесс, при котором на электродах выделяются составные элементы растворенных веществ. Для успешного протекания такого процесса требуется источник тока, а аппарат электролизер как раз и предназначен для того, чтобы с его помощью осуществлялся этот самый процесс.
Устройство электролизер представляет собой емкость, наполненную специальным веществом — электролитом. Также в эту емкость помещено не менее двух электродов.
Главная характеристика устройства — производительность. Именно ее обозначают цифры, которые используются в названиях моделей. Например, если сравнить две модели — «СЭУ 20» и «СЭУ 40», то по одному только названию станет понятно, что последняя является более мощной. Числа в этом случае обозначают выработку водорода. Число «20» означает, что устройство способно выработать 20 куб. метров водорода за час.
Есть у электролизеров и другие характеристики, которые обычно зависят от типа устройства, а также от области его применения.
Например, при осуществлении электролиза воды на коэффициент полезного действия оказывают влияние:
- напряжение в электродах;
- расстояние между электродами;
- размеры этих электродов;
- концентрация электролита;
- химические и физические свойства использующегося для изготовления электродов материала;
- наличие или отсутствие ускоряющих процесс элементов.
Принцип работы
Электролизер работает следующим образом: к источнику постоянного тока подключены электроды, которые опущены в емкость с водным раствором электролита. Проходящий ток должен иметь напряжение, которое превышает точку разложения трехатомных молекул воды.
Через некоторое время на одном из электродов образуется кислород, а на другом — водород. Так как количество молекул водорода в воде ровно в 2,5 больше, чем количество молекул кислорода, то водорода выделяется в 2 раза больше. Именно так работает простейший электролизер.
Разновидности приборов
Электролизеры могут применяться не только в промышленной сфере, но и в домашнем быту. Водород, который они вырабатывают, может быть превращен в топливо и использоваться для обогащения бензо-воздушной смеси, увеличивая тем самым производительность двигателя автомобиля.
Существует несколько разновидностей электролизеров, которые отличаются друг от друга конструктивными особенностями.
Сухие устройства
Используя их, можно изменять количество ячеек. Подключать устройство следует к источнику тока, напряжение которого превышает наименьший электродный потенциал.
Проточные электролизеры
Такая конструкция состоит из емкости с электродами, которая доверху наполнена раствором. Другой крупный элемент такого прибора — бак, в котором также содержится раствор, но остается еще пустое место сверху. Обе емкости соединены друг с другом парой труб.
Работает проточный электролизер следующим образом: в емкости, где нет свободного пространства, под воздействием электротока в электродах происходит электрохимическая реакция. Образующийся при этом газ вместе с электролитом через одну из труб проходит во вторую емкость. Там он отделяется от электролитного раствора и выходит через специальный клапан, расположенный в верхней части бака. Электролит, лишенный газа, через вторую трубу снова возвращается в ванну с электродами.
Этот процесс повторяется многократно до тех пор, пока не будет получен необходимый объем газа: пока прибор не будет отключен от сети.
Мембранные приборы
Относятся к числу распространенных разновидностей электролизеров. В основе их работы лежит применение мембраны: то есть не жидкого электролита, а твердого.
Причем мембрана выполняет сразу две функции:
- Она переносит микрочастицы.
- Разделяет электроды и продукты электрохимической реакции.
Простейший диафрагменный электролиз
В том случае, когда нельзя допускать диффузию между электродными камерами, применяется пористая диафрагма, в качестве которой может выступать стекло, асбест или керамика. Иногда могут быть использованы стекловата или полимерные волокна. Соответственно, снабженные этим элементом приборы называются диафрагменными.
Состоит из шести основных элементов:
- двух трубок (одна из которых предназначена для выхода кислорода, а другая — для выхода водорода);
- катода;
- анода;
- U-образной емкости;
- самой диафрагмы, которая располагается в нижней части сосуда.
Щелочные типы
Разновидность электролизеров, к которой можно отнести большую часть таких приборов. Почти в каждом из них в роли катализатора выступает концентрированный раствор щелочи.
Не рекомендуется использовать соль, поскольку в этом случае будет выделяться хлор. Лучше всего применять гидроксид натрия, так как он не разъедает электрод.
Процесс самостоятельного изготовления
Перед тем как сделать электролизер своими руками, необходимо подготовить нужные материалы и инструменты, а также прорисовать будущее устройство на схеме.
Для этого потребуются:
- кусок стального листа (сталь должна быть нержавеющая);
- прозрачная трубка;
- пластиковый контейнер объемом 1,5 л;
- клапан для воды;
- фильтр для ее очистки;
- штуцеры;
- шайбы;
- болты;
- гайки.
Работы начинаются с замеров площади стального листа. После, посредством болгарки необходимо разделить его на 16 квадратов равной площади. В каждом из полученных квадратов нужно спилить один из углов. В другом углу, который расположен напротив спиленного, сделать отверстие, в которое будет вставляться болт для скрепления с другими пластинами.
Поскольку при работе готового устройства ток должен идти от одной пластине к другой, нужно сделать так, чтобы на одной пластине скапливался отрицательный заряд, а на другой — положительный. Подключаться они должны по очереди: положительная, отрицательная, положительная, отрицательная и так далее. Так увеличивается сила тока.
Соединение пластин осуществляется посредством болтов и шайб. 8 пластин должны иметь положительный заряд и 8 — отрицательный. Если работа будет выполнена правильно, то спилы пластин не должны касаться электродов. Для того чтобы пластины не контактировали друг с другом, необходимо использовать трубку.
Готовая конструкция из 16 пластин помещается в пластиковую емкость для того, чтобы определить, в каком месте должны быть проделаны отверстия. Если так получится, что болты не поместятся в контейнере, то их следует укоротить и затянуть гайками, чтобы добиться герметичности.
Далее можно проделать отверстие в крышке и вставить туда несколько штуцеров. Образовавшиеся швы необходимо замазать силиконовым герметиком.
Подключать пластины рекомендуется так: крайние — к минусу, а та, которая посередине — к плюсу. От площади пластин, а также от силы тока напрямую завит объем выделяющегося газа. Защитный клапан нужен для того, чтобы в приборе не накопилось много газа.
После того как прибор будет полностью собран, его необходимо проверить. Для этого он подключается к источнику тока. В его емкость наливается вода до того уровня, на котором расположены болты. Затем нужно закрыть крышку, присоединить к штуцеру трубку и опустить ее в воду. Если ток слабый, то это сразу будет заметно.
Чтобы повысить эффективность прибора, необходимо вместо воды налить в емкость раствор щелочи. Сама по себе простая вода является не очень хорошим проводником электричества, поскольку в ней отсутствуют соли и примеси, но если добавить в воду щелочь, ее способность проводить ток сразу же улучшится. Для получения качественного электролита, состоящего из воды и щелочи, можно взять гидроксид натрия. Это вещество обычно присутствует в средствах для очистки труб.
Несмотря на то, что простейший электролизер состоит из небольшого количества элементов, можно попытаться изготовить множество разновидностей таких приборов. Для этого необязательно обращаться за помощью к профессионалам.
Источник: 220v.guru
Устройство для извлечения металлов электролизом
Изобретение относится к устройство для извлечения металлов электролизом, в частности к устройству для извлечения золота. Оно содержит корпус с патрубками подачи и выхода электролита, аноды и титановые катоды. При этом устройство снабжено выполненными из полимерного материала перегородками, разделяющими внутреннее пространство устройства на ячейки.
Корпус выполнен из полимерного материала литым, а аноды изготовлены из графита. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы устройства и повышение степени извлечения золота. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургическому извлечению металлов из водных растворов.
Существуют гидрометаллургические ванны для электролитического осаждения металлов, например, меди, цинка, кадмия, никеля, серебра, золота и других.
Гидрометаллургические ванны — электролизеры имеют корпус, электроды — анод и катод, диафрагму, если это необходимо, патрубки входа и выхода растворов. На бортах ванны располагаются токоподводящие шины из меди (Практикум по прикладной электрохимии. Учебное пособие для ВУЗов. /Под редакцией Кудрявцева Н.Т. и. Вячеславова П.М. — Л.: Химия, 1980, стр.116).
Известен электролизер для осаждения золота, состоящий из корпуса, размещенного в нем катода и анода, разделенных между собой пористой перегородкой — диафрагмой. При подаче напряжения на электроды на катоде происходит электроосаждение металлов, на аноде — растворение металла, если анод растворимый, или выделение кислорода, если анод нерастворимый. (Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. — М.: Металлургия, 1977, стр.138).
В качестве прототипа выбран электролизер ЭУ-1М, состоящий из сварного титанового корпуса, в котором размещены титановые пластинчатые катоды, на которых происходит осаждение металла. Платиновые сетчатые аноды помещены в винипластовую анодную коробку, к боковым стенкам которой прижаты ионообменные мембраны. Анодная коробка выполнена герметичной.
В ванне имеются патрубки для подачи и выхода католита, а в анодной коробке — патрубки подачи и выхода анолита (Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Монография в 2-х томах. — Иркутск, ОАО «Иргиредмет», 1999, стр.95).
Недостатком электролизера является то, что сварной титановый корпус со временем подвергается коррозионному разрушению. Степень извлечения золота в электролизере недостаточно высока — при начальной концентрации золота 500-700 мг/литр конечная концентрация составляет 120-140 мг/литр. У существующих электролизеров высокая стоимость оборудования за счет применения платины.
Задача изобретения — увеличение срока службы электролизера и повышение степени извлечения золота.
Поставленная задача решается тем, что устройство для извлечения золота содержит корпус с патрубками подачи и выхода электролита, аноды, титановые катоды. Устройство снабжено выполненными из полимерных материалов перегородками, разделяющими внутреннее пространство устройства на ячейки. Корпус выполнен из полимерного материала литым. Аноды изготовлены из графита.
Устройство состоит из полимерного корпуса 1, в котором расположены графитовые аноды 2 и титановые катоды жалюзийного типа 3. Внутреннее пространство электролизера разделено полимерными перегородками 4 на ячейки 5, в каждой из которых расположен между двумя анодами 2 катод 3. В электролизере имеются патрубки подачи электролита 6 и выхода электролита 7.
Процесс электроосаждения металла происходит следующим образом. Во входной патрубок электролизера 6 подают продуктивный раствор, который, проходя последовательно через все ячейки 5 электролизера, выходит через патрубок 7. В электролизере при этом протекают процессы осаждения металлов на катоде 3 и окисление воды на аноде 2.
Преимущество данного электролизера в том, что используют литой полимерный корпус, не имеющий сварных швов и не подвергающийся коррозии. Толщина стенок электролизера — 30 мм, что обеспечивает срок его службы 10-15 лет.
Наличие полимерных перегородок позволяет увеличить путь и время пребывания электролита в ванне, что значительно повышает степень извлечения золота.
В таблице представлены данные по электроосаждению золота на катодах в зависимости от скорости протекания электролита.
В качестве примеров конкретного выполнения работы устройства приведен электролиз на лабораторных установках:
Пример 1 (Опыт 1)
Подвергают выщелачиванию тиомочевинным раствором 150 г концентрата. Содержание золота в продуктивном растворе — 134 мг/литр. Раствор подвергают электролизу при объемном расходе католита 10 л/час, степень извлечения составляет 99,2%.
Пример 2 (Опыт 2)
Подвергают выщелачиванию тиомочевинным раствором 150 г концентрата. Содержание золота в продуктивном растворе — 126 мг/литр. Раствор подвергают электролизу при объемном расходе католита — 15 л/час, степень извлечения составляет 98,1%.
Пример 3 (Опыт 5)
Электролиз на опытно-промышленном электролизере.
Электролизу подвергают раствор, содержащий 402,15 г золота.
Содержание золота в продуктивном растворе — 220 мг/литр. Объем раствора, подвергшийся электролизу, составляет 1830 литров. Масса золота на катодах — 397,39 г. Объемный расход католита — 20 л/час. Степень извлечения золота составляет 98,82%.
| Концентрация золота до электролиза, мг/л | Концентрация золота после электролиза, мг/л | Объемный расход католита, л/час | Степень извлечения золота | |
| Опыт 1 | 134 | 1,00 | 10 | 99,2 |
| Опыт 2 | 126 | 2,28 | 15 | 98,1 |
| Опыт 3 | 114 | 13,9 | 55 | 87,8 |
| Опыт 4 | 149 | 10,96 | 70 | 92,6 |
| Опыт 5 | 220 | 2,60 | 20 | 98,82 |
Устройство для извлечения золота электролизом, содержащее корпус с патрубками подачи и выхода электролита, аноды и титановые катоды, отличающееся тем, что оно снабжено выполненными из полимерного материала перегородками, разделяющими внутреннее пространство устройства на ячейки, корпус выполнен из полимерного материала литым, а аноды изготовлены из графита.
Похожие патенты:
Изобретение относится к электролизеру для выделения галлия из растворов восстановлением на жидком металлическом катоде. .
Изобретение относится к устройствам для формирования и перемещения пакетов изделий в форме брусьев с технологическими отверстиями, например анодных блоков, используемых при электролитическом производстве магния.
Изобретение относится к установкам для непрерывного электрохимического извлечения металлов из растворов их солей. .
Изобретение относится к спеченным электрическим соединениям низкого сопротивления. .
Изобретение относится к конструкции электродов для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролизерам для получения щелочно-земельных металлов из расплавов солей. .
Изобретение относится к объемно-пористому электродному материалу с контролируемыми геометрическими параметрами структуры для использования в электрохимических и электрокаталитических процессах, в области топливных элементов и других смежных областях.
Изобретение относится к устройствам для выделения галлия из растворов электрохимическим восстановлением на жидком металле или сплаве. .
Изобретение относится к способу электролиза и электролизеру для извлечения металла из водного раствора. .
Источник: findpatent.ru