10.05.2018
218.016.4f2c

Устройство для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройству для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа. Устройство содержит электролизную ванну, расположенную в металлическом коробе, на боковых гранях которого установлены регулируемые по высоте электроды, проточный водонагреватель, вход и выход которого соединены каналом подвода воды с металлическим коробом, источник тока, соединенный шинопроводами с электродами, подготовительную емкость, выход которой соединен с входом электролизной ванны, и сборную емкость, вход которой соединен со выходом электролизной ванны, при этом входное отверстие электролизной ванны выполнено в верхней части малой боковой грани, выходное отверстие электролизной ванны выполнено в нижней грани, а на большей боковой грани электролизной ванны размещен измеритель кислотности и температуры. Обеспечивается высокая производительность за счет циркуляционной очистки раствора до заданного содержания железа в растворе с получением раствора хлорида алюминия с содержанием железа менее 0,05%, который может быть подвергнут высаливанию раствора с помощью соляной кислоты и с получением кристаллов AlCl⋅6HO, которые в дальнейшем могут быть использованы для получения металлургического глинозема. 5 з.п. ф-лы. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к установкам для непрерывного электрохимического извлечения металлов из растворов их солей.

Известна установка для непрерывного электрохимического извлечения металлов из растворов их солей, содержащая, по меньшей мере, две электролитические ванны с исходным раствором, связанные между собой общим движущимся через них с помощью тянущих вальцов электродом, токоподводы из графитовых вальцов и противоэлектроды, при этом общий электрод выполнен в виде замкнутого кольца, состоящего из графитированных токопроводящих участков и участков из токонепроводящей химически стойкой ткани, и установлен с возможностью одновременного извлечения целевого металла из исходного раствора и выделения его в конечной электролитической ванне на накопительном электроде [RU 2343231, опубл. 10.01.2009].

Недостатками данного устройства являются:

- ограниченный срок эксплуатации в нем электрода;

- низкое извлечение целевого металла из исходного раствора и выделения его в электролитической ванне на накопительном электроде;

- громоздкость и трудность эксплуатации.

Известно устройство для электролитического извлечения металлов из содержащего ионы металлов раствора, содержащего не менее двух ячеек, аноды, катоды и вспомогательный электрод, размещенный с возможностью перемещения из одной ячейки в другую, отличающееся тем, что вспомогательный электрод выполнен в виде вращающейся бесконечной ленты U-образной петлеобразной формы, частично погруженной в раствор, при этом одна петля погружена в первую ячейку, а вторая в последующую ячейку с направляющими и/или приводными роликами, размещенными в верхней части U-образной ленты, а анод и катод расположены в крайних ячейках. В качестве материала для бесконечной ленты используют преимущественно металлы из группы платины или вентильного металла или сплава на основе вентильных [RU 2067624 опубл. 10.10.1996].

Недостатками данного устройства являются:

- высокая себестоимость материала для вспомогательного электрода;

- сложность исполнения отдельных конструкционных элементов устройства

- сложность осуществления перемещения бесконечной ленты.

Наиболее близким к заявленному изобретению является конструкция электролизера для электрохимического осаждения меди, содержащего корпус ванны, катоды, аноды, систему трубопровода для подвода электролита, карман для отвода отработанного электролита, отличающийся тем, что система трубопровода для подвода электролита снабжена дополнительным автономным трубопроводом, расположенным вдоль торцевой стенки корпуса ванны со стороны подачи электролита и далее параллельно боковым стенкам ванны на уровне верхних кромок электродных пластин, и на дополнительном трубопроводе в местах, соответствующих межэлектродному пространству, выполнены по крайней мере по одному отверстию, а ванна между дополнительным трубопроводом и карманом для отвода электролита разделена вертикальной перегородкой по ширине ванны и высотой от верхнего уровня ее боковых стенок до нижних кромок катодов. При этом отверстия на дополнительном трубопроводе выполнены со стороны межэлектродного пространства, а его торцы со стороны вертикальной перегородки снабжены заглушками [RU 2213165, опубл. 27.09.2003].

Недостатками данного устройства являются:

- неравномерность состава электролита, приводящая к неравномерности осаждения и растворения металла, вследствие чего аноды "срабатываются" неравномерно, на них появляются "дыры" и они выходят из строя;

- необходимость наличия дополнительного трубопровода;

- неудовлетворительное извлечение металла из раствора.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение извлечения осаждаемого металла, в данном случае железа из алюминийсодержащих растворов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа, содержащих электролизную ванну, расположенную в металлическом коробе, на боковых гранях которого установлены регулируемые по высоте электроды, проточный водонагреватель, вход и выход которого соединены каналом подвода воды с металлическим коробом, источник тока, соединенный шинопроводами с электродами, подготовительную емкость, выход которой соединен с входом электролизной ванны и сборную емкость, вход которой соединен с выходом электролизной ванны, при этом входное отверстие электролизной ванны выполняется в верхней части малой боковой грани, выходное отверстие электролизной ванны выполняется в нижней грани, а на большей боковой грани электролизной ванны располагается измеритель кислотности и температуры.

Кроме этого электроды выполнены в виде стального катода и алюминиевого анода, размещенные на дюралюминиевых токоподводах, при этом дюралюминиевые токоподводы соединены с боковыми гранями металлического короба регулируемыми неэлектропроводными кронштейнами.

Помимо этого соединение выхода подготовительной емкости со входом электролизной ванны и выхода электролизной ванны со входом сборной емкости выполнено в виде трубопровода или гибкого шланга с промежуточным циркуляционным насосом.

Причем электролизная ванна, предварительная емкость и сборная емкость выполнены из органического полимера с толщиной стенки 5-100 мм.

Вместе с тем, предварительная емкость оснащена погружным регулируемым термостатом.

Также источник тока выполнен в виде реверсивного выпрямителя переменного тока с возможностью регулировки силы тока.

Изобретение поясняется чертежами, Фиг. 1 и Фиг. 2.

На Фиг. 1 изображена электролизная ванна 1, расположенная в металлическом коробе 2. На боковых гранях металлического короба 2 установлены регулируемые по высоте электроды 3, которые соединены шинопроводом 4 с источником тока 5.

На Фиг. 2 изображена схема подключения функциональных элементов устройства к электролизной ванне 1 и металлическому коробу 2. Вход 6 и выход 7 проточного нагревателя 8 соединены каналом подвода воды с металлическим коробом 2. Подготовительная емкость 9 соединена со входом 10 электролизной ванны 1, а выход 11 электролизной ванны 1 соединен со сборной емкостью 12, при этом соединение осуществляется трубопроводом, с использованием промежуточных циркуляционных насосов 13. На большей грани электролизной ванны 1 расположен измеритель 14 кислотности и температуры.

Использование регулируемых по высоте электродов, предназначенных для корректирования уровня электродов в растворе по мере их выработки в процессе очистки алюминийсодержащих растворов от железа. Кроме того, использование расходуемого алюминиевого анода позволит получать чистые алюминийсодержащие хлоридные растворы. Преимущество растворяющегося алюминиевого анода заключается в том, что в процессе электролиза не происходит загрязнение конечного продукта нежелательными элементами.

Использование стального катода в электролизной ванне, при очистке от железа, позволит в значительной степени избежать попадания примесей в очищенный раствор, по сравнению с электролизными ваннами, в которых применяются катоды, выполненные из металла, отличного от осаждаемого на них. Помимо этого, использование стального катода в электролизной ванне, при очистке от железа позволит снизить себестоимость передела очистки, это связано с относительно не высокой стоимостью стали. Также известно, что процесс выделения железа возможен даже при очень низком содержании ионов железа в соляном растворе. Это фактически позволяет очищать алюминийсодержащий хлоридный раствор от железа полностью.

Использование проточного нагревателя, предназначенного для нагрева и поддержания заданного значения температуры воды 110°С, находящейся в металлическом коробе, позволит вести процесс очистки алюминийсодержащего хлоридного раствора при постоянной температуре.

Использование подготовительной емкости, оснащенной погружным регулируемым термостатом и соединенной со входом электролизной ванны, предназначена для подачи по трубопроводу алюминийсодержащего хлоридного раствора, идущего на очистку от железа. Термостат позволит контролировать температуру раствора подаваемого в электролизную ванну, причем температура раствора должна быть не ниже 20°С.

Использование сборной емкости, соединенной трубопроводом с электролизной ячейкой, предназначенной для сбора алюминийсодержащего раствора, прошедшего очистку от железа, позволит разделять очищенный раствор от очищаемого. По окончании процесса электрохимической очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов, очищенный раствор из сборной емкости может пойти на высаливание раствора соляной кислоты и с получением кристаллов АlСl3⋅6Н2О, которые в дальнейшем могут быть использованы для получения металлургического глинозема.

Работа устройства осуществляется следующим образом: в металлический короб по каналу поступает техническая вода, которая с помощью проточного нагревателя доводится до температуры 110°С. В это время из подготовительной емкости алюминийсодержащий хлоридный раствор подается по трубопроводу в электролизную ячейку, на боковых гранях которой установлены электроды, соединенные между собой шинопроводом с источником тока, выполненным в виде реверсивного выпрямителя переменного тока с возможностью регулировки силы тока. Очищенный раствор после электролиза подается в сборную емкость через выход из электролизной ванны. Для оценки остаточного содержания железа в растворе можно определять с помощью спектрального анализатора.

Пример осуществления изобретения:

Для исследования использовали растворы объемом, полученные после растворения бемит-каолинитовых бокситов Североонежского месторождения (Архангельская область) раствором 20% НСl. Полученный раствор имел следующий состав (% по массе): Аl-1,150; Fe-0,550; Cr-0,055.

Техническая вода, нагретая до температуры 110°С с помощью проточного нагревателя, по каналу направляется в металлический короб. Исходный загрязненный алюминийсодержащий хлоридный раствор объемом 1,5 л, находящийся в подготовительной емкости, направляется по трубопроводу в электролизную ванну. В электролизную ванну, на боковые грани устанавливаются электроды, регулируемые по высоте, которые соединены между собой шинопроводом с источником тока. Очищенный раствор по трубопроводу направляется в сборную емкость. Для циркуляции раствора на входе и выходе электролизной ванны устанавливаются промежуточные циркуляционные насосы. Для контроля кислотности рН=2,38-2,4 и температуры 20-97°C на большей грани электролизной ванны расположен измерители. Сила тока при проведении электрохимической очистки не превышала 20 А.


Устройство для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа
Устройство для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа
Устройство для очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 309 items.
20.06.2016
№217.015.03df

Оправка прошивного стана

Изобретение относится к области обработки металлов давлением на станах винтовой прокатки. Оправка имеет переменный профиль. Возможность удаления дефектов непрерывнолитой заготовки, уменьшение разностенности получаемых гильз обеспечивается за счет того, что в оправке с переднего торца,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587702
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.04.2016
№216.015.2b53

Способ изготовления струеформирующих сопел

Изобретение относится к области производства струеформирующих сопел, которые могут быть использованы для очистки поверхностей, удаления покрытий, создания шероховатости на поверхности, для резки и разделения материалов. Способ включает формирование рабочего отверстия в композиционном алмазном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579598
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2b79

Усиливающий сверхпроводящий метаматериал

Использование: для сверхмалошумящего усиления слабых радиотехнических сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что усиливающий сверхпроводящий метаматериал состоит из гальванически связанных элементарных ячеек, смещенных постоянным током и проявляющих эффект квантовой интерференции с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579813
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2c52

Способ акустического каротажа

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579820
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cca

Способ извлечения золота из руд

Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ извлечения золота включает цианирование руды при измельчении. В мельницу последовательно подают при соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 предварительно дробленную до крупности фракций от 2 мм до 4 мм руду, добавку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579858
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cd6

Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579866
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2d7d

Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Fe-Si в виде тонколистового проката, фольги, листов, плит, прессованных профилей, проволоки и др. Из деформированных полуфабрикатов могут быть получены изделия, предназначенные для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579861
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e9d

Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580316
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3217

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, который включает электроискровую обработку поверхности подложки обрабатывающим электродом, следующего состава (вес. %):биоактивная добавка - 5-40,антибактериальная металлическая добавка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580628
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.321e

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, включающий электроискровую обработку поверхности токопроводящей подложки обрабатывающим электродом, состоящим из биоактивной добавки в количестве 5-40 вес.%;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580627
Дата охранного документа: 10.04.2016
Showing 1-10 of 27 items.
20.06.2013
№216.012.4cb2

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров. Электролизер содержит стальной кожух, теплоизоляционную кирпичную кладку, угольную футеровку, ошиновку, катодное и анодное устройства, при этом анодное устройство состоит из обожженных угольных блоков, в которых выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485216
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.08.2013
№216.012.647a

Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов. Способ включает дробление, измельчение, водное выщелачивание шлака, фильтрацию пульпы, выпаривание солевого раствора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491359
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.733e

Способ получения магниево-кальциевых сплавов электролизом

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению сплавов на основе магния, а также к переработке отходов магниевого производства. Способ получения магниево-кальциевых сплавов включает электролиз расплавленного электролита. В качестве расплавленного электролита...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495159
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2014
№216.013.0765

Способ переработки сульфидного никелевого сырья

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности никеля, и может быть использовано для переработки сульфидного никелевого сырья, в том числе концентратов и файнштейнов, содержащих в качестве примесей медь и кобальт, с получением чистых металлов или их солей. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533294
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.01.2015
№216.013.1763

Легирующий брикет для раскисления стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования жидкой стали. Брикет получен методом прессования алюминиевого лома, железной и никелевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевый лом 0,5-2, никелевая стружка 2-7,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537415
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1c0a

Способ получения высокочистого оксида алюминия электролизом

Изобретение относится к способу получения высокочистого оксида алюминия электролизом, включающему анодное растворение алюминия высокой чистоты в водном растворе хлорида аммония, отделение гидроксильного осадка, его промывку дистиллированной водой и прокаливание. Способ характеризуется тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538606
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.20ea

Способ получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда

Изобретение относится к способу получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда, включающему анодное растворение сплава на основе алюминия высокой чистоты в водном растворе, содержащем катионы , Na или их смеси, отделение гидроксильного осадка, его промывку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539874
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.06.2015
№216.013.507b

Датчик измерения механических напряжений

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических напряжений. Датчик включает прямоугольную пластину из полимерного материала, на верхней поверхности которой сделано углубление, в котором помещается детектор, при этом внутри прямоугольной пластины вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552124
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.01.2016
№216.013.a041

Установка для металлотермического восстановления щелочно-земельных металлов

Изобретение относится к металлургии. Установка включает реакционную камеру, с противоположных сторон которой расположены камера загрузки сырьевых брикетов и камера разгрузки обработанных брикетов. Теплоизоляционный корпус реакционной камеры соединен с первым механизмом вертикального перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572667
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.01.2017
№217.015.7e29

Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления постоянных магнитов из магнитотвердых материалов, на основе соединений редкоземельных металлов и может быть использовано в электротехнической, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601149
Дата охранного документа: 27.10.2016

Похожие РИД в системе