×
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 91-100 of 322 items.
25.08.2017
№217.015.c6de

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита бария, позволяющее снизить температуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618781
Дата охранного документа: 11.05.2017
25.08.2017
№217.015.c74b

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород в окрестности выработки

Способ контроля напряженного состояния массива горных пород предназначен для определения пространственного распределения напряжений в окрестности горной выработки и глубины максимума зоны опорного давления. Для этого осуществляют прозвучивание ультразвуковыми стационарными шумовыми сигналами со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618778
Дата охранного документа: 11.05.2017
25.08.2017
№217.015.c85e

Способ приготовления катализатора для получения синтез газа из метана, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ получения синтез газа из метана с его использованием

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например природного газа или попутных нефтяных газов. Способ приготовления катализатора для получения синтез-газа из метана включает носитель и нанесенные на его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619104
Дата охранного документа: 12.05.2017
25.08.2017
№217.015.d045

Рабочее тело на основе магнитоактивных и пьезоактивных материалов для магнитных твердотельных тепловых насосов

Изобретение относится к области холодильной и криогенной техники. Рабочее тело с применением магнитокалорического эффекта в твердотельных тепловых насосах содержит хладагент, выполненный из материала с гигантским магнитокалорическим эффектом, и, по меньшей мере, один пьезоэлектрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621192
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d081

Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками для повышения электропроводности полимерматричных композитов

Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления полимерматричных композитов, требующих повышенных значений электропроводности. Полиолефиновый композит на основе эластомера, модифицированного углеродными нанотрубками, содержит полисилоксаны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621335
Дата охранного документа: 02.06.2017
25.08.2017
№217.015.d10c

Гель для травления стеклянной оболочки микропроводов

Изобретение относится к химической обработке поверхности аморфных магнитомягких микропроводов диаметром до 35 мкм со стеклянной оболочкой до 10 мкм, предназначенных для изготовления ГМИ-датчиков, в частности к равномерному травлению стеклянной оболочки микропроводов. Гель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621336
Дата охранного документа: 02.06.2017
25.08.2017
№217.015.d1ef

Способ получения отливок из высокопрочного сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии высокопрочных материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С, таких как детали летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, ракет), автомобилей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621499
Дата охранного документа: 06.06.2017
25.08.2017
№217.015.d22c

Интерметаллический сплав на основе tial

Изобретение относится к области металлургии, в частности легированным сплавам на основе TiAl с преобладающей фазой γ-TiAl, и может быть использовано при изготовлении компонентов авиационных газотурбинных двигателей. Сплав на основе TiAl содержит, ат.%: алюминий 44-47, ниобий 5-8, хром 1-3,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621500
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d3bc

Катализатор и способ получения синтез-газа из метана с его использованием

Изобретение относится к группе изобретений, включающей катализатор и способ получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например природного газа или попутных нефтяных газов. Катализатор для получения синтез-газа из метана получен на основе керамического носителя с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621689
Дата охранного документа: 07.06.2017
26.08.2017
№217.015.d492

Способ получения прутков из высокопрочного алюминиевого сплава

Изобретение относится к области металлургии высокопрочных материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали спортинвентаря и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622199
Дата охранного документа: 13.06.2017
Showing 21-27 of 27 items.
29.05.2018
№218.016.589b

Датчик измерения механических деформаций

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических деформаций на основе аморфных ферромагнитных микропроводов. Датчик конструктивно объединяет магниточувствительный элемент и электронное измерительное устройство. Магниточувствительный элемент представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653563
Дата охранного документа: 11.05.2018
19.04.2019
№219.017.31d4

Вакуумная шахтная электропечь сопротивления для вакуум-термического получения лития

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез - восстановление - конденсация. Вакуумная шахтная электропечь сопротивления имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002452782
Дата охранного документа: 10.06.2012
29.04.2019
№219.017.45c6

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

Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке алюмосодержащих шлаков, а также к получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов. Алюмосодержащий шлак подвергают глубокой переработке, включающей дробление и измельчение до крупности 0,064-2 мм, водное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449032
Дата охранного документа: 27.04.2012
08.06.2019
№219.017.7586

Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов с редкоземельными металлами на основе системы nd-fe-b

Изобретение относится к производству сплавов для постоянных магнитов, может быть использовано для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов системы (Nd, Pr)-Fe-B. Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов методом кальциетермического восстановления для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690867
Дата охранного документа: 06.06.2019
19.06.2019
№219.017.8af1

Способ вакуум-термического получения лития

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез-восстановление-конденсация. Исходную шихту брикетируют при следующем соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449034
Дата охранного документа: 27.04.2012
10.07.2019
№219.017.a9e3

Способ изготовления коррозионностойких постоянных магнитов

Изобретение относится к изготовлению постоянных магнитов на основе сплавов Nd-Fe-B. Способ включает прессование заготовок, их механическую обработку, нанесение на поверхность слоя алюминия толщиной 10-15 мкм холодным газодинамическим напылением и термообработку в расплаве солей с последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693887
Дата охранного документа: 05.07.2019
04.11.2019
№219.017.de7e

Способ получения металлургического глинозема кислотно-щелочным способом

Изобретение может быть использовано при переработке низкосортного высококремнистого алюмосодержащего сырья. Для получения металлургического глинозема каолиновые глины выщелачивают в автоклаве соляной кислотой в течение 60-180 мин при температуре 130-190°C. Пульпу после выщелачивания фильтруют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705071
Дата охранного документа: 01.11.2019
+ добавить свой РИД