Установка для извлечения тяжелых металлов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ(71) Заявитель Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов(73) Патентообладатель Центральный научноисследовательский институт комплексного использования водных ресурсов(57) Установка для извлечения тяжелых металлов, включающая ванну с анодом и полым катодом с отверстиями в его нижней части, источник тока и устройство для охлаждения электролита, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью для электролита, установленным на аноде газонепроницаемым колпаком для сбора анодных газов и связанным с колпаком посредством трубопровода устройством для отсоса из колпака и подачи в емкость для электролита анодных газов, а полость катода сообщена посредством трубопровода с устройством для охлаждения электролита.(56) 1. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений.-М. Металлургия, 1974.-. 103104. 2. А.с. СССР 893885, МПК 02 1/463, 1981 (прототип). 2279 1 Предлагаемое изобретение относится к гальваническому производству, а именно к устройствам для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и регенерации электролитов. Известное устройсто для очистки жидкости 1, содержащее емкость с размещенными в ней электродами и камеру сорбции, соединенную с емкостью последовательно по ходу движения жидкости. Электроды выполнены составными из стальных, алюминиевых и графитовых пластин. Устройство обеспечивает высокую степень очистки, но в процессе работы в атмосферу выделяются токсичные газы. Известно также устройство для электрохимического извлечения ионов тяжелых металлов из электролитов и сточных вод и регенерации электролитов 2. Устройство содержит ванну - электролизер с размещенной в ней электродной системой, выполненной в виде стержневых электродов, питаемых постоянным током. Данное техническое решение наиболее близко к заявляемому по существенным признакам и выбрано за прототип. При такой конструкции обеспечивается эффективная работа устройства, но в окружающую среду поступают вредные газовыделения. Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, была разработка конструкции устройства для извлечения тяжелых металлов и регенерации электролитов, обеспечивающей уменьшение газовыделений и экономящее исходные компоненты электролита. Поставленная задача решается тем, что установка для извлечения тяжелых металлов и регенерации электролита, содержащая ванну - электролизер с размещенной в ней электродной системой, выполненной в виде стержневых электродов, источник тока, снабжена дополнительной емкостью с размещенным в ней устройством для отсоса и подачи анодных газов в электролит, устройством охлаждения и принудительной подачи электролита и газонепроницаемой камерой, причем катод имеет сквозную полость, сообщенную посредством трубопровода с устройством охлаждения и принудительной подачи электролита, а анод расположен в газонепроницаемой камере, сообщенной посредством трубопровода с устройством для отсоса анодных газов и подачи их в электролит. Охлаждение электролита и принудительная прокачка его через сквозную полость катода обеспечивает более полное растворение газов, так как растворимость газа с понижением температуры увеличивается. Охлаждение катода обеспечивает увеличение выхода металла по току и более компактное его осаждение на катоде. Газ собирается в газонепроницаемой камере, отсасывается и снова подается в электролит. Вследствие возвращения газа в электролит отпадает необходимость в добавлении компонентов в раствор, и токсичные газы не оказывают пагубного влияния на окружающую среду. Техническим результатом при использовании предложенного устройства является уменьшение токсичных газовыделений и экономия исходных компонентов электролита. Конструкция установки для регенерации электролита и извлечения из него тяжелых металлов представлена на фиг. 1. Установка для регенерации электролита и извлечения из него тяжелых металлов содержит ванну - электролизер 1, изготовленную из полипропилена или любого другого химически стойкого материала, в которой размещены электроды - нерастворимые аноды 2 (например, из графита) и титановые катоды 3, имеющие внутренние полости 4. В нижней части катод 3 имеет отверстие для истечения электролита в ванну. Анод 2 помещен в газонепроницаемую камеру 5, выступающую над поверхностью электролита и сообщающуюся трубопроводом 6 с эжекционным насосом 7, расположенным в дополнительной емкости 8. Полость катода 3 сообщена трубопроводом 9 с теплообменником 10 и насосом 11. Установка содержит также источник тока 12. Разряжение в эжекционном насосе 7 создается потоком электролита, подаваемого в него насосом 13 по трубопроводу 14. Предлагаемая установка работает следующим образом. Электролит забирают из ванны 1 насосом 11, прокачивают через теплообменник 10 и охлажденный подают по трубопроводу 9 во внутреннюю полость катода 3, охлаждая его и прилегающий к нему слой электролита,уменьшая травильную способность электролита на поверхности катода. Газы, выделяющиеся при электролизе,собираются в верхней части камеры 5. Таким образом, газы возвращаются в электролит, вследствие чего отпадает необходимость в добавлении компонентов в электролит. В качестве эжекционного насоса может использоваться струйный насос. Например, для травления печатных плат используют медьсодержащие электролиты следующего состава 362 О 2279 1 Проводят электролиз в установке при плотности тока 8 а/дм 2. Анод - графит, катод -титан. На катоде выделяется медь в виде порошка с насыпной плотностью 1,9 - 2,6 г/см 3. По истечении шести часов содержание 2 снижается до 150 г/дм 3 или на 70 г/дм 3. Образующийся на аноде токсичный газ хлор собирается в газонепроницаемой камере и за счет разряжения, образуемого рассчитанным для данного объема эжектором, отсасывается и поступает в регенерированный электролит, в котором он растворяется. Остаточное содержание хлоридов в электролите составляет 50 г/дм 3, т.е. содержание хлора уменьшается на 15. Предлагаемая конструкция установки для регенерации электролита и извлечения из него тяжелых металлов позволяет снизить количество сбрасываемых в атмосферу газов с 50 до 15, соответственно, экономить составляющие компоненты электролита. Государственный патентный комитет республики беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.