Электродная ячейка с фонтанирующим слоем для электрохимического выделения металлов - RU2005103606A

Реферат

1. Ячейка-элемент пакетной батареи ячеек для электрохимического выделения металла из растворов ионов металла, содержащая анодный кожух и катодный кожух, разделенные изоляционной диафрагмой, причем анодный кожух ограничен анодной пластиной, снабженной по меньшей мере одним проводящим выступом для передачи постоянного электрического тока к аноду, катодный кожух ограничен катодной пластиной и снабжен по меньшей мере одной вытяжной трубой, способной вызывать образование фонтанирующего слоя металлических шариков, а упомянутая диафрагма снабжена перфорационными отверстиями в соответствии с упомянутым фонтанирующим слоем металлических шариков, обеспечивающими свободную циркуляцию электролита, но при этом препятствующими проходу упомянутых металлических шариков из катодного отделения в анодное отделение.

2. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый по меньшей мере один проводящий выступ выполнен в форме ребра.

3. Ячейка-элемент по п.2, в которой упомянутые ребра имеют первую основную поверхность, к которой прикреплен упомянутый анод, и вторую основную поверхность, снабженную контактной полосой, причем упомянутая контактная полоса приварена к упомянутой анодной пластине.

4. Ячейка-элемент по п.2 или 3, в которой упомянутый анодный кожух дополнительно содержит реброобразные разделители.

5. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый катодный кожух выполнен из набора прутков.

6. Ячейка-элемент по п.5, в которой упомянутые прутки имеют прямоугольную форму.

7. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый катодный кожух содержит по меньшей мере одно окно для наблюдения.

8. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый анодный кожух и упомянутый катодный кожух содержат периферийные плоские области, такие как рамки или фланцы, для прикрепления упомянутого анодного кожуха к упомянутому катодному кожуху.

9. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый анодный кожух выполнен из титана или его сплава, а упомянутый катодный кожух выполнен из нержавеющей стали, никеля или титана.

10. Ячейка-элемент по п.9, в которой упомянутый анод представляет собой перфорированную титановую конструкцию, покрытую благородными металлами или оксидами благородных металлов на по меньшей мере одной своей поверхности.

11. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутый анодный кожух приведен в контакт с катодным кожухом смежной ячейки-элемента в батарее ячеек с размещением между ними по меньшей мере одной биметаллической полосы.

12. Ячейка-элемент по п.11, в которой упомянутая по меньшей мере одна биметаллическая полоса приварена к по меньшей мере одному из упомянутых катодного кожуха и анодного кожуха.

13. Ячейка-элемент по п.12, в которой упомянутая по меньшей мере одна биметаллическая полоса приварена к упомянутому анодному кожуху в соответствии с упомянутым по меньшей мере одним проводящим выступом.

14. Ячейка-элемент по п.13, в которой упомянутая по меньшей мере одна биметаллическая полоса и упомянутый по меньшей мере один проводящий выступ приварены к упомянутому анодному кожуху за один этап.

15. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутая изоляционная диафрагма образует прокладку полного сечения, вносящую вклад в гидравлическую изоляцию между упомянутым анодным кожухом и упомянутым катодным кожухом по меньшей мере на их периферийном участке.

16. Ячейка-элемент по п.15, в которой упомянутая изоляционная диафрагма снабжена дополнительной изоляционной маской в соответствии с теми областями, которые контактируют с внешними кромками упомянутого анода и/или вертикальными кромками упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы.

17. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутая изоляционная диафрагма выполнена из тканого полотна.

18. Ячейка-элемент по п.17, в которой упомянутое полотно выткано с полотняным переплетением или с обратным голландским переплетением.

19. Ячейка-элемент по п.18, в которой упомянутое полотно имеет отношение диаметра уточной нити к диаметру основной нити, составляющее между 1,15 и 1,5.

20. Ячейка-элемент по п.19, в которой упомянутое полотно имеет отношение диаметра уточной нити к диаметру основной нити примерно 5:4.

21. Ячейка-элемент по п.17, в которой отношение расстояния между основными нитями к диаметру основной нити составляет более 3.

22. Ячейка-элемент по п.17, в которой упомянутое тканое полотно имеет толщину, составляющую между 0,4 и 0, 6 мм.

23. Ячейка-элемент по п.17, в которой упомянутое полотно представляет собой полотно из сложного полиэфира.

24. Ячейка-элемент по п.10, в которой упомянутая изоляционная диафрагма получена посредством нанесения изоляционного покрытия на ту поверхность упомянутого перфорированного титанового анода, которая противоположна упомянутой по меньшей мере одной поверхности, покрытой благородными металлами или оксидами благородных металлов.

25. Ячейка-элемент по п.24, в которой упомянутое изоляционное покрытие представляет собой керамическое покрытие.

26. Ячейка-элемент по п.25, в которой упомянутое керамическое покрытие выбрано из группы, состоящей из оксидов вентильных металлов и карбида кремния.

27. Ячейка-элемент по п.26, в которой упомянутое керамическое покрытие нанесено плазменным напылением.

28. Ячейка-элемент по п.24, в которой упомянутое изоляционное покрытие содержит фторированный полимерный материал.

29. Ячейка-элемент по п.1, в которой упомянутая по меньшей мере одна вытяжная труба представляет собой трубу прямоугольной формы.

30. Ячейка-элемент по п.29, в которой упомянутая труба прямоугольной формы выполнена из коррозионно-стойкого материала, предпочтительно - нержавеющей стали или титана.

31. Ячейка-элемент по п.30, в которой упомянутая металлическая труба прямоугольной формы снабжена изоляционным внешним покрытием и/или пенистой лентой по меньшей мере на двух своих основных поверхностях, параллельных упомянутой анодной пластине и упомянутой катодной пластине.

32. Ячейка-элемент по п.29, в которой глубина упомянутой трубы прямоугольной формы эквивалентна расстоянию между упомянутой катодной пластиной, ограничивающей упомянутый катодный кожух, и упомянутой диафрагмой.

33. Ячейка-элемент по п.29, в которой дно упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы снабжено увеличенным входом по отношению к ширине трубы.

34. Ячейка-элемент по п.29, в которой упомянутая по меньшей мере одна вытяжная труба снабжена стреловидными элементами, расположенными в ее нижней части, причем их угол относительно горизонтали составляет между 60 и 80° и предпочтительно эквивалентен примерно 70°.

35. Ячейка-элемент по п.29, в которой упомянутая по меньшей мере одна вытяжная труба содержит основание, снабженное по меньшей мере одним соплом для подачи электролита, тем самым генерирующее движение, способное вызывать образование упомянутого фонтанирующего слоя металлических шариков.

36. Ячейка-элемент по п.35, в которой упомянутое по меньшей мере одно сопло является двойным соплом, содержащим внешний участок, расположенный на основании ячейки, и внутренний участок, проходящий внутри или около входа упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы.

37. Ячейка-элемент по п.36, в которой упомянутый внутренний участок двойного сопла снабжен перфорационными отверстиями, обеспечивающими проход электролита и препятствующими проходу упомянутых металлических шариков.

38. Ячейка-элемент по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один отражатель, расположенный над верхней частью упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы и подходящий для управления высотой упомянутого фонтанирующего слоя.

39. Ячейка-элемент по п.38, в которой упомянутый по меньшей мере один отражатель имеет в целом форму двухскатной крыши.

40. Ячейка-элемент по п.38, в которой упомянутый по меньшей мере один отражатель снабжен отверстиями, обеспечивающими свободный проход электролита и препятствующими проходу упомянутых металлических шариков.

41. Ячейка-элемент по п.1, дополнительно снабженная переливной системой выгрузки шариков, содержащей по меньшей мере один порог, расположенный на высоте, граничащей с верхней частью упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы, и резервуар для сбора переливающихся шариков.

42. Ячейка-элемент по п.41, в которой упомянутый резервуар снабжен средством для выгрузки упомянутых переливающихся шариков со дна.

43. Ячейка-элемент по п.41, в которой упомянутый резервуар имеет дно конической формы.

44. Ячейка-элемент по п.1, дополнительно содержащая трубу стока электролита, снабженную фильтрующим элементом, обеспечивающим выпуск электролита из ячейки, но препятствующим выпуску упомянутых металлических шариков.

45. Ячейка-элемент по п.1, дополнительно содержащая устройство стока шариков для выгрузки из него упомянутых металлических шариков, снабженное дренажной трубой и Т-образным разделительным элементом, в горизонтальное колено которого подается электролит.

46. Батарея собранных в пакет ячеек-элементов электрохимического выделения, каждая из которых содержит анодный кожух, ограниченный анодной пластиной, и катодный кожух, ограниченный катодной пластиной, и включает в себя вытяжную трубу, вызывающую образование фонтанирующего слоя металлических шариков, причем упомянутая анодная пластина контактирует в батарее с катодной пластиной смежной ячейки.

47. Батарея по п.46, в которой упомянутая анодная пластина контактирует с упомянутой катодной пластиной упомянутой смежной ячейки посредством биметаллической контактной полосы.

48. Батарея по п.46 или 47, в которой упомянутый анодный кожух и упомянутый катодный кожух каждой ячейки-элемента взаимно скреплены перед сборкой ячеек-элементов в пакет.

49. Батарея по п.46, в которой ячейки-элементы представляют собой ячейки-элементы по любому из пп.1-45.

50. Способ электрохимического выделения металла, включающий в себя подачу металлических шариков в катодное отделение ячейки-элемента по любому из пп.1-45, приведение упомянутых шариков в электрический контакт с упомянутой катодной пластиной, и вовлечение упомянутых шариков, подвергаемых воздействию катодного потенциала, в фонтанирующий слой под действием электролита, содержащего ионы металла и подаваемого через упомянутую по меньшей мере одну вытяжную трубу.

51. Способ по п.50, в котором упомянутый фонтанирующий слой образован по меньшей мере одной заполненной шариками зоной в целом прямоугольной формы, расположенной на одной стороне упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы.

52. Способ по п.50, в котором упомянутый фонтанирующий слой образован двумя заполненными шариками зонами в целом прямоугольной формы, расположенными на противоположных сторонах упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы.

53. Способ по п.51 или 52, в котором упомянутые две заполненные шариками зоны прямоугольной формы обеспечивают самообразование движущихся конусов из шариков, заполняющих нижние углы упомянутого катодного кожуха и обеспечивающих естественное образование каналов течения шариков в вертикальный зазор под основанием упомянутой по меньшей мере одной вытяжной трубы.

54. Способ по п.50, в котором электрохимически извлекаемый металл выбран из группы, состоящий из меди, олова, марганца, цинка, никеля, хрома и кобальта.