Катод електролізера для одержання металевих порошків

 

Винахід відноситься до порошкової металургії, пристроїв для одержання металевих порошків електролізом.

Відомий обертовий катод [Патент Росії N2023059, кл. С25С 5/02, 1994] у вигляді циліндричної спіралі, жорстко зчленованою з приводом.

Недоліками пристрою є наявність механізму обертання пружини та пристрої контактування обертового катода з струмопідведення, а для знімання з нього порошку потрібно додатковий шар поверх електроліту електролізера. Катодна щільність струму при отриманні порошку металу на такому катоді недостатньо висока і недостатньо постійна в часі.

Відомий коливний пластинчастий катод [Патент Росії №2180694, кл. С25С 5/02, 2002], що складається з токоподвода, сполученого з робочими елементами у вигляді металевих пластин.

Недоліками є необхідність вібрації для знімання порошку і недостатньо висока і недостатньо постійна в часі катодна щільність струму. Необхідність підтримання максимально можливої щільності струму обумовлена тим, що швидкість електрохімічної реакції пропорційна щільності струму. Підтримання сталості щільності струму забезпечує постійну дисперсність порошку.

Тер>

Технічна задача досягається тим, що робоча поверхня катода являє собою загострені елементи, ізольовані діелектриком, виконаним у вигляді об'ємної фігури, причому закінчення загострених елементів, площа яких мінімальна, розташовують на поверхні об'ємної фігури. Фігури виконують у вигляді півсфери, сфери, конуса, циліндра, паралелепіпеда, піраміди або у вигляді пучка подовжених фігур переважно циліндричної форми або інших фігур.

Приклад 1. На липку стрічку на поліхлорвінілової основі укладають в ряд на відстані 3 мм один від одного загострені сталеві стрижні в кількості 40 штук діаметром 0,5 мм і довжиною 40 мм, вістря стрижнів поєднують з краєм стрічки. На хвостовики стрижнів укладають струмопровідні шини з м'якого багатожильного проводу і зверху накривають другою стрічкою липким шаром вниз. Отриману багатошарову стрічку скручують в циліндр (фіг.1). Нижня основа з вістрями опускають в електроліт, що містить сірчанокисле залізо (50 г/л) і сірчану кислоту (10 г/л), а виступаючий з верхньої основи циліндра провід токоподводящей шини з'єднують з негативним полюсом джерела постійного струму. При пропущенні струму 2 А порошок заліза, що утворюється на орошок проходить крізь сито з вічком 50 мкм.

Приклад 2. Швейні голки діаметром 0,76 мм і довжиною 35 мм у кількості 30 штук з накрученими на них токоподводящими проводами встановлюють вертикально вістрям вниз у скляний склянку, заповнений кремнійорганічним компаундом. Після його полімеризації отриманий катод витягують з склянки (фіг.1). Виступаючі з верхнього підстави струмопровідні проводи з'єднують в джгут, який приєднують до негативного полюса джерела постійного струму. Нижня основа катода з вістрями занурюють в електроліт, що містить 20 г/л сірчанокислого нікелю і 40 г/л хлористого амонію. При пропущенні струму 4 А утворений на вістрях катода нікелевий порошок відривається від катода і опускається на дно електролізера. Насипна щільність отриманого порошку становить 1,1 г/см3весь порошок проходить крізь сито з осередками 50 мкм.

Приклад 3. Пучок з 40 проводів діаметром 30 мкм у фторопластовою ізоляції довжиною 50 мм звільняють від ізоляції на 10 мм з одного краю, до проводів припаюють струмопідвід (фіг.1б), який з'єднують з негативним полюсом джерела постійного струму. З іншого боку пучка проводу розсовують і опускають в електроліт, що містить 50 г/л мідного купоросу, 20 г/л сірчаної кислоти і 10 г/л е�ий порошок відривається від катода і опускається на дно електролізера. Насипна щільність отриманого порошку становить 0,9 г/см3весь порошок проходить крізь сито з осередками 50 мкм.

Як видно з прикладів, порошок мимовільно відокремлюється від робочої поверхні катода, розмір порошку не перевищує 50 мкм, робочий струм на один загострений елемент становить 0,05-0,1 А, щільність катодного струму в прикладі 3 становить 100000 А/дм2, а в прикладах 1 і 2 вона ще більше.

Особливістю отримання порошку металу шляхом електролізу є необхідність підтримання високої і постійної катодного щільності струму у часі на робочій поверхні катода. Зміна катодного щільності струму призводить до зміни дисперсності порошку. Підвищення швидкості отримання порошку металу обумовлено значним збільшенням катодного щільності струму на вістрях загострених елементів катода, що мають у 1000 і більше разів меншу площу поверхні. При цьому катодна щільність струму на вістрях катода значно зростає, що призводить до збільшення швидкості процесу. Слабке зчеплення порошку, що виділяється на вістрях катода, і мимовільне його відділення від катода забезпечує сталість величини щільності струму, а отже, сталість дисперсності порошку мзаостренних елементів. Застосування таких катодів дозволяє не тільки підвищити швидкість процесу, але й розширює можливості подальшого вдосконалення конструкцій електролізерів в напрямку підвищення їх техніко-економічних параметрів.

Катод електролізера для одержання металевих порошків, що містить струмопідвід і робочу поверхню, що відрізняється тим, що робоча поверхня катода являє собою поверхню загострених елементів, ізольованих діелектриком, виконаним у вигляді об'ємної фігури, на поверхні якої розташовані закінчення загострених елементів, площа яких мінімальна.



 

Схожі патенти:

Вуглецевий електрод порівняння

Винахід відноситься до вуглецевого електрода порівняння в електролізері для отримання алюмінію, який може використовуватися в якості електрода порівняння для електрохімічних досліджень, отримання потенціометричних, поляризаційних, хроновольтамперометрических і інших залежностей на різних електродах в розплавлених фторидах при 700-1000°З, а також для вимірювання стаціонарного та корозійного потенціалу анода і катода в лабораторній клітинці або промислової електролізної ванни
Винахід відноситься до гидрометаллургическому використання катодів, отриманих шляхом електролізу
Винахід відноситься до способів виготовлення вугільних анодів, що використовуються в середньотемпературних електролізерах для виробництва фтору

Спосіб освіти литих електроконтактних пробок

Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема способом створення анодних і катодних вузлів магнієвих і алюмінієвих електролізерів

Анодна осередок для электровиделения кольорових металів

Винахід відноситься до конструкцій диафрагменних комірок для електролітичного вилучення нікелю з водних розчинів, зокрема до анодної комірці

Катод для отримання міді

Винахід відноситься до катода для отримання міді, зокрема до гидрометаллургическому отримання стартерних катодів міді шляхом електролізу за безосновної технології

Пристрій для формування і переміщення пакетів виробів у формі брусів з технологічними отворами

Винахід відноситься до пристроїв для формування і переміщення пакетів виробів у формі брусів з технологічними отворами, наприклад анодних блоків, використовуваних при електролітичному виробництві магнію

Сполучені спіканням безпосередні штирьові з'єднання для інертних анодів

Винахід відноситься до спеченим електричним з'єднанням низького опору

Електрод для електрохімічного вилучення металів з розчинів їх солей

Винахід відноситься до конструкції електродів для електрохімічного вилучення металів з розчинів їх солей

Електролізер для отримання лужно-земельних металів з розплавів

Винахід відноситься до галузі кольорової металургії, зокрема до электролизерам для отримання лужно-земельних металів з розплавів солей
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю з нікелевих електродів

Спосіб одержання електролітичних порошків металів

Винахід відноситься до способу одержання електролітичних порошків металів електролізом з водного розчину, що містить сіль відповідного металу і буферні добавки

Спосіб отримання металевого порошку

Винахід відноситься до електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків, які можуть бути використані в якості каталізаторів або фільтруючих матеріалів
Винахід відноситься до отримання наночастинок міді, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії
Винахід відноситься до отримання наночастинок металів, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії, біотехнології, наноелектроніці
Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема одержання електролітичних порошків

Спосіб отримання срібного порошку і срібний порошок (варіанти), отриманий зазначеним способом

Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема до срібних порошків для електродів хімічних джерел струму та металокерамічних контактів та способу їх отримання
Винахід відноситься до способів одержання наночастинок сплаву платинових металів з залізом
Винахід відноситься до способів одержання наночастинок платинових металів

Спосіб отримання каталізатора для ізотопного обміну протію-дейтерію і орто-пара конверсії протію

Винахід відноситься до області гетерогенного каталізу, зокрема до способу отримання каталізатора для ізотопного обміну протію-дейтерію і орто-пара конверсії протію
Up!