195680. lajstromszámú szabadalom • Elektrolitikus cella fém feltárására fémtartalmú anyagokból, mint ásványokból vagy koncentrátumokból, valamint katód az elektrolitikus cellához és eljárás a katód előállítására
195 680 A találmány tárgya elektrolitikus cella fém feltárására fémtartalmú anyagokból, mint ásványokból vagy koncentrátumokból, amely anódokat, katódokat valamint elektrolitból és ásványból vagy koncentrátumból álló zagyot befogadó edényt továbbá a zagyot mozgásban tartó mechanikai elven és/vagy túlnyomásos gáz bevezetésével működő keverőegységet tartalmaz. Amint az a 4 Oól 512 Ijsz. US szabadalmi leírásból megismerhető, reztartalmú ásványok vagy konccntrátumok réztartalmának feltárására különösen jól használhatók az elektrolitikus cellákban létrehozott berendezések. A 4 148 698 és a 4 381 225 ljsz. US szabadalmi leírások tanúsága szerint az elektrolitikus cella igen hasznos lehet ólomtartalmú ásványok és koncentrátumok fémtartalmúnak feltárására is. Az említett szabadalmi leírásokban ismertetett eljárások és berendezések nemcsak elektródok és elektrolit felhasználását ismertetik, hanem megemlítik azt a tényt is, hogy kétfajta szilárd anyaggal kell dolgozni, mégpedig a fémet tartalmazó ásvánnyal vagy koncén trátunmial valamint a belőle kiváló fcmszenicsckkel. A reakció szabályozásának javítására, a hatásfok maximalizálására azt javasolják, hogy az anód cs a katöd szorosan egymás mellett párhuzamosan legyen elrendezve. Hogy ezt a szakma mennyire fontosnak tartja, arra bizonyíték a 292 235 ljsz. AU szabadalmi leírás, amely nagy hangsúllyal említi azt az elrendezési módot, amelynél az anód és a kálód pontosan párhuzamos megvezetése biztosítható, ■ A hagyományos elektrolitikus cellák esetében tipikus megoldásnak tekinthető a kutódot körbevevő diafragmás felfogó elemek, zsákok, tartályok alkalmazása. Ilyen diafragrnás zsákszerű elemet általában többet is elhelyeznek. Unnék célja az, hogy a zagyot távol tartsák a kálódtól, ahol a tiszta fémet kívánják lerakatni. Az ezekkel kialakított elektrolitikus cellák üzemeltetése során több technológiai problémával kell számolni: i) a diafragrnás zsákszerű elemek nyílásait a részecskék eltömik, ha a zagy agitációjának egyenletességének biztosítására az elektrolitikus cellában nagy hidraulikus gardienst hoznak létre; ii) a diafragrnás zsákszerű elemek szövetanyagból készülnek, és ezt nehezen lehet nagyobb felületeken párhuzamos síkokban úgy megtartani, hogy meghajlásuk ne következzen be, különösen akkor, ha az elektrolitikus cellában nagy hidraulikus gardienst tartanak fenn, pedig a legtöbb esetben kívánatos, hogy anyaga ne kerüljön érintkezésbe az elektróddal (kálóddal); iii) miután az ásványt tartalmazó szuszpenziót a diafragrnás zsákszerű elemek között az elektrolitikus cella alsó részen kell megtartani, ez viszonylag nagy energiafelhasználást igényel. További problémát jelent az is, hogy a fémpor kinyerése nehézkessé válik, ha az az elektródról leesve a cella alján vagy a diafragrnás zsákszerű elemen rakódik le, továbbá az is gondot okoz, hogy az elektródok eltávolítása és/vagy tisztítása nehézségekkel, illetve jelentős költséggel jár ha a fémrészecskék szorosan összetömörödtek rajta. Az előzőekben felsorolt problémák elkerülésére ismert az a megoldás, hogy az elektrolitba olyan adalékanyagot juttatnak, amely a kátédon lerakódó fémporban a dendritek növekedési sebességét lecsökkenti. Próbálkozások történtek arra is, hogy más módon válasszák el a fémport. Ilitől függetlenül a siker elmaradt, mivel változatlanul fenntartották d katód és anód párhuzamos elren-1 dezcsél. így lehetetlen olyan fémfcltáró berendezést létrehozni, amely bonyolult csővezetékrendszer és áramoltatási technika nélkül létrehozott diafragrnás elektrolitikus cellákat tartalmazna. A jelen találmány célja a fentiekben vázolt problémákra megoldást találni, mégpedig olyan elektrolitikus cella kialakításával, amely viszonylag kis munkaráfordítással, tehát olcsón létrehozható, hosszú élettartamú és megnövelt működési hatékonyságot biztosít. Ez az elektrolitikus cella kialakítható a rézre a 4 Oól 552 ljsz., ólomra pedig a 4 148 698, illetve a 4 381 225 ljsz. US szabadalmi leírásokban ismerteti termékeltávolító egységekkel. A 4 Oól 552 ljsz. US szabadalmi leírás, illetve a 4 14S 698, valamint a 4 381 225 ljsz. US szabadalmi leírások tárgyait és a jelen bejelentés szerinti megoldást egyesítve lehetővé válik olyan elektrolitikus cella kialakítása, amely képes rézl, ólmot, ezüstöt, cinket, bizmutot, aranyat, nikkelt és kobaltot tartalmazó ásványból vagy koncentrátumból elektrolittal létrehozott zagy feldolgozására cs elektrolitikus eljárás útján az említett fémek közül egy vagy több kivonására az elektrolitból. Ez a rendszer légköri nyomáson, az elektrolit forráspontja alatti hőmérsékleten is üzemeltethető, nincs szükség különleges és költséges reagensekre, adalékanyagokra, vagy a technológiai feltételek különösen pontos beállítására. Ugyancsak a találmány feladata az eddigieknél egyszerűbb felépítésű elektród, elsősorban katód létrehozása, illetve ennek előállítására szolgáló eljárás kidolgozása. A találmány alapja az a jelentős kutatási és fejlesztési munka során tett meglepő felismerés, hogy a párhuzamos ckktródehende/.éssel szemben a hatékonyság jelentősen javul, lui az anódokat cs a katódokat sugárirányban rendezzük cl. A sugárirányú elcklródclrendezés révén lehetővé válik az elektrolitikus cella olyan kialakítása, ahol a fern a cella központi tartományában gyűlik össze, így hatékonyan és gazdaságosan távolítható el. Ilyen elrendezés mellett hőre zsugorodó műanyagból álló bevonattal ellátott kálód különösen előnyösen használható. A kitűzött cél elérésére elektrolitikus cellát dolgozniuk ki, amely alkalmas ásványokból vagy koncentráturnokból fém feltárására cs amely anódokat, katódokat, továbbá elektrolitból és ásványból vagy koncentrátumból álló zagyot befogadó edényt, valamint a zagyot mozgásban tartó mechanikai elven és/vagy t úlnyomásos gáz bevezetésével különböző keverőegységet tartalmaz, és a találmány szerint az edényben az anódok sugárirányban függőlegesen vannak elrendezve, míg a katódok az anódok között szintén függőlegesen vannak sugárirányban elhelyezve. A találmány szerinti elektrolitikus cella előnyösen kiegészíthető a katódoktól a fémet elválasztó eszközzel, továbbá az elektrolit hőmérsékletét emelő, a zagyot melegítő egységgel, ha a folyamat feltételei megkövetelik, hogy az elektrolitikus cella a környezetinél nagyobb hőmérsékleten üzemeljen. A találmány szerinti elektrolitikus cella egy további előnyös kialakításában legalább egy anód felületénél a zagy lamináris áramlását megszüntető, turbulenciát előidéző elemeket tartalmaz. Ennek előnye a rézt tartalmazó zagyok esetében jelentkezik, ahol kívánatos a zagyot az mód felületének szomszédságában turbulens áramlásban tartani. 11a a zagy ólmot tartalmaz, ugyancsak célszerű, ha a zagy az anód felülete mentén turbulens áramlásban van. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
