195680. lajstromszámú szabadalom • Elektrolitikus cella fém feltárására fémtartalmú anyagokból, mint ásványokból vagy koncentrátumokból, valamint katód az elektrolitikus cellához és eljárás a katód előállítására
1 195 680 2 2) A porózus diafragmás zsákszerű elem kialakítható hagyományos módon polipropilénből, amelynek szövött és tömör rétegei lehetnek, és így elkerülhető az összcgyűrődés, illetve összecsavarod ás. 3) Fémből, üvegszálból, műanyagból vagy más alkalmas anyagból olyan támasztóelemeket használunk, amelyek képesek a porózus diafragmás zsákszerű elem alaktartását, megfelelő rugalmasságát, szilárdságát biztosítani. Az elem alja felett nincsenek olyan vízszintes összetevő elemek, amelyek megakadályozzák a kiváló fémszemcsék lerakódását az aljon, a zagy szabad áramlását. 4) Az anódok anyaga lehet grafit és a kis áramsűrűség miatt fogyásuk elhanyagolható mértékű. Az anódok felszíne megnövelhető, vagy hozzájárulhatnak a felszín területének növekedéséhez és meghajlott felülettel is kialakíthatók, aminek révén a részecskék és az elektródok közötti érintkezési lehetőség bővül, de az anyagrészecskék mozgása nem akadályozott. 5) A katódok anyaga általában réz. A rá lerakodó fémrészecskék vagy leesnek a felületről, vagy pedig lerázhatok a katód felületéről cs a zsákszerű elem aljában gyűlnek össze. Ezt a folyamatot a katód időszakos megrázásával is erősíteni lehet, mivel ezzel akadályozható tömör, erősen tapadó fémlerakódások kialakulása. 6) A fémek kiválasztásához olyan áramsűrűség használható, amelynek révén a fém nem az elektród felületén kialakuló lemezként, vagy rétegekként válik ki, hanem kristályos formában növekszik, és így könnyen eltávolítható. 7) Abban az esetben, ha az elektródon (kátédon) lerakodó fém a felületen nagyobb méretű részecskékké tömörödik össze és így esik le, a felületet meg lehet törni oly módon, hogy az elektród felületére nemvezető anyagú rácsot vagy lyukacsos bevonatot viszünk fel. Ezt a hatást a kátédnál különösen előnyös módon ügy érjük el, hogy a találmány szerint rúdszerű vagy csó'alakú elektródot rázsugorított műanyagcsővel vagy hálóval borítjuk le, ahol műanyagcsőből perforált kivitelűt használunk. 8) Azoknak az ásványoknak vagy fémeknek esetében, melyek reagensként oxigéntartalmú gázt igényelnek, a zagy és az elektród érintkezése általában szükséges. E- zekben az esetekben az oxigéntartalmú gáz, amely általában, de nem szükségszerűen levegő, a következő feladatokat látja el, mégpedig igen gazdaságosan: a) finom gázbuborékok egyenletesen és közvetlenül keverednek a zaggyal, így lehetővé teszik a reakció lefolyását a zagy teljes térfogatában, vagyis az elektród felülete mentén a zagy és az oxigén között hatékony kölcsönhatás alakul ki. Az ilyen megoldás révén a levegő oxigéntartalma nagy hatásfokkal hasznosul, általában a gáz fele így felhasználódik; b) a gáz hatására a zagy egyenletes és a reakcióban hatékonyan résztvevő eleggyé (szuszpenzióvá) alakul át, benne egyenletes turbulens áramlás jön létre, az energetikai hatásfok javul, a turbulencia egyenletességének magas foka miatt a turbulens áramlás általában nem képes a porózus diafragmás zsákszerű elemet deformálni; c) a porózus diafragmás zsákszerű elem oldala mentén mozgó gázbuborékok szinte átöblítik a felületet és segítik,, hogy anyagának áteresztőképessége fennmaradjon, vagyis azt a zagy nem tudja eltömni; d) a zagyot tartalmazó térrészben gázbuborékok segítik kiegyenlíteni a zagy cs az elektrolit fajsúlyút, amikor ez utóbbi a zsákszerű elemnek a zagytól elválasztott 4 oldalán van. Így a zsákszerű elemen keresztül a nemkívánatos nyomasküiönbségek nem jöhetnek létre. 9) A katód környékén elhelyezett porózus diafragmás zsákszerű elem alatt egy vagy több csövön keresztül a keverést biztosító tengelytől függetlenül , vagy a tengely közepében bevezetett gáz előnyös hatást fejt ki. A csövek készülhetnek porózus anyagból, amelyre porózus anyagú burkolat kerül. A gázbuborékok hatására a zsákszerű elemek között cs az anódok környezetében egyenletesen turbulens áramlás alakul ki. 10) Azoknál az ásványoknál és fémeknél, ahol nincs szükség oxigént tartalmazó gáz.alkalmazására, a zagyot nem feltétlenül kell az anóddal érintkezésbe hozni. Ezekben az esetekben a találmány szerinti elektrolitikus cella az ismerteknél nagyobb mélységgel hozható létre, és az ásvány vagy koncéntrátum zagya a zsákszerű elemek szintje alatt jól keverhető, így egyenletes anyageloszlást mutatva kerül érintkezésbe az elektrolittal. Az anolit turbulens áramlása azért szükséges, hogy a megfelelő ütemű anyagelvezetés az anód környezetéből biztosítható legyen. Az egyenletes keverés létrehozására a zagyban vagy elektrolitban nitrogént lehet áramoltatni. A találmány szerinti elektrolitikus cellát és kató- Jot a továbbiakban példaképpen bemutatott különböző kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti elektrolitikus cella oldalnézete felülről, a 2. ábra az elektrolitikus cella egy negyedének keresztmetszete, a 3. ábra a találmány szerinti elektrolitikus cella oldalnézeti keresztmetszete, a 4. ábra a találmány szerint a javasolt elektrolitikus cellában alkalmazott, bevonattal ellátott katód oldalnézete, az 5. ábra a találmány szerinti elektrolitikus cella kialakítása ékszerű anódokkal, a 6. ábra a találmány szerinti elektrolitikus cellában alkalmazott, turbulenciát javító vagy okozó elemek elrendezése perspektivikus nézetben, míg a 7. ábra a találmány szerinti elektrolitikus cellában alkalmazott, turbulenciát okozó vagy javító' elemek elrendezése, keresztmetszetben. A találmány szerinti elektrolitikus cella (1. ábra) 1 edénnyel van kialakítva, amelyet tetőrészén 2 fedél zár le. Ezen 3 katódok nyúlnak ki. A 3 katódok az 1 edény hossztengelye mentén benyúlnak a belső térbe, ahol radiálisán, sugárirányban vannak elrendezve. A 2 fedél külső felületén a 3 katódok egy-egy kiálló 4 csatlakozóelemmel vannak ellátva, amelyek egymástól elválasztottan körvonal mentén helyezkednek el a 2 fedél felett. A 4 csatlakozóelemekhez a rajzon be nem mutatott és a 3 katódok energiaellátására alkalmas körkörös áramsín vezethető. A 3 katódok között (2. ábra) előnyösen lapszerű 5 anódok vannak elrendezve, amelyek a 2 fedél felületén kiálló 6 tartókban vannak megfogva. A megfogáshoz a szokásos módon csavarok vagy más kötőelemek használhatók. A 6 tartók is sugárirányban helyezkednek el az 1 edény középvonalához képest és 7 kör alakú síkhoz vannak csatlakoztatva, amely az áram bevezetését biztosítja a 6 tartókon keresztül az 5 anódokba. Az 5 anódok és a 3 katódok az 1 edényben általában a 2. ábrán látható módon vannak elrendezve. A 3 ka-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
