201278. lajstromszámú szabadalom • Elektrolizáló berendezés kationokat, valamint elektrolitikusan oxidálható anionokat és/vagy szerves vegyületeket tartalmazó szennyvizek és koncentrátumok kezelésére
HU 201278 A áímérőjénak, keresztmetszetének és/vagy „mene t emelkedésének” megválasztásával gyakorlatilag tetszőlegesen beállítható. A hengeres ház alsó homlokfelületéhez előnyösen lefelé szűkülő keresztmetszetű tölcséralakú gyűjtőtartály csatlakozik, amely alul leeresztő csappal van ellátva. A tölcséralakú gyűjtőtartályban a poralakban kiváló fémrészecskék összegyűtjhetők. Az elektrolízis során a kát ódon kiváló poralakú fémrészecskék, amelyeket a folyadékáram magával ragad, a berendezéshez csatlakozó szeparátorokkal könnyen kinyerhetők. A berendezés ily módon folyamatosan működtethető. A hengeres belső elektróda és a spirálalakú külső elektróda közötti gyűrűkeresztmetszetű térben az elektródákkal koncentrikusan hengeres diafragma helyezhető eL A hengeres diafragma az elektródák közötti térrészt gyűrűkeresztmetszetű anódtérre és katódtérre választja ketté. A hengeres diafragma alsó és felső homlokfelülete a hengeres házon belül nyitott. A diafragmának köszönhetően az anódtérben és a katódtérben lévő elektrolit nem tud egymással keveredni, ezáltal az anódon fejlődött oxigén nem tud a katódtérbe kerülni, és íjgy az ott végbemenő redukciót nem zavarja, annak hatásfokát nem csökkenti. Annak köszönhetően, hogy a külső elektróda - a katók - nem folyamatos hengeres felületként, hanem spirálalakú elektródaként van kialakítva, a spirális áramlást végző folyadékban az elektrolízis hatására kivált fémszemcsék nagyobb fajsúlyúak következtében kisodródva nem a katód falán, hanem a hengeres ház belső falfelületén ütköznek fel, így visszaoldódás nem következik be. A találmány egyszerű felépítésének köszönhetően alacsony ráfordítással, könnyen megvalósítható, sokféle szennyvíz, és koncentrátum kezelésére alkalmas, és tisztítás, karbantartás céljából könnyen szétszerelhető. A kezelendő folyadék spirálalakban történő áramoltatásával a találmány szerint a koncentrációs polarizáció további csökkenését és az áramkihasználás növelését érjük el. Az áramlási sebesség növelésével az elektrolízis hatásfoka különösen kis ionkoncentrációjú oldatok esetében jelentősen növelhető. A találmány szerinti berendezéssel nehézfémionokat tartalmazó odlatok is jó hatásfokkal kezelhetők. A találmányt a továbbiakban rajz alapján ismertetjük. A rajzon:- Az 1. ábrán a találmány szerinti elektrolizáló berendezés példakénti kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel oldalnézetben, részben hosszmetszetben;- A 2. ábrán az 1. ábra szerinti berendezés II-II keresztmetszetét ábrázoltuk. Amint a rajzból kitűnik, a találmány szerinti elektrolizáló berendezésnek rúdalakú 1 anódja és körülötte koncentrikusan elrendezett spirálalakú 5 katódja van. A rúdalakú 1 anód és a spirálalakú 5 katód függőleges tengelyű 3 hengeres házban van elrendezve, amely alul tangenciáÜs irányú 8 bevezetőcsonkkal van ellátva. A spirálalakú 5 katód a 3 hengeres házból felfelé kinyúló 2 katódkivezetess kel rendelkezik. A rúdalakú 1 anód a 3 hengere : házból ugyancsak felfelé nyúlik ki A 3 hengeres házban a rúdalakú 1 anód és a spirálalakú S katód között koncentrikusan 4 hengeres diafragma van elrendezve. A 4 hengeres diafragma a rúdalakú 1 anód és a 3 hengeres ház közötti térrészt gyűrűkeresztmetszetű anódtérre és gyűrűkeresztmetszetű katódtérre választja ketté. A 4 hengeres diafragma a 3 hengeres házon belül alul és felül nyitott homlokfelülettel rendelkezik, ami szabad folyadék be- és kiáramlást tesz lehetővé. A 3 hengeres ház alsó homlokfelületéhez lefelé tölcsérszerűen szűkülő keresztmetszetű 6 gyűjtőtartály kapcsolódik. A 6 gyűjtőtartály alján 7 leeresztőcsap van elrendezve. A 7 leeresztőcsap segítségével a 6 gyűjtőtartályban összegyűjtött poralakú fémrészecskék a berendezésből eltávolíthatók. Az elektródák méretezése és anyagválasztása az adott feladattól függően történik. A rúdalakú 1 anód anyaga a kezelendő elektrolit összetételétől függően például grafit, platina, vagy platinával, illetve rádiumoxiddal bevont titán lehet. A spirálalakú S katód előnyösen körkeresztmetszetű rúdból, péládul KO-acélból, titánból, molibdénből, tantálból, niobiumból vagy ezek ötvözeteiből készülhet. A 4 hengeres diafragma például pórusos kerámiából vagy textíliából, esetleg szivacsszerű műanyagból alakítható ki. A 3 hengeres ház célszerűen műanyagcső. A berendezés a rajzon nem jelölt folyadékszállító eszközzel, például forgólapátos szivattyúval van ellátva, amely a 3 hengeres ház tangenciális irányú 8 bevezetőcsonkjára csatlakozik. Oltalmi igényünk alátámasztására az alábbiakban a találmány szerinti elektrolizáló berendezésen végrehajtott kísérleteinket tükröző néhány példái ismertetünk: 1. példa A kezelendő oldat 50 g/1 Cu + + iont és 50-2® g/1 kénsavat tartalmaz, a pH-érték 1-nél kisebb, az oldatból rezet nyertünk ki 90 és 100% közötti hatásfokkal úgy, hogy a visszamaradó kénsavat réz pácolásához újra felhasználtuk. Az elektrolízis paraméterei Katód os áramsűrűség: 1-10 A/dm2 Anódos áramsűrűség: 2-20 A/dm2 Katód/anód felületarány: 2:1 Anód:rúdalakú grafit Katód:spirálalakú réz Az elektrolit percenkénti térfogatárama: az elektrolízis-cella térfogatának 200-szorosa. 2. példa A kezelendő szennyvíz 7 g/1 Zn+ + iont és 153 g/1 KOI értéknek megfelelő mennyiségű szennyeződést tartalmaz, pH = 5-6. Az elektrolízis befejezése utáni koncentrációk: Zn+ + ion koncentráció: 0,05 g/1 KOI érték: 0,45 g/1. Az elektrolízis paraméterei: időtartama: 4 óra átlagos hatásfok (katódos): 70% 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 A 60 65 3
