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 Hz a tapasztalat szerint hozzájárul althoz, hogy az. an ód felülete által kiváltott polarizáló hatás minimalizálható legyen. Hrre a célra a műszaki gyakorlat elsősorban a nagy hidraulikus gradiens alkalmazását javasolja. Ezzel szemben a találmány szerinti elcktrolitikus cellában a turbulens áramlást egyszerű módon, az anód cs a katód között elhelyezett lapátszerű elemekkel lehet létrehozni. Ezek az elemek a zagyot, tehát adott esetben az ásvány vagy konccntrátum szilárd rész.eesk magával vivő folyadékot állandó jelleggel az anóü felületére irányítják. A lapátszerű elemek az elektródoktól függetlenül is elhelyezhetők, míg igen előnyös megoldás az is, ha a turbulens áramlást az anód és/vagy katód felületén kialakított kiemelkedések hozzák létre vagy segítik elő. Erre a célra egyébként az anód felületen elrendezett kiálló elemek is alkalmasak. I la az anód felülete szabálytalan kialakítású, ez az elrendezés megakadályozza az anódfeliilet mentén a zagy lamináris áramlásának kialakulását és annak keveredése révén mindig lehetővé teszi azt, hogy az anód felülete állandóan a zagy kevéssé feldolgozott részeivel érintkezzek. A találmány szerinti elektronikus cella egy további előnyös kiviteli alakjában a radiálisán elrendezett függőleges katódokat körbevevően a katódokat az anolitot alkotó zagytól elválasztó porózus diafragmás zsákszerű elem van elrendezve. Jól ismert, hogy ha a diafragmás zsákszerű elem ráborul a katódra, a kémiai reakció hatása csökken. Ennek megfelelően célszerű a porózus diafragmás zsákszerű elemet olyan függőlegesen elrendezett belső rúdszerű támasztóelemekkel ellátni, amelyek megelőzik a zsákszerű elemek és a katód érintkezését. Egy még további előnyös kiviteli alak szerint a porózus diafragmás zsákszerű elemek alján olyan nyílást hozunk létre, amely kiváló fémrészecskéket a kátédról központi gyűjtőeszközhöz, vezeti. A termék eltávolítása céljából célszerű, ha a porózus diafragmás zsákszerű elem nyílással ellátott alja a központi gyűjtőeszköz irányában meghajlik, hiszen ilyenkor a radiális elrendezés révén lehetővé válik olyan elrendezés kialakítása, amely a porózus diafragmás zsákszerű elemekből biztosítja a fém eltávolítását. Az előállított fém hatékonyabb összegyűjtését segíti elő, ha a központi gyűjtőeszköz ferde vezető felülettel van kialakítva. Ez a felület biztosítja, bogy a termék egy megadott helyen gyűlik össze, ahonnan például elszállító csővel könnyel eltávolítható. Mint már említettük, a találmány alapja az. a felismerés, hogy nem várt módon az anódokat és a katódokat nem feltétlenül egymással párhuzamosan kell elrendezni. Az anódok radiális elrendezése révén a reakciók hatékonysága növekszik, a legjobb feltárási technikák alkalmazhatók. Kívánság szerint azonban az előbb említett párhuzamos elrendezést közelíteni lehet oly módon, hogy célszerűen elvékonyodó, ékszerű keresztmetszetű anódokat alkalmaznak. Hasonlóan, ha nincs szükség síkszerű anódokra, azok kialakíthatók függőleges rudak halmazaként is. A katód alakjára vonatkozóan nincs különösebb megkötés cs a katódok általában, mint szokásos, függőleges rudak vagy csövek halmazaként van elrendezve. A kiváló fémrészecskék a nagy áramsűrűséggel táplált katódoknál jönnek létre, és ezért katódpotenciá! '.jóval nagyobb, mint a hozzátapadó lemezen. A potenciálnak ez a nagyobb értéke elősegíti a sík anódokon az áram eloszlásának egyenletesebbé tételét, mivel az. elektrolitban a potenciál értékéhez viszonyítva az áramerősség csökkenése kiesi. Arra kell vigyázni, hogy a fémrészecskék ne tömörödjenek össze dendrites formákká, mivel ez a feltárás hatékonyságát csökkenti. Ezt például a katód periodikus vibrálása révén érjük el, de emellett, vagy ettől függetlenül a katód olyan felületi kialakítása is hasznos lehet, amely a növekedést megakadályozza, elősegíti a fémrészecskék kihullását a porózus diafragmás zsákszerű elem aljára. A javasolt elcktrolitikus cella különösen előnyös kiviteli alakja hozható létre, ha a katód elektromos áramot vezető anyagból készült vezctőtcsttel van kiképezve és a találmány szerint a vezető anyagból készült testnek elektrolitba merülő részéhez szorosan illeszkedő, hőre zsugorodó műanyagból kcs/.ült nemvezető anyagú bevonattal van ellátva, ahol a nemvezető anyagú bevonatban a test felszínét szabadon hagyó nyílások vannak kialakítva, ahol a test előnyös hengerszimmetrikus alakú. A találmány értelmében a kálód előállítására is dolgoztunk ki clájárást, amelynek lényege, hogy a testfelületét nemvezető anyagú perforált csőszerű elemként kialakított hőre zsugorodó műanyaggal vonjuk be vagy vészszűk körbe, a hőre zsugorodó műanyagot hő hatásának tesszük ki és ezzel a nemvezető anyagból a perforációkkal kijelölt területeket szabadon hagyó, a vezető anyagú test felületéhez szorosan illeszkedő bevonatot hozunk létre. A kálódnak a találmány szerint javasolt kialakításában a nemvezető anyagú bevonat hőre zsugorodó műanyagból készül, amelyet általában lyukasztott csőként vagy hálós rétegként viszünk fel a katódtest felületére. A hőmegmunkálás révén, vagyis megemelt hőmérséklet hatásával ez a műanyag szorosan rátapasztható a test felületére. A benne létrejövő, tehát a katódtest felületén hozzáférhető nyílásokban a feltárt fém részecskéi felhalmozódnak, összelöinnrodnck és onnan viszonylag könnyen, pl. rázással eltávolíthatók. A nyílások méreteit úgy választjuk meg, hogy ne alakuljanak ki olyan méretű összetömörödött fémrészecskék, amelyek a feltárt fémnek az edényből való eltávolításához használt eszköz, például zagyszivattyú már nem tud szállítani. -A találmány szerinti elektroütikus cellában alkalmazott katód más, a fentiektől eltérő módon is létrehozható, de célszerű, ha felületét az ismertetett módon rá szorosan tapadó nemvezető anyagú bevonat borítja, amelyben nyílások vannak. A keveréshez szükség szerint alkalmazott gázt közvetlenül, egy vagy több gázelosztóval lehet bevezetni. A túlnyomásos gáz. tartalmazhat'oxigént, így jól alkalmazható a levegő, amelynek oxigéntartalma az ásvány vagy koncéi itrátunv fémtartalmúnak feltárásában részt vesz. Előnyös megoldás az is, ha a túlnyomásos gáz vízgőzt, példátil szárazgőzt tartalmaz, cs a gőz a gázban az elektrolittal nagyjából egyensúlyi állapotban van. A túlnyomásos gázt például porózus gázelosztóval lehet a zagyba bejuttatni. Erre a célra keverőeszköz, például radiális keringető turbina alatt elhelyezett nyitott cső is használható-A találmány szerinti elcktrolitikus cella és katód különböző előnyös kiviteli alakjainak fenti elemzése után érdemes néhány általános konstrukciós jellemzőt felsorolni 1) Az edények szokásos műgyanta kialakítású egységek lehetnek üvegszál erősítéssel. Előnyösen hengerszerűek, vagyis kör kereszt metszet űek, aminek révén a sarkok nagyobb megterhelése elkerülhető. Az edények felfelé enyhén kúpos alakban is létrehozhatók, ami megkönnyíti raktározásukat és szállításukat. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
