Устройство для очистки днища электролизера

1 Настоящее изобретение относится к устройству для очистки днища электролизера от твердых частиц, осаждающихся на нем, причем указанное устройство содержит элементы, которые должны перемещаться вдоль днища, или, по меньшей мере, вблизи него, для того, чтобы отделять указанные твердые вещества от днища. В процессах электролитической обработки металлы, такие как медь, никель и цинк, осаждаются на поверхностях катодов, установленных в электролизере, используя в качестве источника металла металлические аноды, растворяющиеся в электролите, заполняющем электролитический резервуар, или ионы металлов,которые уже растворены в электролите. Однако не все твердые вещества осаждаются на поверхности катода, например драгоценные металлы и твердые загрязнения, присутствующие в электролите. Поэтому на днище электролизеров, во время процессов рафинирования металлов, осаждаются различные твердые вещества, которые время от времени необходимо удалять из электролизера, например, поскольку указанные твердые вещества содержат ценные составляющие, такие как драгоценные металлы, или из-за того, что толстый слой твердых веществ создает угрозу загрязнения катодов, получаемых в электролитическом процессе. Обычно твердые вещества, накапливающиеся в электролизере, по меньшей мере, частично состоят из очень мелких отдельных частиц, которые лишь ненамного тяжелее, чем электролит, в связи с чем трудно отделить эти твердые вещества от электролита. Во время электролитического процесса циркуляция твердых веществ с днища электролизера является очень вредной, поскольку в этом случае, в частности, возникает высокий риск того, что твердые вещества попадут на катод, и это существенно ухудшит чистоту получаемого металла. Для удаления твердых веществ, накапливаемых на днище электролизера, обычно требуется прерывание всего электролитического процесса, что снижает эффективность его работы по времени, то есть производительность электролитической установки. Следовательно, удаление твердых веществ должно быть организовано так, чтобы оно представляло собой часть процесса замены электродов, то есть, анодов и катодов; это, однако, делает процесс замены сложным и медленным и также накладывает на удаление твердых веществ ограничения в соответствии с ритмом, диктуемым процессом замены. Кроме того, значительное количество электролита необходимо вначале удалить из резервуара и затем закачать обратно, что обычно приводит к вредному воздействию на качество электролита и связано со значительными дополнительными трудозатратами. В системе обработки твердых веществ также протекает значительное количество электролита, которое должно заменяться новым электролитом, что может 2 быть вредно для последующей обработки твердых веществ. Кроме того, промывка электролизеров вручную, очевидно, делает процесс более трудоемким и создает угрозу здоровью персонала, которая возникает, среди прочего, из-за воздействия компонентов, содержащихся в брызгах и водяной пыли, исходящей из электролизера. Кроме того, из-за того, что для промывки электролизера необходимо использование рабочей силы, автоматизация обработки электродов часто становится почти невозможной,что дополнительно увеличивает трудозатраты на электролитических установках. Из международной заявки на патент WO 99/11841 известен разделительный элемент для отделения донной части электролизера от остального объема резервуара в связи с удалением твердых веществ, оседающих на днище резервуара. В указанной публикации в электролизере установлены элементы держателя и управления,которые формируют траекторию разделительного элемента так, что разделительный элемент может быть помещен в электролизер и удаляться из него через пространство между, по меньшей мере, одной торцевой стенкой и электродом, расположенным вблизи к указанной торцевой стенке. В разделительном элементе могут быть установлены средства для подачи чистящего вещества в донную часть электролизера,или механические устройства для отделения твердых веществ. Отделенные твердые вещества удаляются из резервуара через выходное отверстие, расположенное в днище резервуара,или с помощью отдельного насоса. Настоящее изобретение направлено на устранение некоторых недостатков известного уровня техники и для получения улучшенного устройства для очистки днища электролизера от твердых веществ, осевших на него, причем указанное устройство содержит средство, которое перемещается вдоль днища, или, по меньшей мере, вблизи него для отделения твердых веществ от днища. Существенные новые свойства настоящего изобретения очевидны из прилагаемой формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением, устройство также содержит, по меньшей мере, один подвижный всасывающий элемент, с помощью которого, по меньшей мере, часть твердых веществ, накапливающихся на днище,выводится из резервуара. С помощью подвижного всасывающего элемента достигается исключительно эффективное удаление твердых веществ из резервуара. Всасывающий элемент, в соответствии с настоящим изобретением, выполнен в виде всасывающего патрубка, установленного, по существу, поперек к направлению движения устройства, причем указанный всасывающий патрубок предпочтительно проходит вдоль всей ширины резервуара и содержит, по меньшей мере, одно 3 отверстие подачи и, по меньшей мере, одно отверстие слива. Когда всасывающий патрубок расположен поперечно и проходит по всей ширине резервуара, достигается исключительно интенсивный всасывающий эффект, и твердые вещества удаляются за одно движение указанного всасывающего элемента при передвижении его от одного края резервуара до другого края. Всасывающий элемент, в соответствии с настоящим изобретением, выполнен в виде патрубка, причем на нижней его части выполнено,по меньшей мере, одно отверстие подачи, причем в этом патрубке, предпочтительно выполнено, по меньшей мере, одно отверстие слива,выполненное с возможностью соединения со всасывающим трубопроводом. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, во всасывающем патрубке выполнено несколько отверстий подачи, причем в этом случае отверстия могут служить как просеивающие элементы, которые разбивают срощенные твердые вещества на более мелкие части. В соответствии с другим вариантом выполнения во всасывающем патрубке выполнено продольное щелевидное отверстие подачи, которое проходит по всей ширине всасывающего патрубка. При этом твердые вещества удаляются исключительно эффективно, и в то же время предотвращается блокировка отверстий подачи всасывающего элемента. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, на всасывающем патрубке установлен, по меньшей мере, один патрубок для подачи чистящего вещества. С помощью патрубка для подачи чистящего вещества может быть усилена подача твердых веществ во всасывающий патрубок. Всасывающий патрубок в предпочтительном варианте выполнения устройства, в соответствии с настоящим изобретением, содержит средство для прижима всасывающего патрубка к днищу резервуара. При этом обеспечивается оптимальный эффект удаления с помощью всасывающего патрубка. Во всасывающем патрубке предусмотрено средство механического отделения твердых веществ, причем в этом случае эффект очистки, создаваемый всасывающим патрубком, дополнительно улучшается. Когда всасывающий элемент, в соответствии с настоящим изобретением, установлен на элементе разделительной стенки, которая одновременно служит в качестве элемента привода, получается исключительно эффективная компоновка для удаления твердых веществ с днища электролизера. Настоящее изобретение более подробно описано ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено на фиг. 1 - предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения в электролизере на виде сбоку с частичным поперечным сечением; 4 на фиг. 2 - вариант выполнения по фиг. 1, в направлении А - А; на фиг. 3 - предпочтительный вариант выполнения компоновки в соответствии с настоящим изобретением на виде сбоку с частичным поперечным сечением; на фиг. 4 - четвертый вариант выполнения в соответствии с настоящим изобретением в направлении В - В по фиг. 3; на фиг. 5 - другой вариант выполнения настоящего изобретения в направлении В-В по фиг. 3, и на фиг. 6 - предпочтительный вариант выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 1 и 2 представляют общий вид электролизера 1, в котором поочередно установлены электроды, аноды 2 и катоды 3, и металл, производимый в ходе электролитического процесса,осаждается на катод с помощью электролитического раствора 4, который заполняет электролизер. В ходе электролитического процесса на днище 5 электролизера 1 осаждаются твердые вещества 6, которые необходимо время от времени удалять из электролизера. Устройство в соответствии с настоящим изобретением, для очистки днища 5 электролизера от твердых веществ 6, осаждающихся на днище резервуара, содержит элементы, передвигающиеся вдоль днища 5 или, по меньшей мере, вблизи него, для отделения твердых веществ от днища. Кроме того, устройство содержит, по меньшей мере, один подвижный всасывающий элемент 11, с помощью которого, по меньшей мере, часть твердых веществ, накопившихся на днище резервуара, выводится из резервуара. Всасывающий элемент 11 выполнен в виде всасывающего патрубка 11 а, 11b, 11 с, который расположен, по существу, поперек к направлению движения устройства (которое показано стрелками на фиг. 1, 3 и 7), в таком всасывающем патрубке, предпочтительно, проходящем вдоль всей ширины резервуара, выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 12, 12 а, 12b подачи и одно отверстие 13 слива. В варианте выполнения, представленном на фиг. 3, всасывающий элемент 11 выполнен в виде трубы с круглым поперечным сечением; в нижней части указанной трубы выполнено, по меньшей, мере,одно отверстие 12 подачи, и в указанной трубе предпочтительно выполнено, по меньшей мере,одно отверстие 13 слива, которое может быть соединено со всасывающим трубопроводом 14. В варианте выполнения, представленном на фиг. 3, центр отверстия 12 смещен, по отношению к вертикальному радиусу, прочерченному через точку контакта трубы с днищем 5, вверх на угол . Величина указанного угла зависит от размеров трубы, используемой в качестве корпуса всасывающего патрубка, и отверстия подачи. В 5 одном из вариантов выполнения (фиг. 4) во всасывающем патрубке 11 а содержится несколько отверстий 12 а подачи. Размер, форма и количество отверстий подачи могут изменяться в значительных пределах в разных вариантах выполнения. В другом варианте выполнения настоящего изобретения (фиг. 5), во всасывающем патрубке 11b выполнено удлиненное щелевидное отверстие 12b подачи, которое проходит, по существу, вдоль всей ширины всасывающего патрубка. К всасывающему патрубку присоединен,по меньшей мере, один патрубок 15 для подачи чистящего вещества. Патрубок 15 для подачи чистящего вещества направлен так, что он переносит твердые вещества по направлению к отверстиям 12 подачи всасывающего патрубка(фиг. 3). Чистящее вещество обычно представляет собой жидкое или газообразное вещество или их смесь. Патрубок для подачи чистящего вещества выполнен с возможностью установки как снаружи от всасывающего элемента 11, так и внутри него. В варианте выполнения в соответствии с фиг. 6, патрубок 15 для подачи чистящего вещества установлен внутри всасывающего патрубка 11 с, предпочтительно в его конечной части, и в этом случае оно направлено,так что переносит твердые вещества по направлению к отверстию 13 слива. Всасывающий патрубок содержит средство 16 для прижима всасывающего патрубка к днищу 5 резервуара. Обычно средство 16 представляет собой, например, элемент пружины,которая на первом конце установлена на устройстве 10 привода и другим концом закреплена на всасывающем элементе 11, выполненном в виде всасывающего патрубка 11 а, 11b, 11c. В предпочтительном варианте выполнения(фиг. 6) устройства, в соответствии с настоящим изобретением, на передней кромке 17 всасывающего патрубка 11 с, предпочтительно установлено средство 18 для механической обработки твердых веществ, такое как гребенка зубцов. Корпус всасывающего патрубка 11 с выполнен в виде прямоугольной трубы, на одной из сторон которой, обращенной к днищу 5, выполнено отверстие 12, и на передней стенке 17 ее нижней кромки выполнена гребенка 18 зубцов. Твердые вещества, переносимые с днища резервуара во всасывающий элемент 11, предпочтительно удаляются из резервуара по трубопроводу 14. Всасывающий элемент установлен на разделительной стенке 10, которая одновременно служит в качестве элемента привода. На стенках 7, 8 электролизера, предпочтительно установлены элементы 9 держателя и управления. С помощью указанных элементов 9 держателя и управления разделительный элемент удерживается, когда он установлен в электролизере 1, и управляется при помещении его в электролизере 6 так, что создается траектория его движения, в основном, определяемая указанными элементами держателя и управления. Обычно элементы 9 держателя и управления выполнены в виде выемок, сформированных на противоположных стенках 7, 8 резервуара так, что в эти выемки входят боковые кромки разделительного элемента 10. Предпочтительный вариант выполнения разделительной стенки описан в публикации WO 99/11841. Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено исключительно вышеописанными вариантами выполнения, но оно также может быть модифицировано в пределах прилагаемой формулы изобретения. При этом устройство может содержать несколько различных всасывающих патрубков, равномерно расположенных поперек направления движения устройства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для очистки днища (5) электролизера (1) от твердых веществ (6), осаждающихся на днище электролизера, причем указанное устройство содержит элементы, которые должны перемещаться вдоль днища или, по меньшей мере, вблизи него для отделения твердых веществ от днища, отличающееся тем, что устройство содержит, по меньшей мере, один подвижный всасывающий элемент (11), установленный, по существу, поперечно к направлению движения устройства, с помощью которого, по меньшей мере, часть твердых веществ(6), накапливающихся на днище (5), выводится из электролизера (1). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что всасывающий элемент (11) выполнен в виде всасывающего патрубка (11 а, 11b, 11 с), установленного, по существу, поперечно к направлению движения устройства, причем указанный всасывающий патрубок проходит предпочтительно вдоль всей ширины резервуара и содержит, по меньшей мере, одно отверстие подачи(12, 12 а, 12b) и, по меньшей мере, одно отверстие (13) слива. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что всасывающий элемент (11) выполнен в виде патрубка (11 а, 11b, 11 с), на нижней части которого выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (12) подачи, и тем, что в указанном патрубке предпочтительно выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (13) слива, которое выполнено с возможностью соединения со всасывающим трубопроводом (14). 4. Устройство по любому из предыдущих пп.1-3, отличающееся тем, что во всасывающем патрубке (11 а) выполнено несколько отверстий(12 а) подачи. 5. Устройство по любому из предыдущих пп.1-4, отличающееся тем, что во всасывающем патрубке (11b) выполнено продольное щелевид 7 ное отверстие (12b) подачи, проходящее, по существу, вдоль всей ширины всасывающего сопла. 6. Устройство по любому из предыдущих пп.1-5, отличающееся тем, что на всасывающем патрубке установлен, по меньшей мере, один патрубок (15) для подачи чистящего вещества. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем,что патрубок (15) для подачи чистящего вещества направлен так, что он переносит твердые вещества по направлению к отверстиям (12) подачи, выполненным во всасывающем патрубке. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем,что патрубок (15) для подачи чистящего вещества направлен так, что он переносит твердые вещества по направлению к отверстиям (13) 8 слива, расположенным во всасывающем патрубке. 9. Устройство по любому из предыдущих пп.1-8, отличающееся тем, что всасывающий патрубок содержит элементы (16) для прижима всасывающего патрубка к днищу (5) резервуара. 10. Устройство по любому из предыдущих пп.1-9, отличающееся тем, что на всасывающем патрубке (11 с), предпочтительно на передней кромке (17), установлено средство (18) для механической обработки твердых веществ, таких как комки. 11. Устройство по любому из предыдущих пп.1-10, отличающееся тем, что всасывающий элемент (11) прикреплен к подвижной разделительной стенке (10).