Guía de colector de burbujas y uso de la misma.

La invención se refiere a una guía de colector de burbujas para usar en un proceso de electrólisis,

la cual comprende una pluralidad de elementos de guía dispuestos de manera separada entre sí, comprendiendo los elementos de guía un lado inferior. Los elementos de guía pueden estar dispuestos de manera horizontal en la superficie vertical de un electrodo de modo que el lado inferior del elemento de guía forma una superficie orientada hacia abajo que es sustancialmente ortogonal a la superficie vertical del electrodo, para recolectar las burbujas de gas generadas en el electrodo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FI2013/050617.

Solicitante: Outotec (Finland) Oy.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: Rauhalanpuisto 9 02230 Espoo FINLANDIA.

Inventor/es: NIEMINEN,Ville, VIRTANEN,Henri K, AALTONEN,Heikki.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C25B15/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25B PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS PARA LA PRODUCCION DE COMPUESTOS ORGANICOS O INORGANICOS, O DE NO METALES; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › Operación o servicio de las células.
  • C25B9/00 C25B […] › Células o acoplamientos de células; Elementos de estructura de las células; Acoplamientos de elementos de estructura, p.ej. acoplamientos de electro-diafragma.
  • C25C7/02 C25 […] › C25C PROCESOS PARA LA PRODUCCION, RECUPERACION O AFINADO ELECTROLITICO DE METALES; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25C 7/00 Partes constructivas de las células o su ensamblaje; Servicio u operación de las células (para la producción de aluminio C25C 3/06 - C25C 3/22). › Electrodos (ánodos consumibles para la afinación de metales C25C 1/00 - C25C 5/00 ); Sus conexiones.
  • C25D21/04 C25 […] › C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 21/00 Procedimientos para el servicio u operación de las células para revestimiento electrolítico. › Eliminación de gases o vapores.

Fragmento de la descripción:

recolectar los cátodos. Las capotas y los sistemas de depuración asociados consumen agua y energía. Los productos químicos representan un gasto adicional y no proporcionan 100% de reducción para la niebla de ácido. Además, seria conveniente estar en condiciones de reducir al mínimo la cantidad de niebla de ácido.

PROPÓSITO DE LA INVENCiÓN

El propósito de la invención es proporcionar medios prácticos y simples para reducir la niebla de ácido en un proceso de electrólisis. La presente invención se basa en el fenómeno de la coalescencia de las burbujas de gas y la observación de que se forme menos niebla de ácido cuando la explosión de las burbujas de gas sea mayor que las evolucionan en la superficie del ánodo.

RESUMEN

La invención divulga una guía de colector de burbujas para usar en un proceso de electrólisis, la cual comprende una pluralidad de elementos de gura dispuestos separados entre sí, comprendiendo los elementos de guía un lado inferior; donde los elementos de guía pueden estar dispuestos de manera horizontal en la superficie vertical de un electrodo de modo que el lado inferior del elemento de guía forme una superficie orientada hacia abajo que es sustancialmente ortogonal a la superficie vertical del electrodo, para recolectar las burbujas de gas generadas en el electrodo.

Cuando las burbujas son recolectadas bajo dicha superficie orientada hacia abajo que es sustancialmente ortogonal a la superficie vertical del electrodo, estas se juntan entre sr para formar burbujas más grandes. Cuando las burbujas han alcanzado cierto diámetro, se escaparán de dicha superficie orientada hacia abajo del elemento de guía debido a su flotabilidad, alcanzarán el nivel de la superficie del electrolito y reventarán. La profundidad del elemento de gula y/o su lado inferior se pueden seleccionar de manera apropiada para permitir que las burbujas se junten hasta cierto diámetro.

En modalidades diferentes de la invención, el número de elementos de guía dispuestos al lado vertical de un electrodo se pueden seleccionar de manera apropiada por ejemplo en base a la densidad de corriente usada o el volumen de burbuja formado por área del electrodo.

En una modalidad de la invención, el elemento de guía se extiende sustancialmente por todo el ancho de la superficie vertical del electrodo. En una modalidad de la invención, el elemento de guía es sumergido en el electrolito. En una modalidad, el elemento de guía se puede unir a manera de sello con la superficie vertical del electrodo.

En una modalidad de este tipo, el elemento de guía se puede unir a manera de sello con la superficie vertical del electrodo usando medios apropiados, por ejemplo un adhesivo tal como un polímero fundido o pegamento o por ejemplo tornillos, clavos, grapas, pernos o empalmes no conductores o una combinación de los mismos. Esta modalidad tiene la utilidad adicional de que evita que pequer'ías burbujas se escapen de entre la superficie vertical del electrodo y el elemento de guía.

En modalidades de la invención, los elementos de guía pueden estar dispuestos a una separación apropiada entre los mismos. En una modalidad de la invención, los elementos de guía están dispuestos a una distancia igual uno del otro.

En una modalidad de la invención, los elementos de guia están dispuestos a distancias variadas entre sí. Por ejemplo, las distancias entre los elementos de guía dispuestos hacia la parte superior de la superficie vertical del electrodo pueden ser más cortas que las distancias entre los elementos de guía dispuestos hacia la parte inferior de la superficie vertical del electrodo.

En una modalidad de la invención, los elementos de guia pueden estar dispuestos a lo largo de la longitud de la superficie vertical del electrodo. En otras palabras, los elementos de guía pueden estar dispuestos en todo el área de la superficie vertical del electrodo.

En una modalidad de la invención, los elementos de guía son del mismo tamar'ío y espesor. En una modalidad de la invención que comprende una pluralidad de elementos de guía, los elementos de guia son de diferentes tamar'íos y/o espesores.

En una modalidad de la invención, el elemento de guía y/o la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior de dicho elemento de guía tiene una forma o perfil lineal. En una modalidad de este tipo, el lado inferior del elemento de guia forma una superficie orientada hacia abajo que es sustancialmente ortogonal a la superficie vertical del electrodo.

En otras modalidades, el elemento de guía y/o la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior de dicho elemento de guía puede tener cualquier forma o perfil apropiado. En una modalidad de la invención, el elemento de guia y/o la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior de dicho elemento de guía tiene una forma o perfil con borde de sierra. En una modalidad de la invención, el elemento de guía y/o la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior de dicho elemento de guía tiene una forma o perfil ondulante. En una modalidad de la invención, el elemento de guía y/o la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior de dicho elemento de guía tiene una forma o perfil dentado. En una modalidad de la invención, el elemento de guía comprende orificios o aberturas.

En una modalidad de la invención, la guía de colector de burbujas comprende por lo menos un elemento de soporte. En otra modalidad de la invención, el elemento de soporte conecta los extremos de los elementos de guía.

En una modalidad de la invención, el (los) elemento (s) de soporte puede (n) estar dispuesto (s) en las superficies verticales del electrodo. Estas modalidades permiten una fácil instalación del colector de guía de burbujas, ya que se puede deslizar fácilmente en el electrodo. En una modalidad de la invención, la guía de colector de burbujas se hace de una pieza.

En una modalidad de la invención, la guía de colector de burbujas se hace de un polímero apropiado. Sin embargo, la guía de colector de burbujas se puede hacer de cualquier material apropiado. Preferentemente, el material es no conductor.

En una modalidad de la invención, el (los) elemento (s) de soporte se extiende (n) más lejos del lado vertical del electrodo que del (de los) elemento (s) de guía para evitar que otras partes del sistema de electrólisis, tales como otros electrodos, toquen los elementos de guía. Cuando una celda electrolítica es cargada con electrodos, por ejemplo cátodos en un proceso de electroextracción, es importante que los bordes del electrodo no destruyan los elementos de guía. El (los) elemento (s) de soporte puede (n) de este modo funcionar como guías de electrodo (por ejemplo cátodo) .

En una modalidad de la invención, la guia de colector de burbujas comprende uno o más espaciadores para mantener los electrodos a las distancias correctas entre sí.

La invención se refiere además al uso de la guía de colector de burbujas de acuerdo con la invención en un proceso de electrólisis junto con otros medios para reducir la niebla de ácido. La guía de colector de burbujas se puede usar junto con estos otros medios para reducir al mínimo la generación de la niebla de ácido.

En una modalidad de la invención, los otros medios para reducir la niebla de ácido comprenden un producto químico supresor de niebla de ácido, una bolsa de diafragma o una capota, o combinaciones de los mismos. Los expertos en la técnica conocen varios productos quimicos supresores de niebla de ácido, por ejemplo surfactantes tales como FC-1100.

La invención proporciona una serie de beneficios. La guía de colector de burbujas es simple y por lo tanto fácil y barata de fabricar. También es fácil de instalar y mantener, y se puede instalar en electrodos nuevos o existentes incluso en el sitio de uso, proporcionando de este modo bajos costos de instalación. La invención además virtualmente no requiere o requiere muy poco mantenimiento, proporcionando de este modo bajos costos de mantenimiento. La invención no requiere una fuente de energía adicional, y ya que se produce menos niebla de ácido, se requiere menos ventilación y consecuentemente menos energía; de este modo la invención puede disminuir significativamente el consumo total de energia del sistema de electrólisis. En sistemas en los que se usa una capota para capturar la niebla de ácido, la capacidad de depuración y el consumo de agua asociado también se reducen.

Si bien es particularmente útil en los proceso de electroextracción, la invención se puede utilizar en cualquier proceso de electrólisis que involucre gas para reducir la producción de aerosol...

 


Reivindicaciones:

REIVINDICACIONES:

1. Una guía de colector de burbujas para usar en un proceso de electroextracción, caracterizada porque la guía de colector de burbujas comprende una pluralidad de elementos de guía (3) dispuestos de manera separada entre sí a lo largo de la longitud de la superficie vertical de un electrodo, comprendiendo los elementos de guía (3) un lado inferior (4) ; donde los elementos de guía (3) pueden estar dispuestos de manera horizontal en la superficie vertical del electrodo (1) de modo que el lado inferior (4) del elemento de guía (3) forma una superficie orientada hacia abajo que es sustancialmente ortogonal a la superficie vertical del electrodo (1) , para recolectar burbujas de gas generadas en el electrodo (1) .

2. La guía de colector de burbujas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de guía (3) se extiende sustancialmente por todo el ancho de la superficie vertical del electrodo (1) .

3. La guía de colector de burbujas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el elemento de guía (3) se une en una forma de sello con la superficie vertical del electrodo (1) .

4. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -3, caracterizada porque los elementos de guía están dispuestos entre sí a una distancia igual.

5. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -3, caracterizada porque los elementos de guía están dispuestos a variadas distancias uno del otro.

6. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -5, caracterizada porque los elementos de guía son del mismo tamaño y espesor.

7. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -5, caracterizada porque los elementos de gura son de diferente tamaño y/o espesor.

8. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -7, caracterizada porque la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior (4) del elemento de guía (3) tiene una forma lineal.

9. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -7, caracterizada porque la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior (4) del elemento de guía (3) tiene una forma con borde de sierra.

10. La guia de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -7, caracterizada porque la superficie orientada hacia abajo formada por el lado inferior (4) del elemento de guía (3) tiene una forma dentada.

11. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -10, caracterizada porque el elemento de guia (3) comprende orificios o aberturas.

12. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -11, caracterizada porque la guía de colector de burbujas comprende por lo menos un elemento de soporte (5) .

13. La guía de colector de burbujas de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque el elemento de soporte (5) se extiende más lejos del lado vertical del electrodo (1) que los elementos de guía (3) para evitar que otras partes del sistema de electrólisis toquen los elementos de guia (3) .

14. La guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -13, caracterizada porque comprende uno o más espaciadores (6) para mantener a los electrodos a una distancia correcta entre sí.

15. El uso de una guía de colector de burbujas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 -14 en un proceso de electroextracción junto con otros medios para reducir la niebla de ácido.

16. El uso de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los otros medios

para reducir la niebla de ácido comprenden un producto químico supresor de niebla de ácido, una bolsa de diafragma o una capota, o combinaciones de los mismos.


 

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