Способ переработки медного электролита

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА электролизом, включающий его подачу в среднкйо камеру трехкамерного мембранного электролизера,, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости npojjecса и расхода серной кислоты, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/л суммы меди и никеля, 2060 г/л лимонной кислоты и 80-150 г/л аммиака, а для подачи в среднкйо камеру используют медный электролит с рН 0,9-2,0. С/) с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(ц С 25 С 1/12

ЮСУДАРСТИЕНИЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮФ" Ф"ю ее@ аае (21) 3682127/22-02 (22) 30.12.83 (46) 07;04.85. Бюл. Ф 13 (72) А.А.Жарменов, М.Ш.Шарипов, У .А.Турумбетов, В.И.Янцен, В.М.Голиков, Г.Ç.Нефедов и Ю.Г.Фрейдлин (71) Химико-металлургический институт АН Казахской ССР (53) 669.34.347 (088.8) (56) 1. РЖ "Химия", реф. 11Л268, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 872601, кл. С 25 С 1/12, 1981.

ÄÄ SU ÄÄ1148903 . (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЮДНОГО

ЭЛЕКТРОЛИТА электролиэом, включающий его подачу в среднюю камеру трехкамерного мембранного электролизера,.

J разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости пропесса и расхода серной кислоты, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащюп1

15-50 г/л суммы меди и никеля, 2060 г/л лимонной кислоты и 80-150 г/л аммиака, а для подачи в среднюю камеру используют медный электролит рН 0,9-2,0.

1 1 48903

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электрорафинированию меди с применением ионитовых мембран.

Известен способ переработки медного электролита в мембранном двухкамерном электролизере с нерастворимым анодом, согласно которому электролит вводят в катодное пространство.

Одновременно с выделением меди и во- 1О дорода на катоде в анолит извлекается серная кислота за счет переноса сульфат-ионов через анионитовую мембрану. (1J.

Однако раствор, получаемый по это-15 му способу, загрязнен ионами мышьяка. и сурьмы, очистка от которых требует значительных экономических затрат.

Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки медного электролита электро лизом, включающий его подачу в среднюю камеру трехкамерного мембран-25 ного электролизера, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами (2).

Недостатками известного способа являются большая энергоемкость, свя- щ занная с получением никеля в растворе, а не в виде металлического никеля, для получения которого требуется проведение ряда операций, включая электролиз, и большой расход

35 серной кислоты.

Цель изобретения — снижение энергоемкости процесса и расхода серной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки медного электролита электролизом, включающему его подачу в среднюю камеру трехкамерного мембранного электролизера, разделенного катиони— товой с катодной стороны и анионнтовой мембранами, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/л суммы меди и никеля, 20-60 г/л лимонной кислоты в 80-150 г/л аммиака, а для подачи в среднюю камеру используют медный электролит с рН рН 0,9-2,0.

Способ осуществляют следующим об- 55 разом.

В среднюю камеру трехкамерного электролизера, которая отделена от катодной камеры катионитовой, а от анодной — анионитовой мембранами, поступает электролит процесса электролитического рафинирования меди.

Для достаточного переноса. меди и никеля через катионитовую мембрану кислотность электролита, поступающего в среднюю камеру, должна находиться в интервале рН 0,9-2,0. В случае рН менее 0,9 преобладающий перенос ионов водорода через мембрану приводит к уменьшению концентрации меди и никеля в католите, что ухудшает качество катодного осадка.

При рН более 2,0 в средней камере образуется осадок арсената меди, загрязняющий поверхность мембран и увеличивающий сопротивление электролита и мембран, что в свою очередь приводит к росту расхода электроэнергии. Этими факторами обусловлен выбор рабочего интервала рН электролита, подаваемого в среднюю камеру.

В катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подается раствор, содержащий, г/л: сумма меди и никеля 15-50; лимонная кислота 20-60 и аммиак 80-150. При прохождении тока из этого раствора на катоде

1 совместно осаждаются металлические медь и никель. Это количество металлов все время восполняется переносом ионов меди и никеля из средней камеры, что обеспечивает постоянство .состава, замкнуто рециркулирующе--.

|ãî в катодной камере раствора. Замкнутая рециркуляция раствора, вместо серной кислоты, подаваемой в известном способе, позволяет сэкономить

1,70-1,75 т серной кислоты на каждую тонну никеля. Предлагаемый состав электролита, замкнуто рециркулирую— щего в катодной камере, обеспечива— ет хорошее качество катодного осадка (металлическая медь и никель).

В анодную камеру подают раствор, содержащий 5-10 г/л серной кислоты.

Сульфат-ионы из средней камеры переносятся в анолит, образуя серную кислоту. Процесс ведут при плотности тока на мембранах и электродах

100 А/м .

Пример ы 1 — 4, Исследования ! проводят в лабораторном трехкамерном электролизере, разделенном катионитовой (MK-40) и анионитовой (ИА-41) мембранами. Объем камер: катодной

3 1148903 4

100 мл, средней и анодной по 300 мл. ное через раствор, в ка:кдом опыте

Плотность тока на мембранах H элект- составляет 15 А-ч. родах 100 А/м, напряжение 2,1 В. Результаты опытов приведены в

Количество электричества, пропущен- таблице.

Состав растворов, г/л

Примечание

СостояКамера рнер ние

Cu Ni Н $0+ As НН ОН Лимонная кислота

80,0

20,0

Катодная 2

3,0 9,5 рН 4,6

Исх.

28,4

12,0

25,3

3,2

165,4

71,3

20,3 рН 7,8 рН 4,4

82,1

145,2 60,0

Кон.

70,0 18,6

2.6, 9

20,5

165,0 71,2 рн 7,7 рН 0,9

25,3

7,2

9,5

16,2 25,6 рН 2,0 4,5

106 205 рН 04

8,9

Исх.

252 21,3 рН 22 74

Средняя . 4

0,9 1,2

0,8

1,0

0,6 1,0 рН 0,9 7,4

Кон.

0,9 0,8

6,0 рН 3,3

5,5

5,5

5,5

Исх.

5,5

Анодная 4

52,3

1,2

61,8

1,3

53,5

Кон.

1,7

76,3

2,9 12,1 рН 4,3

20,8 29,2 рН 8,3

209 286 рН 83

2,4 69 рН 35 рН 1,5 5,2 рН 2,8 3,4

150 0 60,0

70,0 18,5

В опыте 3 на катоде обра . зовался порой кообразный осадок

В опыте 4 на мембранах об-. разовался осадок

Составитель В. Чинкин

Техред Ж.Кастелевич Корректор A-Зимокосов

Редактор А.Шишкина

Заказ 1829/17 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Процесс идет, нормально только при указанных значениях концентрации компонентов. В других случаях катодный осадок получается порошкообраэным или же на мембранах образовываются осадки иэ-за пересыщения околомембранного пространства медью и никелем, что недопустимо, так как происходит резкое повьппение расхода электроэнергии. При замкнутой рециркуляции состав раствора в катодной камере практически не меняется, что

148903 6 указывает на отсутствие необходимости их замены на свежую порцию.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить на катоде качественные медно-никелевые осадки, что устраняет необходимость дальнейших операций по их извлечению в товарный продукт. При этом эа счет

1О замкнутой рециркуляции католита .экономят 1,70-1,75 т серной кислоты на каждую тонну никеля.