Способ переработки медного электролита электролизом

 

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

Q fl И C A H И Е,753927

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свна-ву(22) Заявлено 19.07.78 (21) 2647398/22-02 (51) М. Кл., Э

С 25 С 1/12 с присоединением заявки М—

Гооударотввнный комитет

СССР (23) Приоритет оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.08 80 Бюллетень Ж 29

Дата опубликования описания 11.08.80 (53) УДК669.337, . 131(088.8) (72) А вторы изобретения

Х, И, Байкенов, E. A. Букетов, А. A. Жарменов и Ш.. Б. Ахметова (71) Заявитель

Химико-металлургический институт AH Казахской CCP (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

Изобретение относится к гиарометаллургии, в частности к переработкеотработанного медного электролита, Известен способ переработки медного электролита электролизом с применением .ионитовых мембран, включающий катодное обезмеживание при плотности тока 150200 А/м до остаточного содержания меди 20 г/л (x)

По этому способу электролиз ведут в

1о авухкамерном электролизере с аниснитовой мембраной. При этол выход по току достигает 85% для меди и 80% для кислоты.

Однако этот способ имеет малую эффективность процесса, связанную со сравнительно низким выхоаолт по току

504 -ионов (80%). При понижении содержания л еди до 20 г/л и ниже на катоде начинается выделение водорода и ядовитых,; газов-стибина и арсина, что понижает выход меди по току, она выделяется в виде порошка и содержит большое количест- во примесей мышьяка, сурьмы и других.

11ель изобретения — повышение выхода сульфат-ионов, предотвращение выделения мели в виде порошка и устранение виде ления ядовитых газов.

Поставленная цель достигается тем, что электролиз ведут в сочетании с аиалиэом в следующей последовательности: после катодного обеэмеживания в электролизере с четырьмя камерами, разделенными катионитовой и двумя анионитовыми мембранами, электролит из прикатодного пространства направляют в четырехкамерный диализаторс оаной катионитовой и двумя аннонитовымн мембранами B ведут дополнительное извлечение меди, никеля и сульфат-ионов, затем электролит из диалиэатора снова поаают в электролизер и проводят доизвлечение меди, никеля и сульфат«ионов с получением нейтральных растворов сульфатов и раствора серной кислоты.

На фиг. 1 изображена схема электролиэера; на фиг, 2 — схема потоков в электролизере и аиалиэаторе.

Изменение состава мелного электролита при прохождении его через камеры электролизера и диализатора

7+ № ка- Си меры г/л

M.i г/л

Gb (ll )}, НАДБО, г/л гы

0,53

6,:5

1 20,4 15,1

2 20,2 14,7

4 7,8 5,6

6 1 2 0 7

124

Камеры, через которые послеаовательно циркулирует электролит

0,51

74,2

6,3

0,47

44,5

30,5

0,47

6,1

3 6,1 4,4 Не обна- Не обна- 8,8 ружено ружено

Камеры, через которые ц иркулирует раствор для извлечения

СО, N и 504

17,5

0,2 То же

7 9,8 7,1

Следы

То же

33,4

49,5

Камеры лля извлечения 5 0,3 0,1

502

8 02 01

0,1

0,1

При этом выхоа меди на катоде соста-. 167,6% (85,6% - в камеру 2 и 82,7%вил 917, суммарный выход сульфат-ионов в камеру 8), суммарный выход ионов меди

3 7539

Способ осуществляют следующим образом.

Электролиэ проводят в электролизере, имеющем четыре ячейки, которые разделе» ны двумя анионитовыми и одной катионитовой мембраной.

В катоаную камеру 1 электролизера поступает электролит. При прохождении тока на катоде осаждается медь, через аиионитовь..е мембраны проходят сульфат- 10 иоды, вследствие чего электролит частично обезмеживается и обескислочивается. .Иалее он поступает в камеру 2 диализатора, где происходит обескислочйвание вследствие перехода сульфат-ионов в ка- д меру 3 . Электролит подают в камеру

4, гле происходит диффузионный перенос ионов меаи и никеля через катионитовую мембрану в камеру 3, перенос сульфатионов в камеру 5 . Затем электролит щ поступает в камеру 6 электролизера. B . камере 6 происходит электроперенос ионов мели и никеля в камеру 7 и сульфат-ионов в камеру 8 . Содержание суммы металлов в электролите после этого 25 передела составляет 1-2 г/л, кислотность

10-20 r/n (сточиые воды на очистку).

В камеру 3 подается вола; вследствие перехода иэ камеры 2 сульфат-ио30

27 4 нов и из камеры 4 ионов меди и никеля образуется сульфатный раствор меаи и никеля, который идет в камеру 7 электролиэера,где происхолит дальнейшее обо гашение сульфатами цветных металлов, откуда раствор идет на экстракционное разделение с получением медного и никелевого купоросов. В камеру 5 полается вола, образующаяся серная кислота поступает в камеру 8, rae происходит ее обогащение. Этот раствор возвращают в цикл рафинирования.

Пример. Процесс осуществляют в четырехкамерном электролизере с меаным катодом и свинцовым анодом и с обшей рабочей плошадью мембран 300 см7 (по

100 см каждой) и четырехкамерном анализаторе с рабочей площадью мембран

90О см (300 см ). Напорные и приемные емкости общие аля электролиэера и диализатора. Перерабатывают 2 л электролита с исходным содержанием, г/л: медь

45,2; никель 15,4; мышьяк 6,5; сурьма

0,5; серная кислота 12,2. В камеры 3 и

5 подают дистиллированную воду, обьема ми по 4 л. Плотность тока на мембранах и и электролах составляет 150 А/м . Продолжительность процесса 30,5 ч. Резуль-. таты опытов приведены в таблице.

5 75392 и никеля через мембрану в камеру 721,9%, Скорость диалиэа составляет для меди27,1 г/ч м, для никеля — 19,9 г/ч м Я и для серной кислоты - 124,б r/÷ м .

Ф

Большая скорость диализа серной кислоты связана с большим градиентом концентрации. сульфат-ионов по сравнению с медью и никелем.

Таким образом, применение данного 10 способа позволяет получить компактную катодиу|о медь (товарный продукт), серную кислоту, которую можно испольэовать в цикле электрорафинирования, повысить эффективность процесса (за счет повышения выхода сульфат -ионов) и получить нейтральный раствор сульфатов меди и никеля с оптимальным содержанием металлов для их экстракционного разделения.

Устранение выделения ядовитых газов 20 стибина и арсина, исключает необходимость установки сильных вытяжных устройств, 7 6 мембран, включающий катодное обезмежнвание при плотности тока 150-200 А/м до остаточного содержания меди 20 г/л, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сульфат- ионов, предотвращения выделения меди в виде порошка и устранения выделения ядовитых газов, электролиэ .ведут в сочетании с диализом в следукицей последовательности: после катодного обезмеживания в электролизе с четырьмя камерами, разделен« ными катионитовой и двумя анионитовыми мембранами, электролит из прикатодного пространства направляют в четырехкамерный диалиэатор с одной катиоиитовой и двумя анионитовыми мембранами и ведут дополнительное извлечение меди, никеля и сульфат-ионов, затем электролит из анализатора снова подают в электролиэер и проводят доизвлечение меди, никеля и сульфат-ионов с получением нейтральных растворов сульфатов и раствора серной кислоты.

Формула изобретения

Способ переработки медного электролита электролизом с применением ионитовых

Источники информации, - принятые во внимание при экспертизе

1. Ласкорин Б. Н. и др. Применение ионитових мембран в электролизе меди.

Цветные металлы, 1971, N 3, с. 4547 (прототип).

753927 и 4Ъ ь м"

Составитель А. Важина

Редактор С, Титова Техред Н. Граб Корректор С. Шекмар

Заказ 4854/23 Тираж 698 Подписное

HHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., а. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,