Способ переработки сплавов цветныхметаллов

 

Сееэ Советсних

Сецналвктнчесиих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н В10ВСВОМЮ ЬСЗЗУ (6f) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 240179 (21) 2717105/22-02 (51) М КЛ с присоединением заявки ¹

С 25 С 1/00

С 25 С 5/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 150231. Бюллетень М б (53) УДК 621. 357. 1 (088.8) Дата опубликования описания 150281 (12) Авторы изобретения о

В.A.Áûêoâ, Л.И.Грацерштейн и К.И.Крыще тч- ;1тЕцтр0

Т". ХФ "ЖГАЯ „ т Ц0 .ЕУА (71) - вявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидролитическому разделению компонентов сплавов цветных металлов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ переработки сплавов цветных металлов путем нх растворения и осаждения на катоде одного из компонентов. По этому способу латунь электролитически растворяют s растворе соляной кислоты с получением медного порошка, выделяющегося на катоде и хлористого цинка - в растворе 1)Недостаткавм известного способа тз являются строгое ограничение составов сплава и электролита, обязательная очистка электролита от нитрат-, сульфат-ионов и солей железа, высокий расход электроэнергии и малая 20 скорость растворения сплава.

Цель изобретения — повышение производительности и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что растворение сплава осуществляют переменным током или переменным током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждением на катоде компонентов сплава пои 30

2 плотности тока 20-700 А/м1, а в электролит вводят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,115 вес.В.

Кроме того, осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине

0,2-0,75 от постоянной.

При этом восстановитель постоянно регенерируется на катоде.

Для ускорения седиментации восстановительного наиболее положительного компонента сплава в электролит вводят спирты с длиной углеродной цепочки C -C ä в количестве 0,130 вес.В.

ИнтенсиФикация процесса анодного растворения сплава достигается путем наложения переменного тока на постоянный. При этом величина переменной составляющей по напряжению не должна превышать величину постоянной составляющей. Это связано с тем, что при напряжении, превьваающем величину постоянной составляющей, электроды периодически меняют знак своей поляризации на противоположный, в итоге

804720 электроположительный компонент сплава перестает осаждаться, а катодный осадок начинает растворяться, что недопустимо.

Таким образом, верхний предел величины переменной составляющей выбран равным 0,75 постоянной, а ниж ний предел - 0,20, что обусловлено прекращением положительного действия переменной составляющей на анодный процесс растворения сплавов.

Ускорение процесса растворения сплава достигается за счет ведения процесса под действием переменного тока или переменного тока с постоянной составляющей. Осаждение компонентов сплава иа катоде производят под действием только постоянного тока.

Этим исключается растворение катодного осадка без ограничения доли переменного тока на аноде.

Плотность переменного тока на растворение колеблется в пределах

40-1000 А/м, а частота - 10-120 Гц, в зависимости от состава перерабатываемого сплава. В результате такого приема переработки сплавов, образуется минимальное количество газообразных выделений, так как при растворении сплава почти все количество прошедшего электричества затрачивается на процесс растворения.

Осаждвнив наиболее положительного компонента осуществляют восстановис твлем, вводимым в состав электролита.

При этом осаждеиие металла происходит без расхода восстановителя.

При химической реакции осаждения электроположительного компонента сплава, восстановитель переходит в окисленную форму, которая легко регенерируется в восстановленную действием электрического тока на катоде и вновь вступает во взаимодействие с осаждаемым компонентом сплава. Процесс осуществляют эффективно в условиях неподвижности электролита или его ламинарного движения, так как всякая турбулизация электролита приводит к окислению части восстановителя на аноде и соответственно к увеличению затрат электроэнергии.

Восстановитель в электролит вводится в количестве 0,1-15 вес.% в зависимости от состава используемых электролитов и перерабатываемщ сплавов. Верхний предел содержания восстановителя, обусловлен тем, что при его превышении возникает опасность побочных реакций, например, выделение металла восстановителя на катоде и. загрязнение им катодного осадка или осаждение двух компонентов сплава в объеме электролита.

При малых концентрациях (менее

0,1%) восстановитель не оказывает восстанавливающего действия и при этом уменьшается производительность процесса электролитического разделе65

Пример 2. 170 г сплава, содержащего 65,4% свинца и 34,6% цин, ния сплавов.В качестве восстановителей могут быть грименены различные соли металлов (Fe, Тi, Sn, Сг и др.), металлоидов (Se, Те и др.), соли, обладающие восстановительными свойствами (гипофосфит, гипосульфит и др.) и органические восстановители (гидрохинон, аскорбиновая кислота и

I т.д.), Д).я ускорения процесса седиментации частиц восстановленного компонента сплава в электролит добавляют поверхностно активные вещества, которые увеличивают смачиваемость осаждаемых частиц металла, что способствует их коагуляции. Лучшие результаты достигаются при введении одноосновных спиртов, как неограниченно растворимых, так и ограничено растворимых с длиной углеродной цепи

С., -С при концентрации их в электро20 лите 0,1-30 вес.Ъ.

При содержании в электролите спирта более 30 вес.Ъ наблюдается его интенсивное анодное разложение под действием тока, что снижает скорость

25 растворения сплава и вызывает образование шламов сложного состава, требующих дополнительной переработки.

Поьымо этого продукты разложения спирта подавляют действие восстановителя, изменяют рН электролита.

Одновременно с регенерацией восстановителя на катоде происходит выделение другого (или других) компонента сплава, при этом катодная плотность тока варьируется в пределах 20-700 A/ì . Выбранный интервал плотностей тока обусловлен различной гаммой перерабатываемых сплавов, составами электролитов (кислотные, щелочные, солевые и т.д.) и окис40 лительно-восстановительной характеристикой используемого восстановителя.

Способ отработан в лабораторных условиях.

45 П р и м e p 1. 100 г сплава, содержащего 70% серебра и ЗОВ меди, перерабатывают в электролизной ячейке под действием постоянного тока, при катодной плотности тока 2530 A/м . Процесс разделения ведут 2 в сернокислом электролите следующего состава, Ъ: HgS04 - 6,0, Т i g (S04) 3,5, где последний реагент является восстановителем. На катоде в виде плотного осадка выделяется металлическая медь, а в объеме электролита происходит восстановление серебра до металла, который осаждается на дно ячейки. В результате проведенного процесса получают 69,97 г порошкообразного серебра и 28,71 r меди на катоде. Время процесса составляет 45 мин.

804720

15

30

55

Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Заказ 10825/42

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка, перерабатывают в электролизной ячейке. Растворение сплава осуществляют под действием переменного тока с постоянной составляющей, а.осаждение цинка — под действием постоянного тока с плотностью 150-170 A/ì

Электролитом служит 10%-ный раствор (едкого натра с добавкой восстановителя, взятого в количестве 5 вес.Ъ.

В качестве восстановителя используется гипофосфит натрия, а седиментатора - изопропиловый спирт (в количестве 28 вес.В). Процесс ведут при о

60-65 С ° Цинк в процесс осаждается на катоде в виде губки, а свинец восстанавливается в объеме электролита до металла и осаждается в донной части электролизной ячейки.

В результате опыта после отделения электролита получают 110,83 г свинца в виде металлического порошка и 58,27 r цинка на катоде. Время процесса составляет 58 мин.

Пример 3. Проводится переработка 50 г сплава состава 35% Аи, 50% Си, 15% Zn в электролизной ячейке под действием постоянного тока при катодной плотности тока 650670 A/ì <и 50 С. Процесс ведут в . электролите состава, %: HCl - 4,0, kaCl - 15,0. В качестве восстановителя используется хлористое олово (SnClg) в количестве 0,1 вес.В, а для седиментации восстановленного компонента сплава - бутиловый спирт в количестве 0,3 вес.%. На катоде выделяется металлический осадок сплава меди и цинка, а в объеме происходит восстановление золота в виде металлического порошка. После отделения порошка от электролита, его промывки и сушки получают 17,251 r золота.

Выделившийся на катоде медноцинковый сплав вновь подвергнут переработке в сернокислотном электролите при 30-35 С. Электролит содержит

3,53 H SOg, при этом в качестве восстановйтеля используется гипосульфит натрия в количестве 14,5 вес.Ф а для седиментации - этиловый спирт

2,5 вес.Ъ.

При этом процесс ведут при наложении на постоянный ток переменного, при величине переменной составляющей

1/3-1/2 постоянной и катодной плотности тока 360-380 А/м . Медь восстанавливается в объеме электролита до металла, а цинк осаждается на катоде.

В результате переработки получают в виде металла 24,11 г меди и 7,27 r цинка. Общее время процесса разделения сплава составляет 135 мин.

Использование предлагаемого спо- со6а переработки сплавов цветных ме- таллов по сравнению с известными обеспечивает сокращение количества технологических операций, повышение производительности оборудования в

1,5-2,5 раза, за счет возможности совмещения в одной злектролизной ячейке проведения двух технологических процессов, растворения сплава и разделение его по компонентам и уменьшение образования газообразных и жидких отходов производства. Кроме того, энергетические затраты сокраща ются в 2,5-3 раза.

Удельный расход электроэнергии, по предлагаемому способу составляет

0,6-1,2 кВт/ч на 1 кг перерабатываемого сплава.

Способ может быть использован для электролитического рафинирования металлов.

Формула изобретения

1. Способ переработки сплавов цветных металлов путем их растворения и осаждения на катоде компонентов сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и удешевления процесса, растворение сплава осуществляют переменным током или переменным током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждением на катоде компонентов сплава при плотности тока 20-700 A/ì, а в электролит ввоЯ дят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,1-15 вес. 4.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине 0,2-0,75 от постоянной.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что восстановитель постоянно регенерируется на катоде.

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью ускорения седиментации восстановленного

5О наиболее положительного компонента сплава, в электролит вводят спирты с длиной углеродной цепочки С -C 0 в количестве 0,1-30 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

92319., кл. С 25 С 5/00, 1924.