Способ переработки медного электролита электролизом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) ДЬПОЛНИтЕЛЬИЬЕ К аат. СВид-Ву (22) Заявлено 02. 01. 80 (21) 2860994/22-02 ® М

Сеюэ Советсник

Социалистических

Реслу6лик.4i

I,г" с присоединением заявки Но

С 25 С 1/12

Государственный комитет

СССР.но делам изобретений и открытий (23) Приоритет .

Опубликовано15.1081. Бюллетень N9 38

Дата опубликования Описания 15. 10. 81 (53) УДК 621.357.1 (088. 8) М.Ш. Шарипов, A.A. Жарменов, В.М. Голиков, Н.С. Миринцова, Э А- Симкин, В.И. Янцен и Г.А, Кузнецов

f (72) Авторы изобретения

- йэ д

1а Ф, i Р,iФт 1е

7,) " (71) Заявитель (54) СПОСОБ IIEPEPABQTKH МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

ЭЛЕКТРОЛИЭОМ

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электрорафи- нированию, в частности к способам переработки медного электролита с при-. менением ионитовых мембран.

Наиболее близок к предлагаемому способ переработки медного электролита электролизом в мембранных электролизерах с нерастворимым анодом,соглас 10 но которому электролит вводят в катодное пространство. Медь в виде порошка и водород выделяются на катоде, а никель, мышьяк, сурьма и другие примеси остаются в растворе 11);

Основным недостатком известного . способа является невозможность получения чистых, без примесей Мышьяка и сурьмы, концентрированных никелевых растворов для электролитического выделения никеля, на что требуется . дополнительная очистка раствора, что, в свою очередь, усложняет процесс и увеличивает себестоимость.

При переработке растворов с содержанием меди 20 г/л и ниже вместе с водородом на катоде выделяются и ядовитые газы - стибин и арсин.

Цель изобретения — получение чистых концентрированных никелевых растворов. 30

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки медного электролита электролизом в мем- бранных электролизах с нерастворимым анодом, медный электролит подают в камеру между мембранами, где катионитовая мембрана направлена в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода, и процесс ведут при исходной концентрации серной кислоты в католите 50-70 г/л и отношении объема католита к перерабатываемому электролиту 1:(2,5-3) °

Способ осуществляется следующим образом.

B электролизер между свинцовым анодом н медным катодом устанавливают ячейку с автономной циркуляцией электролита, стенками которой являются катионитовые и анионитовые мембра ны, где катионитовая устанавливается в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода.

Подлежащий регенерации после катодного обезмеживания электролит со средним содержанием, г, л: Си 15-20;

Ni 10-20; As 6-10; Sb 0,6-1,0з

h S04 100-180 вводят в среднюю ячейку между мембранами, а серную кИслоту — в остальные.

872601

Плотность тока на мембранах

300 A/ì2, на электродах 150 A/м напряжение 2,8 В.

Серную кислоту заливают в катодную камеру с содержанием Н SO .60,3 г/л, а в анодную 10,0 г/л.

Промышленный электролит с содержанием, г/л: Си 15,0; Sb 0,6; Ti 0,6;

Ni 19, 1; As 6,5; Н250+ 106,4 подают в среднюю камеру.

Температура электролита 60 С. о

Количество электричества, пропущенного через электролизер, 16 Ач.

В табл.1 показано изменение состава медного электролита при прохождении его через камеры электролизера

Таблица 1

Компоненты, г/л

) 1

Камеры

Си

2+

Мi As Sb НдSO . 2--

Промышленный электролит

0,6 106,4

1,2

6 5

18,1

15 0

Катодная

40,4

0,1

0,6 21,2

6,1

0,1

0,9

Средняя

Анодная

Следы — 112,3

П p H M B p 2.- Испытывают промыш- Остальные условия аналогичны при ленный электролит с содержанием г/л: меру 1.

Си 18,3; Ni 15,6; As 8,4; Sb 0,5;

Ц SO 164 7 Количество электричества, Результаты испытаний представлены

Я Д у ° пропущенного через электролизер,20 Ач. в табл.2.

С целью получения растворов с рН не ниже 1,0 исходная концентрация серной кислоты в католите составляет

50-70 г/л, а в анолите 5-10 г/л.

С целью обеспечения концентрации никеля в католите не менее 35- 5

40 г/л для дальнейшего выделения электролизом отношение объема католита к перерабатываемому электролиту составляет 1:(2,5-3).

Оптимальная плотность тока на мембранах 250-300 A/M,а на электродах 100-150 А/м ;

Напряжение на ваннах 2,5-2,8 В.

Под действием электрического тока ионы Cu2+, Ni +, Н+ переходят через катионитовую мембрану в катодную камеру, а -ионы 504 через анионитовую — в анодную камеру.

Процесс электролиза ведут до снижения концентрации компонентов в электролите, г/л: медь и никель до 20

0,1-1,0; серная кислота 20-40.

При этом, перешедшие через катионитовую мембрану медь и водород выделяются на катоде, а никель концентрируется в католите до содержания не менее 35-40 г/л при остаточном содержании серной кислоты 1-5 г/л.

Полученный раствор представляет собой чистый никелевый электролит и направляется на производство катодного никеля.

Яедь извлекается в виде медного порошка. 2За счет переноса S04 ионов через анионитовые мембраны содержание

Н S04. в аналоге повышается с 5-10 до 110-150 г/л и полученный раствор возвращается в процесс электрорафинирования меди.

Примеси — мь|шьяк, сурьма и другие остаются в отработанном электролите и после осаждения в виде кальциевых солей подлежат захоронению.

В связи с тем, что мышьяк и сурьма не переходят через катионитовые мембраны в катодную камеру,исключается восстановление их до ядовитых газов — арсина и стибина.

Пример 1. Исследования проводили в лабораторном трехкамерном электролизере, разделенном мембранами, со стороны катода - катионитовой марки ИК-40, а со стороны анода— анионитовой марки MA-40.

Объем камер: катодной 50 мл, средней и анодной 150 мл.Для предотвращения попадания частиц шлама в поры, мембраны обтягивают фильтровальной тканью.

872601

Таблица 2

Компоненты, r/ë

Камеры

Си М Аз Sb Н2504

Промышленный электролит

18,3 -15,6 3,4

0,6 36,3

0,5 164,7

Катодная рН 1,4

0t3 0,1

7,9

0,6 27,4

Средняя

Анодная

0,3

165,6

Формула изобретения

Составитель A. Важина

Техред A.лч Корректор В. Синицкая

Редактор С. Тимохина

Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8957/43

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

Как показали результаты исследоваиий, способ обеспечивает безопасность труда, так как исключается образование ядовитых газов арсина и стибинау ;щ получение чистых концентрированных никелевых растворов с содержанием ни-. келя не менее 35-40 г/л.

Способ переработки медного электролита электролизом в мембранных электролизерах с нерастворимыа анодом, отличающийся тем, ;что, с целью получения чистых коицентрированных никелевых растворов, медный электролит подают в камеру между мембранами, где катионитовая мембрана направлена в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода, и процесс ведут при исходной концентрации серной кислоты в католите 5070 г/л и отношении объема католита к перерабатываемому электролиту 1:(2,5..3) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реферативный журнал "Химия", Сводный том- 11,реферат В 11Л268, 1974, с. 36.