Способ электролитической переработки мышьяксодержащих медных электролитов

 

(7!) Заявитель (54) СПОСОЬ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

МЫШ6ЯКСОДЕРЖАЩИХ NEQHblX ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к переработке медеэлектролитных растворов с применением ионитовых мембран.

Известен способ переработки медеэлектролитных растворов в катодной камере двухкамерного электролизера с анионитовой мембраной. На катоде выделяются медь и водород, в анодной камере образуется серная кислота, при этом на катоде происходит разряжение мышьяка до элементарного и частично до арсина, кроме того, некоторая часть мышьяка через анионитовую мембрану переходит в анолит 31) Основными недостатками указанного способа являются образование на катоде ядовитого газа-арсина, загрязнение мышьяком порошка меди и низкий выход последней по току.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности является способ переработки медного электролита в четырехкамерном электролизере в сочетании с диализом, включающий катодное обезмеживание электролита до остаточного содержания меди 20 гlл> дополнитель= ное извлечение металлов и серной кислоты

5 диализом и доизвлечение металлов в другой камере электролизера посредством переноса через катионовую мембрану.

В результате получаются товарная катод о ная медь, оборотная серная кислота и нейтральный сульфатный раствор меди и никеля, практически не содержащий других примесей 123

К недостаткам данного способа отно15 сятся трудность аппаратурного оформления, так как для каждой электродной пары необходимо изготавливать отдельную элементарную ячейку; кроме того усго

Т8НоВКВ блока мембран в межэлектрод-. ное пространство требует герметичного разделения анолита и католита, что уо;ложняет конструкцию электролизных ванн.

994 25,4 18,9

2,2

6,52

1000

1,2

81,3

41,6

30,10

21,12

Камеры 1, 4, 7, 10, 13

Конечное 995

12,1

3 0490

Цель изобретения — упрощение аппа» ратурного оформления и увеличение вы-. хода по току.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электролитической переработки мышьяксодержamer. медных электроли гов, включающему катодное обезмеживание электролита в многокамерных аппаратах с анионитовыми и катионитовыми мембранами при плотности ro тока 150-200 А/м до остаточного содержания меди 20 г/л, процесс ведут в электродиализаторе, в котором анионитовые (А) и катионнтовые (К) мембраны установлены в порядке (от катода) А-А- >s

К-А-А-К..., электролит подают в камеры

Между анионитовыми мембранами, из ко горого посредством переноса извлекается мышьяк, причем максимальная концентрация свободной серной кислоты в исходном электролите 30-35 г/л.

На чертеже изображена схема осущесч вления предлагаемого способа.

В камеры между анионитовыми мем бранами подается перерабатываемый элек- gg тролит, при этом из него посредством электрического переноса через мембраны в анодном направлении извлекается мышьяк, а в катодном направлении - водородные ионы (см. чертеж). Медь и никель остаются в исходном электролите.

Концентрация серной кислоты в электролите не должна превышать 30-35 г/л.

Это условие обеспечивает подавление конкурирующего переноса сульфатионов и переход мышьяка в анионную форму, а вследствие эгого увеличивается перенос последнего через анионитовую мембрану.

Если концентрация серной кислоты в электролите превышает 30-35 г/л для умень(камеры 3, 6, 9, 1 2) . Конечное

Раствор для Исходное извлечения мы- Конечное шьяка (камеры Исходное

2, 5, 8, 11) 20 4 щения содержания серной кислоты до нужной концентрации можно использовать все извес гные способы (диализ, экстракция, сорбция, нейтрализация медными гранулами и др,).

В другие камеры электролизера подаются растворы серной кислоты. Расгвор с анодной стороны от камер, образованных двумя анионитовыми мембранами, обогащается мышьяком, а с катоднойобескислочивается.

Упрощение аппаратурного оформления заключается в том, что процесс проводится в компактных многокамерных аппаратвх, подобных широко применяемым в промышленности опреснительным установкам. Увеличение выхода по току обусловлено тем; что в многокамерном аппарате эффективность использования тока повышается по гги ВО столькО р83, во сколько раэ повторяется элементарная ячейка в многокамерном аппарате.

Пример . Опыты проводят в 13камерном аппарате (см. чертеж) общая площадь мембран — 1200 см (800 см анионитовых и 400 см 1катионитовых) .

Анод - свинец с 3,7 сурьмы, катод— медь. Плотность тока - 200 А/м, напря1 жение — 6,8 В . Продолжительность

Опьгга 11 ч.

Степень очистки электролита От мышьяка определяется концентрацией свободйой серной кислоты и резко понижается при npeIIIIIIIerrrrrr последней 30-35 г/л (см. опыт % 3).

Результаты опытов по электродиали ной очистке электролита от мышьяка представлены в таблице.

Продолжение таблицы

2. Электролит (камеры 3, 6, 9, 12) 32,3

Исходное 1000 19,6 21,2

Конечное 1000 19,5 21,2

16,4

3,4

8,13

Раствор для извлечения мышьяка (камеры2,5,8, Исходное 500

1 5,64

1,2

Коне чное 502

24,8 101,7

Камеры 1, 4, 7, 10, 13

995

Исходное

Конечное

41,6

16,4

3. Электролит (камеры 3,6, 9,12

Исходное 1000 19,6 20,8 16,08

49,81

998 20,0 20,9 10,2

I ..

Конечное

12,5

Раствор для из.влечения мышьяка (камеры 2, 5, 8, 11) 500

501 — — 11 15

Исходное

Конечное

1,2

118,8

7,3

Камеры 1,4, 7, 10, 13

Исходное 1 000

Конечное 99 5

41,6

23,9

П редложенный способ обеспечивает очистку медного электролита от мышьяка и упрощает аппаратурное оформление . Использование многократного электродиализатора, увеличивая прохождение тока, снижает расход электроэнергии.

Формула изобретения

Способ электролитической переработки мышьяксодержаших медных электролитов, включающий катодное обезмеживание электролита в многокамерных аппаратах с BHHoHHToBbIMH (А) и катионитовыми (K) мембранами при плотности тока 150200 А/м -до остаточного содержания меди 20 г/л, отличающийся тем, что, с целью упрощения аппаратурного оформления и увеличения выхода по току, процесс проводят в электродиализаторе, в котором анионитовые и катионитовые мембраны установлены в порядке (от катода) А-А К-А-А-К..., электролит подают в камеры между анионитовыми мембранами, причем максимальная концентрация свободной серной кислоты в исходном электролите 30-35 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ласкорин Б. Н. и др. Применение ионитовых мембран в электролизе меди.-"цветные металлы", 1971, № 13, с. 45-47.

2. Авторское свидетельство СССР № 753927, кл. С 25 С 1/12, 1978.

94 9020 1

Составитель А. Важина

Редактор М. Бандура Техред N.Надь Корректор О. Билак

Заказ 5705/8 Тираж 686 . 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