Способ электроосаждения металлов Советский патент 1983 года по МПК C25C1/00 

Изобретение относится к гидроэлектрометаллургйи и электрохимическому синтезу и может быть использовано для рафинирования, извлечения из электролитов и разделения цветных и благородных металлов, синтеза неорганических и органических продуктов, очистки сточных вод.

Известен способ электроосаждения металлов проведением электролиза в псевдоожиженном состоянии .

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ электроосаждения металлов во взвешенном слое частиц t 2 Д.

Известные способы при применении их для извлечения и разделения металлов имеют ряд существенных недостдггков: возможность агломерации частиц недостаточную селективность и скорость разделения металлов, низкое качество осадка, наличие анодных зон. Скорость прбтока электролита в известном способе может варьироваться в УЗКИХ пределах: при малой скорости протока не реализуется псевдоожиженрое, т.е. взвешенное состояние, при большой скорости происходит унос частиц потоком электролита.При

увеличении диаметра частиц критическая скорость взвешивания при прочих равных услоЪиях увеличивается в квадратичной зависимости. Условия ожижения электродного материала в значительной степени зависят от типа распределителя потока з.лектролита. Изменение его расположения приводит к изменениям эффективной толщины .

10 слоя частиц и агломерации послед)1их (имеется в виду изменение расположения aifinapaTa относительно вертикальной оси). В известном процессе немаловажным фактбром повышения эффек15тивности -является высокая электропроводность электролита, которая должна быть сравнима по величине с электропроводностью взвешенного электродного материала. При исполь20зовании сильно разбавленных растворов селективность и производитель- . ность способа снижаются. При этом ухудшается качество осадков: они становятся рыхлыми, что ухудшает и 25 гидродинамику взвешенного слоя. Использование известного способа затруднено в процессах, протекающих с газовыделением. Пузырьки выделив шегося газа обволакивают частицы, исключая их электрический контакт между собой, а также вызывают флота цию частиц. Цель изобретения - устранение . агломерации частиц, улучшение качес ва осадков, повышение скорости и селективности электрохимических реа ций (9лектроосаж,цение и электрохими ческий синтез),. Поставленная цель достигается тем, что в способе электроосаждения металлов во взвешенном слое сфериче ких частиц, процесс ведут на частицах из магнитотвердого материала, . покрытых электропроводным слоем,взв шивание которых осуществляют переменным магнитным полем. Скорость протока электролита чере такой электрод может варьироваться в широких пределах, поскольку оптимальная степень расширения слоя для проведения каждой электрохимической реакции достигается не изменением скорости протока, а характеристиками переменного магнитного поля. Частицы срвершают вращательные и колебательные движения, они равномерно распределены по объему электрода. Это позволяет равномерно распределять скорости электродных процессов по объему слоя -и значительно увеличить скорость массопереноса, что важно для работы с разбавленными растворами. Расположение и форма электродов определяется формой соленоида. Последний может располагаться в пространст ве произвольно, может работать в условиях невесомости и значительных ускорений. Реализация способа осуществляется следующим образом. . , Процесс проводят в цилиндрической ячейке с распределителем потока электролита в виде перфорированной медной пластины в основании слоя, которая служит токосборником. Анод располагают в верхней части ячейки. Диаметр частиц составляет 1,2-1,5 г-пл Для реализации магнитовзвешенного слоя на ячейке располагается соленоид с числом витков, равным 2000, частицы намагничиваются до насыщения , Плотность тока составляет 0,1 А/дм, объем электролита - 3 л. Высота СЛ.ОЯ составляет 15 мм,а скорост протока электролита - 5,66 см/с. эти величины являются оптимальными для псевдоожиженного слоя. Для магнитовзвешенного слоя скорость протока электролита составляет 1 см/с,при такой скорости взвешивание слоя потоком электролита не наблюдается. Электролит состава, г/л: X 10 322, CuS045H, 0,8 прокачивается через ячейку при помощи центробежного насоса. При осаждении меди на псевдоожиженном электроде осадок получается рыхлый, темный, в то время как При осаждении на магнитовзвешенном электроде осадок во всех случаях получается блестящий. . В таблице приведен пример реализации предлагаемого способа. Как видно из таблицы, скорость осаждения меди при применении магнитовзвешенного электрода выше,чем в случае псевдоожиженного, т.е. требуется меньшее число циклов протока электролита через ячейку для достижения равных концентраций. Таким образом, изобретение обладает преимуществ: исключается агломерация и срастание частиц, достигаются, значительно более высокие предельные плотности тока по сравнению с прототипом, что открывает широкие возможности для интенсификации процессов, появляется возможность проведения-электрохимических процессов с интенсивным газовьщелением: частицы контактируют за счет интенсивного соударения друг с другом, за счет чего пузырьки газа удаляются с по:: эрхности частиц, а маг-, нитное поле удерживает частицы слоя от всплква«ия и уноса. При осаждении металлов получаются гладкие блестящие осадки, поскольку последние уплотняются при постоянных соударениях частиц. Применение предполагаемого способа перспективно при электрохимической переработке пульп, где при других способах нарушается электрический контакт частиц между собой. Предложенный способ позволяет создать компактные электролизеры большой единичной мощности, эффективно решающие широкий круг проблем гидроэлектрометаллургии, электрохимического синтеза и защиты окружающей среды.

о о

N

1Л

и

о о о о

tN О О

о

о

о

N

о о

CS

о о

IN

О)

о

X

и

S

о

ш м о

ОО

1Л tN

1Л

гН

о

о

о

CN

г

о

гЧ

о

го о

сч о

1Л

о

см го

.N

tn

« о

VO о

о о

о

о tо in

о

VO

Формула иэобретенич

Способ электроосаждения метёшлов во взвешенном слое сферических частиц, -отличающийся тем, что с- целью устранения агломерации частиц, улучшения качества осадка и повышения скорости процесса элёктроосаждения металлов, процесс ведут на частицах из магнитотвердого материеша, покрытых элек .- опроводным слоем, взвешивание которых осуществляют переменным магнитным полем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Великобритании 1 1229642, кл. С 7 В, 1971 (прототип);