Способ переработки медного электролита Советский патент 1985 года по МПК C25C1/12 

«lib

00 СО 1 Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электрорафинированию меди с применением ионитовых мембран. Известен способ переработки медного электролита в мембранном двухкамерном электролизере с нерастворимым анодом, согласно которому электролит вводят в катодное пространство Одновременно с выделением меди и водорода на катоде в анолит извлекается серная кислота за счет переноса сульфат-пионов через анионитовую мембрану 1 3. Однако раствор, получаемый по это му способу, загрязнен ионами мышьяка и сурьмы, очистка от которых требует значительных экономических затрат., Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ пере работки медного электролита электро(лизом, включающий его подачу в среднюю камеру трехкамерного мембран ного электролизера, разделенного катионитовой с катодной стороны и анио китовой мембранами 2. Недостатками известного способа являются большая энергоемкость, связанная с получением никеля в растворе, а не в виде металлического никеля, для получения которого требуется проведение ряда операций, вклю чая электролиз, и большой расход серной кислоты. Цель изобретения - снижение энер гоемкости процесса и расхода серной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработ ки медного электролита электролизом включающему еГо подачу в среднюю камеру трехкамерного мембранного электролизера, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/л суммы меди и никеля, 20-60 г/л лимонной кислоты в 80-150 г/л аммиака а для подачи в среднюю камеру исцользуют медный электролит с рН рН 0,9-2,0. Способ осуществляют следующим образом. В среднюю камеру трехкамерного электролизера, которая отделена от 3. 2 катодной камеры катионитовой, а от анодной - анионитовой мембранами, поступает электролит процесса электролитического рафинирования меди. Для достаточного переноса меди и никеля через катионитовую мембрану кислотность электролита, поступающего в среднюю камеру, должна находиться в интервале рН 0,9-2,0. В случае рН менее 0,9 преобладающий перенос ионов.водорода через мембрану приводит к уменьшению концентрации меди и никеля в католите, что ухудшает качество катодного осадка. При рН более 2,0 в средней камере образуется осадок арсената меди, загрязняющий поверхность мембран и увеличиваюпрй сопротивление электролита и мембран, что в свою очередь приводит к росту расхода электроэнергии. Этими факторами обусловлен выбор рабочего интервала рН электролита, подаваемого в среднюю камеру. В катодную камеру в .1е замкнутой рециркуляции подается раствор, содержащий, г/л: сумма меди и никеля 15-50; лимонная кислота 20-60 и аммиак 80-Т-150. При прохождении тока из этого раствора на катоде совместно осаждаются металлические медь и никель. Это количество металлов все время восполняется переносом ионов меди и никеля из средней камеры, что обеспечивает постоянство .состава, замкнуто рециркулирующе-i I го в катодной камере раствора. Замкнутая рециркуляция раствора, вместо серной кислоты, подаваемой в известном способе, позволяет сэкономить 1,70-1,75 т серной кислоты на каждую тонну никеля. Предлагаемый состав электролита, замкнуто рециркулирующего в катодной камере, обеспечивает хорошее качество катодного осадка (металлическая медь и никель). В анодную камеру подают раствор, содержащий 5-10 г/л серной кислоты. Сульфат-ионы из средней камеры переносятся в анолит, образуя серную кислоту. Процесс ведут при плотности тока на мембранах и электродах 100 А/м2. Примеры 1-4. Исследования проводят в лабораторном трехкамерном электролизере, разделенном катионитовой (МК-40) и анионитовой (МА-41) мембранами. Объем камер: катодной

j11489034

100 мл, средней и анодной по 300 мл. нее через раствор, в каядом опыте Плотность тока на мембранах и элект- составляет 15 А-ч, родах 100 А/м, напряжение 2,1 В. Результаты опытов приведены в Количество электричества, пропущен- таблице.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА электролизом, включающий его подачу в среднкйо камеру трехкамерного мембранного электролизера,, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости npojjecса и расхода серной кислоты, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/л суммы меди и никеля, 2060 г/л лимонной кислоты и 80-150 г/л аммиака, а для подачи в среднкйо камеру используют медный электролит с рН 0,9-2,0. С/) с:

В опыте 3 на катоде обра зовался порошкообразныйосадок

В опыте 4 на мембранах образовался осадок .

S 1148903

Процесс идет, нормально толькоуказывает на отсутствие необходиь оспри указанных значениях концентрациити их замены на свежую порцию, компонентов. В других случаях катод- ный осадок получается порошкообраз-Таким образ 1, предлагаемый споным или же на мембранах образовыва-5 соб позволяет получить на катоде каются осадки из-за пересыщения около-чественные медно-никелевые осадки, мембранного пространства медью и ни-что устраняет необходимость дальнейкелем, что недопустимо, так кактих операций по их извлечению в топроисходит резкое повышение расходаварньй продукт. При этом за счет электроэнергии. При замкнутой рецир-Ю замкнутой рециркуляции католита куляции состав раствора в катодной.экономят 1,70-1,75 т серной кислоты камере практически не меняется, чтона каждую тонну никеля.