Способ переработки медного электролита электролизом Советский патент 1980 года по МПК C25C1/12 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к переработке отработанного медного электролита. Известен способ переработки медного электролита электролизом с применением ионитовых мембран, включающий катодное обезмеживаниё при плотности тока 15020О А/м до остаточного содержания меди 20 г/л l . По этому способу электролиз ведут в двyxкa тepнo электролизере с анионитовой мембраной. При этом выход по току достигает 85% для меди и 8О% для кислоты. Однако этот способ имеет малую эффективность прсадесса, связанную со сравнительно низким выходом по току 50 -ионов (8О%). При понижении содержания eди до 2О г/л и ниже на катоде нач1тается выделение водорода и ядовить газов-стибкна и арсина , что понижает выход меди по току, с«а выделяется в ви де порошка и содержит большое количест во примесей мышьяка, сурьмы и других. 11ель изобретения - повышение выхода сульфат-ионов, предотвращение выделения меди в виде порошка и устранение выделения ядовитых газов. Поставле1шая цель достигается тем, что электролиз ведут в сочетании с диализом в следующей последовательности: после катодного обезмеживания в электролизере с четырьмя камерами, разделенными катионитовой и двумя анионитовыми мембранами, электролит из прикатодного цространства направляют в четырехкамерный диализатор с одной катионитовой и двумя анионитовыми мембранами и ведут дополнительное извлечение меди, никеля и сульфат-ионов, затем электролит из диализатора снова подают в электролизер и проводят доизвле- чение меди, никеля и сульфат-ионов с получением нейтральных растворов сульфатов и раствора серной кислоты. На фиг. 1 изображена схема электролизера; на фиг. 2 - схема потоков в электролизере и диализаторе. 3.75 Способ осуществляют следующим обраЭлектролиз проводят в электролизере, имеющем четьфе ячейки, которые разделе иы двумя анионитовыми и одной катиоиитовой мембраной. В катодную камеру 1 электролизера поступает электролит. При прохождении тока на катоде осаждается медь, через .aaiHOKKTOBbre мембраны проходят сульфатноны, вследствие чего электролит частично обезмеживается и обескислочивается. Далее он поступает в камеру 2 шализатора, где происходит обескислочивание вcлeдcтpиeJ перехода сульфат-ионов в камеру 3-. Электролит подают в камеру 4 , где происходит диф4узионный перенос ионов меди и никеля через катионитовую мембрану в камеру 3 , перейос сульфатионов в камеру 5 . Затем электролит поступает в камеру 6 электролизера. В камере 6 происходит электроперенос ионов меди и никеля в камеру 7 и сульфат-ионов в камеру 8 . Содержание суммы металлов в электролите после этого иередела составляет 1-2 г/л, кислотность lO-2d г/л (сточные воды на очистку). В камеру 3 подается вода; вследствие перехода из камеры 2 сульфат-но-

Изменение состава медного электролита при прохсякдении его через камеры электролизёра и диализатора 7 4 ионов меди и никеля нов и из камеры образуется сульфатцый раствор меди и никеля, который идет в камеру 7 электролизера,где происходит дальнейшее обогащение сульфатами цветных металлов, откуда раствор идет на экстракционное разделение с получением медного и никелевого купоросов. В камеру 5 подается вода, образующаяся серная кислота поступает в камеру 8 , где происходит ее обогашение. Этот раствор возвращают в цикл рафинирования. Пример. Процесс осуществляют в четырехкамерном электролизере с медным катосом и свинцовым анодом и с общей рабочей площадью мембран ЗОО см (по ДОО см каждой) и четырехкамерном диализаторе с рабочей площадью мембран 9ОО см (ЗОО см ). Напорные и пркемные емкости общие для электролизера и диализатора. Перерабатьшают 2 л электролита с исходным содержанием, г/л: медь 45,2; никель 15,4; мьпльяк 6,5; сурьма 0,5; серная кислота 12,2. В камеры 3 и 5 подают дистиллированную воду, обьема Плотность тока на и электродах составляет 150 А/м . Продолжительность процесса ЗО,5 ч. Результаты опытов приведены в таблице.

Камеры, через которые последовательно циркулирует электролит

504

При этом выход меди на катоде соста- . вил 91%, суммарный выход сульфат-ионов

Не обна- Не обна-8,8

ружено ружено

0,2То же17,5

167,6% (85,6% - в камеру 2 и 82,7% в камеру 8), суммарный выход ионов меди 575 и никеля через мембрану в камеру 7 21,9%, .. CKociocTb диализа составляет для меди27,1 г/ч-м, для никеля - 19,9 г/ч-м и для серной кислоты - 124,6 г/ч-м . Большая скорость диализа серной кислоты связана с большим градиентом концентрации сульфат-ионов по сравнению с медью и никелем. Таким образом, при {енение данного способа позволяет получить компактную катодную медь (товарный продукт), серную кислоту, которую можно использовать в цикле электрорафинирования, повысить эффективность процесса (за счет повьшю- нйя выхода сульфат -ионов) и получить нейтральный раствор сульфатов меди и никеля с оптимальным содержанием металлов для их экстракционного разделения Устранение выделения ядовитых газов стибина и арсина, исключает необходимость установки сильных вытяжных устройств. Формула изобретения Способ переработки медного электроли та электролизом с применением ионитовых 75 76 7 мембран, включающий катодное обезмежнвание при плотности тока 15О-2ОО А/м до остаточного содержания медн 2О г/л, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сульфат- ионов, предотвращения выделения меди в виде порошка и устранения выделения ядовитых газов, электролиз ведут в сочетании с диализом в следующей последовательности: после катодного обезмеживания в электролизе с четырьмя камерами, разделенными катионитовой и двумя анионитовыми мембранами, электролит на прикатодного пространства направляют в четырехкамерный диализатор с одной катионитовой и двумя анионитовыми мембранами и ведут дополнительное извлечение меди, никеля и сульфат-ионов, затем электролит из диализатора снова подают в электролизер R проводят доизвлечение меди, никеля и сульфат-ионов с получением нейтральных растворов сульфатов и раствора серной кислоты. Источники информации, - принятые во внимание гфи экспертизе 1. Ласкорин Б. Н. и др. Применение ионитовых мембран в электролизе медп. Цветные металлы, 1971, Nfc 3, с. 4547 (прототип).

CM