Способ переработки сплавов цветныхМЕТАллОВ Советский патент 1981 года по МПК C25C1/00 C25C5/00 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидролити ческому разделению компонентов сплавов цветных металлов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ переработки сплавов цветных металлов путем их растворения и осаж дения на катоде одного из компонентов . По этому способу латунь электролитически растворяют в растворе соляной кислоты с получением медного порошка, выделякадегося на катоде и хлористого цинка - в растворе р. Недостатками известного способа являются строгое ограничение составов сплава и электролита, обязательная очистка электролита от нитрат-, сульфат-ионов и солей железа, ЕЛЮОкий расход электроэнергии и малая скорость растворения сплава. Цель изобретения - повышение производительности и удетсевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что растворение сплава осущест ляют переменным током или переменны током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждение на катоде компонентов сплава плотности тока 20-700 А/м, а в электролит вводят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,115 вес.%. Кроме того, осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине 0,2-0,75 от постоянной. При этом восстановитель постоянно регенерируется на катоде. Для ускорения седиментации восстановительного наиболее положительного компонента сплава в электролит вводят спирты с длиной углеродной цепочки в количестве 0,130 веё.%. Интенсификация процесса анодного растворения сплава достигается путем наложения переменного тока на постоянаьеЯ. При этом величина переменной составляющей по напряжению не должна превышать величину постоянной составляющей. Это связано с тем, что при напряжении, превьяиающем величину постоянной составляющей, электроДы периодически меняют знак своей поляризации на противоположный, в итоге электроположительный компонент сплава перестает осаждаться, а катодный осадок на шнает растворяться, что не допустимо. Таким образом, верхний предел величины переменной составлякэдей выбран равным 0,75 постоянной, а нижI НИИ предел - 0,20, что обусловлено прекращением положительного действия переменной составляющей на анодный процесс растворения сплавов. Ускорение процесса растворения сплава достигается за счет ведения процесса под действием переменного тока или переменного тока с постоянной составляющей. Осаждение компоне тов С1шава на катоде производят под действием только постоянного тока. Этим исключается растворение катодно го осгщка без ограничения доли переменного тока на аноде. Плотность переменного тока на растворение колеблется в пределах 40-1000 h/TA, а частота - 10-120 Гц в зависимости от состава перерабатываемого сплава. В результате такого приема переработки сплавов, образуется минимальное количество газообразных вьшелений, так как при растворении сплава почти все количество прошедшего электричества затрачивае ся на процесс растворения. Осаждение наиболее положительног компонента осуществляют восстановителем, вводимом в состав электролит При этом осаждение металла происходи без расхода восстановителя. При химической реакции осаждения электроположительного компонента сплава, восстановитель переходит в окисленную форму, которая легко регенерируется в восстановленную дейс вием электрического тока на катоде и вновь вступает во взаимодействие осаждаемым кокшонентом сплава. Процесс осуществляют эффективно в усло виях неподвижности электролита или его лаАшнарного движения, так как Есякая турбулизация электролита при водит к окислению части восстановителя на аноде и соответственно к увеличению затрат электроэнергии. Восстановитель в электролит вводится в количестве 0,1-15 вес.% в зависимости от состава используемых электролитов и перерабатываемы: сплавов. Верхний предел содержания восстановителя, обусловлен тем, что при его превьвиении возникает опасность побочных реакций, например, в деление металла восстановителя на катоде и загрязнение им катодного осадка или осаждение двух компонент сплава в объеме электролита. При мгшых концентрсщиях (менее 0,1%) восстановитель не оказывает восстанавливающего действия и при этом уменьшается производительность процесса электролитического разделе ния сплавов.в качестве восстановителей могут быть применены различные соли металлов (Fe, Ti.Sn, Сгидр.), металлоидов (Se, Те и др.), соли, обладсшядие восстановительными свойствами (гипофосфит, гипосульфит и др.) и органические восстановители (гидрохинон, аскорбиновая кислота и т.д.). . Д)1Я ускорения процесса седиментации частиц восстановленного компонента сплава в электролит добавляют поверхностно активные вещества, которые увеличивают смачиваемость осаждаемых частиц металла, что способствует их коагуляции. Лучшие результаты достигаются при введении одноосновных спиртов, как неограниченно растворимых, так и ограничено растворимых с «ЛИНОЙ углеродной цепи С Р концентрации их в электролите 0,1-30 вес.%. При содержании в электролите спирта более 30 вес.% наблюдается его интенсивное анодное разложение под действием тока, что снижает скорость растворения сплава и вызывает образование шламов сложного состава, требующих дополнительной переработки. Покимо этого продукты разложения спирта подавляют действие восстановителя, изменяют рН электролита. Одновременно с регенерацией восстановителя на катоде происходит выделение другого (или других) компонента сплава, при этом катодная плотность тока варьируется в пределах 20-700 А/м. Выбранный интервал плотностей тока обусловлен различной гаммой перерабатываемых сплавов, составами электролитов (кислотные, щелочные, солевые и т.д.) и окислительно-восстановительной характеристикой используемого восстановителя. . Способ отработан в лабораторных условиях. Пример 1. 100 г сплава, содержащего 70% серебра и 30% меди, перерабатывают в электролизной ячейке под действием постоянного тока, при катодной плотности тока 2530 А/м . Процесс разделения ведут в сернокислом электролите следующего состава, %: - 6,0, (Q)3,5, где последний реагент является восстановителем. На катоде в виде плотного осадка выделяется металлическая медь, а в объеме электролита происходит восстановление серебра до металла, который осаждается на дно ячейки. В результате проведенного процесса получают 69,97 г порошкообразного серебра и 28,71 г меди на катоде. Время процесса составляет 45 мин. Пример 2. 170 г сплава, содержащего 65,4% свинца и 34,6% цинка, перерабатывсцот в электролизной ячейке. Растворение сплава осуществ ляют под действием переменного тока с постоянной составляющей, а. осаждение цинка - под действием постоян ного тока с плотностью 150-170 А/м Электролитом служит 10%-ный раствор (едкого натра с добавкой восстановителя, взятого в количестве 5 вес.%. В качестве восстановителя используется гипофосфит натрия, а седимента тора - изопропиловый спирт (в колич стве 28 вес.%). Процесс ведут при 60-65 С. Цинк в процесс осаждается на катоде в виде губки, а свинец во станавливается в объеме электролита до металла и осаждается в донной части электролизной ячейки. В результате опыта после отделения электролита получают 110,83 г свинца в виде метгшлического порошк и 58,27 г цинка на катоде. Время процесса составляет 58 мин. Пример 3. Проводится переработка 50 г сплава состава: 35% Аи 50% Си, 15% Zn в электролизной ячей ке под Действием постоянного тока при катодной плотности тока 650670 . Процесс ведут в . электролите состава, %: НС1 - 4,0, NaCl - 15,0. В качестве восстановителя используется хлористое олово (SnCli) в количестве 0,1 вес.%, а для седиментации восстановленного компонента сплава - бутиловый спирт в количестве О,3 вес.%. На катоде выделяется металлический осадок спл ва меди и цинка, а в объеме происходит восстановление золота в виде метешлического порошка. После отделения порошка от электролита, его прокывки и сушки получают 17,251 г золота. Выделившийся на катоде медноцинковый сплав вновь подвергнут переработке в сернокислотном электролите при ЗО-ЗЗ С. Электролит содержит 3,5% , при этом в качестве восстановителя используется гипосульфит натрия в количестве 14,5 вес.% а для седиментации - этиловый спирт 2,5 вес.%.., При этом процесс ведут при наложе нии на постоянный ток переменного, при величине переменной составляющей 1/3-1/2 постоянной и катодной плотности тока 360-380 Д/м. Медь восста навливается в объеме электролита до металла, а цинк осаждается на катоде В результате переработки получают в виде металла 24,11 г меди и 7,27 г цинка. Общее время процесса разделения сплава составляет 135 мин. Использование предлагаемого способа переработки сплавов цветньлх металлов по сравнению с известными обеспечивает сокращение количества технологических операций, повышение производительности оборудования в 1,5-2,5 раза, за счет возможности совмещения в одной электролизной ячейке проведения двух технологических процессов, растворения сплава и разделение его по компонентам и уменьшение образования газообразных и жидких отходов производства. Кроме того, энергетические затраты сокращапотея в 2,5-3 раза. Удельный расход электроэнергии, по предлагаемому способу составляет 0,6-1,2 кВт/ч на 1 кг перерабатываемого сплава. Способ может быть использован для электролитического рафинирования металлов . Формула изобретения 1.Способ переработки сплавов цветных металлов путем их растворения и осс1ждения на катоде компонентов сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и удешевления процесса, растворение сплава осуществляют переменным током или переменным током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждением на катоде компонентов сплава приплотности тока 20-700 А/м, а в электролит вводят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,1-15 вес.%. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине 0,2-0,75 от постоянной. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что восстановитель постоянно регенерируется на катоде. 4.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью ускорения седиментации восстановленного наиболее положительного компонента сплава, в электролит вводят спирты с длиной углеродной цепочки в количестве 0,1-30 вес.%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №2319-, кл. С 25 С 5/00, 1924.