Способ переработки медного электролита электролизом Советский патент 1981 года по МПК C25C1/12 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электрорафинированию, в частности к способам пе реработки медного электролита с применением ионитовых мембран. Наиболее близок к предлагаемому способ переработки медного электроли та электролизсж в мембранных электро лизерах с нерастворимым анодом,согла но которому электролит вводят в катодное пространство. Медь в виде порошка и водород в1ыделяются на кйтрде а никель, мышьяк, сурьма и другие примеси остаются в растворе 1. Основным недостатком известного способа является невозможность получения чистых, без примесей мышьяка и сурьмы, концентрированных никелевых растворов для электролитическсзго выделения никеля, на что требуется дополнительная очистка раствора, что в свою очередь, усложняет процесс и увеличивает себестоимость. При переработке растворов с содержанием меди 20 г/л и ниже вместе с водородом на катоде выделяются и ядовитые газы - стибин и арсин. Цель изобретения - получение чистых концентрированных никелевых раст воров.

ЭЛЕКТРОЛИЗОМ Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки медного электролита электролизом в мембранных электролизах с нерастворимым анодом, медный электролит подают в камеру между мембранами, где катионитовая мембрана направлена в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода, и процесс ведут при исходной концентрации серной кислоты в католите 50-70 г/л и отношении объема католита к перерабатываемому электролиту 1;(2,5-3), Способ осуществляется следующим образом. в электролизёр между свинцовым анодом и медным катодом устанавливают ячейку с автономной циркуляцией электролита, стенками которой являются катионитовые и анионитовые мембраны, где катионитовая устанавливается в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода. Подлежащий регенерации после катодного обезмеживания электролит со средним содержанием, Си 15-20; Ni 10-20; As 6-10; Sb 0,6-1,0 100-180 вводят в среднюю ячейку между мембранами, а серную кислоту - в остальные.

С целью получения растворов с рН не ниже 1,0 исходная концентрация серной кислоты в католите составляет 50-70 г/л, а в анолите 5-10 г/л.

С целью обеспечения концентрации никеля в католите не менее 3540 г/л для дальнейшего вьоделения электролизом отношение объема католита к перерабатываемому электролиту составляет 1: (2,5-3).

Оптимальная плотность тока на мембранах 250-300 А/м, а на электродах 100-150

Напряжение на ваннах 2,5-2,8 В.

Под действием электрического тока ионы Cu, Ni, Нпереходят через катионитовую мембрану в катодную камеру, а-ионы $0 через анионитовую - в анодную камеру.

Процесс электролиза ведут до снижения концентрации компонентов в электролите, г/л: медь и никель до 0,1-1,0 серная кислота 20-40.

При этом, перешедшие через катионитовую мембрану медь и водород выделяются на катоде, а никель концентрируется в католите до содержания не менее 35-40 г/л при остаточном содержании серной кислоты 1-5 г/ Полученный раствор представляет собой чистый никелевый электролит и направляется на производство катодного никеля.

Недь извлекается в виде медного порошка.2За счет переноса 50. ионов через анионитовые мембраны содержание H-jSO. в аналоге повышается с 5-10 до 110-150 г/л и полученный раствор

возвращается в процесс электрорафинирования меди.

Примеси - мышьяк, сурьма и другие остаются в отработанном электролите и после осаждения в виде кальциевых солей подлежат захоронению.

В связи с тем, что мышьяк и сурьма не переходят через катионитовые мембраны в катодную камеру,исключается восстановление их до ядовитых газов - арсина и стибина.

Пример 1. Исследования проводили в лабораторном трехкамерном электролизере, разделенном мембранами, со стороны катода - катионитовой марки МК-40, а со стороны анода анионитовой марки МА-40.

Объем камер: катодной 50 мл, средней и анодной 150 мл.Для предотвращения попадания частиц шлама в поры, мембраны обтягивают фильтровальной тканью.

Плотность тока на мембранах 300 А/м, на электродах 150 А/м , напряжение 2,8 В.

Серную кислоту заливают в катодную камеру с содержанием 60,3 г/л, а в анодную 10,0 г/л. .

Промышленный электролит с содержанием, г/л: Си 15,0; Sb 0,6; Ti 0,6 Ni 19,1; As 6,5; 106,4 подают в среднюю камеру.

Температура электролита 60 С.

Количество электричества, пропущенного через электролизер, 16 Ач.

В табл.1 показано изменение состава медного электролита при прохояодении его через камеры электролизера

Т. аблица 1

пример 2.- Испытывают промышленный электролит с содержанием г/л: Си 18,3; N1 15,6; As 8,4; Sb 0,5 HiSOi 164,7. Количество электричества, пропущенного через электролизер,20 Ач.

Остальные условия аналогичны примеру 1.

Результаты испытаний представлены в табл.2. Как показали результаты исследовани способ обеспечивает безопасность труда, так как исключается образова ние ядовитых газов арсина и стибина получение чистых концентрированных келевых растворов с содержанием никеля не менее 35-40 г/л. Формула изобретения Способ переработки медного электролита электролизом в мембранных электролизерах с нерастворимым анодом, отличающийся тем, :что, с целью получения чистых конТаблица 2 центрированных никелевых растворов, медный электролит подают в камеру между мембранами, где катионитовая мембрана направлена в сторону катода, а анионитовая - в сторону анода, и процесс ведут при исходной концентрации серной кислоты в католите 50- ; 70 г/л и отношении объема католита к перерабатываемому электролиту Is (2,5Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Реферативный журнал Химия, Сводный тем. 11,реферат 11Л268, 1974, с. 36.