Способ электролитической переработки мышьяксодержащих медных электролитов Советский патент 1982 года по МПК C25C1/12 

1

Изобретение относится к гидроме- таллургии, в частности к переработке медеэлектролитных растворов с применением ионитовых мембран.

Известен способ переработки медеэлектропитных растворов в катодной камере двухкамерного электролизера о анионитовой мембраной. На катоде выделяются медь и водород, в анодной камере образуется серная кислота, при этом на катоде происходит разряжение мьпиьяка до элементарного и частично до арсина, кроме того, некоторая часть мышьяка через анионитовую мембрану переходит в анолит 1 .

Основными недостатками указанного способа являются образование на катоде ядовитого газа-арсина, загрязнение мы- . шьяком порошка меди и низкий выход последней по току.

Наиболее близкий- к предлагаемому по технической сушности является способ переработки медного электролита р четырехкамерном электролизере в сочетании с диализом, включающий катодное обеамеживание электролита до остаточного , содержания меди 20 г/л, дополнительное извлечение металлов и серной кислоты диализом и доизвлечение металлов в другой камере электролизера посредством переноса через катионовую мембрану. В результате получаются товарная катох ная медь, оборотная серная кислота и нейтральный сульфатный раствор меди и никеля, практически не содержащий других примесей С23 .

К недостаткам данного способа отно5 сятся трудность аппаратурного оформления, так как для каждой электродной пары необходимо изготавливать отдельную элементарную ячейку; кроме того установка блока мембран в межэлектрод-. ное пространство требует герметичного разделения анолита и католита, что уо|ложняет конструкцию электролизных ванн. Оель изобретения - упрощение aormaратурного оформления и увеличение выхода по току. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электролитической переработки мьпиьяксодерисащих медных электролитов, включающему катодное обеэмеживание электролита в многокамерных аппаратах с анионитовыми и катионитовыми мембранами при плотности тока 15О-20О А/м до остаточного содержания меди 20 г/л, процесс ведут в элекгродиализаторе, в котором анионитовые (А) и катионитовые (К) мембраны установлены в порядке (от катода) А-АК-А-А-К...,. электролит подают в камеры Между анионитовыми мембранами, из коТорого посредством переноса извлекаете мьшшяк, причем максимальная концентрация свободной серной кислоты в исходном электролите ЗО-35 г/л. На чертеже изображена схема осущест вления предлагаемого способа. В камеры между анионитовыми мём бранами подается перерабатываемый элек тролит, при этом из него посредством, электрического переноса через мембраны в анодном направлении извлекается мышьяк, а в катодном направлении - водородные ионы (см. чертеж). Медь и никель остаются в исходном электролите. , Концентрация серной кислоты в электролите не должна превьштать 30-35 г/л. Это условие обеспечивает подавление конкурирующего переноса сульфатионов и переход мышьяка в анионную форму, а вследствие этого увеличивается перенос последнего через анионитовую мембрану Если концентрация серной кислоты в эле тролите превьпиает 30-35 г/л для умень щення содержания серной кислоты до нужной концентрации можно использовать все известные способы (диализ, экстракция, Сорбция, нейтрализация медными гранулами и др,). В Другие камеры электролизера подаются растворы серной кислоты. Раствор с анодной стороны т камер, образованных двумя анионитовыми мембранами, обогащается мышьяком, а с катодной обескислочивается. Упрощение аппаратурного оформления заключается в том, что процесс проводится в компактных многокамерных аппаратах, подобных щироко применяемым в промышленности шреснитеяьным установкам. Увеличение выхода по току обусловлено тем-, что в многокамерном аппарате эффективность использования тока повьшгается почти во столько раз, во сколько раз повторяется элемеитарная ячейка в многокамерном аппарате. Пример. Опыты проводят в 13камерном аппарате (см. чертеж) общая площадь мембран - 120О см(8ОО см анионитовых и 4ОО смтсатионитовых). Анод - свинец с 3,7% сурьмы, катод медь. Плотность тока - 200 А/м, напряжение - 6,8 В . Продолжительность опьгга 11 ч. Степень очистки электролита от мышьяка определяется концентрацией свободной серной кислоты н резко понижается при превышении последней ЗО-35 г/л (см. опыт № 3). Резутштаты опытов по электродиалиэной очистке электролита от мышьяка представлены в таблице.

Раствор дляИсходное

извлечения мы-Конечное

шьяка (камерыИсходное 2, 5, 8, 11)

Камеры 1, 4, 7, 10, 13

995

Конечное

1,2 81,3

21,12 41,6

12,1

Исходное 100О 19,6 21,2 Конечное 10ОО 19,5 21,2

Исходное 500

Конечное

5О2 Предложенный способ обеспечивает очистку медного электролита от мьшшяка и упрощает аппаратурное оформление . Ис пользование многократного электродиали- заТора, увеличивая прохождение тока, сни жает расход электроэнергии. Формула зобретения Способ электролитической переработки мышьяксодержащих медных электролитов, включающий катодное обезмеживание электролита в многокамерных аппаратах с анионитовыми (А) и катионитовыми (К) мембранами при плотности тока 15О200 остаточного содержания меди 20 г/л, отличающийся тем, что, с целью упрощения аппаратурПродолжение таблицы

16,432,3

3,48,13

1,215,64

24,81О1,7 ного оформления и увеличения выхода по току, процесс проводят в электродиализаТоре, в котором анионитовые и катионитовые мембраны установлены в порядке (от катода) А-А К-А-А-К..., электролит подают в камеры между анионитовыми мембранами, причем максимальная концентрация свободной серной кислоты в исходном электролите 30-35 г/л. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ласкорин Б. Н. и др. Применение ионитовых мембран в электролизе меди.- Цветные металлы, 1971, № 13, с. 45-47. 2.Авторское свидетельство СССР № 753927, кл. С 25 С 1/12, 1978.