CN102839395B - 根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法 - Google Patents

根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102839395B
CN102839395B CN201210209389.1A CN201210209389A CN102839395B CN 102839395 B CN102839395 B CN 102839395B CN 201210209389 A CN201210209389 A CN 201210209389A CN 102839395 B CN102839395 B CN 102839395B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chlorine
groove
dissolving tank
valuable metal
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210209389.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102839395A (zh
Inventor
金珉奭
李在天
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Original Assignee
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM filed Critical Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Publication of CN102839395A publication Critical patent/CN102839395A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102839395B publication Critical patent/CN102839395B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/02—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/045—Leaching using electrochemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • C22B3/14—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions containing ammonia or ammonium salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • C22B7/008—Wet processes by an alkaline or ammoniacal leaching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明提供一种根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法，上述有价金属回收装置包括具有如下部分的系统：电解氯生成槽，溶解槽，其位于电解氯生成槽的后端，对含有价金属的物质进行浸出反应，供气器，其与溶解槽相连接并供应载气，捕集槽，其位于溶解槽的后端，用于捕集挥发性物质，分离槽，其位于溶解槽的后端，对在溶解槽产生的浸出反应物进行分离和纯化；还具备用于连接电解氯生成槽、溶解槽及分离槽的氯及氢氧化钠的再循环管线。本发明能够根据有价金属的特性进行回收，并通过具备氯及氢氧化钠的再循环系统，使金属回收率及工序效率实现极大化，由此十分经济。

Description

根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法
技术领域
本发明涉及一种包含铜（Cu）、锌（Zn）、锡（Sn）、铬（Cr）、铟（In）、铅（Pb）、钼（Mo）、钒（V）、钨（W）、锆（Zr）、锗（Ge）、铼（Re）、金（Au）、铱（Ir）、铑（Rh）、钌（Ru）、锇（Os）或者包含上述成分混合物的有价金属的回收装置及利用该回收装置的有价金属的回收方法，更具体地，涉及一种将在电解氯生成槽中产生的氯根据有价金属的种类以氧化物形式进行挥发或者作为浸出溶液进行溶解，由此能够回收的有价金属碱法浸出、回收装置及利用上述有价金属碱法浸出、回收装置的回收方法，上述装置属于密闭系统，其特征在于，通过使在电解氯生成槽的阳极室生成的氯及在阴极室生成的氢氧化钠实现再循环，因此不需要附加供应上述物质，所以不产生废液和废气，不仅具有环保性，而且没有有毒性气体的渗漏危险，从而具有安全性和经济性。
背景技术
通常，在各种电子产品等制备工序中产生的废屑、废弃物、废制品或者在化学工序中产生的废催化剂，以及在镀金工厂、纤维工厂、图片显像时产生的废水等中，含有大量的有价金属，因此如何实现这些废弃资源的再利用以及如何从上述废弃资源中对有回收价格的有价金属进行有效的回收，在废弃资源的价值创造及防止环境污染层面成为非常重要的课题。
作为上述有价金属可举例铜（Cu）、锌（Zn）、锡（Sn）、铬（Cr）、铟（In）、铅（Pb）、钼（Mo）、钒（V）、钨（W）、锆（Zr）、锗（Ge）、铼（Re）、金（Au）、铱（Ir）、铑（Rh）、钌（Ru）、锇（Os）等，作为用于对包含这种有价金属及其混合物的含有价金属的物质或者废水进行处理来回收上述有价金属的方法，主要有利用将碱盐溶解于溶剂而制备的碱溶液来进行浸出的方法。
通常的碱法浸出方法是使用溶解大量碱盐的水溶液在高温条件下进行反应并溶解，由于持续地消耗碱，不仅需要大量的碱盐，而且所产生的废液将引起环境污染，相比酸，碱盐的成本更高，由此成为工序费用上涨的主要原因。
作为另一种方法，还有利用电解的方法，上述电解方式不仅用于废水内含有的有价金属，同时部分还用于普通的无机化合物或者有机化合物的处理及生产过程，但这种方式具有处理时间长或者由于需要附加装置而效率低下的缺点。
发明内容
本发明是为了解决上述以往技术问题而提出的，通过在电解氯生成槽的阳极室利用电化学反应产生氯气，仅在需要时可使用氯气，同时，通过在阴极室制备氢氧化钠水溶液，能够用于浸出。本发明的目的在于提供一种回收装置，其根据有价金属的种类在溶解槽进行浸出反应后使其挥发，并在捕集槽进行捕集或者在分离槽对浸出溶液进行分离纯化而回收的装置；本发明的再一个目的在于提供一种制备方法，其将在浸出反应中未使用的氯气向电解氯生成槽进行再循环并进行还原处理后将其再次用于氯气生成，以及在溶解槽中使用的溶解液再次向阴极室供应并用于制备氢氧化钠，进而实现无外部碱物质供应的条件下循环使用。
根据上述本发明的装置的结构元件通过相互之间的有机结合，能够彻底改善有价金属的回收率，尤其采用一种能够实现氯及氢氧化钠的再循环来利用的密闭型系统，不需要其外部供应氯及氢氧化钠，不存在设备腐蚀及有毒气体的渗漏危险，并且不会产生废液，不仅能够实现环保，而且能够使工序效率极大化。
根据本发明的有价金属回收装置，其包括具有如下部分的系统：电解氯生成槽，溶解槽，其位于电解氯生成槽的后端，对含有价金属的物质进行浸出反应，供气器，其与溶解槽相连接并供应载气，捕集槽，其位于溶解槽的后端，用于捕集挥发性物质，分离槽，其位于溶解槽的后端，对在溶解槽产生的浸出反应物进行分离纯化；还具备用于连接电解氯生成槽、溶解槽及分离槽的氯及氢氧化钠的再循环管线。
上述电解氯生成槽，其特征在于，由含有氯的酸或含有碱金属氯化物的电解液、由离子交换膜分离的阳极室及阴极室构成，在上述阳极室生成的氯气或者在上述阴极室生成的氢氧化钠溶液向溶解槽供应。
上述阳极室及阴极室包含石墨、铱或钛电极，离子交换膜作为分离膜，优选使用阴离子交换膜，但只要能够阻止阳极室和阴极室的两个电极之间反应的相互影响并且能够选择性地使氯离子通过，则不局限于阴离子交换膜。
电解氯生成槽通过电极施加电流或者电压，从而通过电解反应生成氯气。通过上述电解反应浸出时能够实时生成氯气并使用和消耗的工序，相比以往的针对氯气供应而在外部另设储存槽的方式，不仅能够减少用于防止由供应引起的气体渗漏的设备或者用于实现连续供应而另外安装的装置所带来的负担，而且能够有效防止设备腐蚀以及有效应对渗漏时引起的环境污染事故。
在电解氯生成槽的阳极室，生成如下通式（1）所示的氯气。
（1）2Cl-→Cl2↑+2e-
通过上述电解反应获取的氯气能够稳定地向溶解槽供应，在溶解槽内未进行反应的剩余氯气通过氯再循环管线，向氯电解生成槽的阴极室再供应并实现循环。此时，氯气在阴极室与氢氧化钠溶液进行反应并转变为稳定的氯化合物之后，还原成氯离子，从而通过阴离子交换膜向阳极室移动并再利用于氯生成反应，由此能够实现氯利用效率的极大化。
如上所述，在溶解槽中，剩余氯气向电解氯生成槽再供应的过程还包括除了与电解氯生成槽的阴极室相连接的管线之外，在溶解槽内的浸出反应后经过分离槽向电解氯生成槽再供应的步骤。
在本发明中，通过上述氯再循环管线实现氯的再利用，由此不需要另设氯供应装置。
在上述电解氯生成槽中，电解液含有碱金属氯化物的情况下，在阴极室生成碱金属氢氧化物。此时，碱金属氯化物是NaCl、KCl、LiCl或它们的混合物，上述碱金属氢氧化物是NaOH、KOH、LiOH或它们的混合物。上述碱金属氯化物优选为氯化钠（NaCl），上述碱金属氢氧化物优选为氢氧化钠（NaOH）。上述物质作为在溶解槽内制备氧化性碱溶解液时所需的碱溶液向溶解槽供应。
作为一个实施方式，在电解生成槽内的阴极室中，如下通式（2）所示，生成氢氧化钠。并且，此时生成的氢气，其特征在于，用作燃料电池的动力源或者热源。
（2）2H2O+2NaCl+2e-→H2↑+2Cl-+2NaOH
在本发明中，有价金属包含铜（Cu）、锌（Zn）、锡（Sn）、铬（Cr）、铟（In）、铅（Pb）、钼（Mo）、钒（V）、钨（W）、锆（Zr）、锗（Ge）、铼（Re）、金（Au）、铱（Ir）、铑（Rh）、钌（Ru）、锇（Os）或者它们的混合物，但只要能够溶解于碱溶液的有价金属，则不局限于此。
在本发明中，溶解对象有价金属能够在溶解槽内以有效的溶解液进行浸出反应并实现分离和纯化，能够通过制备挥发性有价金属的溶解液进行挥发后捕集。并且，其特征在于，在非挥发性有价金属及挥发性有价金属混合存在的状态下，按照不同金属制备溶解液，来实现挥发捕集及分离纯化。
向上述溶解槽供应的氯气与溶解槽内的碱溶液进行反应，生成选自HClO、ClO-、NaClO、KClO及LiClO群中的一种以上的特定氯化合物，并参与浸出反应。通过上述过程制备的氧化性碱溶解液的pH，通过如下通式（3）的反应生成氢离子，导致上述pH下降，但能够通过追加供应在阴极室生成的碱溶液，使pH保持在碱性区域。
（3）Cl2+H2O→HClO+H++Cl-
根据本发明的溶解槽，在前端还可包括与电解氯生成槽相连接的氧化性碱溶液保管槽。通过使电解氯生成槽中生成的氯气进入所连接的氧化性碱溶液保管槽，来代替向溶解槽供应，由此与溶解了预先储存的NaOH、KOH等碱的碱溶液进行反应来制备pH8～pH14的氧化性碱溶液并进行储存，必要时也可以将其向溶解槽供应而使用。
根据本发明的溶解槽中，pH得以调整的氧化性碱溶液与所装入的含有价金属的物质进行浸出反应。
有价金属为钌或锇等具有挥发性的情况下，完成溶解反应后，向溶解槽追加供应的氯气根据通式（3）将浸出溶液的pH降低为10以下，将溶解的钌和锇变成气体状态的氧化物，通过使其向捕集槽移动来进行捕集。此时，从供气器向溶解槽供应载气，并将其向捕集槽自然移动。作为上述载气能够采用氮气、氩气、氧气及空气等，鉴于经济性，优选为空气，关于载气的类型，只要能够在大气中具有稳定性，则不受到很大的限制。
就非挥发性含有价金属的物质而言，在溶解槽中以氧化性碱溶液内浸出溶液的形态浸出，向能够对上述浸出溶液进行分离纯化的分离槽移送。在上述分离槽中，通过固态液态分离膜，分离固态残渣后，采用沉淀、溶剂提取等方法，回收有价金属。此时，根据本发明的有价金属回收装置，其特征在于，能够将所产生的废液向阴极室再次供应而进行再循环，以备再利用。
根据本发明的有价金属回收装置采用密闭型系统，使氯气及氢氧化钠进行再循环来再利用，由此能够实现装置效率性的极大化。
本发明提供一种利用上述有价金属回收装置的有价金属回收方法。
根据本发明的有价金属回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）将向电解氯生成槽施加电流或电压而生成的氯或氢氧化钠溶液向溶解槽移送的步骤；
b）借助在被移送的氯或氢氧化钠溶液的反应下生成的氧化性碱溶解液，使含有价金属的物质进行浸出反应的溶解步骤；
c）使浸出的有价金属进行挥发，在捕集槽进行捕集或者向分离槽移送而进行分离纯化的分离步骤；以及
d）将在上述被移送的氯中的未使用氯及在分离步骤中产生的含有氯离子的余液向电解氯生成槽再循环的步骤。
其特征在于，还包括如下步骤：在上述溶解槽的前端具备供气器，通过喷嘴供应载气。
上述电解氯生成槽含有包含氯的酸或碱金属氯化物，通过电极施加电流或者电压，在电解反应下生成氯气。并且，在阴极室产生的氢氧化钠溶液为了制备氧化性碱溶解液而向溶解槽供应。
在上述步骤b）中，对含有价金属的物质进行浸出反应的溶解步骤，其特征在于，在pH8以上、20℃～90℃条件下完成。在上述溶解步骤中，溶解液的pH能够根据所装入的有价金属的类型而适当调整，Mo、W优选为pH8以上，Ge、Sn、V、Cr、Rh、Ir、Ru、Os优选为pH10以上，Zr、Cu、Zn、In、Pb优选为pH13以上，Cd优选为pH14以上。
在上述步骤c）中，通过将有价金属被浸出的溶液的pH调整为1～10，借助载气向捕集槽移送而进行捕集，此时，其特征在于，溶解槽的温度为20℃～90℃。该步骤的pH调节通过追加供应氯的方式完成。
在步骤c）中，非挥发性有价金属的浸出溶液向可进行分离纯化的分离槽移送。上述分离槽包括提取装置，并可以利用化学沉淀、离子交换树脂或者溶剂提取等方法回收有价金属。
并且，本发明具有再循环系统，使得回收上述有价金属之后所产生的废液向阴极室移送，来实现废液中含有的氯离子和溶液的再利用。
本发明的特征在于，具有再循环管线，由于浸出溶液的分离纯化的余液中含有钠和氯离子，因此，将其向电解氯生成槽的阴极室移送，由此能够在氯的电解生成和碱溶液制备过程中进行再利用。
在上述步骤c）中，其特征在于，捕集槽中的捕集过程在含有还原剂的溶液及5℃～30℃条件下完成。
为了生成氯电解生成槽的氯气而采用的氯离子供应源优选为pH1以下的盐酸溶液，在捕集槽中使用的还原剂是能够阻止金属不纯物污染的醇等有机化合物，能够使用乙醇、甲醇、异丙醇等。
在上述步骤d）中，氯的再循环过程包括将溶解槽中的剩余氯气向电解氯生成槽的阴极室供应并将其还原为氯离子后进行再利用，或者在分离槽中对溶解液进行分离纯化之后将含有氯离子的余液作为碱溶液的原料再次向电解氯生成槽的阴极室供应的步骤。
本发明的优点在于，能够按照有价金属的种类，在溶解槽中完成浸出反应后进行挥发，在捕集槽进行捕集或者在分离槽对浸出溶液进行分离纯化来回收，通过利用由电化学反应生成的氯气，能够解除需要追加设置用于向外部供应氯气的装置、用于防止气体供应装置的气体渗漏的设备以及用于连续供应氯气的储存装置时带来的负担，从而不仅能够节减费用，而且简化了工序。
尤其，根据本发明的用于连接电解氯生成槽、溶解槽及分离槽的再循环系统实现有机结合，其优点在于，作为能够再循环使用氯及氢氧化钠的密闭系统，省去氯及氢氧化钠的外部供应，不发生设备腐蚀，并不产生有毒气体、废液，不仅具有环保性，而且能够持续地运行工序，使有价金属的回收率及工序效率实现极大化，由此具有经济性。
附图说明
图1是表示根据本发明的有价金属回收装置的一个实施方式。
图2是表示不同时间的阴极室的pH变化和由此计算的溶液内氢氧化钠浓度变化。
附图标记的说明
100：电解氯生成槽101：阴极室
102：阴极室103：离子交换膜
200：溶解槽300：捕集槽
400：分离槽500：供气器
601：再循环管线602：再循环管线
700：冷却器800：氧化性碱溶液保管槽
900：三通阀。
具体实施方式
以下，将根据实施例对本发明进行详细说明。
但以下实施例仅作为本发明的例示，本发明的内容并不局限于以下实施例。
图1表示根据本发明的有价金属回收装置的一例，如图所示，上述有价金属回收装置包括：电解氯生成槽100，其具有阴极室101、阳极室102及离子交换膜103；溶解槽200，其位于上述电解氯生成槽100的后端，对含有价金属的物质进行浸出反应；捕集槽300，其位于溶解槽的后端，用于捕集挥发性物质；分离槽400，其位于溶解槽的后端，对在溶解槽200产生的浸出反应物进行分离纯化；供气器500，其与上述溶解槽相连接并供应载气；氧化性碱溶液保管槽800；以及氯及氢氧化钠再循环管线601、602，其用于连接电解氯生成槽100、溶解槽200及分离槽400。
通过投入口，向上述溶解槽200投入作为溶解对象物的有价金属含有试样，供应碱金属氢氧化物溶液并调节pH。通过搅拌机搅拌溶解槽200内的液体及试样，为了调节及保持pH，在溶解槽200还可包括pH传感器。
上述电解氯生成器100根据不同的有价金属，通过电解方式生成适当量的氯气并向上述溶解槽200供应。电解氯生成器100由含有氯离子的电解液、由离子交换膜103分离的阴极室101及阳极室102构成，借助氧化电流，在阳极室102的氧化电极生成的氯气通过氯供应管线向溶解槽200供应。此时，氯供应管线的端部优选地浸渍在存在于溶解槽200内的液体中，在已浸渍的端部优选地具备散气管，使得转变为氯化合物的变化率实现极大化。
上述阳极室102及阴极室101包含石墨、铱或钛电极，离子交换膜103作为分离膜，优选使用阴离子交换膜，只要能够阻止阳极室102和阴极室101的两个电极之间反应的相互影响并且能够选择性地通过氯离子，则不受到限制。
为了向上述电解液提供氯离子而使用碱金属氯化物的情况下，作为替代反应，在上述阴极室101中生成碱金属氢氧化物。上述碱金属氢氧化物以溶液形态向溶解槽200内供应，用作氧化性碱溶解液的原料，优选地使用氢氧化钠。
在本发明中，向溶解槽200供应的氯与碱溶液进行反应并转变为能够引起有效的溶解反应的氯化合物，这种氯化合物是选自HClO、ClO-、NaClO、KClO及LiClO群中的一个以上，pH越高，ClO-的比率越大。
在上述溶解槽200的溶解步骤中，氧化性碱溶解液的pH取决于从阴极室供应的碱溶液的pH，碱溶液的pH随着电流施加时间而上升。
上述碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钠以氢氧化钠水溶液的形态向溶解槽供应，用作氧化性碱溶解液的原料，与向溶解槽供应的氯气进行反应并将氯气转变为特定氯化合物。就挥发性有价金属而言，可回收挥发后剩余的溶解槽的余液，就非挥发性有价金属而言，可回收除分离纯化后在浸出反应中消耗的氢氧化离子之外的余液。
在本发明中，如图1所示，上述供气器500通过载气供应管线及喷嘴将载气向溶解槽200供应，设置于溶解槽200的喷嘴位于上端，以避免与溶解槽内部的溶液接触。并且，设置于捕集槽300的喷嘴，其特征在于，用于使含有挥发性金属氧化物的载气通过，喷嘴的末端位于捕集溶液之中。
尤其，根据本发明的有价金属回收装置包括用于连接电解氯生成槽100、溶解槽200及分离槽400的氯及氢氧化钠再循环管线601、602，省去氯及氢氧化钠的外部供应，不发生设备腐蚀及有害物质渗漏，具有环保性，同时，不仅能够持续地运行工序，而且能够根据挥发性或者非挥发性的有价金属种类进行回收，使有价金属的回收率及工序效率实现极大化，从而具有经济性。
通过本发明的以下实施例，能够确认到工序效率及回收率非常优秀的有价金属回收装置及方法。
实施例1
作为用于电解氯生成槽的溶液，在阳极室中使用280mL的1mol·L-1的盐酸，在阴极室中使用280mL的2mol·L-1的NaCl溶液。在分别设置于阳极室及阴极室的石墨电极连接电线后，施加2A的电流，来发生电化学反应。此时，阴极室的pH随着时间的经过，生成氢氧化钠的同时随之上升，施加电流450分钟时，pH值为13.376，此时，溶液中的氢氧化钠浓度为0.24mol·L-1。
实施例2
作为用于电解氯生成槽的溶液，在阳极室中使用270mL的1mol·L-1的盐酸，在阴极室中使用600mL的2mol·L-1的NaCl溶液。在分别设置于阳极室及阴极室的石墨电极连接电线后，施加电流，来发生电化学反应。阴极室的pH随着时间的经过，生成氢氧化钠的同时随之上升，此时，向阴极室供应在溶解槽中未使用的氯，来调查了作为氯再循环处理能力的再循环率。随着向阴极室供应的未使用氯的供应量增加，向阳极室施加了理论上相当于相同的氯生成量的电流。未使用氯供应量为0.0326mol·h-1以下时，表现出100%的再循环率，未使用氯供应量为0.0373mol·h-1时，表现出99.7%的再循环率。99.7%的再循环率表示向阴极室供应的未使用氯中未完成还原处理并向系统外部排出的氯的量为0.3%。
实施例3
作为用于电解氯生成槽的溶液，在阳极室中使用250mL的1mol·L-1的盐酸，在阴极室中使用600mL的2mol·L-1的NaCl溶液。在分别设置于阳极室及阴极室的石墨电极连接电线后，施加2A的电流，来产生氯气。所产生的氯气与装入浸出槽的pH13.5的NaOH水溶液200ml进行反应来制备出OCl-浓度为0.9molL-1的氧化性碱溶解液。溶解液的最终pH调整为13。将备好的溶液的温度保持在40℃，并以400rpm进行搅拌，装入1g钌粉末并进行溶解。保持30分钟溶解反应，其结果，溶解率达到100%。随后，在溶解槽的温度为80℃、空气载气注入速度为400ml·min-1、用于降低pH而注入氯的施加电流为2A的条件下，进行挥发的结果，经过180分钟时，99.95%的钌被挥发。在捕集槽中，将在6mol·L-1的盐酸中以20%的体积比含有乙醇的混合溶液250ml用作捕集溶液，将溶液温度保持在10℃。实施捕集之后，经过180分钟时，捕集率达到96.2%，以二氧化钌析出或者连接部位上出现的渗漏（leak）损失的形态，在挥发步骤中产生的损失率达到3.8%。
实施例4
作为用于电解氯生成槽的溶液，在阳极室中使用250mL的1mol·L-1的盐酸，在阴极室中使用600mL的2mol·L-1的NaCl溶液。在分别设置于阳极室及阴极室的石墨电极连接电线后，施加2A的电流，来产生氯气，并将其向储存有预先在阴极室生成的氢氧化钠溶液的氧化性碱溶液保管槽供应，来制备出氯化合物OCl-浓度为0.7mol·L-1、pH为12的氧化性碱溶解液600mL。将其中的400mL向溶解槽供应，将溶液温度保持在60℃。将分别含有钨和钌50%的混合试样2g投入溶解槽，以400rpm速度进行搅拌来实施浸出。经过60分钟浸出时，混合试样完全溶解，追加注入氯气，将溶液的pH降低至2。在溶解槽的温度为80℃、空气载气注入速度为400ml·min-1的条件下，经过180分钟时，99.9%的钌被挥发。在捕集槽中，将在6mol·L-1的盐酸中以20%的体积比含有乙醇的混合溶液250ml用作捕集溶液，将溶液温度保持在10℃。实施捕集后经过180分钟时，捕集率达到96%。钌被挥发时，随着pH下降，钨以钨氧化物形态沉淀。钌挥发后剩余的含钨氧化物溶解液向分离槽移送，经过固液分离后，钨以氧化物的形态被回收为99.9%，分离后的余液再次向电解氯生成槽的阴极室供应而再利用于氢氧化钠的制备。
如上所述，在本发明中通过如具体装置图的特定事项和限定的实施例及附图进行了说明，但这些只是有助于更加全面理解本发明，而本发明并不局限于上述实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员能够进行各种修改及变形。
因此，本发明的技术思想并不局限于上述实施例，所附的权利要求书以及与该权利要求书均等或者等价变形的所有内容都应属于本发明的技术思想的范畴内。

Claims (11)

1.一种有价金属回收装置，其特征在于，
包括具有如下部分的系统：
电解氯生成槽，
溶解槽，其位于电解氯生成槽的后端，对含有价金属的物质进行浸出反应，
供气器，其与溶解槽相连接并供应载气，
捕集槽，其位于溶解槽的后端，用于捕集挥发性物质，
分离槽，其位于溶解槽的后端，对在溶解槽产生的浸出反应物进行分离纯化；
还具备用于连接电解氯生成槽、溶解槽及分离槽的氯及氢氧化钠的再循环管线；
上述氯再循环管线使得在电解氯生成槽生成的氯向溶解槽供应并进行浸出反应后剩余氯再次向电解氯生成槽供应或者使经由分离槽再次向电解氯生成槽供应来实现循环；
上述氢氧化钠再循环管线使得在电解氯生成槽生成的氢氧化钠向溶解槽供应并进行浸出反应后经由分离槽再次向电解氯生成槽供应来实现循环。
2.根据权利要求1所述的有价金属回收装置，其特征在于，
上述电解氯生成槽由含有氯离子的酸或含有碱金属氯化物的电解液、由离子交换膜分离的阳极室及阴极室构成，
在上述阳极室生成的氯气或者在上述阴极室生成的氢氧化钠溶液向溶解槽供应。
3.根据权利要求1所述的有价金属回收装置，其特征在于，上述溶解槽在前端还包括与电解氯生成槽连接的氧化性碱溶液保管槽。
4.根据权利要求3所述的有价金属回收装置，其特征在于，上述氧化性碱溶液保管槽使预先储存的碱溶液与在电解氯生成槽中生成的氯气进行反应，来保管pH8以上的氧化性碱溶液。
5.根据权利要求1所述的有价金属回收装置，其特征在于，上述供气器通过载气供应管线及喷嘴将载气向溶解槽供应，设置于溶解槽的喷嘴避免与溶解槽内部的溶液接触，设置于与上述溶解槽连接的捕集槽的喷嘴位于捕集溶液内。
6.根据权利要求1所述的有价金属回收装置，其特征在于，在上述电解氯生成槽的阴极室中生成的氢气用作热源。
7.根据权利要求1所述的有价金属回收装置，其特征在于，上述系统是能够遮蔽光线的密闭式系统。
8.一种有价金属回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将向电解氯生成槽施加电流或电压而生成的氯或氢氧化钠溶液向溶解槽移送的步骤；
b)借助在被移送的氯或氢氧化钠溶液的反应下生成的氧化性碱溶解液，使含有价金属的物质进行浸出反应的溶解步骤；
c)使浸出的有价金属进行挥发，在捕集槽进行捕集或者向分离槽移送而进行分离纯化的分离步骤；以及
d)在上述被移送的氯中的未使用氯及在分离步骤中产生的氯离子含有余液向电解氯生成槽再循环的步骤，
其中，在上述溶解槽的前端具有供气器，通过喷嘴供应载气，
上述d)步骤是通过连接电解氯生成槽、溶解槽及分离槽的氯及氢氧化钠的再循环管线实现的；
上述步骤d)的氯的再循环过程包括将溶解槽中的剩余氯气向电解氯生成槽的阴极室供应并将其还原为氯离子后进行再利用，或者在分离槽中对溶解液进行分离纯化之后将含有氯离子的余液作为碱溶液的原料再次向电解氯生成槽的阴极室供应的步骤。
9.根据权利要求8所述的有价金属回收方法，其特征在于，上述步骤b)的溶解步骤在pH8以上、20℃～90℃条件下进行。
10.根据权利要求8所述的有价金属回收装置，其特征在于，上述步骤c)的挥发在有价金属被浸出的溶液的pH为1～10的条件且在20℃～90℃条件下进行。
11.根据权利要求8所述的有价金属回收方法，其特征在于，上述步骤c)的在捕集槽中的捕集步骤在含有还原剂的溶液及5℃～30℃条件下进行。
CN201210209389.1A 2011-06-23 2012-06-25 根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法 Expired - Fee Related CN102839395B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0061165 2011-06-23
KR20110061165A KR101078282B1 (ko) 2011-06-23 2011-06-23 알칼리 침출에 의한 순환형 유가금속 회수장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102839395A CN102839395A (zh) 2012-12-26
CN102839395B true CN102839395B (zh) 2015-11-18

Family

ID=45033618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210209389.1A Expired - Fee Related CN102839395B (zh) 2011-06-23 2012-06-25 根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9194019B2 (zh)
JP (1) JP5583174B2 (zh)
KR (1) KR101078282B1 (zh)
CN (1) CN102839395B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104131310B (zh) * 2014-08-18 2016-06-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 镁电解渣的综合利用方法
CL2015000274A1 (es) 2015-02-04 2015-06-26 Propipe Maquinarias Limitada Sistema electrolitico unificado para precipitar metales de interes y regenerar agentes oxidantes, comprende un dispositivo celda de membranas que esta compuesto por uno o mas compartimientos catodicos y por uno o mas compartimientos anodicos, los que se encuentran separados por una membrana de intercambio ionico y unidireccional; y proceso electrolitico.
KR101691011B1 (ko) 2016-10-18 2016-12-29 (주)코어메탈 철 분리 효율이 향상된 유가금속 회수장치
KR101691014B1 (ko) 2016-10-18 2016-12-29 (주)코어메탈 유가금속 회수장치
JP2018119197A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 京セラ株式会社 タングステン化合物の回収方法
CN112034909B (zh) * 2020-07-20 2022-02-01 阪诺工程(苏州)有限公司 一种具有消毒防护隔离层的氢氧化钾温控报警系统
CN112981113B (zh) * 2021-02-08 2022-05-24 华南理工大学 一种从废脱硝催化剂中高效提取V/W/Ti的方法
CN114433863A (zh) * 2022-02-11 2022-05-06 广东先导稀材股份有限公司 从氧化锇物料中制备锇粉的方法
KR102626570B1 (ko) * 2022-12-16 2024-01-19 한국지질자원연구원 습식제련 분리 정제 공정을 통한 폐내화재로부터 산화마그네슘 제조방법
KR102630333B1 (ko) * 2023-02-06 2024-01-30 한국지질자원연구원 폐내화재로부터 친환경 습식제련응용공정을 통한 고순도 산화마그네슘 제조방법 및 이를 통해 제조된 산화마그네슘
KR102540080B1 (ko) 2023-02-10 2023-06-05 (주)코어메탈 철분리효율이 향상된 폐금속 회수장치
KR102540077B1 (ko) 2023-02-10 2023-06-05 (주)코어메탈 단계 분쇄방식을 이용한 폐금속 회수장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1617380A (zh) * 2003-11-11 2005-05-18 财团法人工业技术研究院 从废二次电池回收有价金属的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4320179A (en) * 1978-04-03 1982-03-16 Energy Development Associates, Inc. Transference and purification of halogen and hydrohalic acid in an electrochemical system
GB8727124D0 (en) * 1987-11-19 1987-12-23 Mackie D A Leaching process
JP2727699B2 (ja) 1989-11-08 1998-03-11 松下電器産業株式会社 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物
JP3150803B2 (ja) 1992-08-01 2001-03-26 河口湖精密株式会社 時計文字板用足無し時字及びその製造方法並びにそれを使用した時計用文字板
KR0162115B1 (ko) * 1993-04-14 1998-11-16 노자키 지로 용존산소 감소장치
KR100664609B1 (ko) 2004-10-20 2007-01-04 주식회사 신안에스엔피 오엘이디 용 유리기판의 연마방법 및 이를 이용하여 생산된 오엘이디용 유리기판
KR100683961B1 (ko) 2005-03-29 2007-02-15 한국지질자원연구원 전해생성된 염소를 이용한 침출과 이를 위한 전해침출장치
JP4436822B2 (ja) * 2006-10-25 2010-03-24 株式会社奈良機械製作所 粉粒体の熱交換装置及びその製造方法
KR20090070302A (ko) 2007-12-27 2009-07-01 주식회사 실트론 휠 링이 교체가능한 웨이퍼 에지 연삭 휠
KR100876682B1 (ko) * 2008-06-24 2009-01-07 한국지질자원연구원 귀금속 용해장치
KR101082458B1 (ko) 2009-03-16 2011-11-11 한국지질자원연구원 고성능 금속 용해장치 및 용해방법
KR101031922B1 (ko) 2009-03-16 2011-05-02 한국지질자원연구원 모듈형 순환구조를 갖는 고성능 금속 용해장치 및 용해방법
AU2011308038B2 (en) * 2010-09-30 2015-10-01 Yava Technologies Inc. Selective leach recovery of zinc from a composite sulphide ore deposit, tailings, crushed ore or mine sludge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1617380A (zh) * 2003-11-11 2005-05-18 财团法人工业技术研究院 从废二次电池回收有价金属的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9194019B2 (en) 2015-11-24
JP2013007119A (ja) 2013-01-10
US20120325675A1 (en) 2012-12-27
KR101078282B1 (ko) 2011-10-31
JP5583174B2 (ja) 2014-09-03
CN102839395A (zh) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102839395B (zh) 根据碱法浸出的循环型有价金属回收装置及方法
Abbott et al. Processing of metals and metal oxides using ionic liquids
CN104017995B (zh) 一种从含铜铟镓硒废料中回收铜铟镓硒的方法
US8268232B2 (en) Dissolution apparatus for noble metals
Liao et al. Electrochemical study and recovery of Pb using 1: 2 choline chloride/urea deep eutectic solvent: A variety of Pb species PbSO4, PbO2, and PbO exhibits the analogous thermodynamic behavior
ES2828980T3 (es) Procedimiento de reciclaje de la plata presente en una celda fotovoltaica
CN106785174B (zh) 一种基于电化学法从锂离子电池正极废料中浸出和回收金属的方法
KR101640462B1 (ko) 폐기물로부터 금속을 회수하기 위한 습식 제련 공정 및 장치
CN102808194A (zh) 旋流电解技术电解沉积氯化钴溶液提纯钴及余氯回收工艺
JP5160163B2 (ja) 錫の回収方法
KR100683961B1 (ko) 전해생성된 염소를 이용한 침출과 이를 위한 전해침출장치
CN105648232B (zh) 一种使用i2和ki进行黄金精炼的方法
CN102367577A (zh) 制备Na2[Pb(OH)4]溶液和从含铅废料中回收铅的方法
CN108517410A (zh) 一种湿法冶金回收印制线路板(pcb)中金属铜的方法
EP2847360B1 (en) Gold recovery
KR101082458B1 (ko) 고성능 금속 용해장치 및 용해방법
Fan et al. Recovery and Purification of Iridium from Secondary Resources: A Review
US20140116886A1 (en) Method for extracting noble and non-ferrous metals from refractory raw materials
CN110629253B (zh) 离子液体电解精炼粗铅的方法以及回收金属铋和银的方法
JP5432978B2 (ja) 高効率のルテニウム回収装置
US20210130924A1 (en) Systems and methods for recovering scrap silver
KR20070071174A (ko) 전해생성된 염소 또는 염소화합물을 이용한 전해침출장치
US20230332318A1 (en) Circular electrochemical metal recovery
KR20100103971A (ko) 모듈형 순환구조를 갖는 고성능 금속 용해장치 및 용해방법
KR101145652B1 (ko) 고효율 루테늄 회수 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151118

Termination date: 20200625

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee