CS218072B1 - Sposob rafinácie roztokov solí od elektropozitívnejších kovových nečistot a zariadenie na jeho uskutočňovanie - Google Patents

Description

2

Vynález sa týká spósobu rafinácie roztokovsolí od elektropozitívnějších kovových nečis-tot a zariadenia na jeho uskutočňovanie. V súčasnej době sa rafinácia roztokov solíod elektropozití vnějších nečistot uskutečňujeniekol’kými spósobmi. Pri cementácii sa vy-užívá rózny elektrochemický potenciál jed-notlivých kovov a podlá elektrochemickej ra-dy napatí sa ušlachtilé kovy odstraňujú me-nej ušlachtilými, například podl’a rovnice:

Cu2+ -j- Fe — Fe2' -(- Cu

Spósob cementácie sa realizuje na zariade-niach pozostávajúcich z mlynov a triedičovpre přípravu cementačného prášku, z mie-šacích nádrží pre ich zamiešavanie do rozto-ku a filtrov, na ktorých sa oddělí cementačnýprášok s vyzrážanou nečistotou od roztoku.Nevýhody cementačného spósobu sú v tom,že sú účinné len pri značnom rozdiele poten-ciálov a ak je cementačný kov iný ako kov zá-kladnej soli, dochádza k znečisťovaniu roztokudalším kovom. Cementácia neprebieha úplné,po obalení povrchu zrniečka ušlachtilým ko-vom sa proces spomaluje, až sa zastaví. Častosa používá chemické vylučovanie nečistot,ktoré je založené na tom, že přísadou che-mickej zlúčeniny vytvoří odstraňovaný kovnerozpustnú chemickú zlúčeninu, ktorá sa od-stráni filtráciou, například podl’a rovnice:

Cu2+ + H2S = CuS + 2H+ Táto metoda sa realizuje na zariadeniachpozostávajúcich z dávkovačov zrážacej látky,miešacích zariadení, ktoré zamiešavajú tietolátky do roztoku a filtračných zariadení, naktorých sa odstraňujú z roztoku zrazeniny,obsahujúce nečistoty. Nevýhodou zrážacej me-tody je zložitosť procesu, značná prácnosťmetody, zložitosť zariadenia a možnost’ zne-čistenia roztoku inými prvkami alebo zlúče-ninami, ktoré sa pre rafináciu roztokov po-užívajú, pričom účinnosť odstraňovania ne-čistot o nízkej koncentrácii v základnomroztoku je nízká. Ďalšou metodou sú extrakč-ně metody založené na viazaní určitých kovovdo extrakčného činidla, pričom extrakčnákvapalina vytvára oddelenú vrstvu nad roz-tokom soli. Nevýhodou extrakčných metod jeich malá prebádanosť, jednotlivé extrakčnéčinidlá majú obmedzenú posobnost a sú dra-hé. Použitie iónomeničov — katexov je zatíal’málo prebádané a jednotlivé iónomeniče súspecifické pre jednotlivé kovy a nie sú vhod-né pre rafináciu roztokov o nízkej koncentrá-cii znečisťuj úcich kovov. Iné zrážacie procesyako kryštalizácia, destilácia a hydrolýza súpre znižovanie kovov z roztokov o nízkej kon-centrácii nevhodné.

Uvedené nedostatky sú odstránené spóso-bom rafinácie roztokov solí od elektropozitív-nejších kovových nečistot, ktorý je kombiná-ciou elektrolytickej a cementačnej rafináciev elektrickom poli a ktorého podstata spočíváv tom, že roztok soli znečistěný elektropozi- tívnejšími kovovými nečistotami sa elektro-lyticky rafinuje pri nízkých hustotách prúduod 0,01 až do 0,8 A . dm-2 za přídavku cemen-tačného činidla, tvořeného kovovým práškomz menej ušfachtilého kovu ako sú kovové ne-čistoty, ktoré sa udržujú vo vznose medzielektrodami. Zariadenie, na ktorom sa spósobuskutočňuje, je tvořené rafinačnou vaňou,ktorá je opatřená prívodom a odvodom rozto-ku solí. Podstata zariadenia spočívá v tom, žekomora je rozdělená přepážkami na n častí,pričom n je 4 až 10 tak, že přechod roztokusoli cez přepážky je zabezpečený striedavona dne a na hladině rafinačnej vane. V každejčasti odd.elenej přepážkou sú umiestnené dveanody, ktoré sú v elektrolyzéri nerozpustnéalebo sú z kovu, ktorý tvoří základnú chemic-kú zlúčeninu rafinovaného roztoku soli a ka-toda, ktorá je kovová, zhotovená z korózii-vzdornej ocele, médi, niklu alebo iného kovu,napojené na zdroj jednosměrného prúdu amiešanie roztoku je v každej časti zabezpe-čené miešadlami, ktorých pohon a vysúvaniez rafinačnej vane je zabezpečené mechaniz-mom. Výhodou spósobu rafinácie roztokov solí jeokolnost, že spojením elektrolytického zrá-žania a cementácie v elektrickom poli medzianodou a katodou sa značné urýchli procesznižovania koncentrácie ušlechtilejších kovo-vých nečistot v roztokoch solí. Zároveň saznačné zvýši účinnosť procesu a koncentráciunečistot je možné znížiť až na nulovú hodno-tu, čím sa z roztokov soli získajú v ďalšomzrážacom procese velmi čisté kovy, připadneaž chemické zlúčeniny.

Zariadenie pódia vynálezu zabezpečujeplynulú rafináciu roztoku od elektropozitív-nejších nečistot, zabezpečuje získanie sprie-vodných kovov, neznečišťuje roztok inými ne-čistotami, dává možnosť upravit koncentráciuzákladného kovu a znižuje prácnosť procesu.

Na priloženom výkrese je znázorněné za-riadenie na rafináciu roztoku solí od elektro-pozitívnejších kovových nečistot.

Zariadenie je zobrazené na obrázku 1 a po-zostáva z rafinačnej vane 1, opatrenej prívo-dom 2 a odvodom 3 roztoku solí, ktorá je roz-dělená přepážkami 4, 5, 6 na tri časti. V kaž-dej časti zariadenia sú umiestnené dve anody7, 8, katoda 9, napojené na zdroj jednosměr-ného prúdu 10 a miešadlo 11, ktorého pohona vysúvanie z rafinačnej vane 1 je zabezpe-čené mechanizmom 12.

Spósob rafinácií je demonstrovaný na prí-kladoch uskutočnenia. Příklad 1

Rafinácií v popísanom zariadení bola pod-robená antimonová zliatina obsahujúcav hmotnostnej koncentrácii okrem antimonu,48 % Cu, 3,2 % Bi, 5,6 % Pb a 0,64 % As.

Ako elektrolyt sa použil roztok základnej soli SbF3, ktorý sa pri anodickom rozpúšťaní uvedenej zliatiny znečisťoval Cu, Bi a As.

Tieto nečistoty sa kombináciou elektrolytic-

Claims (3)

3 kého a cementačného zrážania odstraňovali.Základný elektrolyt mal zloženie: 98,2 g.l”1Sb, 245 g . l-l H2SO4 a 17,4 g . Γ1 HF. Anodypre technológiu elektrolytickej rafinácie boliodliate z uvedenej zliatiny, katody boli anti-korové. Elektrolyzár mal oddělené katodovépriestory od anodového diafragmami. Kato-dová hustota prúdu bola 1,58 A . dm-2. Čistýelektrolyt přitékal do katodových priestorov elektrolyzéra, anolyt s obsahom Cu, Bi a Aszloženia Sb .·.... 97,3 g.l”1 H2SO4..... 245,4 g.l”1 HF ..... 17 g · I-1 Cu ..... 0,15 g . I”1 Bi ..... 0,6 g . I”1 As ..... 0,2 g.1”1 odtékal z anodového priestoru rafinačného elektrolyzéra. Anolyt uvedeného zloženia sa rafinoval od elektropozitívnějších nečistot nazrážacom elektrolyzéri, kde boli anody z an-timonu s hmotnostným obsahom 0,13 % Cu,0,02 % Bi a 0,44 % As. Katody sa použili antikorové, hustota prú-du 0,05 A . dm”2. Zároveň sa medzi elektrodyzamiešaval práškový antimon predtým uve-deného zloženia. Kombináciou s postupom ra-finácie elektrolytu sa koncentrácia elektropo-zití vnějších prvkov v elektrolyte znížila ná-sledovně : Cu na 0,0002 g . I”1Bi na 0,003 g . Γ1As na 0,08 g . I”1 Takýto elektrolyt sa privádzal znova do ka-todových priestorov rafinačného elektrolyzé-ra, čím sa zabezpečil uzavretý cyklus. Rieše-ním sa získal zo spracovávanej antimónovejzliatiny vysoko čistý katodový kov, ktorýhmotnostně obsahoval 0,003 % Cu, 0,005 %Bi a 0,28 % As. Okrem tohoto hlavného vý-robku sa získal na katódach v zrážacomelektrolyzéri, určenom pre rafináciu roztoku PREDMET

1. Spósob rafinácie roztokov solí od elektro-pozitívnejších kovových nečistót vyznaču-júci sa tým, že roztok soli znečistěný elek-tropozitívnejšími kovovými nečistotami saelektrolyticky rafinuje pri nízkých hodno-tách prúdu od 0,01 až do 0,8 A. dm”2 zapřídavku cementačného činidla, ktorým jekovový prášok z menej ušlachtilého kovu,ako sú kovové nečistoty odstraňované z roz-toku solí.

2. Zariadenie na uskutočňovanie spósobu ra- soli SbF3 produkt pre výrobu bizmutu s prie-merným obsahom 54 % Bi. Příklad 2 Do rafinačnej vane podl’a obrázku 1, roz-delenej na 8 častí, sa privádzal roztok obsa-huj úci 82 g.l”1. . . . . Sb 198 g · I”1 · · · . H2SO 16 g.l”1 . . . . . HF 0,11 g.l”1. . . . . As 0,023 g.l”1. . . . . Cu 0,21 g.1’1· - · · . Bi. Anody boli zhotovené z antimónovej zlia-tiny, katody boli antikorové a miešadlá boliz polyvinylchloridu. Hustota prúdu na kató-dach bola 0,025 A . dm”2. Roztok odtekajúci z rafinačnej vane mal takéto zloženie: 82,4 g-1”1 · · · . Sb 198,1 g.l”1·· · · . H2SO 15,4 g-1”1 · · · · . HF ‘ 0,03 g · I”1 · · . . . As 0,0017 g.l”1 .... . Cu 0,0054 g.l”1 .... . Bi. Příklad

3 Do rafinačnej vane podlá obrázku rozdele-nej na šesť častí sa privádzal roztok obsahu-júci 54,6 g.l”1. . . “ . .Ni 1,9 g. I”1.....Cu Anody boli zhotovené z niklovej zliatiny,katody boli antikorové a miešadlá boli z poly-vinylchloridu. Hustota prúdu bola 0,020A . dm”2. Roztok odtekajúci z rafinačnej vaneobsahoval 55 g.l”1.....Ni 0,0019 g . I”1.....Cu VYNÁLEZU finácie podlá bodu 1 pozostávajúce z rafi-načnej vane, opatrenej prívodom a odvo-dom, rozdelenej na komory přepážkamis otvormi striedavo na dne a hladině rafi-načnej vane vyznačujúce sa tým, že v kaž-dej komoře, ktorých móže byť (n), keď (n)je 4 až 10, sú umiestnené dve anody (7, 8)a katoda (9) napojené na zdroj jednosměr-ného prúdu (10), pričom v každej komořeje miešadlo (11) poháňané a ovládané me-chanizmom (12). 1 výkres