CZ300272B6 - Zpusob výroby hydroxidu kovu nebo zásaditých uhlicitanu kovu - Google Patents

Zpusob výroby hydroxidu kovu nebo zásaditých uhlicitanu kovu Download PDF

Info

Publication number
CZ300272B6
CZ300272B6 CZ20024119A CZ20024119A CZ300272B6 CZ 300272 B6 CZ300272 B6 CZ 300272B6 CZ 20024119 A CZ20024119 A CZ 20024119A CZ 20024119 A CZ20024119 A CZ 20024119A CZ 300272 B6 CZ300272 B6 CZ 300272B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
metal
chamber
salt solution
precipitation
alkaline
Prior art date
Application number
CZ20024119A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20024119A3 (cs
Inventor
Olbrich@Armin
Görge@Astrid
Schrumpf@Frank
Messe-Marktscheffel@Julianne
Stoller@Viktor
Gille@Gerhard
Schmoll@Josef
Kruft@Michael
Naumann@Dirk
Original Assignee
H.C. Starck Gmbh
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 H.C. Starck Gmbh filed Critical H.C. Starck Gmbh
Publication of CZ20024119A3 publication Critical patent/CZ20024119A3/cs
Publication of CZ300272B6 publication Critical patent/CZ300272B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/135Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/40Cells or assemblies of cells comprising electrodes made of particles; Assemblies of constructional parts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Zpusob výroby hydroxidu kovu a/nebo uhlicitanu kovu anodickým rozpouštením príslušného kovu a srážením hydroxidu resp. zásaditého uhlicitanu ve vodném médiu spocívá v tom, že se anodické rozpouštení kovové složky provádí v anodové komore tríkomorového elektrolyzéru, pricemž do mezikomory, usporádané mezi anodovou komorou a katodovou komorou a oddelené od nich porézními membránami, se kontinuálne privádí vodný roztok pomocné soli, z anodové komory se kontinuálne odebírá alespon nealkalický roztok soli kovu, z katodové komory se kontinuálne odebírá alkalický roztok pomocné soli, a alespon nealkalický roztok soli kovu a alkalický roztok pomocné soli se vne elektrolyzéru spojují pro srážení hydroxidu kovu resp. zásaditých uhlicitanu kovu.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby hydroxidů kovů a/nebo uhličitanů kovů anodickým rozpouštěním příslušných kovů a srážením hydroxidů respektive zásaditých uhličitanů ve vodném médiu.
i (i Posavad n í sta v techniky
Hydroxidy kovu respektive zásadité uhličitany kovů se vyrábí obvykle srážením příslušných vodných roztoků solí kovů reakcí s hydroxidy alkalických kovů respektive s hydrogenuhličitany alkalických kovů. Přitom vznikají stechiometrická množství neutrálních solí, kleré se musí zpra15 covat nebo odložit na skládku.
Pro zamezení vzniku neutrálních solí byla podle dokumentu PS 5 391 265 navržena příprava hydroxidu nikelnatého prostřednictvím výroby iontů niklu anodickým rozpouštěním a hydroxylovýeh iontů elektrolytickým rozkladem vody, přičemž vedle sráženého hydroxidu nikelnatého vzniká na katodě vodík. FJcktrolyzér se přitom zásobuje vodivým roztokem soli (chlorid sodný a síran sodný), přičemž vodivý roztok soli se po odděleni vysrážcnčho hydroxidu nikelnatého vede zpět do elektrolyzéru. Způsob tedy probíhá v podstatě bez vzniku neutrálních solí. Nevýhodné při tomto způsobu je, že hydroxid nikelnatý vzniká ve velmi jemné formě jako sice IIItrovatelný. avšak gelovitý produkt s vysokým obsahem vázané vody, který· sc musí následně kondicionoval.
Ovlivnění dosažitelné velikosti částic je velmi obtížné.
Podle EP-A 684 324 bylo navrženo cirkuloval ve dvoukomorovém elektrolyzéru, rozděleném anionaktivní iontoměničovou membránou, anolytový a katolytový okruh, přičemž, v anodové komoře se anodicky rozpouští nikl, anolyt obsahuje jako komplcxotvomé činidlo amoniak,
3o v katodové komoře se vyrábějí hydroxylové ionty a přes membránu jsou převáděny do anodové komory, v anolytu se niklamínokoniplexy hydrolyzují a sráží se hydroxid nikelnatý. a odděluje se z anolylu. Způsob dovoluje prostřednictvím řízení procesu hydrolý/.y v širokých mezích řídit velikost částic hydroxidu nikelnatého. Tento způsob je ovšem nákladný a vzhledem k nedostatečné životnosti komerčně dostupných membrán náchylný k poruchám.
Λ 5
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je poskytnout způsob výroby hydroxidů kovů. který nemá uvedené nevýhody.
Způsob podle vynálezu dále umožňuje výrobu zásaditých uhličitanů kovů v podstatě bez vzniku neutrální soli.
Bylo zjištěno, že je možné vyrobit hydroxidy kovů nebo zásadité uhličitany kovů vc dvoustupňovém způsobu tak. že v prvním stupni se za použití roztoku soli alkalického kovu anodickým roz45 pouštěním kovu získává roztok soli kovu a katodickým vyvíjením vodíku se získává alkalický roztok soli alkalického kovu, které se vc druhém stupni spojují pro srážení hydroxidu kovu. Roztok soli alkalického kovu získaný po oddělení vysráženého hydroxidu kovu se vrací zpět do elektrolyzéru. To je umožněno použitím tříkomorového elektrolyzéru. u kterého jsou komory odděleny porézními membránami, přičemž do mezi komory mezi katodovou a anodovou komo50 rou se zavádí roztok soli alkalického kovu. Při přídavném zaváděni oxidu uhličitého do katodové komory nebo do srážecího reaktoru druhého stupně se získávají zásadité uhličitany.
Předmětem předloženého vynálezu je tedy způsob výroby hydroxidů kovů nebo zásaditých uhličitanů kovů prostřednictvím anodického rozpouštění příslušného kovu a srážením hydroxidu respektive zásaditého uhličitanu ve vodném médiu, který se vyznačuje tím, že anodické rozpoušCZ 300272 B6 téní kovové složky se provádí v anodové komoře tříkomorového elektrolyzčru. do mezikomory. uspořádané mezi anodovou komorou a katodovou komorou a oddělené od nich porézními membránami, se kontinuálně přivádí vodný roztok pomocné soli, z anodové komory se kontinuálně odebírá alespoň nealkalický roztok soli kovu, z katodové komory se kontinuálně odebírá alka5 lieký roztok pomocné soli, a alespoň nealkalický roztok soli kovu a alkalický roztok pomocné soli se vně elektrolyzéru spojují pro srážení hydroxidů kovu respektive zásaditých uhličitanů kovů.
Popřípadě se může v průběhu srážení ze spojených roztoků, přidávat roztok hydroxidu alkalickéio ho kovu pro nastaveni požadované hodnoty pH pro srážení, a roztoku s komplexotvorným činidlem. například roztokem NH;. pro vytvoření sférického sráženého produktu.
Zásadité uhličitany kovů se jednoduchým způsobem získají tak, že do katodové komory nebo do spojeného srážecího roztoku se zavádí oxid uhličitý.
Vhodné kovy jsou takové, které ve vodném mediu tvoří rozpustné soli, v neutrálním nebo alkalickém médiu mohou být sráženy jako hydroxidy a/nebo zásadité uhličitany, a které zapojené jako anoda v elektrolyzéru netvoří nevodivé povrchové vrstvy (oxidy). Zvláště výhodně se použijí kovy Pe. Co. Ní, Cu, In. Mn. Sn, Zn, Cd a/nebo Al. S výhodou se použije niklová nebo
2i) kobaltová anoda.
Vhodné pomocné soli pro přivádění do mezikomory elektrolyzéru jsou chloridy, dusičnany, sírany. octany a/nebo mravenčany alkalických kovů a/nebo kovů alkalických zemin. Výhodné jsou chlorid sodný a síran sodný. Roztok pomocné soli má s výhodou koncentraci 1 až 3 mol/I.
Roztok pomocné soli zaváděný do mezikomory protéká skrze porézní membrány do anodové komory a do katodové komory, přičemž účinkem elektrického pole nastává částečná separace iontů roztoku pomocné soli na podíl s přebytkem aniontů, který' proudí k anodě, a podíl s přebytkem kationtů. který' proudí ke katodě. Přitom se roztok pomocné soli zavádí do mezikomory tu s výhodou pod lakovým tlakem, aby rychlost proudění skrze porézní membránu byla větší, než rychlost putování anodicky vytvořených iontů kovů a katodicky vytvořených OH do příslušného roztoku, takže anodicky vytvořené ionty kovů a katodicky vytvořené OH ionty se nemohou dostat do mezikomory; Na druhé straně jc separace roztoku pomocné soli na podíl s přebytkem aniontů a podíl s přebytkem kationtů tím lepší, to znamená transport neutrální pomocné soli do anodové a katodové komory je tím menší, čím menší je rychlost proudění roztoku pomocné soli membránou. Optimální podmínky je možno jednoduchými pokusy zjistit v závislosti na strukturních vlastnostech separačního média respektive jeho propustnosti či odporu proudění. Pokud jde o separační účinek a použitou elektrickou energii, je možno nastavit optimum, které je dáno druhem a koncentrací elektrolytu. Rychlost přítoku elektrolytu musí být volena tak, aby iontům
4o s vyšší pohyblivostí bylo v každém případě bráněno ve vstupu do střední komory. S výhodou je poměr aniontů ke kationtům v roztoku pomocné soli, který prostupuje membránou k anodové straně, asi 1,5 až. 3, a obráceně poměr kationtů k aniontům roztoku pomocné soli, který prostupuje membránou ke katodové komoře je asi 1,2 až 3.
S výhodou prostupuje veškerý roztok pomocné soli zaváděný do mezikomory skrze porézní membrány.
Jako membrány jsou vhodné porézní, s výhodou tkané textilie nebo sítě, které sestávají z materiálů odolných vůči roztokům pomocných solí, anolytům a katolytům. Mohou být použity napříst) klad textilie z polypropylenu, jaké nabízí firma SCAPA FILTRATION Ciinbíi pod označením
Propex. Vhodné textilie vykazují s výhodou poloměr pórů 10 až 30 μηι. Porazila může být 20 až
%.
Roztok pomocné soli s přebytkem aniontů prostupující ze střední komory do anodové komory se ?5 v podstatě neutralizuje anodickým rozpouštěním kovové anody a kontinuálně se odvádí jako
anolyt. Pro zamezení vzniku produktů srážení v roztoku v anodové komoře (anolytu) je možno do anodové komory zavádět malá množství kyseliny, s výhodou kyselinu, která obsahuje anion roztoku pomocné soli. Anolyt odtékající z anodové komory vykazuje s výhodou obsah soli kovu 0.5 až 2 niol/l. Na katodě vzniká vodík a ionty OH odpovídající přebytku kationtů pomocné soli prostupujících skrze membránu do katodové komory. Z katodové komory přepadá tedy alkalický roztok pomocné soli (katolyt).
Anolyt a katolyt se následné uvádějí do srážecího reaktoru ke srážecí reakci. Pro nastavení hodnoty pl I pro srážení je možno popřípadě přidávat roztok hydroxidu a popřípadě komplexotvorná io činidla jako například amoniak, pro dosažení sférického tvaru produktů sráženi. Pro výrobu zásaditého tibliěilami se do katolytu nebo přímo do srážecího reaktoru zavádí oxid uhličitý. Po oddělení produktů srážení zbývá roztok pomocné soli, popřípadě alkalický, který· se po neutralizaci s výhodou vede zpět do mezikomory elektrolyzéru. Je také možné shromažďovat anolyt a katoly t v mezizásobnících a sráženi provádět diskontinuálne.
Pro výrobu dopovaných hydroxidů kovů mohou být do srážecího reaktoru zaváděny příslušné roztoky solí dopovacích kovů, přičemž spotřeba hydroxidu alkalického kovu přiváděného do srážecího reaktoru pro nastavení hodnoty pH pro srážení sc zvýší v souladu s množstvím roztoku dopovací soli. Dochází také k odpovídajícímu vzniku přebytečné neutrální soli. kterou není zo možno vracet do mezikomory elektrolyzéru.
Pro výrobu směsných hydroxidů kovů je tedy výhodné buď použít anody legované v souladu se složením směsného hydroxidu kovu, nebo uspořádat v anodové komoře více anod z Icgovacích kovů. na které je vložena intenzita proudu odpovídající požadovanému molámímu (ekvivalento25 věrnu) poměru kovů odpovídajícímu složení směsného hydroxidu kovu. nebo vyrábět příslušné složky směsi solí kovů ve zvláštních tříkomorových elektrolyzérech.
Srážecí reakce dále může být ve srážecím reaktoru řízena prostřednictvím přítomnosti komplexotvorných činidel, například amoniaku. Při výrobě hydroxidu nikelnatého zaváděním amoniaku io do srážecího reaktoru jsou získány sférické částice hydroxidu nikelnatého.
Amfoterní dopovací kovy, jako například hliník, mohou být do katolytu zaváděny ve formě hlinité soli nebo hlinitanu.
V návaznosti na srážení se produkt srážení odděluje ze spojeného roztoku pomocné soli (matečného louhu). To se může provádět sedimentací, pomocí cyklonu, odstřeďováním nebo filtrací. Oddělování se může provádět stupňovitě, přičemž se získává produkt srážení rozdělený podle velikosti částic. Dále může být účelné, po odděleni velkých částic hydroxidů kovů, část matečného louhu sinalými částicemi hydroxidů kovů jako krystalizačními zárodky zavádět zpět do srá40 žecího reaktoru.
Matečný louh zbavený produktu srážení se zavádí, popřípadě po zpracování, zpět do mezikomory tříkomorového elektrolyzéru.
Zpracování slouží k odstranění zbytkových iontů kovů, pro zamezení zakoneentrování nečistot, a pro znovunastavení koncentrace a složení roztoku pomocné soli, například prostřednictvím stripování komplexotvorného činidla popřípadě zavedeného při srážení. Zpracování matečného louhu se může provádět v dílčím proudu.
5i) Způsob však není z hlediska zpracování roztoku pomocné soli citlivý. Obecně nevadí, jestliže se komplexotvorná činidla zavádějí spolu s matečným louhem do mezikomory. Rovněž vniknutí malých množství kovových iontů do mezikomory nemá na způsob prakticky vliv. Kovové ionty vypadávají v mezikomoře nebo v katolytu jako popřípadě sedimentující hydroxidový kal. nebo jsou vy nášeny s katolytem jako jemně disperzní hydroxid do srážecího reaktoru.
-3 C7. 300272 B6 /působ podle vynálezu představuje mimořádné flexibilní elektrolytický způsob výroby hydroxidů kovů, při kterém vedle výchozích materiálů anodového kovu, vody a malých množství kyseliny a/nebo zásad pro regulaci pH nejsou potřebné žádné další výchozí látky a, v souladu s tím, nevznikají ani žádné vedlejší produkty. Flexibilita vyplývá z elektrolytické separace reeirkulo5 vatclného, neutrálního roztoku pomocné soli na kyselý a alkalický podíl při průchodu robustní, porézní, elektrochemicky neaktivní membránou. Tímto způsobem je možno odvádět z elektrolyzéru kovové ionty a hydroxylové ionty ve formě oddělených roztoků, a znovu je spojovat teprve pro srážení. Tím je nezávisle regulovatelné srážení samotné, bez vlivu na proces elektrolýzy a bez zpětného ovlivnění prostřednictvím tohoto procesu elektrolýzy.
io
Vynález poskytuje mimořádně flexibilní způsob výroby hydroxidů kovů nebo zásaditých uhličitanů. Odborník je bez dalšího schopen realizovat další varianty uzpůsobené vždy zvláštním požadavkům výroby konkrétního produktu. Například za použití poněkud vyššího tlaku v mezikomoře jc možné prostřednictvím použití vícevrstvých filtračních textilií nastavit příznivý poměr anioníú a kat iontů vodivé soli, které přecházejí do anolytu respektive katolytu. Střední komora může být na straně katody a na straně anody také oddělena různými separačními médii (filtračními textiliemi. membránami atd.). aby byly umožněny rozdílné poměry proudění (rychlosti) do katodové a anodové komory. Kromě toho jsou možná, při zachování tříkomorového principu, tzn. oddělení anodového a katodového prostoru středním prostorem, geometricky zcela rozdílná uspořádání
2o elektrod a separačních médií. Například mohou být elektrody uspořádány soustředné jako v trubkovém kondenzátoru, Ve středu válcovitého článku se nachází válcová elektroda, a protielektroda je vytvořena soustředně k této střední elektrodě jako trubka. V trubkovitém meziprostoru mezi oběma elektrodami se nachází rovněž soustředně uspořádaný střední prostor, sestávající ze dvou paralelné probíhajících trubicovitých filtračních textilií, membrán nebo jiných sepa25 račních médií.
Předmětem vynálezu je dále zařízení pro výrobu hydroxidů kovů, obsahující tříkomorový elektrolyzér, srážecí reaktor a prostředky pro oddělování pevných látek z odvodu srážecího reaktoru, přičemž elektrolyzér je prostřednictvím porézních membrán rozdělen na anodovou komoru.
mezikomoru a katodovou komoru, přívod do mezikomorv, odvod z anodové komory a odvod z katodové komory, jeden přívod srážecího reaktoru spojený s odvodem z. anodové komory a další přívod srážecího reaktoru spojený s odvodem z katodové komory.
Katodová komora má dále odtah katodicky vyvíjeného vodíku. Dále mohou být uspořádány pro35 středky pro přivádění vedlejších množství pomocných činidel jako například kyseliny do anodové komory a zásady do srážecího reaktoru, obojí pro nastavení pil, jakož i komple.xotvorného a dopovacíbo činidla do srážecího reaktoru.
4(i Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže objasněn za pomoci přiloženého obr. I.
Obr. 1 schematicky znázorňuje tříkomorový elektrolyzér i, srážecí reaktor 2 a separační zařízení
3 sráženého produktu. Elektrolyzér 1 je pomocí porézních membrán J_3 a 14 rozdělen na anodovou komoru A. mezikomoru I a katodovou komoru K. V anodové komoře Λ sc nachází anoda jj, sestávající z. kovu který se má anodicky rozpouštět; v katodové komoře se nachází katoda K, odolná vůči alkalickému roztoku pomocné soli. Do mezikomory I sc pomoci čerpadla 46 s regulovaným průtokem přivádí prostřednictvím potrubí 40 neutrální roztok pomocné soli. Mezi anodou A a katodou K protéká konstantní proud s proudovou hustotou 300 až 1200 A/m’. Z anodové komory A přepadává prostřednictvím potrubí 44 v podstatě neutrální nebo slabě kyselý roztok obsahující pomocnou sůl a anodový kov. Z katodové komory přepadává prostřednictvím potrubí 42 v podstatě alkalický pomocné soli. Z horní části katodové komory se prostřednictvím potrubí 15 vypouští vodík.
-4 CZ 300272 B6
Pro nastavení stanovené hodnoty pH je možno prostřednictvím potrubí ]6 přivádět do anodové komory kyselinu.
Dále je možno prostřednictvím potrubí F7 přivádět oxid uhličitý pro výrobu zásaditých uhličitanu kovů.
Odváděči potrubí 44 a 42 z elektrolyzéru i jsou zavedena do srážecího reaktoru 2. Srážecí reaktor 2 má například rychloběžné míchadlo 2E Srážecí reaktor může být konstruován také jako smyčkový reaktor nebo jako tryskový reaktor nebo jiným způsobem. Suspenze sraženiny přepadá ze io srážecího reaktoru potrubím 43. Dále mohou být uspořádána přívodní zařízení 22. 23 a 24, jako například pro nastavování pH, dopování a/nebo ovlivňování srážení přiváděním komplexotvornýcli činidel nebo pro přivádění C()> pro výrobu zásaditých uhličitanů. Podle požadovaných podmínek sráženi může být srážecí reaktor 2 vytvořen také jako kaskáda reaktorů, přičemž do jednotlivých reaktorů kaskády mohou být zavedeny dílčí proudy odvodů 4£ nebo 42 z elektrolyi5 zéru.
Suspenze sraženiny se dostává prostřednictvím potrubí 43 do oddělovacího zařízení 3. zde znázorněného jako hydrocvklon, z něhož se vyprazdnovaeím potrubím 31 odtahuje vvsrážená pevná látka a potrubím 44 se odvádí srážecí matečný louh zbavený pevné látky ke zpracování. Šipka 48 schematicky naznačuje zavádění zpracovacích činidel a oddělování popřípadě rušivých složek. Zpracovaný matečný louh je možno prostřednictvím potrubí 47 a čerpadla 46 odvádět zpět do mezikomory F
2? Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Byl použit elektrolyzér schematicky znázorněný na obr. I. Ploeha anody a plocha katody byla vždy 7,5 dm. Odstup elektrod byl 4 cm. Jako porézní membrány byly použity polypropylenové textilie se středním průměrem pórů 26 pm a porozitou 28 %, vypočtenou ze stanovení hustoty textilie, které jsou dostupné od firmy Sscapa Filtration GmbH (Propex FI4K). Anoda sestávala /čistého niklu. Do mezikomory elektrolyzéru bylo přiváděno 8,18 l/h roztoku chloridu sodného obsahujícího 80 g/1 chloridu sodného. Dále by lo do anodové komory přiváděno 25 ml/h IN roztoku kyseliny solné.
Intenzita proudu na anodě byla 100 A/nf. Mezi anodou a katodou by lo měřeno napětí 7,3 V. Po dosažení stacionárního stavu vytékalo z anodové komory 3,67 l/h anolytu a z katodové komory
-io 4,53 l/h katolytu.
Anolvt a katolyt by ly kontinuálně zaváděny do srážecího reaktoru, do kterého by lo navíc zaváděno 184 ml/h roztoku amoniaku obsahujícího 220 g/1 NH·,, 107 ml/h sodného louhu obsahujícího 200 g/1 NaOH jakož i 71.4 ml/h dopovacího roztoku obsahujícího 20g/I kobaltu a 100 g/1 zinku ve formě jejich chloridů.
Z přepadu srážecí nádoby bylo oddělováno 142,9 g/h hydroxidu nikelnatého. dopovaného 1 % kobaltu a 5 % zinku.
Alkalický matečný louh byl zaváděn do stripovaeí kolony pro odstranění amoniaku, následně neutralizován a veden zpět do zásobníku, z něhož se odebírá roztok pomocné soli.
Byl získán sférický hydroxid nikelnatý se středním průměrem částic 12 pm. výborně vhodný pro použití jako materiál pozitivní elektrody pro opakovaně nabijitelné baterie. Elektrochemické využití hmoty v testu se standardním poločlánkem bylo alespoň 100 %.
- 5 CZ 300272 R6
Příklad 2
Byl opakován příklad 1 s tím rozdílem, že byl použit roztok pomocné soli. který navíc vedle 80 g/l NaCI obsahoval 4,5g/l NH,. Bylo upuštěno od zavádění roztoku amoniaku do srážecího reaktoru.
Příklad 3 io Byl opakován příklad 2 s tím rozdílem, že do anodové komory byla zavedena přídavná kobaltová elektroda a zinková elektroda, na které byla vložena intenzita proudu odpovídající požadovanému molárnímu poměru Co a Zn v hydroxidu nikelnatém. Zpracování matečného louhu ze srážecího reaktoru spočívalo ještě v přidávání spotřebované vody.
Produkt vykazoval následující analytická data:
Ni 57.47 % hmotn.
Zn 1 % hmotn.
Co 5 % hmotn.
H2O 1.2 % hmotn. (ztráta sušením po dobu 2 h při 150 °C)
Na 200 ppm
Cl 400 ppm
NH, 120 ppm
Pološířka 101-rentgenového odrazu: 0,98° 2Θ
Střední průměr částic (D,o Mastersizer): 8,9 μιη
Měrný povrch (BET pomocí Quantosorb): 10,8 nr/g, in Příklad 4
Do ine/ikomory elektrolyzéru podle příkladu í bylo přiváděno 5,66 l/h 8% roztoku kuchyňské soli. Současně bylo přes skleněnou fritu zaváděno do katodové komory I 19,5 g/h plynného CO,. Intenzita proudu na anodě byla 72,8 A. Po dosažení stacionárního stavu odtékalo z anodové komory 2,66 l/h anolytu s koncentrací kobaltu 30,1 g/l a z katodové komory' 3,03 l/h katolytu s koncentrací hydrogenuhličitanu sodného 75,4 g/l. Oba odvody byly spojovány vc srážecím reaktoru za intenzivního míchání při teplotě 80 °C. Z reaktoru kontinuálně odtékalo 5,55 l/h suspenze s obsahem pevné látky 26,3 g/l. Suspenze byla shromažďována po dobu 5 hodin a následně přefiltrována na nuči. Po promytí 2,21 vody a vysušení v sušárně při 80 °C byl získán zásaditý io uhličitan kobaltu s obsahem kobaltu 54,8 % hmotn. a s obsahem CO, 23,5 % hmotn. Produkt měl sférickou morfologii a bylo možno jej za zachování této morfologie přeměnit na sférický prášek kovového kobaltu s vynikajícími vlastnostmi pro lisování za tepla.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby hydroxidů kovů nebo zásaditých uhličitanů kovů prostřednictvím anodického rozpouštění příslušného kovu a srážením hydroxidu respektive zásaditého uhličitanu ve vodném médiu, vyznačující se t í m , že anodické rozpouštěni kovové složky se provádí v anodové komoře tříkomorového elektrolyzéru, do mezikomory, uspořádané mezi anodovou κι komorou a katodovou komorou a oddělené od nich porézními membránami, se kontinuálně přivádí vodný roztok pomocné soli. z anodové komory sc kontinuálně odebírá alespoň nealkalický roztok soli kovu, z katodové komory' sc kontinuálně odebírá alkalický roztok pomocné soli. a alespoň nealkalický roztok soli kovu a alkalický roztok pomocné soli sc vně elektrolyzéru spojují pro srážení hydroxidů kovů respektive zásaditých uhličitanů kovů.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že v průběhu spojování alespoň nealkalického roztoku soli kovu a alkalického roztoku pomocné soli se přidává roztok hydroxidu alkalického kovu pro nastavení požadované hodnoty pH pro srážení.
    2o 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že srážecí roztok se po oddělení vysráženého hydroxidu kovu respektive alkalického uhličitanu kovu vede zpět do mezikomory e lektro lyzéru.
    4. Způsob podle nároku 3, v y z n ač u j í c í se t í m , že srážecí roztok se před zavedením
    25 zpět do elektrolyzéru zpracovává.
  3. 3. Způsob podle některého z nároků I až 4, v v z n a č u j í c í se tím. že sc srážení provádí v přítomnosti komplexotvomého činidla.
    ω 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5. v y z n a č u j í c í sc t í m , že se srážení provádí v přítomnosti amoniaku.
  4. 7. Způsob podle nároku 6. vyznačující se t í m , že po oddělení hydroxidu kovu respektive alkalického uhličitanu kovu se ze srážecího roztoku vystripovává amoniak.
  5. 8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7. v y z, n a č u j í c í s c t í rn , že jako membrány se použiji porézní filtrační textilie.
  6. 9. Způsob podle některého z nároků I až 8. vy zn ač uj ící se t í m . že roztok pomocné jo soli sc přivádí do mezikomory pod takovým tlakem, že rychlost proudění skrze porézní filtrační textilie není menší, než střední rychlost putování iontu účinkem elektrického pole do roztoku pomocné soli.
  7. 10. Způsob podle některého z nároků I až 9, v y z n a č u j í c í s c tím, že jako kov se pou45 žije F'e, Co. Ni, Cu. In, Mu, Su, Cd a/nebo Al.
  8. 11. Způsob podle některého z nároků I až 10, vy z n a č u j í c í sc t i ni. ž.e jako pomocná sůl se použije chlorid, dusičnan, síran, octan a/nebo mravenčan alkalického kovu a/nebo kovu alkalických zemin.
  9. 12. Způsob podle nároku 11, v y z n a č ii j í c í se t í m . že jako kov se použije nikl a/nebo kobalt a jako pomocná sůl se použi je chlorid sodný.
  10. 13. Způsob podle některého z. nároků 1 až 12. v y z π ač u j í c í se I í m , že roztok pomocné
    55 soli se do mezikomory zavádí s koncentrací 1,5 až 3 mol/1.
    - 7 CZ 300272 136
  11. 14. Způsob podle některého z nároků 1 až 13, v y z n ač u j í c í se t í m , žc kyselý roztok soli kovu odváděný z anodové komory má koncentraci soli kovu 0,3 až 2 niol/l.
    ?
  12. 15. Způsob podle některého z nároků I až 14. v y z n a Č u j í c í se t í m , že se do srážecího roztoku zavádějí dopovací látky pro hydroxid kovu respektive zásaditý uhličitan kovu ve formě roztoků solí rozpustných ve vodě.
  13. 16. Způsob podle některého z nároků 1 až 15, v y z η a č uj í c í se t í ni, že pro výrobu zásaio ditého uhličitanu se do katolytového roztoku zavádí oxid uhličitý.
  14. 17. Zařízeni pro výrobu hydroxidů kovu, obsahující tříkomorový elektrolyzér, prostřednictvím porézních membrán rozdělený na anodovou komoru, mezikomoru a katodovou komoru, který' má přívod do mezikomory, odvod z anodové komory a odvod z katodové komory, srážecí reaktor.
    i > jehož jeden přívod je spojen s odvodem z anodové komory a jehož další přívod je spojen s odv odem z katodové komory, a který má odvod, jakož i prostředky pro oddělování pevných látek z odvodu srážecího reaktoru.
CZ20024119A 2000-06-19 2001-06-06 Zpusob výroby hydroxidu kovu nebo zásaditých uhlicitanu kovu CZ300272B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10030093A DE10030093C1 (de) 2000-06-19 2000-06-19 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallhydroxiden oder basischen Metallcarbonaten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20024119A3 CZ20024119A3 (cs) 2003-04-16
CZ300272B6 true CZ300272B6 (cs) 2009-04-08

Family

ID=7646215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20024119A CZ300272B6 (cs) 2000-06-19 2001-06-06 Zpusob výroby hydroxidu kovu nebo zásaditých uhlicitanu kovu

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7048843B2 (cs)
EP (1) EP1297199B1 (cs)
JP (1) JP4801312B2 (cs)
KR (1) KR100809121B1 (cs)
CN (1) CN1220793C (cs)
AU (1) AU2001266051A1 (cs)
CA (1) CA2412927C (cs)
CZ (1) CZ300272B6 (cs)
DE (1) DE10030093C1 (cs)
ES (1) ES2612928T3 (cs)
MY (1) MY140696A (cs)
PT (1) PT1297199T (cs)
TW (1) TW572844B (cs)
WO (1) WO2001098559A1 (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8822030B2 (en) 2006-08-11 2014-09-02 Aqua Resources Corporation Nanoplatelet metal hydroxides and methods of preparing same
WO2008021256A2 (en) * 2006-08-11 2008-02-21 Aqua Resources Corporation Nanoplatelet metal hydroxides and methods of preparing same
US20100239467A1 (en) 2008-06-17 2010-09-23 Brent Constantz Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
CA2700768C (en) 2008-07-16 2014-09-09 Calera Corporation Co2 utilization in electrochemical systems
US8869477B2 (en) 2008-09-30 2014-10-28 Calera Corporation Formed building materials
BRPI0823394A2 (pt) * 2008-12-23 2015-06-16 Calera Corp Sistema e método eletroquímico de hidróxido de baixa energia
US8834688B2 (en) 2009-02-10 2014-09-16 Calera Corporation Low-voltage alkaline production using hydrogen and electrocatalytic electrodes
CA2694959A1 (en) 2009-03-02 2010-09-02 Calera Corporation Gas stream multi-pollutants control systems and methods
CN102249349B (zh) * 2011-04-26 2013-06-05 北京化工大学 一种化学和电化学联用法合成多元掺杂球形纳米氢氧化镍
KR102614113B1 (ko) * 2013-10-23 2023-12-13 네마스카 리튬 인코포레이션 리튬 카보네이트의 제조방법
JP6119622B2 (ja) * 2014-01-29 2017-04-26 住友金属鉱山株式会社 水酸化インジウム粉の製造方法及び陰極
KR101903004B1 (ko) 2014-08-22 2018-10-01 한국과학기술원 탄산염의 제조 방법
CN107177858B (zh) * 2017-05-10 2019-02-05 东北大学 一种氯化铝电转化为氧化铝的方法
CN107512811B (zh) * 2017-07-31 2020-06-23 四川思达能环保科技有限公司 球形氢氧化镍生产工艺过程废水的处理方法
DE102018000672A1 (de) * 2018-01-29 2019-08-14 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur Übertragung eines Zielstoffs zwischen zwei flüssigen Phasen
CN108217856B (zh) * 2018-01-30 2024-02-20 武汉工程大学 一种电化学水处理系统及其水处理方法
WO2022036006A1 (en) * 2020-08-11 2022-02-17 The Regents Of The University Of California Chemical calcium hydroxide manufacturing for cement production using electrochemical separation devices
WO2023137553A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-27 The University Of British Columbia Methods and apparatus for converting metal carbonate salts to metal hydroxides

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1374452A (fr) * 1963-08-19 1964-10-09 Perfectionnements à la fabrication par voie électrolytique de composés chimiques, notamment d'alumine
SU834253A1 (ru) * 1979-05-28 1981-05-30 Ивановский Химико-Технологическийинститут Способ получени основного угле-КиСлОгО НиКЕл
US5660709A (en) * 1994-05-26 1997-08-26 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Electrochemical process and device for the production of metallic hydroxides and/or metallic-oxide hydroxides

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR205953A1 (es) * 1975-01-22 1976-06-15 Diamond Shamrock Corp Produccion de carbonatos de metales a calinos en una celula de membrana
FR2446258A1 (fr) * 1979-01-09 1980-08-08 Nickel Le Nouveau procede de fabrication de composes oxhydryles de nickel
JPS63195288A (ja) * 1987-02-10 1988-08-12 Tosoh Corp 金属水酸化物の製造法
JPS63247385A (ja) * 1987-04-03 1988-10-14 Tosoh Corp 金属水酸化物の製造法
DE4239295C2 (de) * 1992-11-23 1995-05-11 Starck H C Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung von reinem Nickelhydroxid sowie dessen Verwendung
US5319126A (en) * 1993-01-29 1994-06-07 Akzo N.V. α-aminonitriles derived from fatty alkyl alkylene diamines
US5389211A (en) * 1993-11-08 1995-02-14 Sachem, Inc. Method for producing high purity hydroxides and alkoxides
DE4418067C1 (de) * 1994-05-24 1996-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Metallhydroxiden und/oder Metalloxidhydroxiden
US5716512A (en) * 1995-05-10 1998-02-10 Vaughan; Daniel J. Method for manufacturing salts of metals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1374452A (fr) * 1963-08-19 1964-10-09 Perfectionnements à la fabrication par voie électrolytique de composés chimiques, notamment d'alumine
SU834253A1 (ru) * 1979-05-28 1981-05-30 Ивановский Химико-Технологическийинститут Способ получени основного угле-КиСлОгО НиКЕл
US5660709A (en) * 1994-05-26 1997-08-26 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Electrochemical process and device for the production of metallic hydroxides and/or metallic-oxide hydroxides

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001266051A1 (en) 2002-01-02
CN1437660A (zh) 2003-08-20
WO2001098559A1 (de) 2001-12-27
US20030141199A1 (en) 2003-07-31
MY140696A (en) 2010-01-15
ES2612928T3 (es) 2017-05-19
US7048843B2 (en) 2006-05-23
KR100809121B1 (ko) 2008-02-29
KR20030019435A (ko) 2003-03-06
TW572844B (en) 2004-01-21
EP1297199A1 (de) 2003-04-02
CA2412927C (en) 2009-11-17
CA2412927A1 (en) 2002-12-16
JP4801312B2 (ja) 2011-10-26
EP1297199B1 (de) 2016-11-16
DE10030093C1 (de) 2002-02-21
CN1220793C (zh) 2005-09-28
JP2004501281A (ja) 2004-01-15
PT1297199T (pt) 2017-01-04
CZ20024119A3 (cs) 2003-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ300272B6 (cs) Zpusob výroby hydroxidu kovu nebo zásaditých uhlicitanu kovu
JP2020055741A (ja) 高純度の炭酸リチウム、及び他の高純度のリチウム含有化合物を調製するためのプロセス
CA2167674A1 (en) Electrochemical process and device for the production of metal hydroxides and/or metal oxide hydroxides
WO2020162796A9 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития
EP0149917B1 (en) Electrodialytic conversion of multivalent metal salts
JPH0673581A (ja) 金属水酸化物の製造方法
EP0253783B1 (en) Process for refining gold and apparatus employed therefor
JP2002544382A (ja) ニッケル水酸化物の製法
JPH0841668A (ja) 金属水酸化物の製造法
CN111235591A (zh) 一种由锂辉石硫酸浸出液制备单水氢氧化锂的方法
US5141610A (en) Electrodialytic process for restoring sodium hydroxide etchants for aluminum
RU2143997C1 (ru) Способ получения труднорастворимых гидроокислов металлов
FI60245C (fi) Renande av nickelelektrolyter
CN106396164B (zh) 一种工业酸性废水处理工艺
JP2685755B2 (ja) 金の精製用装置
SK49793A3 (en) Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing
US20240116002A1 (en) Systems and methods for direct lithium hydroxide production
CN106319564B (zh) 一种金属铜、处理含铜离子废水的方法及电解金属离子的方法
JP7385976B1 (ja) リチウム塩を含む水性液からリチウムを回収する方法
CN116654964A (zh) 一种去除氯化铝溶液中铁杂质的方法
JP2001262206A (ja) 酸化銀の製造方法および銀粉末の製造方法
JP2002517171A (ja) 電気透析回収法
CA2041864A1 (en) Preparation of chrome yellow and molybdate orange pigments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20120606