DE1960958C3

DE1960958C3 - Process for the recovery of metals such as nickel, cobalt, iron or copper from scrap metals by electrolysis

Info

Publication number: DE1960958C3
Application number: DE19691960958
Authority: DE
Inventors: Alexander Iskander Gullspaang Aue; Gotthard Prof. Djursholm Bjoerling; Sven Agden Gullspaang Johansson
Original assignee: Gullspaangs Elektrokemiska Gullspaang (schweden) AB
Current assignee: Gullspaangs Elektrokemiska Gullspaang (schweden) AB
Priority date: 1968-12-09
Filing date: 1969-12-04
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE1960958A1; SE346018B; GB1273170A; DE1960958B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen wie Nickel, Kobalt, Eisen oder Kupfer aus Altmetallen, das zusätzlich ein oder mehrere Metalle mit hohem Schmelzpunkt wie Chrom, Molybden oder Wolfram enthält, durch Elektrolyse, wobei das Altmetall als Anode geschaltet wird.The invention relates to a process for the recovery of metals such as nickel, cobalt, iron or copper from scrap metal, which also contains one or more metals with a high melting point such as chromium, Contains molybdenum or tungsten, through electrolysis, whereby the scrap metal is connected as an anode.

Aufgrund der technischen Entwicklung der letzten Jahre werden häufig legierte metallische Materialien mit speziellen Eigenschaften wie großer Stärke bei hohen Temperaturen, guter Korrosionsbeständigkeit, außergewöhnlichen magnetischen Eigenschaften und dergleichen verwendet. Diese Legierungen enthalten in der Regel verschiedene Metalle wie Nickel, Kobalt, Eisen und Kupfer als Grundmetall und eine Zumischung aus einem oder mehreren Metallen mit hohem Schmelzpunkt, d. h. hauptsächlich aus schweren Metallen aus den Gruppen IVa, Va, VIa und Vila des Periodensystems. Typische Beispiele solcher hochschmelzender Metalle sind Chrom, Molybden und Wolfram.Due to the technical development of the last few years, alloyed metallic materials are often used with special properties such as great strength at high temperatures, good corrosion resistance, exceptional magnetic properties and the like are used. These alloys contain in Usually various metals such as nickel, cobalt, iron and copper as the base metal and an admixture of one or more metals with a high melting point, d. H. mainly made of heavy metals from groups IVa, Va, VIa and Vila of the periodic table. Typical examples of such refractory metals are chromium, molybdenum and Tungsten.

Um die Metallkomponente in dem Altmaterial verwenden zu können, ist aus der DE-PS 9 12 634 ein Verfahren zur Aufarbeitung von Werkstoffen bekannt, die Carbide hochschmelzender Metalle enthalten. Hierbei wird der Werkstoff einer Elektrolyse in oxydierend wirkenden Säuren unterworfen, wobei vorzugsweise eine Spannung von 4 V und mehr angewendet wird. Die Karbide der hochschmelzenden Metalle werden in Oxyde überführt und nach Beendigung der Elektrolyse aus dem Elektrolyten abfiltriert und weiterverarbeitet.In order to be able to use the metal component in the old material, DE-PS 9 12 634 is a Process for reconditioning materials is known which contain carbides of refractory metals. Here, the material is subjected to electrolysis in oxidizing acids, whereby preferably a voltage of 4 V and more is used. The carbides of the refractory Metals are converted into oxides and filtered off from the electrolyte after the electrolysis has ended and further processed.

Will man die an der Kathode niedergeschlagenen Metalle in reiner Form erhalten, so ist dieses Verfahren nicht anwendbar, da nicht ausgeschlossen werden kann, daß die hochschmelzenden Metalle gelöst und ebenfalls mit niedergeschlagen werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die hochschmelzenden Metalle von vornherein in Form von Karbiden in dem Werkstoff vorliegen müssen.If you want to keep the deposited metals on the cathode in pure form, this is the procedure not applicable, since it cannot be ruled out that the refractory metals are dissolved and likewise with being knocked down. Another disadvantage is that the refractory metals of must be present in the material from the outset in the form of carbides.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, welches erlaubt, aus Altmetallen, die hochschmelzende Metalle in gebundener Form oder ungebundener Form enthalten, die übrigen Metalle in reiner Form zu erhalten.The invention is based on the object of creating a generic method which permitted, from scrap metals that contain refractory metals in bound or unbound form, to keep the remaining metals in their pure form.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Gattung gelöst, das die in dem Kennzeichen des Hauptanspruchs enthaltenen Merkmale aufweist.According to the invention, this object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, which has the features contained in the characterizing part of the main claim.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further refinements of the invention are contained in the subclaims.

Die mit der Erfindung erzielbare»! Vorteile bestehen darin, daß unabhängig von der Form der in dem Altmetall vorhandenen Metalle mit hohem Schmelzpunkt eine Rückgewinnung der übrigen Metalle in reiner Form möglich ist.The »! Advantages exist in that regardless of the form of the high melting point metals present in the scrap recovery of the remaining metals in pure form is possible.

Die Erfindung beruht im Prinzip auf der elektrolytischen Lösung und Abscheidung des Grundmetalles, wobei das Verfahren so durchgeführt wird, daß die Anwesenheit des hochschmelzenden Metalls in einem gebundenen Zustand sichergestellt ist. Sie werden nicht gelöst, sondern bleiben in einem Metallprodukt zurück, das getrennt verarbeitet werden kann. Dieses Zwischenprodukt kann aus einem Anodenschlamm oder einer an der Anode anhaftenden Schicht, d. h. einem Anodenmantel, bestehen. Durch Zugabe nicht-metallischer Substanzen, die zu einer der Gruppen III, IV des Periodensystems gehören, z. B. Bor, Kohlenstoff, Silizium, Stickstoff und/oder Phosphor, ist es möglich, eine Bindung von ungebundenem hochschmelzendem Metall, das möglicherweise in dem verwendeten Altmaterial vorhanden ist, an das Anodenmaterial zu erreichen. Eine solche Bindung der hochschmelzenden Metalle stellt sicher, daß diese Metalle in dem Anodenschlamm oder -mantel verbleiben. Auf diese Weise wird eine bestimmte Trennung zwischen den hochschmelzenden Metallen und den Grundmetallen erreicht. Durch die Verwendung einer porösen Membran ist es ferner möglich, von dem sich um die Anode bildenden Elektrolyten, d. h. dem Anolyten, in vorteilhafter Weise Gebrauch zu machen und ihn einem speziellen Reinigungsverfahren zu unterziehen, wonach die ι gereinigte Lösung als Katholyt in die Umgebung der Kathode abgegeben wird.The invention is based in principle on the electrolytic solution and deposition of the base metal, wherein the process is carried out so that the presence of the refractory metal in a bound state is ensured. They are not released but remain in a metal product, that can be processed separately. This intermediate product can be made from an anode sludge or a layer adhered to the anode, d. H. an anode jacket. By adding non-metallic Substances belonging to one of groups III, IV of the periodic table, e.g. B. boron, carbon, silicon, Nitrogen and / or phosphorus, it is possible to bind unbound refractory metal, that may be present in the used material to reach the anode material. Such bonding of the refractory metals ensures that these metals are in the anode slurry or jacket remain. In this way there is a certain separation between the high melting point Metals and the base metals. It is also through the use of a porous membrane possible from the electrolyte forming around the anode, i. H. the anolyte, in an advantageous manner To make use and to subject it to a special cleaning process, after which the ι purified solution is released as catholyte in the vicinity of the cathode.

In der Praxis wird ein neutrales oder ein saures Elektrolytbad aus Metallsalzen verwendet, die keine Oxydationswirkung haben. Die Spannung in dem Elektrolyten wird auf einem Wert unter 4 V gehalten. Dadurch wird sichergestellt, daß die Metalle mit dem hohen Schmelzpunkt in der Anode eingeschlossen werden, d. h., daß sie nicht gelöst oder abgebaut werden.In practice, a neutral or an acidic electrolyte bath made of metal salts is used, but none Have an oxidizing effect. The voltage in the electrolyte is kept below 4V. This ensures that the metals with the high melting point are trapped in the anode be, d. that is, they are not loosened or broken down.

Im folgenden wird die Erfindung an zwei Beispielen näher erläutertThe invention is explained in more detail below using two examples

example 1

Abfallstücke aus einer Legierung mit Nickel als Grundmetall und einem Gehalt von etwa 50% Nickel und Kobalt, etwa 20% Chrom und etwa 5% Molybden sowie etwa 5% Wolfram werden zusammen mit Kohlenstoff geschmolzen, so daß der Kohlenstoffgehalt etwa 3% beträgt Ein erheblicher Teil der Metalle mit hohem Schmelzpunkt wird dadurch als Carbid gebunden. Aus der Beschickung werden Anoden gegossen, die in einem neutralen oder einem sauren Bad elektrolysiert werden. Um die Kathode bildet sich dann eine Legierung, die aus dem Grundmetall besteht während die hochschmelzenden Metalle in dem Mantel verbleiben, der an der Anode anhaftet Dieser Mantel enthält einen erheblichen Anteil Chromcarbid, das einen bestimmten Prozentsatz Molybdencarbid und Wolframcarbid enthält je nach den Mengen an Molybaen und Wolfram in dem Abfallmaterial.Waste pieces made from an alloy with nickel as the base metal and a nickel content of around 50% and cobalt, about 20% chromium and about 5% molybdenum and about 5% tungsten are combined with Carbon melted so that the carbon content is around 3%. A significant proportion of the metals with high melting point is bound as a carbide. Anodes are poured from the charge, which electrolyzed in a neutral or an acidic bath. One then forms around the cathode Alloy consisting of the base metal while the refractory metals remain in the shell, that adheres to the anode This jacket contains a significant amount of chromium carbide, the one certain percentage of molybdenum carbide and tungsten carbide contains depending on the amounts of molybdenum and Tungsten in the waste material.

Example 2

Altmaterial, bestehend aus einer Legierung mit Nickel als Grundmetall, das etwa 60% Nickel und Kobalt, etwa 20% Chrom, etwa 5% Molybden, etwa 5% Wolfram, etwa 3% Aluminium, etwa 1,5% Titan und im übrigen Rest Eisen enthält wird zusammen mit Silizium geschmolzen, so daß der Prozentsatz an Silizium etwa 7% beträgt Ein erheblicher Teil des hochschmelzenden Metalls wird dabei an das Silizium gebunden. Aus der Beschickung werden Anoden gegossen, die im wesentliche η wie im Beispiel 1 behandelt werden.Scrap material, consisting of an alloy with nickel as the base metal, which is about 60% nickel and Cobalt, about 20% chromium, about 5% molybdenum, about 5% tungsten, about 3% aluminum, about 1.5% titanium and im The remainder of the iron it contains is melted together with silicon, so that the percentage of silicon is around 7% is a significant part of the refractory metal is bound to the silicon. From the Charge are cast anodes, which are treated essentially η as in Example 1.

Claims

Patent claims:

1. Process for the recovery of metals such as nickel, cobalt, iron or copper from Scrap metal that also contains one or more metals with a high melting point such as chromium, molybdenum or contains tungsten, by electrolysis, whereby the scrap metal is switched as an anode, thereby characterized in that one or more of the high melting point metals are incorporated into a compound be transferred that such pretreated scrap metal in a neutral or weakly acidic Bath made of a metal salt of acids that do not have an oxidizing effect, can be electrolyzed and the voltage in the bath is kept so low that the component or components of the metal or metals with the high melting point are not dissolved or degraded.

2. The method according to claim 1, characterized in that the scrap metals prior to implementation the electrolysis with one or more non-metals) of groups III, IV and / or V des Periodic table are pretreated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage in the bath a value below 4V is kept.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that anode plates from poured the old material and these plates are used in the electrolytic bath.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the anode in the bath granulated waste material is used, which is in baskets or the like made of inert material is recorded.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a membrane between the electrodes is placed in the electrolytic bath and that the electrolyte is a solution is used, which has a different composition than the anolyte.