DE2212099B2

DE2212099B2 - Vorrichtung zur rueckgewinnung von metall aus einer ionen dieses metalls enthaltenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE2212099B2
Application number: DE19722212099
Authority: DE
Inventors: John Stanley Cooley Austin Craig Bober Thomas W Rochester N Y Zankowski (V St A ) D04h 18 00
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1971-03-15
Filing date: 1972-03-13
Publication date: 1973-05-03
Also published as: BE780623R; JPS5529157B1; DE2212099C3; IT998061B; DE2212099A1; US3751351A; GB1360704A; AU3994272A; CA974192A; FR2130185B2; AU469079B2; FR2130185A2

Description

Die Erfindung betrilTt eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Metall aus einen Ionen des MetalN enthaltenden Flüssigkeit, mit mindestens einer flüssigkeitsdichten Kammer, die durch zwei einander ücienüberlieüende Elektroden und einen elektrisch isolierenden, die Elektroden im Abstand voneinander hakenden Abslandshalter begrenzt ist und einen Einlaß sowie einen Auslaß für die durch die Kammer strömende Flüssigkeit aufweist, wobei der Abstandshalter eine im wesentlichen zylindrische Inneiuvand der Kammer bildet, die eine Elektrode mit einem der Durchlässe versehen ist und der andere Durchlaß im wesentlichen tangential in die Kammer mündet, nach llaup-anmeldung P 2u OiS 470.

Diese aus der Hauptanmeldung P 20 06 4/0 b; kannte Rückgewinnungsv01 richtung liefen eine verhältnismäßig hohe Rückgewinnungsrate, die ganz wesentlich '.on einer kräftigen Bewegung der die Ionen enthaltenden Flüssigkeil abhängt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zur Erzielung einer noch höheren Rückgewinnungsrate dahingehend zu verbessern, daß auf die Sirömungsverhältnisse Einfluß genommen wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine in der Kammer angeordnete spiralförmige Trennwand aus elektrisch isolierendem Material, die mit dem Abstandshalter und den Elektroden einen im wesentlichen spiralförmigen Strömungsweg für die Flüssigkeit bildet, der einerseits an dem tangential in die Kammer mündenden Durchlaß und andererseits an dem in der einen Elektrode im wesentlichen zentral ausgebildeten Durchlaß endet. Demnach berührt die eine spiralförmige Kante der Trennwand die eine Elektrode und die andere Kante die andere Elektrode. Als Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wiederum die Rückgewinnung von Silber aus silberhaltigen photographischen Fixierlösungen zu nennen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist eine zweite, gleich der ersten Kammer gebildete Kammer vorgesehen, wobei die der ersten Kammer zugeordnete eine Elektrode mit der der zweiten Kammer zugeordneten entsprechenden Elektrode identisch ist und den im wesentlichen zentral ausgebildeten Durchlaß aufweist. Zweckmäßicerweise wird als den beiden Kam-

ire ιτ. gemeinsame Elektrode die Kathode vorgesehen. V mi dann /wischen der gemeinsamen Kathode und ι! ι einen Anode sowie der anderen Amide je eine c'· kirisehe (ilciehspannung angelegt isi. wird das r '-./uuewinneiule Meiall an den beiden den Anoden ■j ■ Aelmcn Seilen der Kathode abgeschieden, vvoi^{; !}eh die Rückgewinnung \ereinfaeht ist. Nach dem .V^heidcn des Metalls an der Kathode kann diese ι . ;cnii und an einen Abscheider gesandt werden. i die Kathode im Falle \on Silber als MeUiH einem

■ ■!■_ren Rückgew inmmgspro/eß umerzieht, worauf

Kathode in der Vorrichtung erneut verwendet

■ Jen kann. Besieht diese beispielsweise aus oher-■" hlich oder durch und durch leitfähig gemachtem i'iMsioll. kann sie nach einmaligem Gebrauch auch •-eworfen werilen.

Im I ο Ige rute η ist die Erfindung an Hund zweier L .Ii die Zeichnung dargestellter Ausführungsforr η der cifmdüngsgemäßen VorriclHuiig im ein/eli: ! erläutert, Es zciu.!

rig. 1 einen Längsschnitt nach der Linie 1-1 in 1 ■ g. 2 durch eine erste Ausführungsfonn.

: i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in "> ■ ·_:. 1 durch diese Ansführungsform und

L ig. 3 einen der F i g. 1 entsprechenden Längsiiiitl durch eine /weite Ausfühnmgsform.

Die Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 ¹ Mi/t zwei Kammern, die eine ein/ine oder tiemein-

■ iine Kathode 111 in fiestalt einer Ilachen Metall-

■ !alte und zwei Anoden 113 und 115 ebenfalls in *' :e-talt llacher Metallplalten aufweisen, die parallel 'icinaiuler im Abstand von der Kathode 111 auf erschiedenen Seilen der Kathode angeordnet sind. Alle Elektroden 111. 113 und 115 bestehen aus rostireiem Stahl, Es könnten jedoch statt dessen unter bevorzugten Anodenmaterialien auch Kohle oder platinisiertes Titan verwendet werden.

Fin ringförmiger Abstandshalter 117 aus dielektrischem oder isolierendem Material, wie (Has. Hartgummi. Holz oder Kunststoff. /.. B. Polymethylmethacrylat. ist zwischen die erste Anode 113 und die Kathode 111 geklemmt, so daß eine innere erste Kammer 114 gebildet ist. die Zylinderform hat. Ein entsprechender zweiter Abstandshalter Π9 aus isolierendem Material ist zwischen die einander zugekehrten Seiter, der Kathode 111 und der zweiten Anode 115 geklemmt, so daß eine zweite zylinderlörn.ige Kammer 121 gebildet ist. Eine zentrale Bohrung 123 in der Kathode IH dient für beide Kammern als Durchlaß und bildet gleichzeitig die Verbindung zwischen den beiden Kammern.

Für die Zufuhr \on Flüssigkeit oder Elektrolyt ist ein Einlaßsiutzen 125 vorgesehen, der sich durch den ersten Abstandshalter 1!7 erstreckt und die Flüssigkeit der ersten Kammer 114 tangential zuführt. Ein entsprechender Auslaßstutzen 127 erstreckt sich tangential \on der zweiten Kammer 121 weg ins Freie, damit die Flüssigkeit abgeleitet werden kann.

Um beispielsweise Silber wirksam rückgewinnen und es gleichmäßig ablagern zu können ist es wesentlich, daß die Flüssigkeil bei ihrer Strömung durch die Kammern sich in heftiger und stetiger Bewegung befindet. Dies wird dadurch erreicht, daß in jeder Kamm· r eine von zwei gleich ausgebildeten Trennwänden 131 und 133 aus isolierendem Material, wie Kunststoff, beispielsweise Polymethylmelhacrylat. Polyäthylen. Polypropylen. Polyvinyl

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chlorid. Polystyrol oder Phcnol-Iormaklehvd-KimsisiolT. anu.eori.lnel ist. Die erste Ί rennwand 131 heündet sich mit ihrem äußeren Ende in der Nähe de·- Eiiilal'sUn/eil^ 125. während ihr inneres Ende der zentralen Bohrung 123 benachbart i^t. so dal.'. ..':i: Flüssigkeit mit hoher (leschw indigkeil in einer spiralförmigen Bahn von clem (.lurch den Einlaßstut/e;: !25 gebildeten Einlaß bis zu dem durch die Bohrung 123 gebildeten Auslaß der eisten Kammer 114 ström'..

ίο Entsprechendes gilt für die Stiömungsverhälinissc m der /weiten Kammer 121. deren Einlaß durch die Bohrung 123 und deren Auslaß durch den Au-Ia!,-stiitzen 127 gebildet ist.

Die Trennwände 131 und 133 sind in ihrer Lage nicht nur durch die Elektroden, sondern außerdem durch die Turbulenz, verbessernde Suit/en 135 gehalten, die. auf die jeweilige Kammer verteilt, an einer oder beiden tier einander gegenüberliegenden Elektroden m irgendeiner Veise befestigt sind, bei spielsweise durch Einheiten. Pie Stützen 135 können aus denselben Materialien bestehen wie die 1 rennvvände 131 und 133. Wenn die Trennwände hinreichend steif sind, werden besondere Siüt/en nicht henötiüt.

Die Einzelteile der Ausführungsform können in iruendeiner Weise zusammengehalten werden, beispielsweise mittels mehrerer Bolzen 139. deren einen elektrischen Kontakt gebende Berührung mit eier Kathode 135 durch sie umgebende isolierende Hülsen 141 vermieden ist. Statt der Hülsen würde aber auch ein ausreichender Abstand genügen.

Die beschriebene erste Avisführungsform hat sich bei der Rückgewinnung von metallischem Silber ans photoü.raphischen Fixierlösungen. die komplexe Siibersalze enthalten, im Versuch bewähr:. Die Kammern Π4 und 121 waren je 25.4 mn. hoch, was auch für die Trennwände 131 und 133 gilt. Die Breite de-/wischen den einzelnen Windungen der Trennwände bestehenden Kanals war ungefähr I¹J mm. .!ede der .Anoden hatte ungefähr eine Fläche von ^l>.2° dm-, die der Kathode gegenüberlag. Die Kathode hatte eine sich auf beide Seiten * erteilende Ciesamüläche von ungefähr IS.5.X dm-'. Alle Elektroden waren unuefähr 4.77 mm dick und bestanden, .vie erwähnt, aus rostfreiem Stahl. Die Vorrichtung wurde mit einer Stromdichte von ungelähr 1345 bis 161.SmAcIm- betrieben, wobei die Flüssigkeit mit einem Durchfluß von 32 1 min durchgepumpt wurde. An beiden Sotten der Kathode ergab sich ein guter.

5" harter Silberüberzug, wenn die zu behandelnde Flüssigkeit zwischen ().<Ϊ5 und 5.1 g 1 Silber enthielt. SuI-(klbiklung trat nicht auf.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fi g. 3 stimuli mit dem in Fig. 1 in der oberen Hälfte dargestellten Teil di"" ersten Ausführungsform überein. Jedoch tritt die die Kammer 114' verlassende Flüssigkeit anstatt in eine Bohrung in der Kathode 111 in einen von einer Bohrung aufgenommenen Auslaßsiutz.en 145 ein und wird entfernt oder wieder in Umlauf gesetzt. Natürlich bildet sich bei dieser Ausführungsl'orm niii auf der einen Seite der Kathode 111' eine Schicht aus Silber, während die anderen wichtigen Vorteile der Errmdimg gewahrt bleiben.

Es ist ganz allgemein als vorteilhaft zu bezeichnen.

daß die erfindungsgemäße Vorrichtung als wegwerfbare Einmal-Zelle ausgebildet werden kann, wodurch mögliche Kurzschlüsse vermieden werden, die entstehen können, wenn sich, Silber an den iso-

lierenden Abstandshaltern abgelagert hat und von der Kathode zur Anode eine leitende Brücke bildet. Je öfter eine bestimmte Vorrichtung oder Zelle benutzt wird, desto wahrscheinlicher wird dieser Fall einmal eintreten.

An dieser Stelle seien die wichtigsten Merkmale und wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengefaßt:

1. Die Strömung der Flüssigkeit durch einen spiralförmigen Kanal sorgt durch und durch für eine gleichförmige Bewegung, die zu einer gleichmäßigen Silberabscheidung führt.

2. Die abgedichteten Kammern erlauben durch externes Pumpen eine sehr starke Bewegung der Flüssigkeit.

3. Bei einem nominalen Durchfluß von 32 I/min wird eine vollturbulente Strömung mit einer hohen Reynoldszahl von über 30 000 erreicht.

4. Stützen (135) zwischen den Windungen der spiralförmigen Trennwände dienen zum Aufwirbeln, um zu verhindern, daß sich bewegungslose Grenzschichten bilden. Dadurch wird der Massen transport verstärkt.

5. Eine hohe Stromdichte als Ergebnis starker Bewegung ergibt einen verbesserten Wirkungsgrad und vermindert die Gefahr chemischer Reaktionen, bei Silber als Metall, also die Sü'ifidbiklung.

6. Fs gibt keine sich bewegenden Teile, die eine Wartung benötigen.

7. Die Herstellungskosten sind gering. Teile aus Kunststoff können gegossen werden. Die flachen Elektroden lassen sich leicht herstellen.

<S. Der Aufbau ist einfach und kompakt.

^l). Die Vorrichtung laßt sich leicht auseinandernehmen, so daß das Metall (Silber) von der Kathode abgeschabt oder auf andere Weise entfernt werden kann.

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Bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen sind die Elektroden aus Metall gefertigt. Die Elektroden brauchen aber nicht aus Metall zu bestehen. Sie könnten statt dessen auch aus Kunststoff gefertigt sein, der an der oder den Oberflächen mit Metall beschichtet ist, das von der Flüssigkeit benetzt wird, aus der Metallionen entfernt werden sollen. Die Elektroden könnten auch aus Kunststoll bestellen, der mit einem elektrisch leitenden Mateiial gefüllt ist. oder sie könnten aus Kohle bestehen.

In denjenigen Fällen, in denen eine Elektrode au*· KunststolT besteht, der nicht mit elektrisch leitendem Material gefüllt ist. kann der Abstandshalter und oder die Trennwand einstückig mit der Elektrode ausgebildet, beispielsweise gegossen sein. So könnte bei der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 die Anode 113 aus Kunststoff gefertigt und es könnten der Abstandshalter 117 und die Trennwand 131 einstückig mit der Anode 113 ausgebildet sein. Entsprechendes gilt für die Anode 115 und den Abstandshalter 119 sowie die Trennwand 133. Diejenigen Seiten der Anoden, die in das jeweilige Kammerinnere zeigen, wären dann mit Metall beschichtet. Die Kathode 111 kann aus Metall. Kohle oder Kunststoff bestehen, der beidseitig mit Metall beschichtet ist. Statt dessen käme auch mit elektrisch leitendem Material gefüllter Kunststoff in Frage. Wahlweise könnte die Kathode 111 aus Kunststoff bestehen, wobei die Abstandshalter 117 und 119 sowie die Trennwände 131 und 133 einstückig mit der Kathode ausgebildet sein könnten. In diesem Fall würde sich als Anodcnmatcrial Metall, Kohle, mit Metall beschichteter Kunststoff oder mit leitendem Material gefüllter Kunsts'off eignen. Es ist nicht notwendig, sowohl den Abstandshalter als auch die Trennwand einer Kammer an derselben Elektrode auszubilden.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß F i g. 3 könnten der Abstandshalter 117' und die Stützen 135' einstückig mit der Kathode oder Anode ausgebildet sein. Es könnten aber auch die Stützen mit der einen Elektrode und der Abstandshalter mit der anderen Elektrode einstückig ausgebildet sein.

Falls die Trennwand mit einer der Elektroden ein Stück bildet, brauchen die Stützen 135 an sich nicht vorgesehen sein. Es ist dann aber zu empfehlen, an der Trennwand Erhebungen vorzusehen, welche die Turbulenz in ähnlicher Weise fördern wie die Stützen 135.

Bei der ersten Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 ist die mittlere Elektrode zweckmäßigerweise die Kathode 111. während die beiden äußeren Elektroden die Anoden 113 und 115 sind. Die Rollen der Elektroden könnten aber auch vertauscht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von Metall aus einer Ior.cn dieses Metalls einhüllenden Flüssigkeit, mn mindestens einer flüssigkeitsdichten Kammer, die durch zwei einander gegenüberliegende Elektroden und einen elektrisch isolierenden, die Hlektroden im Absland voneinander haltenden Al· ' Midshalter begrenzt ist und einen Einlaß sowie einen Auslaß für die durch die Kammer strömende Flüssigkeit aufweist, wobei der Abslandshalter eine im wesentlichen zylindrische Innenwand der Kammer bildet, die eine Elektrode mit einem der Durchlässe versehen ist und der andere Durchlaß im wesentlichen tangentia! in die Kammer mündet, nach Hauplanmeldung 1' 20 06 47t). g e k e η η ζ e i e h η e t durch eine in der Kammer (114. 12Γ. 114') angeordnete spiralförmige Trennwand (131. 133: 131') aus elektrisch isolierendem Material, die mit dem Abstandshalter (117. 119: 117') und den Flektroden (111. 113. 115: 111'. 113') einen im wesentlichen spiralförmigen Strönumgsweg für die Flüssigkeit bildet, der einerseits an dem tangential in die Kammer mündenden Durchlaß (125. 127; 125') und andererseits an dem in der einen Flektrode _VI11: 111') im wesentlichen zentral ausgebildeten Durchlaß (L¹V 145) endet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch mehrere Stützen M35; 135') aus elek- 3u irisch isolierendem Material, die sich von einer Elektrode zur anderen durch die Kammer (114. 121: 114') erstrecken und die Trennwand (131. 133; 131') berühren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der tangential in die Kammer (114; 114') mündende Durchlaß als Einlaß (125: 125') und der in der einen Elektrode (111: 11Γ) ausgebildete Durchlaß als Auslaß (123; 145) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektroden einstückig mit der Trennwand ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt ist und daß diese Elektrode an ihrer der anderen Elektrode zugekehrten Seite mit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektroden einstückig mit dem Abslandshalter ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt ist und daß diese Elektrode an ihrer der anderen Elektrode zugekehrten Seite mit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. gekennzeichnet durch eine zweite, gleich der ersten gebildete Kammer (121). wobei die der ersten Kammer (114) zugeordnete eine Elektrode (111) mit der der zweiten Kammer (121) zugeordneten entsprechenden Elektrode (111) identisch ist u;;d den im wesentlichen zentral ausgebildeten Durchlaß (23) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Kammern gemeinsame Elektrode einstückig mit den Trennwänden ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt ist und daß die gemeiih.ame Elektrode beidseitig mit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist.

S. Vorrichtung nach Anspruch d oder /, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Kammern iiemeinsame Flektrode einstückig mit den Abstandshaltern ausgebildet und au- Kunsistofi ücferiiüt ist und daß die gemeinsame Elektrode beidseitig mit einem elektrisch leitenden IkIaL versehen ist.

<■). Vorrichtung nach Anspruch (·>. dadurch gekennzeichnet. (JaIi die einander entsprechende!; iictrennien Elektroden jeweils mit den ihnen zugeordneten Trennwänden und oder Abstandshaltern einstückig ausgebildet und aus Kunsistoi! gefertigt sind und daß die der gemeinsamen Elektrode zuuekehrien Seiten der getrennten Elektroden mit" einem elektrisch leitenden Belag versehen sind.