DE2446883C3 - Vorrichtung zur elektrolytischen Metallabscheidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung eines Metalls wie Silber aus einem Elektrolyt, bei der sich in einem offenen Behälter ein feinpassender hülsen- oder korbartiger Netzeinsatz aus zum Beispiel einem Drahtnetz aus korrosionsbeständigem Stahl befindet. Der Netzeinsatz weist vertikale Hülsen und in jeder Hülse zentrisch aufgehängt eine Elektrode auf. Zwischen Netzeinsatz und Hülse einerseits und den Elektroden andererseits wird Spannung angelegt. Der Elektrolyt wird in den Behälster unmittelbar über dem Boden innerhalb des Netzeinsatzes zugeführt und tritt oben aus dem Gefäß aus.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen aus einer Lösung vorzugsweise von Silber.

Es ist bekannt, daß man für die elektrolytische Metallabscheidung in dem Elektrolyt einer durchbrochenen korbartigen Elektrode als Kathode einen oder mehrere vertikale Anodenstäbe im Abstand zuordnet. Bei S'.romdurchgang scheidet sich das Metall dann an der Kathode ab.

Es ist bekannt, innerhalb eines Behälters mit dem Elektrolyt eine Korbkathode aus Lochblech passend in den Behälter vorzusehen, wobei diese Kathode dem Behälterboden angepaßt ist und sich quer über Und vertikal unter den Anodenstäben erstreckt. Bei dieser bekannten Kathodeneinsatzausführungsform sind die Perforationen am Boden und in den Seitenwänden derart, daß jederzeit durch diese der Elektrolytablauf stattfinden kann.

Ein Hauptnachteil dieser Perforationen im Bodenbereich eines Kathodenkorbes beruht auf der Tatsache, daß diese ja um einen dauernden Elektrolytdurchgang zu gewährleisten offenbleiben müssen und auf diese Weise ein gewisser Verlust an kleinen Teilchen des ausplattierten Metalls stattfindet, welche von anderen

S Kathodenteilen abfallen. Aufgrund des Strömungsprofils dieser bekannten Kathodenausführung besteht natürlich die Tendenz für den Elektrolytablauf, die abgefallenen Metallteilchen durch die Perforationen auszuschwämmen, was zu Verlusten führt und ins^esondere von wirtschaftlicher Bedeutung ist bei der elektrolytischen Gewinnung von Edelmetallen aus Lösungen wie Gold oder Silber.

Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung für die elektrolytische Metallabscheidung, die obige Nachteile insbesondere Metallverluste in Form abgebrochener Teilchen aus der Kathode weitgehendst vermeidet.

Nach der Erfindung weist ein oben offener Behälter mit Boden und Seitenwänden einen flüssigkeitsdurchlässigen elektrisch leitenden Netzeinsatz in unmittelbarer Nähe der Behälterwände auf. Zumindest eine elektrisch leitende, an den Enden offene Netzhülse ist innerhalb des Netzeinsatzes vorgesehen und damit leitend verbunden. Weiters befindet sich zumindest eine Elektrode zentrisch aufgehängt in dieser Hülse.

Schließlich sind Stromzuführungen zu den Hülsen und den Elektroden, Elektrolytzu- und abführung in bzw. aus dem Behälter in Boder-nähe bzw. oben vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zur Abscheidung von Silber aus einem Natriumthiosulfat-haltigen Elektrolyt. Die Elektrolytableitung erfolgt im oberen Bereich des oben offenen Behälters. Der flüssigkeitsdurchlässige Netzeinsatz besteht aus einem Drahtnetz aus korrosionsbeständigem Stahl mit einer Vielzahl von nach oben stehenden Seitenplatten, einer Vielzahl von oben offenen Drahtzylindern aus korrosionsbeständigem Stahl vertikal innerhalb des Netzeinsatzes und in elektrischer Verbindung damit, zentrisch in jedem Zylinder, jedoch ohne diesen zu berühren, befindet s'fih die Elektrode.

Stromzuführungen zu Netzeinsatz und Elektroden sind vorgesehen. Der Elektrolyt wird in den Behälter über ein sich innerhalb des Netzeinsatzes bis in unmittelbare Nähe des Behälterbodens reichendes Rohr zugeführt.

Während der Elektrolyse strömt der Elektrolyt in aufwärtsgerichteter Strömung vom Behälter. Die Elektroden sind bei der Metallabscheidung Anoden, das Metall plattiert an den kathodischen Hülsen und am Netzeinsatz aus.

Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise auseinandergezogen — teilweise weggebrochen;

F i g. 2 zeigt einen mittleren vertikalen Teilschnitt durch eine zusammengebaute Vorrichtung der F i g. 1;

F i g. 3 zeigt einen horizontalen Teilschnitt entlang 3-3 aus F i g. 2 und

F i g. 4 zeigt eine vertikale Teilansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Die Elektrolysezelle 10 umfaßt eine oben offene Wanne 12 mit vier senkfechtstehenden Seitenwänden 14 und dem in der Figur nicht erkennbaren Boden. Nach einer speziellen Ausfühningsform ist die Zelle 12 in der horizontalen Ebene im wesentlichen quadratisch, jedoch ist dies nicht wesentlich. Entlang der und über den oberen Kanten der Seitenwände 14 befindet sich eine abgestufte Leiste 16 mit einem nach obenstehenden Rand 18(Fig. 2).

Weiters enthält die Elektrolysezelle 10 einen flüssigkeitsdurchlässigen elektrisch leitenden Netzeinsatz 20, der nach F i g. 1 korbartig ist und vollständig eingepaßt werden kann in die Zelle 12 Die öffnungen des Netzeinsatzes sind klein genug, daß sie vollständig geschlossen werden können durch sich ansammelnde Metallteilchen während der Plattierung.

Der korbförmige Netzeinsatz 20 hat einen Boden 22 und Seitenwändc 24.

Dient die Vorrichtung zur Gewinnung von Silber aus einer Natriumthiosulfatlösung ist der Werkstoff des Netzeinsatzes vorzugsweise korrosionsbeständiger Stahl.

Innerhalb des Netzeinsatzes 20 und mit diesem verbunden befinden sich 8 an den Enden offene elektrisch leitende Netzhülsen 26 in vertikaler Ausrichtung im wesentlichen von oben bis in die Mitte des Netzeinsatzes reichend. Die Netzhülsen 26 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie der Netzeinsatz 20 — also wie oben erwähnt — aus korrosionsbeständigem Stahl.

.Aus der F i g. 3 geht die Anordnung der f·. etzhüisen 26 innerhalb des Netzeinsatzes 20 mit quadratischem Querschnitt hervor. Jede Netzhülse 26 hat einen Durchmesser etwa entsprechend '/3 der Seitenlänge des Netzeinsatzes, so daß man je drei Netzhülsen entlang der Seitenwände 24 des Netzeinsatzes 20 vorsehen kann. Man bringt also in einen solchen Einsatz 8 Hülsen unter. Die Mitte bleibt frei.

Alle Hülsen 26 werden kontaktiert mit dem Netzeinsatz 20, vorzugsweise durch Anschweißen, insbesondere durch Punktschweißen 28 (Fig.3). Außer der Verschweißung der Hülsen mit dem Einsatz können auch die Hülsen untereinander verschweißt sein. Es kann sich dabei um einzelne getrennte Schweißpunkte entlang dieser Berührungslinien handeln oder aber auch können die Berührungslinien ununterbrochen verschweißt sein.

Bei den in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeiformen der e iinduingsgemäßen Vorrichtung wird eine Vielzahl von Elektroden 30 — bei der gezeigten Ausführungsform 8 — so angeordnet daß jede Elektrode 30 sich zentrisch abwärts erstreckt durch eine Hülse 26.

Die 8 Elektroden hängen von einer Deckplatte 32 herab, die passend sitzt und aushebbar ist auf der abgestuften Leiste 16 innerhalb des Randes 18 (F i g. 2). Die Elektroden selbst können aus einem beliebigen Elektrodenmaterial, vorzugsweise Graphit, bestehen.

Der Elektrodenanschluß geschieht über 34 zu der Stromquelle 35 über die Leitungen 3(i.

Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß — wenn die Deckplatte 32 aufsitzt auf der abgestuften Leiste 16 —, sich die Elektroden 30 bis in die Gegend des unteren Endes 38 der Hülsen 26 erstrecken. Diese Ausführungsform wird bevorzugt, ist jedoch nichl erfindungswesentlich.

Das mit seinem oberen Ende an der Deckplatte 32 fixierte Rohr 40 dient zur Elektrolytzuführung in die Zelle 12 in unmittelbare Nähe des Bodens des korbartigen Netzeinsatzes 20. Das Rohr 40 ist bevorzugt mittig angeordnet und befindet sich demnach in der Mittelachse von Einsatz 20 und! Zelle 12. Das Rohr 40 kommt zwar nahe heran an den Boden 22 des Einsatzes 20; berührt diesen jedoch nicht.

Die Elektrolytabteilung 42 erfolgt im oberen Bereich der Zelle.

In einer Vorrichtung nach Fig. 2 strömt somit der Elektrolyt durch das Rohr 40 abwärts, tritt aus diesem unten in den Einsatz 20 aus und strömt dann um das Rohr 40 durch die Hülsen 26, wo der wesentliche Teil der Plattierung erfolgt, und wird bei 42 abgeleitet

In der Fig.2 ist schließlich noch ein Deckel 44 gezeigt, dessen Deckeirand 46 den Rand 18 der Zelle 12 umfaßt Durch den Deckel 40 reicht mittig der Zuführstutzen 48 zum Rohr 40, welcher im Deckel über die Flanschfixiening 49 gehalten ist

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den F i g. 1 bis 3 zur elektrolytischen Gewinnung von Silber aus einem Natriumthiosulfat-Elektrolyt wird zuerst der korbartige Netzeinsatz 20 in die Zelle 12 eingesetzt und die Deckplatte 32 mit den daran hängenden Elektroden 30 auf die abgestufte Leiste 16 eingelegt, so daß die Elektroden zentrisch in die Hülsen 26 reichen. Dann wird dt;r Elektrolyt über Zuführstutzen 48, Rohr 40 bis zur Erfüllung der Zelle 12 eingeleitet; gleichzeitig wird Spannung angelegt zwisehen dem Netzeinsatz 20 und den El*"'·: troden 30, so daß der Netzeinsatz zur Kathode wird und Silber an den Hülsen 26 und Teilen des Netzeinsatzes ausplattiert.

Bevorzugt leitet man den Elektrolyt kontinuierlich durch die Zelle 12, so daß das Ausplattieren des Silbers über den gesamten Netzeinsatz und die Hülsen erfolgt. Da die Elektroden den sie umgebenden Hülsen näherstehen, wird ein größerer Anteil an Silber an den Hülsen und den ihnen unmittelbar benachbarten Teilen des Netzeinsatzes abgeschieden. Bei der 1. Ausführungsform sammelt sich ein gewisser Anteil an ausplattiertem Silber auf dem Boden 22 und den unteren Teil der Seitenwände 24, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß der Elektrolyt in unmittelbarer Nachbarschaft des Bodens 22 an Silber relativ konzentriert ist, da er unmittelbar dort zugeführt wird. Wegen der hohen Konzentration an gelöstem Silber im unteren Teil der Zelle kommt es auch zu einer stärkeren Ausplattierung des Silbers am Boden 22 des Einsatzes tro'7. des größeren Eleklrodenabstands an dieser Stelle. Mit fortschreitender Elektrolyse scheidet sich immer mehr Sill 2r am Einsatzboden ab — wie auch an den anderen Teilen des Einsatzes und der Hülsen —, mit der Zeit werden die öffnungen oder Perforationen des Einsatzbodens 22 allmählich vollständig durch das ausplaltierte Silber geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist die an den Hülsen 26 über dem Einsatzboden 'Xl abgeschiedene Silbermenge derart, daß es zu einem Abbrechen oder Herunterfallen von Silberstückchen von den Hülsen 26 kommen kann. Mit einer relativ langsamen Aufwärtsströmung der Elektrolyten kann man aufgrund der Dichte des Silbers erreichen, daß die abgebrochenen Silberteilchen der Hülsen 26 unter der Einwirkung aer Schwerkraft nach unten sinken gegen den aufwärtsströmenden Elektrolyt, und sich auf dem nun im wesentlichen geschlossenen undurchbrochenen Neizboden 22 sammeln. Hat sich dort bereits eine wesentliche Silbermenge angesammelt, \.o wird die Elektrolyse unterbrochen.

Das ausplattiei .e Silber findet sich nun auf dem Netzeinsatz 12, den Hülsen 26 und in Form von freien Teilchen auf dem Einsatzboden 22

Um nun das Silber aus dem Netzeinsatz 20 zu erhalten, gibt es 3 Möglichkeiten:

1. Der Netzeinsatz v.ird aus der Zelle 12 nach

<>5 Abheben des Decktis. 44 ur.d der Deckplatte 32 nrt den daranhängenderi Elektroden 30 herausgehoben und entweder in einem Ofen oder im Freien auf etwa 540⁰C erwärmt — das ist der Schmelzpunkt des Silbers —,

wodurch das gewonnene Silber abläuft. Besteht Netzeinsatz und Hülsen aus korrosionsbeständigem Stahl, so kann man diese nach dem Abschmelzen des Silbers neuerlich in die Zelle einsetzen.

2. Es wird wieder Netzeinsatz und Hülsen aus der Zelle genommen und in eine andere Zelle mit sauerem Elektrolyt und Silberkathoden zentrisch abwärtsgerichtet in die Hülsen 26 in etwa in der Anordnung wie sie in F i g. 2 gezeigt ist, eingesetzt. Die Polarität ist in diesem Fall umgekehrt, also Netzeinsatz 20 und Hülsen 26 sind anodisch geschaltet. Die Kathoden sind in diesem Fall vorzugsweise aus reinem Silber. Auf diese Weise läßt sich hochreines Silber gewinnen.

3. Man kann Netzeinsatz und Hülsen einfach abkratzen oder mit einem Hochdruck-Wasserstrahl abspulen. Das Silber plattiert nämlich auf dem Netz der Hülsen 26 als schwammige lockere Masse und nicht so sehr als massive Platte, so daß diese Art der Entfernung von den Netzen möglich ist. In ähnlicher Weise kann das Silber vom Boden des Einsatzes 22 gewonnen werden. Trotzdem es die öffnungen des Netzeinsatzes am Boden zu verstopfen vermag, ist es doch nicht so stark gebunden, daß man es nicht durch Abkratzen oder Abspritzen entfernen könnte. Wie sich zeigte, kann man tatsächlich das gesamte abgeschiedene Silber auf diese Weise gewinnen.

In der F i g. 4 ist nun eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt und zwar entsprechen alle nichtgezeiglen Teile der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform. Der Unterschied zwischen F i g. 2 und F i g. 4 liegt in der Ausbildung des Bodenteils 22' von dem Netzeinsatz 20', das heißt dem Netzeinsatz 20 der F i g. 2 fehlt nach der F i g. 4 der Bodenteil.

Bei der Anwendung dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch wieder zuerst der Netzeinsatz 20' in die Zelle 12 eingesetzt, die Deckplatte 32 aufgelegt und sonst vollständig entsprechend der Betriebsweise der in den Fig. 1 bis 3

ίο gezeigten Vorrichtung verfahren.

Da in diesem Fall der Netzeinsatz 20' keinen Boden hat, so plattiert das Silber am unteren Teil des Einsatzes 24' und es findet kein Plattieren des Zellenbodens statt in Ermangelung einer Polarität.

[j Von dem Netzeinsatz 20' eventuell abfallende Silberteilchen sinken unter dem Einfluß der Schwere nach unten und sammeln sich auf dem Zellenboden. Be dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung soll die Auswärtsströmung des Elektrolyter durch die Zelle 12 ausreichend langsam sein, um eir Absetzen der abgebrochenen Silberteilchen zu gestat ten. Es besteht also nicht die Gefahr, daß mit derr Elektrolyt über 42 Silberteilchen ausgetragen werden.

Grundsätzlich können auch bei der Ausführungsforrr nach Fig.4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung di< oben beschriebenen Möglichkeiten für das Sammeln de; ausplattiprten Silbers zur Anwendung gelangen. Dai sich am Zellenboden sammelnde Silber wird einfacl ausgeleert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur elektrolytischen Metallabscheidung in einer gegebenenfalls verschließbaren Zelle mit von oben nach unten reichende Anoden und Zu- und Ableitung für den Elektrolyt, gekennzeichnet durch einen flüssigkeitsdurchlässigen elektrisch leitenden Netzeinsatz (20) in unmittelbarer Nähe der Seitenwände (14) der Zelle (i2) und zumindest eine an den Enden offene elektrisch leitenden Netzhülse (26) kontaktiert mit dem Netzeinsau und als Kathode geschaltet, wobei die Anoden in die Hülsen reichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (26) vertikal und zylindrisch sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzeinsatz und die Hülsen aus korrosionsbeständigem Stahl bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzeinsatz korbförmig ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzeinsatz in der Zelle passend sitzt

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen nicht ganz bis auf den Boden (22) des Netzeinsatzes reichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Zelle ein Rohr (40) zur Elektrolytzuführung von oben bis knapp über den Boden des Einsatzes bzw. der Zelle vorgesehen ist