DE2838406A1 - Verfahren zur gewinnung von kupfer und nickel aus legierungen - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von kupfer und nickel aus legierungenInfo
- Publication number
- DE2838406A1 DE2838406A1 DE19782838406 DE2838406A DE2838406A1 DE 2838406 A1 DE2838406 A1 DE 2838406A1 DE 19782838406 DE19782838406 DE 19782838406 DE 2838406 A DE2838406 A DE 2838406A DE 2838406 A1 DE2838406 A1 DE 2838406A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- copper
- alloy
- nickel
- anode
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 41
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 67
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 53
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 229910000645 Hg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- FCAIWVDPJSUDCL-UHFFFAOYSA-N copper mercury Chemical compound [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Hg].[Hg].[Hg] FCAIWVDPJSUDCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-ethylcyclohexyl)propanoic acid 3-(3-ethylcyclopentyl)propanoic acid Chemical compound CCC1CCC(CCC(O)=O)C1.CCC1CCC(CCC(O)=O)CC1 HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese
- C25C1/08—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese of nickel or cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/12—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Unsere Nr. 22 123 Ec/Pb
The United States of America, vertreten durch den Secretary
of the Department of Commerce Springfield, Virginia, V.St.A.
Verfahren zur Gewinnung von Kupfer und Nickel aus Legierungen
Die Erfindung betrifft die Gewinnung von Kupfer und Nickel aus Legierungen durch Elektrolyse in einer Elektrolysezelle,
in der die Legierung als Anode eingesetzt wird. Die erfindungsgemäß verwendete Elektrolysezelle weist getrennte Anoden- und
Kathodenräume auf und hat zwischen dem Anoden- und dem Kathodenraum eine Zwischenelektrode, die aus einer flüssigen Kupfer-Quecksilber-Legierung
besteht.
Kupfer und Nickel sind für die Technik bedeutende Metalle, und zur Erhaltung angemessener Vorräte dieser Metalle sind wirksame
Verfahren zur Rückgewinnung dieser Metalle aus Schrottabfällen von Bedeutung. Für die Rückgewinnung stehen beträchtliche Mengen
an Kupfer-Nickel-Legierungen zur Verfügung, so daß metallurgische Verfahren zur Gewinnung dieser Metalle aus den Abfall-Legierungen
benötigt werden.
Gemäß vorliegender Erfindung wurde nun gefunden, daß Kupfer und Nickel wirksam und ohne Umweltverschmutzung mit Hilfe eines
elektrolytischen Verfahrens unter Anwendung der Kupfer-Nickel-Legierung als Anode und einer flüssigen Kupfer-Quecksilber-Legierung
als Zwischenelektrode zwischen getrennten Anoden- und Kathodenräumen einer Elektrolysezelle aus Legierungen gewonnen
werden können. Dieses Verfahren wird allgemein unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, die schematisch eine Ausführungsform einer zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren geeig-
90981 1 /0933
neten Vorrichtung erläutert.
In der Zeichnung besteht die Elektrolysezelle aus dem Behälter 1, einer undurchlässigen Trennwand 2, einer Zwischenelektrode
3 aus einer Kupfer-Quecksilber-Legierung, einer Anode 4 aus einer Kupfer-Nickel-Legierung, einer Kathode 5, einem Anodenraum
6 und einem Kathodenraum 7. Die aus der Kupfer-Quecksilber-Legierung bestehende Zwischenelektrode 3 wird erhitzt, indem
man Wechselstrom oder Gleichstrom durch die aus Eisen bestehenden Leiter 8 und 81 schickt. Der Behälter 1 kann aus jedem üblicherweise
für Elektrolysezellen eingesetzten Material, beispielsweise keramischem Material, bestehen, vorausgesetzt, daß dieses
Material bei der Betriebstemperatur gegenüber der Kupfer-Quecksilber-Legierung praktisch inert und beständig ist.
Die undurchlässige Trennwand 2 dient dazu, die Elektrolysezelle
in einen Kathoden- und einen Anodenraum aufzuteilen, und ist daher im wesentlichen undurchlässig gegenüber Ionen, die
während der Elektrolyse in dem Anoden- oder Kathodenraum vorhanden sind oder gebildet werden. Im allgemeinen ist Glas ein
für diesen Zweck geeignetes Material, andere Stoffe wie z.B. Tetrafluorethylen oder jedes Material, das fähig ist, der
chemischen Umgebung zu widerstehen, können ebenfalls eingesetzt werden. Darüberhinaus ist die spezielle Form oder der Aufbau
der Trennwand nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie dazu dient, die Elektrolysezelle in Anoden- und Kathodenräume geeigneter
Größe zu teilen.
Die Zwischenelektrode 3 besteht aus einer Kupfer-Quecksilber-Legierung,
die etwa 0,5 bis 5 Gew.-% Kupfer enthält. Sie wird mit Hilfe üblicher Mittel, z.B. durch elektrischen Strom oder
eine äußere Heizquelle, bei einer Betriebstemperatur gehalten, die ausreicht, um die Legierung in flüssigem Zustand, z.B.
bei etwa 85 bis 100°C, zu halten. Die flüssige Legierung kann
90981 1 /0933 "
in der Elektrolysezelle in jeder geeigneten Anordnung eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß sie dazu dient, den Anoden- und den
Kathodenraum der Elektrolysezelle miteinander zu verbinden. Im allgemeinen wird die günstigste Anordnung die sein, die in der
Zeichnung gezeigt ist, wobei die flüssige Legierung eine Schicht auf dem Boden der Zelle darstellt, und wobei die undurchlässige
Trennwand in die Legierung eintaucht. Die Dicke der Legierungsschicht ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie ausreicht,
um wirksam metallisches Kupfer aus dem Anodenraum in den Kathodenraum zu übertragen, wie nachstehend näher erläutert
wird. Die optimale Stärke der Schicht hängt von solchen Veränderlichen, wie der Größe und Form der Zelle, der Art und Menge
des Kupfererzes oder -konzentrats, der Zusammensetzung des Anolyten und Katholyten, der Art der Elektroden und der
Betriebstemperatur ab und wird am besten im Versuch bestimmt.
Die Anode 4 besteht im wesentlichen aus dem aus einer Kupfer-Nickel-Legierung
bestehenden Material, aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Kupfer und Nickel gewonnen werden sollen.
Die typischerweise und am häufigsten verwendete Legierung ist die Monel-Legierung, die zum überwiegenden Teil aus Nickel und
Kupfer besteht und im allgemeinen sehr geringe Anteile an Kohlenstoff, Mangan, Eisen, Schwefel und Silicium enthält. Die
Anode kann in jeder für elektrolytische Verfahren üblichen Form vorliegen, z.B. in Form von Platten, Stäben usw., wobei die
optimalen Formen und Abmessungen von den vorstehend genannten Veränderlichen sowie von der Natur des Schrottmaterials9 aus
dem die Legierung besteht, abhängen.
Als Kathode 5 kann jede üblicherweise in elektrolytischen Verfahren,
bei denen Kupfer abgelagert wird, z.B. bei elektrolytischer Metallgewinnung oder Elektroraffinatxon, eingesetzte
Kathode verwendet werden. Zu den geeigneten Kathodenmaterialien gehören rostfreier Stahl, Kupfers Titan und andere Materialien,
die eine haftfähige Oberfläche für die Ablagerung von Kupfer
90981 1/0933
2838408 "
bereitstellen. Auch die Kathode kann in jeder üblichen Form und Größe eingesetzt werden.
Geeignete anodische Elektrolytlösungen sind solche, die üblicherweise
zum Lösen von Kupfer oder Nickel in elektrolytischen Verfahren verwendet werden. Beispiele für derartige Lösungen sind
saure Lösungen von Kupfer- oder Nickelsalzen, wie z.B. Kupfersulfat, Kupferchlorid, Nickelsulfat, Nickelnitrat oder Gemische
daraus. Um die erforderliche Säure bereitzustellen, wird im allgemeinen Schwefelsäure bevorzugt, wobei jedoch auch andere
Säuren, wie z.B. Salzsäure und Salpetersäuren, verwendet werden können. Schwefelsäure allein kann auch in befriedigender Weise
als Anolytlösung eingesetzt werden. Die optimalen Konzentrationen an Kupfer, Nickel usw. sowie die optimalen pH-Werte der
Elektrolytlösung hängen wiederum von den vorstehenden Veränderlichen ab, wobei jedoch im allgemeinen Konzentrationen der
Kupfer- oder Nickelionen im Bereich von etwa 10 bis 50 g/l und ein pH-Wert von etwa 0,4 bis 1,5 befriedigend sind.
Der Katholyt besteht aus einer wässrigen Elektrolytlösung, mit deren Hilfe eine wirksame Ablagerung von Kupfer an der Kathode
ermöglicht wird und die Bildung einer guten Beschichtungsoberflache
gesteigert wird. Diese Lösungen sind ebenfalls üblich und bestehen im allgemeinen aus einer sauren wässrigen Lösung
eines Kupfersalzes, wie z.B. Kupfersulfat oder Kupferchlorid.
Die Lösung enthält gewöhnlich auch eine Säure, wie z.B. Schwefelsäure oder Salzsäure, in ooluher Menge, daß ein pH-Wert von
etwa 0,5 bis 1,5 erhalten wird. Die optimalen Konzentrationen werden wiederum am besten empirisch bestimmt, wobei jedoch eine
Kupferionenkonzentration von etwa 30 bis 60 g/l im allgemeinen befriedigend ist.
Die Elektrolyse wird mit Hilfe eines Gleichstromes aus einer üblichen Gleichstromquelle durchgeführt. Geeignete Spannungen
909811/0933
und Stromdichten liegen im allgemeinen im Bereich von etwa
2 5 bis 15 Volt und von etwa 100 bis 52JO A/m . Die erforderliche
Dauer kann mit den vorstehenden Veränderlichen beträchtlich variieren, wobei jedoch gewöhnlich eine Dauer von etwa 10 bis
50 Stunden ausreicht, um die Legierung praktisch zu lösen und metallisches Kupfer an der Kathode abzulagern.
Die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht
auf der leichten Bildung einer flüssigen Legierung aus Kupfer und Quecksilber, die als Zwischenelektrode verwendet wird und
den Anodenraum von dem Kathodenraum der Elektrolysezelle trennt. Eine Massenübertragung zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum
erfolgt über Kupferatome, die einen Bestandteil der flüssigen Legierung darstellen. Kupferionen, die durch elektrolytische
Lösung der Legierung erhalten werden, werden an der Grenzfläche zwischen der Zwischenelektrode und dem Anolyten
reduziert, wandern durch die Zwischenelektrode und werden an der Grenzfläche zwischen der Zwischenelektrode und dem Katholyten
wieder oxidiert. Elektronen, die das elektrische Gleichgewicht aufrechterhalten, werden in entgegengesetzter Richtung durch die
Zwischenelektrode übertragen.
Diese Trennung von Anolyt und Katholyt durch ein Metallsystem verhindert praktisch einen Ionenfluß zwischen dem Anolyträum und
dem Katholytraum, wodurch die Verwendung unterschiedlicher Bestandteile in dem Anolyträum und dem Katholytraum ermöglicht
wird. So kann der Anolyträum Kationen und Anionen enthalten,
die eine Lösung der Legierung steigern, während der Katholyt Bestandteile enthalten kann, die am besten zur Bildung der
Kupferbeschichtung an der Kathode geeignet sind. Gleichzeitig erfolgt wegen der hohen Löslichkeit von Kupfer in Quecksilber
im Vergleich zu der von Nickel und Eisen bei der Betriebstemperatur eine selektive Wanderung von Kupfer aus dem Anolyten
durch die Zwischenelektrode zu dem Katholyten, wodurch eine Trennung des Kupfers von Nickel und Eisen erreicht wird.
909811/0933
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zu einer gewissen geringen
Übertragung von Quecksilber auf die Kathodenablagerung führen; durch Destillation oder Elektrolyse läßt sich jedoch leicht
eine Trennung von Quecksilber und Kupfer erreichen. Beispielsweise hat sich eine Elektrolyse in einer Kupfersulfatlösung
als geeignet erwiesen, um ein Kupfer mit einer Reinheit von 99,94 % zu erhalten.
Es wurde festgestellt, daß eine beträchtliche Ansammlung von Nickelionen im Anolyten, z.B. in Konzentrationen bis zu etwa
70 g/l, während des Elektrolyseverfahrens wenig Einfluß auf die Übertragung und Ablagerung von Kupfer an der Kathode hatte.
Eine selektive Verringerung von Nickelionen im Anolyten kann jedoch leicht dadurch erreicht werden, daß man den pH-Wert einstellt
und den Anolyten im Kreislauf durch ein Lösungsmittel-Extraktionssystem leitet, in dem ein Lösungsmittel, wie Naphthensäure,
eingesetzt wird. Der geringere Mengen Nickel und nahezu alles Kupfer enthaltende Raffinat-AnoIyt wird in den Anodenraum
zurückgeleitet. Ein ähnliches Verfahren kann auch bei Vollständigkeit der Elektrolyse zur Extraktion von Nickel aus der
Anolytlösung verwendet werden, wodurch eine Elektrolytlösung gebildet wird, die zur elektrolytischen Gewinnung von Nickel
geeignet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei im letzteren Fall die
Anolytlösung und die KathoIytlösung kontinuierlich in der Zelle
im Kreislauf geführt werden. Das Verfahren ist auch nicht begrenzt auf die Verwendung der in der Zeichnung erläuterten
Zellen mit jeweils einem einzigen Anoden- und Kathodenraum, sondern es können auch Zellen mit mehreren Räumen eingesetzt
werden, bei denen abwechselnd Anoden- und Kathodenanordnungen angeordnet sind.
909811/0933
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:
Eine Anode aus Monel-Legierung mit einem Gewicht von 880 g-s
die 69 % Nickel, 30 % Kupfer und 0,25 % Eisen enthielt, wurde
in einer CuCl2-HCl-Lösung elektrolysiert, die 50 g Cu/1 bei
einem pH-Wert von 1 enthielt. Eine ähnliche Lösung, die jedoch 45 g Cu/1 bei einem pH-Wert von 1 enthielt, wurde als Katholyt
verwendet. Das Volumen von Anolyt und Katholyt betrug jeweils
3 Liter, die in die jeweiligen Räume der Zelle gepumpt wurden, wobei der überfließende Teil in den entsprechenden Vorratsbehälter
zurückgeleitet wurde. Die aus der flüssigen Legierung bestehende Zwischenelektrode, die den Anodenraum und den
Kathodenraum voneinander trennte, wog 4 035 g und enthielt 5 % Cu und 95 % Hg. Die Temperatur der Zwischenelektrode wurde
bei 1000C gehalr.en, und die Temperatur der Elektrolyten wurde
bei 760C gehalten. Die Elektrolyse wurde für die Dauer von 24
Stunden mit einer Stroms tär.'ce von 2S5 A und einer Spannung von
6,5 V durchgeführt, was einer anfänglichen Stromdichte von 118,4 A/m für die Anode und die Kathode entsprach. Es wurden
44 g an Kathodenablagerung erhalten, die 81 % Cu und 19 % Hg enthielt. Nach Elektrolyse enthielt der Anolyt 39 g CuZl5 15 g
Ni/1 und. 0,06 g Pe/1 und der Katholyt 44 g Cu/1 und 0,02 g Ni/1.
Der Gewichtsverlust der Anode betrug 66 g. Die aus der flüssigen Legierung bestehende Zwischenelektrode enthielt 5,4 % Cu nach
der Elektrolyse.
Diese Ergebnisse zeigen, daß man mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der Monel-Legierung Kupfer und Nickel abtrennen
und gewinnen kann. Nickel und Eisen wurden gelöst und verblieben im wesentlichen im Anolyten. Kupfer wurde ebenfalls im Anolyten
S09811/0933
gelöst, wanderte jedoch durch die Zwischenelektrode zum Katholyten und lagerte sich an der Kathode ab.
742 g Monel-Legierung mit einem Gehalt von 69 % Ni, 30 % Cu
und 0,25 % Fe wurden als Anode in einer CuSO^-NiSOjj-H2SO1J-Lösung
bei einem pH-Wert von 1,2 mit einem Gehalt von 38 g Cu/1 und l6 g Ni/1 elektrolysiert. Der Katholyt wies einen
pH-Wert von 1 auf und enthielt 48 g Cu/1. Die aus der flüssigen Legierung bestehende Zwischenelektrode wog 4 l8l g und enthielt
0,5 % Cu und 99,5 % Hg. Die Temperatur der Elektrolyten wurde bei 76°C gehalten, und die Temperatur der aus der
flüssigen Legierung bestehenden Zwischenelektrode wurde bei 1000C gehalten. Die Elektrolyse wurde für die Dauer von 19,8
Stunden mit einer Stromstärke von 5 A und einer Spannung von 9,5 V durchgeführt, was einer anfänglichen Stromdichte von
236,8 A/m für die Anode und die Kathode entsprach. Es wurden 40 g Kathodenprodukt erhalten, das 91 % Cu und9 % Hg enthielt.
Nach der Elektrolyse enthielt der Anoiyt 27 g Cu/1, 31 g Ni/1
und 0,06 g Fe/1 und der Katholyt 49 g Cu/1 und 0,05 g Ni/1.
Der Gewichtsverlust an Monel-Legierung der Anode betrug 66 g. Die Zwischenelektrode enthielt 0,8 % Kuper nach der Elektrolyse.
Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Trennung von Kupfer und Nickel aus der Legierung auch dann möglich war, wenn der Anoiyt ein
anfängliches Verhältnis von Cu:Ni von etwa 2:1 enthielt. Die Ansammlung von Nickel im Anolyten hatte keinen Einfluß auf die
Übertragung von Kupfer durch die Zwischenelektrode in den Katholyten und auf die Ablagerung von Kupfer.
888 g Monel-Legierung mit einem Gehalt von 69 % Ni, 30 % Cu und
909811/0933
O325 % Fe wurden in einer i^SO^-Lösung bei einem pH-Wert von
0,45 elektrolysiert, die keine Metallionen enthielt. Der
Katholyt bestand aus CuSO^-HpSOK-Lösung mit einem pH-Wert von
1,2 und einem Gehalt von 59 g Cu/1. Die aus der flüssigen Legierung bestehende Zwischenelektrode wog 4 112 g und enthielt
0,5 % Cu und 99,5 % Hg. Die Temperatur der Elektrolyten wurde
bei 760C gehalten, und die Temperatur der Zwischenelektrode
wurde bei 100°C gehalten. Die Elektrolyse wurde für die Dauer von 37,6 Stunden mit einer Stromstärke von 2,5 A und einer
Spannung von 6,5 V durchgeführt, was einer anfänglichen Stromdichte von 118,4 A/m für die Anode und die Kathode entsprach.
Es wurden 81,8 g Kathodenablagerung erhalten, die 90 % Cu und 10 % Hg enthielt. Nach der Elektrolyse enthielt der Anolyt 0,84 g
Cu/1, 27,5 g Ni/1 und 0,06 g Fe/1, und der Katholyt enthielt 45 g
Cu/1 und 0,09 g Ni/1. Der Gewichtsverlust der Anode betrug 121 g. Die Zwischenelektrode enthielt 0,54 % Cu nach der Elektrolyse.
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Trennung von Kupfer und Nickel aus der Legierung unter Verwendung von H-SO^-Lösung als Anolyt
durchgeführt werden kann. Da Kupfer in den Katholyten übertragen
und an einer Kathode abgelagert wurde, erhielt man einen verhätnismäßig
reinen Nickel-Anolyten, der leicht aufgearbeitet werden konnte, um das Nickel zu gewinnen.
767 g Monel-Legierung mit einem Gehalt von 69 % Ni, 30 % Cu und
0,25 % Fe wurden in einer Ni(NO^)2-HNO,-Lösung mit einem pH-Wert
von 0,9 und einem Gehalt von 36 g Ni/1 elektrolysiert. Der Katholyt
bestand aus CuSO^-HpSO^-Lösung mit einem pH-Wert von 1,3 und
einem Gehalt von 54 g Cu/1. Die aus der flüssigen Legierung
bestehende Zwischenelektrode wog 4 329 g und enthielt 1,2 % Cu und 98,8 % Hg. Die Temperatur der Elektrolyten wurde bei 760C
909811/0933
- Ii -
gehalten, und die Temperatur der Zwischenelektrode wurde bei
1000C gehalten. Die Elektrolyse wurde für die Dauer von 50
Stunden bei einer Stromstärke von 2,5 A und einer Spannung von 6,5 V durchgeführt, was einer anfänglichen Stromdichte von
118,4 A/m für die Anode und die Kathode entsprach. Es wurden 92,5 g Kathodenablagerung erhalten, die 90 % Cu und 10 % Hg
enthielt. Nach der Elektrolyse enthielt der Anolyt 3,9 g CuZl1
74 g Ni/1 und 0,08 g Fe/1, und der Katholyt enthielt 38,2 g .
Cu/1 und 0,1 g Ni/1. Der Gewichtsverlust der Anode betrug 165,5 g. Die Zwischenelektrode enthielt 1,24 % Cu nach der Elektrolyse.
Diese Ergebnisse zeigen die Anpassungsfähigkeit bei der Auswahl der Anolytsysteme. Obwohl der Anolyt anfänglich nur Ni-Ionen
enthielt, ergab die Lösung der Legierung in dem Nickel-Elektrolyten über die Wanderung des Kupfers durch die Zwischenelektrode
die Versorgung des Katholyten mit einer Kupferionenquelle. Das Beispiel bestätigt auch, daß eine Ansammlung von Nickel im
Anolyten wenig oder gar keinen Einfluß auf die übertragung und Ablagerung von Kupfer hat.
Für: The United States of America, vertreten durch den Secretary
of the Department.of Commerce Springfield,ΛVirginia, V.St.A.
Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt
909811/0933
Leerseite
Claims (2)
1. Verfahren zur Gewinnung von Kupfer und Nickel aus Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im
wesentlichen aus (1) einem Anodenraum, der eine wässrige Elektrolytlösung und eine im wesentlichen aus einer
Legierung von Kupfer und Nickel bestehende Anode enthält,
(2) einem getrennten Kathodenraum und (3) einer bei etwa 85 bis 100°C gehaltenen, im wesentlichen aus einer flüssigen
Kupfer-Quecksilber-Legierung bestehenden Zwischenelektrode zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum bestehende
Elektrolysezelle so lange betreibt, bis die im wesentlichen aus der Legierung von Kupfer und Nickel bestehende Anode
praktisch gelöst und metallisches Kupfer an der Kathode abgelagert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kupfer-Nickel-Legierung der Anode eine im wesentlichen
aus Monel-Legierung bestehende Legierung verwendet.
909811/0 9 33
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/830,517 US4085017A (en) | 1977-09-06 | 1977-09-06 | Recovery of copper and nickel from alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2838406A1 true DE2838406A1 (de) | 1979-03-15 |
Family
ID=25257129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782838406 Withdrawn DE2838406A1 (de) | 1977-09-06 | 1978-09-02 | Verfahren zur gewinnung von kupfer und nickel aus legierungen |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4085017A (de) |
| JP (1) | JPS5493624A (de) |
| DE (1) | DE2838406A1 (de) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0826595B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1996-03-13 | ミサワホーム株式会社 | 防火床構造 |
| US6309969B1 (en) * | 1998-11-03 | 2001-10-30 | The John Hopkins University | Copper metallization structure and method of construction |
| CN115305514B (zh) * | 2021-05-08 | 2023-11-17 | 中南大学 | 一种熔盐电解精炼铪的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2389691A (en) * | 1941-11-08 | 1945-11-27 | Nat Carbon Co Inc | Electrolytic process for treating a ferrous sulphate solution |
| DE1060150B (de) * | 1953-07-28 | 1959-06-25 | Siemens Ag | Feinreinigung von Metallen nach dem Amalgamverfahren |
-
1977
- 1977-09-06 US US05/830,517 patent/US4085017A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-09-02 DE DE19782838406 patent/DE2838406A1/de not_active Withdrawn
- 1978-09-06 JP JP10951278A patent/JPS5493624A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5493624A (en) | 1979-07-24 |
| US4085017A (en) | 1978-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1796220B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode zur Verwendung bei elektrolytischen Verfahren | |
| DE975587C (de) | Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Titan in einer Elektrolysezelle | |
| EP0158910B1 (de) | Verfahren zur Rückgewinnung von Kupfer aus einer ammoniakalischen Kupfer-Ätzlösung und Rekonditionierung derselben | |
| DE1094245B (de) | Bleidioxyd-Elektrode zur Verwendung bei elektrochemischen Verfahren | |
| DE2850542C2 (de) | Verfahren zum Ätzen von Oberflächen aus Kupfer oder Kupferlegierungen | |
| DE2418741A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen gewinnung von metallen aus deren waessrigen loesungen | |
| DE4407448C2 (de) | Elektrolyseverfahren zum Regenerieren einer Eisen-III-Chlorid- oder Eisen-III-Sulfatlösung, insbesondere zum Sprühätzen von Stahl | |
| DE2539137A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen gewinnung von nickel und zink sowie elektrolysezelle hierfuer | |
| DE2838406A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von kupfer und nickel aus legierungen | |
| DE2819964C2 (de) | Metallisches Diaphragma | |
| DE2602031C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zinnll-sulfat | |
| EP0748396B1 (de) | Elektrolyseverfahren zum regenerieren einer eisen-iii-chlorid oder eisen-iii-sulfatlösung, insbesondere zum sprühätzen von stahl | |
| DE2060066B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumhydroxid und Chlorgas durch Elektrolyse von wäßrigen Elektrolyten, die in der Hauptmenge Magnesiumchlorid sowie Alkalichlorid gelöst enthalten | |
| EP3587602A1 (de) | Verfahren zur abtrennung von indium aus metalllegierungen | |
| DE3041437C2 (de) | Verfahren zum Gewinnen von Blei | |
| EP0911428B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Wismutverbindungen | |
| DE2940741C2 (de) | ||
| DE2216383C2 (de) | Verfahren zur elektrochemischen Kupferabscheidung | |
| DE4227179C1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen gewinnung von platinmetallen aus den loesungen ihrer chloroverbindung | |
| DE627947C (de) | Verfahren zur Herstellung von Metallboriden | |
| DE3829119A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alkalidichromaten und chromsaeure | |
| DE1204834B (de) | Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von sulfosalzbildenden Metallen, insbesondere von Antimon, Arsen, Quecksilber oder Zinn | |
| DE2943533A1 (de) | Verfahren zur elektrochemischen gewinnung von metallen | |
| DE2025211A1 (en) | Selective anodic recovery of silver - from scrap by electro - -deposition from aq soln | |
| DE1226311B (de) | Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdaen oder Wolfram oder ihrer Legierungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |