DE4337449C1

DE4337449C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Metallrückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen

Info

Publication number: DE4337449C1
Application number: DE4337449A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Heid; Kurt Krueger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-03
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2013-11-04
Also published as: DE9316624U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Metall-Rückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen, insbesondere auf cyanidischen und (chlorfrei)-saueren Gal vanikbädern.

Nach dem Sonderdruck "Effiziente Edelmetall-Rückgewinnung aus galvanischen Lösungen mittels Elektrolyse" aus Galvanotechnik Heft 2, Band 82 (1991) erfolgt eine direkte Rückgewin nung von Edelmetallen auf elektro-chemischem Weg vor allem bei edelmetallhaltigen Spülbädern, nicht mehr genutzten Edelmetall-Elektrolyten und edelmetallhaltigen Stripperlö sungen. Die metallhaltigen Lösungen werden hierbei bislang im Kreislauf durch eine Elektrolysezelle gepumpt und dabei die Schwermetalle kathodisch abgeschieden. Während Elektrolyte und Stripperlösungen chargenweise entmetallisiert werden, ist bei edelmetallhaltigen Spülbädern der oben angesprochene kontinuierliche Betrieb sinnvoll.

Daß eine chargenweise Aufbereitung von Lösungen relativ aufwendig und daher nachteilig ist, bedarf keiner weiteren Erläuterung. Auch die nach dem Stand der Technik bekannte kontinuierliche Entmetallisierung im Kreislauf weist ver schiedene Nachteile auf. So ist hierbei zunächst eine Pumpe notwendig, welche einen kontinuierlichen Durchsatz durch die Elektrolysezelle ermöglicht. Die nach dem Stand der Technik bekannten Elektrolysezellen bestehen üblicherweise aus Behältern, in welche plattenförmige Kathoden- und Anodenelemente eintauchen. Insbesondere die bekannte paral lele Anordnung plattenförmiger Elektrodenelemente in einem Behälter gewährleistet jedoch keinen effizienten Strömungs verlauf der durch die Elektrolysezelle gepumpten Elektro lyte. Die Abscheidungseffizienz derartiger Zellen ist daher relativ gering.

Vor dem Hintergrund der angesprochenen Nachteile ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzuge ben, welches auf einfache und kostengünstige Weise eine Metallrückgewinnung aus wäßrigen Lösungen ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Abscheidung bzw. Metallrückgewinnung zu schaffen, die einfach aufgebaut, leicht erweiterbar und kostengünstig herstellbar ist.

Die verfahrensseitige Aufgabe wird durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei sich zweckmäßige Weiterbildungen aus den Merkmalen der hiervon abhängigen Unteransprüche ergeben.

Nach Maßgabe der Erfindung sind bei einem Verfahren zur Me tallrückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen, insbesondere aus cyanidischen und (chlorfrei)-saueren Galvanikbädern, folgende Schritte vorgesehen:

- Zuführen der metallhaltigen Lösung aus einem Behälter über einen Überlauf zu einer in Form einer Siphon-An ordnung ausgebildeten Elektrolysezelle,
- Kathodisches Abscheiden des zurückzugewinnenden Me talls in einem quasi-kontinuierlichen Durchlauf, und
- Abführen der gereinigten metallhaltigen Lösung über einen Ablauf am Ausgang der Elektrolysezelle zur Weiterbehandlung.

Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß hierbei ein quasi-kontinuierlicher Verfahrensab lauf zur Metall-Rückgewinnung möglich ist, ohne daß ein Einsatz einer Pumpe notwendig wäre. Gleichzeitig ist beim Durchleiten der metallhaltigen Lösung durch die erfindungsgemäße Siphon-Anordnung ein optimaler Strömungsverlauf der Lösung im Verhältnis zur vorzugsweise stromlinienparallel gestalteten Elektrodenanordnung gewährleistet. Somit wird auf einfache Weise eine hohe Abscheidungseffizienz erreicht.

Sofern hochkonzentrierte metallische Lösungen gereinigt werden sollen, können gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens mehrere derartige Siphon- Anordnungen in Reihe hintereinandergeschaltet werden.

Die vorrichtungsseitige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 7 gelöst, wobei sich zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung aus den Merkmalen der hiervon abhängigen Ansprüche er geben.

Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung zur Metall- Rückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen, insbesondere aus cyanidischen und (chlorfrei)-saueren Galvanikbädern, die eine Gleichspannungsquelle in Verbindung mit einer Elektrolysezelle umfassen, welche einem die metallhaltigen Lösungen enthaltenden Behälter nachgeschaltet ist, vorgese hen, daß die Elektrolysezelle in Form einer Siphon-Anord nung gebildet ist, die mit einem Überlauf des betreffenden Metallbads in Verbindung steht, so daß ein quasi-kontinu ierlicher Durchsatz erzielbar ist.

Die Siphon-Anordnung selbst besteht im wesentlichen aus zwei, vorzugsweise geraden Rohrabschnitten, die an ihrem unteren Ende durch ein U-Rohr verbunden sind. Die Rohrab schnitte weisen je eine Zu- bzw. Ablauföffnung auf. Die oberen Rohrenden sind jeweils mit einem lösbaren Deckelele ment verschlossen. In dem Deckelelement sind hängend, vor zugsweise stabförmig ausgebildete Kathoden aufgenommen.

Ferner umfassen die Deckelelemente ein Anschlußelement für Röhrenanoden, welche innerhalb der Rohrabschnitte vorgese hen sind.

Die Kathoden können zum Austausch demontierbar bezüglich des Deckelelements ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß das Deckelelement zusammen mit Kathode und Anschlußelement als Austauschelement gestaltet ist.

Insgesamt besteht die beschriebene Siphon-Anordnung aus denkbar wenigen Einzelteilen, die insbesondere so gestaltet sind, daß sie untereinander austauschbar sind. So ergibt sich gewissermaßen ein Baukastensystem, mit dem beispiels weise mehrere Siphon-Anordnungen hintereinander in Reihe kombinierbar sind.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Kathoden sind verschiedenste Varianten denkbar. Zweckmäßigerweise werden stabförmige Kathoden Verwendung finden, welche eine mög lichst große wirksame Oberfläche aufweisen. Es kann sich hierbei um Bündel einzelner Kathodenstäbe, netz- oder sie bartig gestaltete Kathoden oder dergleichen handeln. Auch Kathoden mit einer schwammartigen Struktur sind denkbar.

Gemäß einer weiteren Lösung der Erfindung umfaßt eine Metallrückgewinnungsanordnung einen Behälter zur Aufnahme metallhaltiger Lösungen und eine Abwasseranlage, wobei zwi schen einem Überlauf des Behälters und einer Abwasseranlage bzw. einer mit der Abwasseranlage in Verbindung stehenden Sammelleitung eine erfindungsgemäße Siphon-Anordnung einge schaltet ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der beiliegenden Figur beispielsweise näher erläutert. Hierin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungs gemäßen Vorrichtung im teilweisen Seitenschnitt.

Fig. 1 zeigt im teilweisen Seitenschnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Metall-Rückgewinnung. Die Elektrolysezelle ist in Form ei ner allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Siphon- Anordnung ausgebildet. Diese besteht im wesentlichen aus zwei vertikal angeordneten, geraden Rohrabschnitten 2, wel che an ihrem unteren Ende mit einem U-Rohr 6 verbunden sind. Ein Zulauf 4 der Siphon-Anordnung 1 ist mit einem Überlauf 7 eines Sparspülbehälters 8 über einen Rohrab schnitt verbunden. Ein Ablauf 5, dessen Niveau unterhalb des Niveaus des Zulaufs 4 liegt, steht über eine Abflußlei tung 9 mit einer Sammelleitung 10 in Verbindung, welche die gereinigte Lösung einer hier nicht dargestellten Abwasser anlage zuführt.

Innerhalb der Rohrabschnitte 2 sind Röhrenanoden 3 aufgenommen, die sich im wesentlichen vom unteren Niveau des Zu- bzw. Ablaufs 4 bzw. 5 zum unteren Ende der Rohrab schnitte 2 erstrecken. Innerhalb der Röhrenanoden 3 befin den sich Stabkathoden 11, welche hängend an Deckelelementen 12 aufgenommen sind. Die Deckelelemente 12 dienen gleich zeitig zum dichten Abschluß der oberen Enden der Rohrab schnitte 2. Ferner sind zusätzlich an den Deckelelementen 12 Anschlußelemente 13 zur elektrischen Verbindung der Röh renanoden 3 mit einer Gleichspannungsquelle 14 vorgesehen. Die Stabkathoden 11 durchgreifen ebenfalls das Deckelele ment 12 und sind wie das Anschlußelement 13 mit einem Klemmkontakt elektrisch mit der Gleichspannungsquelle 14 ver bunden.

Bezugszeichenliste

1 Siphon-Anordnung
2 Rohrabschnitt
3 Röhrenanode
4 Zulauf
5 Ablauf
6 U-Rohr
7 Überlauf
8 Sparspülbehälter
9 Abflußleitung
10 Sammelleitung
11 Stabkathode
12 Deckelelement
13 Anschlußelement
14 Gleichspannungsquelle

Claims

1. Verfahren zur Metallrückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen, insbesondere aus cyanidischen und (chlorfrei-)-saueren Galvanikbädern, dadurch gekennzeichnet, daß

- die metallhaltige Lösung aus einem Behälter (8) über einen Überlauf (7) einer in Form einer Si phon-Anordnung (1) ausgebildeten Elektrolyse zelle zugeführt wird,
- das zurückzugewinnende Metall in einem quasi kontinuierlichen Durchlauf kathodisch abgeschie den wird, und
- die gereinigte metallhaltige Lösung über einen Ablauf (5) am Ausgang der Elektrolysezelle zur Weiterbehandlung abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Metallabscheidung auf der/den Kathode(n) (11) automatisch überwacht und ein notwendiger Austausch derselben angezeigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Metallionenkonzentration der Lösung am Zu und/oder Ablauf (4) der Elektrolysezelle gemessen wird, und die gewonnenen Daten zur Überwachung und/oder Steuerung der Metallrückgewinnung weiterge leitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die Durchsatzrate der zu reinigenden metallhaltigen Lösung geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Kathode/n (11) bei ausreichender Belegung ausge tauscht wird/werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, mehrere Siphon-Anordnungen (1) hintereinandergeschal tet werden, so daß eine möglichst vollständige Rückgewinnung der Metallionen aus der metallhaltigen Lösung erzielt wird.

7. Vorrichtung zur Metall-Rückgewinnung aus metallhaltigen Lösungen, insbesondere aus cyanidischen und (chlorfrei)-saueren Galvanikbädern, umfassend eine Gleichspannungsquelle (14) in Verbindung mit einer Elektrolysezelle, die einem eine metallhaltige Lösung enthaltenden Behälter (8) nachgeschaltet ist, wobei in der Elektrolysezelle Metallionen kathodisch abscheidbar sind, dadurch gekennzeichnet, die Elektrolysezelle aus einer Siphon-Anordnung (1) gebildet ist, die mit einem Überlauf (7) des Behäl ters (8) in Verbindung steht, so daß ein quasi-kon tinuierlicher Durchsatz erzielbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, die Siphon-Anordnung (1) zwei über ein U-Rohr (6) verbundene, vorzugsweise gerade ausgebildete Rohrab schnitte (2) mit einem Zu- bzw. Ablauf (4, 5) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, das Niveau des Ablaufs (5) im wesentlichen auf der Höhe des Niveaus des Zulaufs (4), vorzugsweise jedoch unterhalb von diesem angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, der Zu- bzw. Ablauf (4, 5) korrespondierend ausgebil det ist, so daß mehrere Siphon-Anordnungen (1) in Reihe hintereinanderschaltbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, die Siphon-Anordnung (1) wenigstens in einem Rohrab schnitt (2) eine Röhrenanode (3) und eine hierin vorgesehene, vorzugsweise stabförmig ausgebildete Ka thode (11) umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, die stabförmig ausgebildete Kathode (11) an einem die Siphon-Anordnung (1) verschließenden Deckelelement (12) vorzugsweise austauschbar aufgenommen ist, wobei das Deckelelement (12) lösbar mit dem betreffenden Rohrabschnitt (2) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, das Deckelelement (12) ein elektrisches Anschlußele ment (13) für die Röhrenanode (3) umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die stabförmig ausgebildete Kathode (11) aus wenig stens zwei benachbarten Einzelstäben gebildet ist, so daß sich eine vergrößerte wirksame Kathodenoberfläche ergibt.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die stabförmige Kathode (11) eine löchrige oder schwammartige Oberflächengestaltung aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigte Lösung einer Abwasseranlage zugeleitet wird.