DE69415027T2

DE69415027T2 - Zelle fuer die rueckgewinnung von metallen aus verduennten loesungen

Info

Publication number: DE69415027T2
Application number: DE69415027T
Authority: DE
Inventors: Ian Mccrady Chester Ch4 7Np Dalrymple; John Garry Chester Ch1 6Lf Sunderland
Original assignee: EA Technology Ltd
Current assignee: Renovare International Inc
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2014-09-07
Also published as: HK1009293A1; GB2296720A; GB9604377D0; CA2169482A1; EP0717792B1; WO1995007375A1; US5690806A; EP0717792A1; ZA946871B; GB9318794D0; AU7542194A; DE69415027D1; ES2125478T3

Description

Diese Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Metallen aus verdünnten Lösungen.
Es ist gut bekannt, daß die galvanische Abscheidung von Metallen aus verdünnten Lösungen die Verwendung von Zellen mit sehr hohem Stoffübergang oder Elektroden mit großer Oberfläche benötigen, wobei die letzteren bei niedrigen Stromdichten auf Grundlage einer echten Fläche arbeiten. Um große Oberflächen zu realisieren, haben frühere Arbeiten die Verwendung von Netzelektroden, gerauhten Elektroden und Metall- und Kohlenstoffschäumen einbezogen. Mit der Einführung von leitenden Kohlenstoff- und Graphitfasern mit sehr kleinem Durchmesser, typischerweise 5 bis 15 um, können diese Fasern verwendet werden, um eine Elektrode mit einem sehr hohen Oberflächen- zu Volumenverhältnis bereitzustellen. Die Erfinder haben nun herausgefunden, daß durch die Verwendung einer solchen Kohlenstoff- oder Graphitfasern umfassenden Kathode, durch welche die verdünnte Lösung des Metalls geleitet wird, in einer geeignet aufgebauten elektrochemischen Zelle Metallionen aus einer Lösung, insbesondere metallhaltigen Abwässern, entfernt werden können. Zum Beispiel kann Kupfer mit hoher Stromausbeute aus anfänglich 20 ppm enthaltenden Lösungen auf Konzentrationen unter 1 ppm entfernt werden.
In der EP-A-0 129 845 (American Cyanamide Company) wird eine Elektrode beschrieben, die eine Mehrzahl von kontinuierlichen Fasern umfaßt, wobei jede der Fasern darauf eine dünne, fest anhaftende Metallbeschichtung aufweist. Die offenbarte elektrochemische Zelle besitzt jedoch eine komplexe Anordnung. Eine ähnliche elektrochemische Zelle, in welcher die Elektrode, vorzugsweise die Kathode, ein Kohlenstoffkabel umfaßt, ist auch in der US-A- 4,367,127 beschrieben. Für die Abwasserbehandlungen sind einfache Operationen für die erfolgreiche Kommerzialisierung einer elektrochemischen Zelle zur Metallentfernung essentiell. Es ist eine Voraussetzung jeder Zelle zur Entfernung von Metallen aus verdünnten Lösungen, daß der Zellenaufbau einfach und die Kathode leicht zu ersetzen ist. Die einzelnen Zellen sind wünschenswerterweise modular aufgebaut, so daß zusätzliche Zellen hinzugefügt werden können, wenn es notwendig ist, daß die Metallbeladung in einer speziellen Anwendung erhöht werden muß.
Kohlefasern können in verschiedenen Formen z.B. Papieren, Schleierstoff, Garn, Kabel, zerhackten oder gemahlenen Fasern, genadelt, nicht gewebte Matte und als Filz erhalten werden. Diese Fasern können daher in einer Reihe von Formen z.B. flachen Filzen oder Zylindern zusammengesetzt sein. Viele dieser Kohlefasern besitzen relativ hohe elektrische Leitfähigkeiten, welche abhängig von der während des Herstellungsprozesses angewendeten Wärmebehandlung optimiert werden können. Typischerweise kann eine einzelne Faser einen spezifischen Widerstand von 3,1 · 10&supmin;³ bis 22,6 · 10&supmin;³ Ohm·cm aufweisen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache elektrochemische Zelle bereitzustellen, die zur Metallentfernung aus Lösungen verwendet werden kann, die bis zu 50 ppm enthalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrochemische Zelle zur Entfernung von Metallen wie z.B. Kupfer, Blei, Silber, Tellur, Platin, Palladium oder Nickel aus verdünnten Lösungen des Metalls bereitgestellt, wobei die Zelle einen porösen rohrförmigen Träger umfaßt, der mit einer Kathode versehen ist, die ein poröses Kohlefasermaterial aufweist, eine Stromzuleitung für die Kathode, eine von der Kathode beabstandete rohrförmige Anode, eine Stromzuleitung für die Anode, wobei die Anode und die Kathode von einer nicht porösen Außenhülle eingeschlossen sind, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Gebrauch während der Elektrolyse die verdünnte Lösung, aus welcher das Metall zu entfernen ist, durch einen Einlaß in die Zelle eingebracht wird und durch die poröse Kohlefaserkathode hindurch und durch einen Auslaß aus der Zelle strömt, wobei die Zelle dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stromzuleitung für die Kathode an dem porösen Träger getragen ist und daß sich die Zuleitung längs der gesamten Länge der Kathode erstreckt.
Der poröse Träger ist vorzugsweise aus einer nicht leitenden Substanz, wie z.B. porösem Polyethylen, einer offenen Netzstruktur oder einem geeigneten Filtergewebe hergestellt, das an der offenen Struktur getragen ist, so daß der erforderliche Strömungsbereich erhalten werden kann. Der Träger kann auch aus einem leitenden Material bestehen, in welchem Fall er auch als Stromzuleitung für die Kathode dienen kann.
Die Kombination des Trägers und der Kohlefaserkathode in engem Kontakt wirkt zur Steuerung der Strömungsverteilung des Elektrolyts durch die Kathode. Wenn das Elektrolyt durch den porösen Träger und die Kathode strömt, wird unvermeidlich ein Druckabfall erzeugt. Damit der Druckabfall und folglich die Strömung reguliert wird, kann die relative Porengröße der Kathode und des porösen Trägers in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung angepaßt sein. Zum Beispiel ist ein poröser Träger mit relativ kleinen Poren notwendig, wenn eine Kathode mit offener Struktur (d.h. großer Porengröße) verwendet wird. Im Fall einer relativ dichten Kathode ist jedoch ein offeneres Trägermaterial mit größerer Porengröße ausreichend. Dasselbe Prinzip findet Verwendung, sei es daß das Elektrolyt von der Außenseite oder der Trägerseite der Kathode her strömt. Die erreichte resultierende gleichmäßige Strömungsverteilung sorgt für einen gleichmäßigen Fluß von Metallionen zu allen Teilen der Kathode und unterstützt daher einen maximalen Strompegel für die Metallabscheidung.
Eine zusätzliche oder alternative Regulierung der Strömung kann durch Überwickeln des rohrförmigen porösen Trägers mit einer Schnur vor dem Anbringen der Kathode erreicht werden. Durch Variieren der an die Schnur (als ein Schnurfilter beschrieben) angelegten Spannung kann der Druckabfall durch die Kathode wie gewünscht eingestellt werden.
Eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis etwa 80 l/min kann mit der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden. Bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit jedoch bei etwa 15 bis etwa 30 l/min liegen.
Vorzugsweise ist die Kathode ein Kohlenstofffilz, der um den porösen Träger herum mit wenigstens einer vollständigen Wicklung um den Träger herumgewickelt ist.
Strom wird zur Kathode durch Stromzuleitungen gespeist, welche an dem rohrförmigen porösen Träger der Kathode getragen sind. Ein Beispiel des verwendbaren Stromzuleitungstyps sind Stangen aus rostfreiem Stahl. Wo die Kathode aus Kohlenstofffilz besteht, wird der Kohlenstofffilz beispielsweise durch Kabelhalter oder ähnliche Befestigungsmittel auf die Stromzuleitung heruntergezogen, um sicherzustellen, daß der elektrische Kontakt mit dem rostfreiem Stahl beibehalten wird. Alternativ kann ein Metallstreifen als Stromzuleitung verwendet werden. Ein solcher Streifen kann entweder die Form von separaten Abschnitten besitzen, die von einem gemeinsamen Punkt aus gespeist werden oder die Form einer Spirale, die längs der Länge des Kohlenstofffilzes gewickelt ist oder als ein Netz, welches eine gleichmäßige Stromverteilung überall in der Kathode erzeugt. Bei es, daß die Stromzuleitung die Form eines Streifens, einer Stange, einer Spirale oder eines Netzes besitzt, sie erstreckt sich längs der gesamten Länge der Elektrode, um den Strom gleichmäßig auf die gesamte effektive Kohlenstoffoberfläche zu verteilen.
Es ist vorzuziehen, daß im Falle von großen galvanischen Abscheidungszellen der elektrische Widerstand der Stromzuleitungen so niedrig wie möglich ist. Dies ist um sicherzustellen, daß die Widerstandsverluste, welche zu einer Aufheizung der Stromzuleitungen führen, minimiert werden. In ähnlicher Weise ist es für die ausgewählte Stromzuleitung wünschenswert, in dem verwendeten Elektrolyt korrosionsbeständig zu sein.
Es ist für Fachleute leicht verständlich, daß es auch sehr wünschenswert ist, daß die Anode unter den bei jeder Elektrolytzusammensetzung verwendeten spezifischen Bedingungen stabil ist. Zum Beispiel ist es bei alkalischen Elektrolyten vorzuziehen, eine Nickelanode oder ein anderes geeignetes korrosionsbeständiges Material zu verwenden, das unter alkalischen Bedingungen stabil ist, wie z.B. rostfreien Stahl oder Flußeisen. Bei sauren Elektrolyten ist es vorzuziehen, ein geeignetes korrosionsbeständiges Material zu verwenden das unter sauren Bedingungen stabil ist, wie beispielsweise eine Edelmetall-beschichtete Titananode.
Die Stromzuleitungen für die Anode können z.B. Titanstangen sein, die vorzugsweise an die Anode punktgeschweißt sind. Alternativ können Titanbolzen verwendet werden, welche sich durch die nicht poröse Außenhülle der Zelle erstrecken und mit der Anode den Kontakt herstellen. In einem solchen Fall kann der Kopf des Bolzens innerhalb der Zelle und in Kontakt mit der aktiven Oberfläche der Anode angeordnet sein.
Es ist auch bevorzugt, daß die Außenhülle einen Träger für die rohrförmige Anode bereitstellt, welche sich über die im wesentlichen gesamte Länge des Rohrs erstreckt, die vergleichbar mit der Länge der Kathode oder den Kathoden ist. Das Material für die Hülle kann aus U-PVC, C-PVC, ABS, Polyethylen oder anderen geeigneten nicht porösen Materialien ausgewählt werden. Die Wahl wird in gewissem Maß von dem verwendeten Elektrolyt und daher von der benötigten chemischen und Temperaturwiderstandsfähigkeit abhängen.
Vorzugsweise ist die nicht poröse Außenhülle rohrförmig mit separaten entfernbaren oberen und unteren Endplatten.
In einer Ausführungsform dieser Erfindung kann die Zelle zwei Anoden umfassen, wobei die eine innerhalb des rohrförmigen Trägers angeordnet, aber von diesem beabstandet ist und die zweite die Kathode wie oben beschrieben umgibt. Da sich im Betrieb das Metall bevorzugt in dem Abschnitt der Kathode abscheidet, der der Anode am nächsten ist, ist es durch den Betrieb mit zwei Anoden wie beschrieben möglich, die Kathode rascher und gleichmäßiger überall in dem Kathodenvolumen zu beladen. Diese Ausführungsform ist insbesondere nützlich, wenn schwach leitende Elektrolyte verwendet werden. Für eine solche Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die zweite Anode innerhalb des rohrförmigen Trägers die Form eines Netzes besitzt. Dies bewirkt die Minimierung der Strömungsbeschränkung und daher des Druckabfalls wegen der zweiten Anode.
In einer anderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Zelle einen mikroporösen Separator, z.B. ein Polymernetzrohr, umfassen, mit einer großen offenen Fläche, die kleine Öffnungen (< 20 um) besitzt, der in dem Raum zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist und diese voneinander trennt. Bei bestimmten Anwendungen kann an der Anode Sauerstoff erzeugt werden, während an der Kathode Wasserstoff freigesetzt wird. Aus Sicherheitsgründen ist es wünschenswert, das Vermischen des an der Anode erzeugten Sauerstoffgases und des an der Kathode erzeugten Wasserstoffgases im wesentlichen zu verhindern. Der mikroporöse Separator dient dazu, das Mischen des Wasserstoffs und des Sauerstoffs zu minimieren und ist folglich ein Sicherheitsmerkmal. Ein Träger für den Separator kann mittels perforierter Scheiben oder eines Käfigaufbaus bereitgestellt werden, der von dem porösen Träger getragen ist. Der rohrförmige Separator ist somit zur Kathode konzentrisch und von der Kathode beabstandet. Die Enden des Separators können geschlossen sein, um den wasserstoffreichen Lösungsstrom dazu zu bringen, mit dem erschöpften Metallstrom über den oberen Lösungsauslaß der Zelle auszutreten. Das mikroporöse Rohr dient auch dazu, jedes Metall zu enthalten, das lose an der Kathode angehaftet ist. Das von der Anode abgegebene Sauerstoffgas kann durch einen geeignet hergestellten Kanal in einer oberen Platte der Zelle austreten, so daß der Sauerstoff in den Kanal eintritt. Ein Entlüftungsrohr, das sich in den Kanal erstreckt, kann an der oberen Platte vorgesehen sein. Dies erlaubt es dem Gas mit dem Elektrolyt über ein Übertragungsrohr mit einer Rate abgelassen zu werden, welche ihrer Bildungsrate entspricht.
In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine rohrförmige Ionenaustauschmembran so zwischen der Anode und Kathode angeordnet sein, daß zwei getrennte Elektrolytkammern realisiert werden können. Dies ermöglicht die Verwendung von zwei unterschiedlichen Elektrolytströmen in den zwei Kammern. Dies ist wünschenswert, wenn z.B. Metall aus einem chloridhaltigen Elektrolyt entfernt werden soll. In einer Zelle ohne eine Ionenaustauschmembran wird sich Chlor an einer Edelmetallanode entwickeln. Dies ist vom Standpunkt der Sicherheit aus offensichtlich unerwünscht und außerdem kann sich die galvanische Abscheidung wieder auflösen, während sich die Chlorkonzentration in der Lösung anreichert. Die Ionenaustauschmembran stellt sicher, daß das Chloridion nicht in einem großen Ausmaß in die Anolytkammer eintritt. Sie ermöglicht die Verwendung von zwei unterschiedlichen Elektrolyten als Anolyt und Katholyt. Eine Natriumsulfatlösung ist ein Beispiel für ein für die Verwendung in dieser Ausführungsform geeignetes Anolyt. In diesem Fall wird dann nur Sauerstoff an der Anode erzeugt. Dichtungen können an den oberen und unteren Endplatten vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß zwischen den Anolyt- und Katholytfächern keine Elektrolytvermischung vorkommen kann.
Für all die oben beschriebenen Ausführungsformen ist beabsichtigt, daß wenigstens zwei Zellen in Reihe oder parallel in dem Strömungsweg der Lösung angeordnet sein können. Alternativ kann eine Mehrzahl von Kathoden in Reihe oder parallel innerhalb einer einzelnen unitären Anode und Gehäuse angeordnet sein. Jedenfalls ist es vorzuziehen, wenn beim Gebrauch die Elektrolytlösung in der ersten Kathode oder Zelle vom Zellinneren durch die Kathode auf die Anode zuströmt und durch die zweite Kathode in der entgegengesetzten Richtung von der Anode wegströmt.
Zusätzliche Vorteile können auf diese Weise durch die Richtungsumkehr des Elektrolytstroms gewonnen werden. Bei bestimmten Betriebsschemata wird die Konzentration der Metallionen in der Lösung signifikant abfallen, während sie durch die Zelle strömt. Dies trifft besonders zu, wenn Zellen, die zwei oder mehrere Kohlefaserkathoden in Reihe enthalten, in einer einzigen Durchgangsoperation betrieben werden. Unter diesen Umständen wird das Metall in einem größeren Ausmaß an der ersten Kathode abgeschieden, wo die Lösungskonzentration relativ hoch ist und in einem geringerem Ausmaß an der zweiten und den nachfolgenden Kathoden. Eine Strömungsumkehr erreicht unter diesen Umständen eine gleichmäßigere Verteilung des galvanisch abgeschiedenen Metalls unter den Kathoden durch die Richtungsumkehr des lösbaren Metallkonzentrationsgradienten innerhalb der Zelle. Das Ergebnis ist eine gesteigerte Betriebseffizienz und eine größere Metallbeladungskapazität.
Der Vorteil der Strömungsumkehr kann auch innerhalb einer einzelnen Zelle erhalten werden, die nur eine Kathode besitzt, indem der rohrförmige Träger an verschiedenen Punkten blockiert wird, so daß die Elektrolytlösung in die entgegengesetzte Richtung gezwungen wird und durch die Kathode in einer Zickzack-Art aufsteigt.
Es ist bevorzugt, wenn der obere Wert der Metallkonzentration in der zu behandelnden Lösung 50 ppm ist. Dies sorgt dafür, daß die Kohlefaserelektrode nicht mit galvanisch abgeschiedenem Metall überladen wird. Die Erfindung kann bei höheren Metallbeladungen verwendet werden, aber ein häufigerer Ersatz der Kathode oder Auflösung der Kathodenablagerung ist notwendig. Eine chemische oder anodische Auflösung kann verwendet werden, um das abgeschiedene Metall von den Kohlefasern zu entfernen, welche im wesentlichen inert sind und sowohl durch Salzsäure als auch durch Schwefelsäuren nicht angegriffen werden, welche Beispiele von Elektrolyten sind, die für den Auflösungsprozeß verwendet werden können. Die Zelle kann, wenn notwendig, für Konzentrationen von > 20 ppm verwendet werden.
Die elektrochemische Zelle kann während eines Verfahrens zur Endbehandlung eines metallhaltigen Abwassers vor dem Austrag eines sauberen Abwasserstroms mit Metallkonzentrationen unter den örtlichen Abwassergenehmigungsgrenzen betrieben werden. Der zurückgewonnene Metallwert kann in diesen Fällen, z.B. wenn eine Mischung von Metallen aus der Lösung entfernt und folglich abgeschieden wird, d.h. innerhalb der Kathode platiert wird, kein signifikanter Faktor sein. Ein anderer Betriebseinsatz ist die Verwendung der Zelle in einem "Polier-" Verfahren für den Ausstoß aus separaten elektrochemischen Vorrichtungen, wie jene, die in der FR-2579998 oder GB-1423369 beschrieben sind. Die Elektrolyse, welche diese Zellen alleine verwendet, kann die sehr niedrigen Konzentrationen des lösbaren Metalls, die durch den Betrieb in Verbindung mit der elektrochemischen Zelle gemäß dieser Erfindung erhalten werden können, nicht erzielen. Die einzigartigen Eigenschaften der hierin beschriebenen Zelle gestatten es, daß geeignet niedrige Metallkonzentrationen erreicht werden, d.h. daß Konzentrationen von unter 1 ppm für die oben beschriebenen Metalle effektiv erreicht werden.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Entfernung von Metallen wie z.B. Kupfer, Blei, Silber, Tellur, Platin, Palladium oder Nickel aus verdünnten Lösungen des Metalls bereit, welches Verfahren das Leiten einer verdünnten Lösung des Metalls in eine Zelle gemäß der Erfindung und das Leiten eines Gleichstroms zwischen der Anode und der Kathode umfaßt, um das Metall an der Kohlenstoffoberfläche der Kathode abzuscheiden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Strömungsgeschwindigkeiten der verdünnten Lösung von etwa 2 bis etwa 80 l/min verwendet werden, obwohl typischerweise die verwendete Strömungsgeschwindigkeit zwischen etwa 15 und etwa 30 l/min liegen wird. Die verwendbare Stromdichte liegt vorzugsweise zwischen etwa 100 und etwa 300 A/m². Jedoch kann bei bestimmten Anwendungen, z.B. wenn sie mit Elektrolyten von sehr hoher Azidität oder Alkalität betrieben wird, eine 300 A/m² übersteigende Stromdichte benötigt werden, um das Metall an der Kathode zu platieren und ihre Wiederauflösung in dem Elektrolyt zu verhindern. Bei solchen Anwendungen kann eine Stromdichte zwischen etwa 300 A/m² und 800 A/m² verwendet werden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zellenaufbaus gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt des Zellaufbaus von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei Kathoden in Reihe in der Strömungsbahn des Elektrolyts zeigt;
Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, in welcher wenigstens eine zusätzliche Anode innerhalb der Kathodenträgerstruktur angeordnet ist;
Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, die zwischen der Kathode und der Anode einen mikroporösen Separator umfaßt;
Fig. 6 einen horizontalen Querschnitt der Ausführungsform von Fig. 5 zeigt; und
Fig. 7 einen vertikalen Querschnitt einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, die zwischen der Kathode und der Anode eine Ionenaustauschmembran umfaßt.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte galvanische Metallabscheidungszelle besitzt eine rohrförmige Bauart. Die Außenhülle ist das aus U-PVC hergestellte Rohr 1 l und dieses stellt einen Träger für die rohrförmige Anode 12 bereit, welche sich längs der Innenlänge des Rohrs 11 erstreckt. Die Zelle besitzt einen Einlaß 13 und einen Auslaß 14 für die zu elektrolysierende Lösung.
Die Anode ist in der Lösung stabil, aus welcher das Metall entfernt werden soll. Eine Nickel- oder eine Edelmetall-beschichtete Titanelektrode kann in alkalischen Elektrolyten verwendet werden. In sauren Elektrolyten kann eine inerte Elektrode, z.B. Edelmetall-beschichtetes Titan oder EBONEX, eine Titansuboxid (dies ist ein Markenelektrodenmaterial, das eine hohe Leitfähigkeit und hervorragende Korrosionswiderstandsfähigkeit besitzt) oder, unter bestimmten Umständen, Bleidioxid auf Titan verwendet werden. Die Bedingungen, welche es ermöglichen, daß eine Bleidioxid auf Titananode verwendet wird, sind jene, wo die angelegte Stromdichte sehr niedrig ist und keine organischen Materialien vorhanden sind um mit dem Blei zu komplexieren, was das Bleidioxid von der Oberfläche des Titans entfernen würde. Das Titansubstrat für die Edelmetall-beschichtete Titanelektrode kann ein Netz oder eine Platte sein.
Die Stromzuleitungen für die Kathode 19 sind zwei aus einem Metall mit niedrigem elektrischen Widerstand, wie z.B. rostfreiem Strahl, hergestellte Stangen 15, die einander diametral gegenüberstehend und in engem Kontakt mit dem porösen Träger und der Kathode stehen. Sie erstrecken sich außerhalb der oberen und unteren Endplattenaufbauten 17, welche die Enden des Rohrs 11 abdichten. Die Stangen 15 stellen das Mittel bereit, um die elektrische Verbindung mit der Kathode herzustellen. Da der elektrische Widerstand der Kohlefaserelektrode soviel größer als der eines Metalls wie z.B. Stahl ist, erstrecken sich die Stromzuleitungen 15 längs (oder durch) die gesamte Länge der Elektrode, um Strom zur gesamten effektiven Kohlenstoffoberfläche der Elektrode zu leiten.
Als ein Ergebnis davon, daß die metallenen Zuleitungen längs der gesamten Länge der Kathode 19 verlaufen, wird normalerweise eine sehr gleichmäßige Verteilung des Elektrodenpotentials erhalten. Demgemäß gibt es bei der Metallabscheidungsrate längs der Länge und des Umfangs der Kathode sehr geringe Abweichungen und ein sehr hoher Prozentsatz der Oberfläche ist aktiv. Die Stromeffizienz für die galvanische Metallabscheidung kann daher maximiert werden. Das Ergebnis ist, daß es keine diskreten Bereiche gibt, die mit relativ hohen Kathodenpotentialen arbeiten und dies minimiert die Bildung von übermäßigen Wasserstoffmengen. Keine diskreten Bereiche arbeiten mit relativ niedrigen Kathodenpotentialen unter der für die Metallabscheidung benötigten Schwelle. Die gleichmäßige Verteilung des abgeschiedenen Metalls ermöglicht es, daß eine hohe Gesamtmetallbeladung erreicht wird, bevor es notwendig ist, die Kathodenhülse zu wechseln. Dies reduziert die Frequenz, mit welcher die Kathodenhülsen ausgetauscht werden müssen. Die Wahrscheinlichkeit für dendritisches Wachstum der Metallabscheidungen von der Kathode auf die Anode zu ist gering, und reduziert auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit eines elektrischen Kurzschlusses. Unter bestimmten Umständen ist es wünschenswert, die Verteilung des Elektrodenpotentials durch die Einschließung von mehr als zwei Stromzuleitungen längs der Länge der Kathode oder durch den Einbau einer Netz- oder Spiral-Stromzuleitung zu verbessern. Die Zelle ist auch mit Stromzuleitungen 16 versehen, welche sich außerhalb der Endplattenaufbauten erstrecken. Stangen 16 sind mit den Anoden verbunden und stellen ein Mittel zur Stromversorgung zum Anodenaufbau bereit.
Konzentrisch zur Anode 12 und in der Mitte des Rohrs 11 ist wenigstens ein poröses Polyethylenträgerrohr oder Hülse (thimble) 18 angeordnet, welche an einem Ende durch den Verschluß 18a (siehe Fig. 3) geschlossen ist. Die Polyethylenhülse 18 ist in einem ausgesparten Loch (nicht gezeigt) gehalten und angeordnet, das sich in der Mitte des oberen Endplattenaufbaus 17 befindet. Das ausgesparte Loch weist bezüglich des Durchmessers der Polyethylenhülse leichtes Untermaß auf, so daß sie durch einen Preßsitz gehalten werden kann.
Die Endplatten 17 sind entweder mit einem Flansch (nicht gezeigt) verschraubt, der an dem Ende des Rohrs 11 angeschweißt ist, oder alternativ, wenn ein dickwandiges Rohr verwendet wird, kann die Endplatte einfach an der Endfläche gehalten werden, indem z.B. Knebelklemmen verwendet werden. Der direkte Kontakt der elektrischen Verbindung mit dem Elektrolyt wird verhindert, da die elektrische Verbindung außerhalb des Endplattenaufbaus hergestellt wird; das Elektrolyt kann nicht durch den Endplattenaufbau strömen, da dieser eine flüssigkeitsdichte Dichtung darstellt und es kann nicht durch die Kapillarwirkung die Stange hochströmen da diese nicht porös ist. Dies verhindert das Problem der "Dochtwirkung" und deshalb der Korrosion der elektrischen Verbindungen durch das Elektrolyt, was bei Vorrichtungen vom Stand der Technik gesehen wird, wenn die Kohlefasern der Elektrode durch Kapillarwirkung das Elektrolyt in Kontakt mit den Anschlüssen bringen.
Eine flüssigkeitsdichte Dichtung ist an der Zelle durch geeignete chemisch unempfindliche O-Ringe aus Gummi vorgesehen, die in einer Nut (nicht gezeigt) angeordnet sind, die in der Endfläche des Rohrs 11 oder im Falle eines mit einem Flansch versehenen Rohrs in der Stirnfläche des Flansches vorgesehen ist.
Der Einlaß 13 ist mittig in der Endplatte 17 vorgesehen, so daß die Lösung über das poröse Polyethylenrohr 18 in die Zelle einströmen kann.
Die Kathode 19 ist ein Kohlefaserfilz, welcher nach der Länge geordnet und nach der Länge der Hülse 18 und der Breite ihres Umfangs zugeschnitten ist.
Der Filz ist um die Hülse herum gewickelt, umschließt die metallischen Stromzuleitungen 15 und ist durch ein Kunststoffhüllnetz 20 angeordnet. Andere geeignete Befestigungen können verwendet werden, z.B. Kunststoffbänder. Der Kohlenstoffilz ist fest genug befestigt, um einen guten elektrischen Kontakt mit den Stromzuleitungen sicherzustellen. Der Kohlenstoffilz kann in einer Reihe von Dichten erhalten werden, die - abhängig von der Art des abzuscheidenden Metalls - für die Verwendung als eine Kathode in der Zelle geeignet sind. Filze mit unterschiedlichen Dichten liefern unterschiedliche Druckabfälle, während das Elektrolyt durch die Elektrode strömt und daher eine unterschiedliche Strömungsregulierung.
Die Hülse wird durch Öffnen der Endbefestigungen aus der Zelle entfernt. Ein Stück des Kohlenstoffilzes wird von einer großen Rolle zugeschnitten, um die Hülse gewickelt und durch die Befestigung befestigt. Die Hülse wird dann wieder in den Zellenaufbau eingesetzt, die Zuleitungsrohre werden verbunden, Lösung wird durch die Zelle gepumpt und Strom angelegt. Am Ende der benötigten Zeitspanne wird der Strom abgeschaltet, das Pumpen angehalten und die Hülse wie zuvor entfernt. Der mit Metall beladene Kohlenstoffilz wird dann entfernt und durch ein anderes Stück in der bereits beschriebenen Weise ersetzt. Der metallbeladene Filz kann dann unter Verwendung der anodischen Auflösung des Metalls oder durch Auslaugen in Säure zur elektrolytischen Extraktion behandelt werden, oder er kann zu einer pyrometallurgischen Behandlung geschickt werden, um das reine Metall zurückzugewinnen. In keinem Stadium ist irgendein Grad an Wartungskenntnis notwendig.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird eine zweite Polyethylenhülse verwendet. In Fig. 3 bezeichnen die Zahlen gleiche Teile wie jene der Fig. 1 und 2. Die zweite Hülse ermöglicht es der Lösung, aus der Zelle auszutreten. Eine Reihe von gleichen Hülsen und Kathoden können abhängig von der Anwendung in den Zellenaufbau eingebaut werden. Die erfindungsgemäßen Zellen können im Parallelbetrieb verwendet werden. Vorzugsweise ist der Aufbau des Zellenaustrittsendplattenaufbaus identisch zum Einlaufendplatten aufbau und erlaubt somit die vollständige Auswechselbarkeit zwischen den zweien.
Wenn mehr als eine der Hülsen in einer Zelle verwendet werden, dann kann die Lösung durch die Kohlefasermatte entweder von der Kathodenseite zur Anodenseite oder umgekehrt strömen. Die Strömungssituation kann durch Abdecken eines Abschnitts der Hülse zum oberen Ende hin modifiziert werden. Der Elektrolytstrom wird dann durch die vorhandenen Poren am unteren Ende der Hülse und den umgebenden Kohlenstoffilz und zum verbleibenden Kohlenstoffilz am oberen Ende der Hülse hin gedrängt. Ferner kann - wie oben erwähnt - die Strömungsumkehr durch eine einzelne Kathode durch Verwendung einer einzelnen Hülse erreicht werden, deren Poren an bestimmten Punkten blockiert sind.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche zu der in Fig. 3 gezeigten einen ähnlichen Aufbau besitzt, aber eine zweite Anode 22 umfaßt, die in dem zentralen Ringraum des porösen Trägers 18 angeordnet aber von diesem beabstandet ist. Da bei einigen Anwendungen das Metall dazu neigen kann, sich bevorzugt in dem Bereich der Kohlenstoffkathode 19 abzuscheiden, welcher der Anode am nächsten liegt, stellt das Vorhandensein einer zweiten Anode auf der zur ersten Anode 12 anderen Seite der Kathode eine gleichmäßigere Metallabscheidung überall in der Kathode sicher. Die zweite Anode 22 ist vorteilhafterweise in der Form eines Netzes hergestellt, damit weitere Druckabfälle bei der Strömung durch die Zelle vermiden werden. Ferner sind in dieser Ausführungsform die Einlässe und Auslässe 13 und 14 nicht zentral wie bei einigen anderen Ausführungsformen angeordnet, damit die zweite Anode 22 hinreichend durch die Außenhülle 11 geschützt ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die einen ähnlichen Aufbau wie den in Fig. 3 gezeigten besitzt, aber einen aus einem Polymernetzrohr bestehenden ringförmigen mikroporösen Separator 24 zwischen der Anode 12 und der Kohlestofffilzkathode 19 umfaßt. Der Separator ist so abgestützt, daß er von der Kathode durch eine Reihe von ringförmigen Trägern 26 von der Kathode beabstandet ist. Ein Zellenaufbau, der einen mikroporösen Separator umfaßt, ist in Fig. 6 im horizontalen Querschnitt gezeigt. Der Separator 24 besitzt eine Porengröße von weniger als 20 um und ist daher in der Lage, den Gasdurchgang zu minimieren und insbesondere das Vermischen von Wasserstoff und Sauerstoff zu verhindern, die bei einigen Anwendungen an der Kathode bzw. der Anode erzeugt werden können. An der oberen Platte des Zellenaufbaus (siehe Fig. 5) ist ein Ablaßrohr 17 für den an der Anode erzeugten Sauerstoff vorgesehen.
Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die zwischen der Anode und der Kathode eine rohrförmige Ionenaustauschmembran 27 umfaßt. Die Ionenaustauschmembran erzeugt wirkungsvoll zwei Kammern in der Zelle, eine für die Kathode 29 und eine für die Anode 31. Die verdünnte Lösung, aus welcher das Metall entfernt werden soll, bildet das Katholyt und strömt von dem Einlaß 13 durch die poröse Kohlenstoffilzkathode 19 zum Auslaß 14. Eine getrennte Anolytlösung wird in die Anodenkammer 31 eingeleitet und strömt in derselben Richtung wie das Katholyt vom Einlaß 33 an der Anode 12 vorbei zum Auslaß 35. Die Einbeziehung einer Ionenaustauschmembran ist nützlich, wo die Zusammensetzung der zu behandelnden verdünnten Lösung zur Bildung eines unerwünschten Produkts an der Anode führt. Wenn z.B. die zu behandelnde Lösung Chloridionen enthält, wird Chlor an der Anode erzeugt, das nicht nur ein Sicherheitsrisiko darstellt, sondern auch zur Wiederauflösung des galvanisch abgeschiedenen Metalls führen kann. Das Vorhandensein der Ionenaustauschmembran verhindert wirkungsvoll den Durchgang von Chlorid oder anderen Ionen vom Katholyt, welche die zu behandelnde Lösung ist, zur separaten Anolytlösung. Auf diese Weise wird der Kontakt dieser Ionen mit der Anode verhindert.
Wenn die Zellen der Erfindung in Gebrauch sind, wird das Metall an der Oberfläche der Kohlefasern so abgeschieden, daß es sich in den Körper des Kohlenstofffilzes hinein erstreckt. Wenn extensive Elektrolysen von Kupfer enthaltenden Lösungen durchgeführt worden sind, sieht der Filz aus wie ein Kupferrohr, wobei die Abscheidung überall in dem Körper der Kathode aufgetreten ist.
Wenn die Metallaufnahmekapazität der Kathode erreicht ist, bestehen verschiedene Optionen. Die Zelle kann geöffnet werden, die Kohlefasermatte ausgebaut und das abgeschiedene Metall aus ihr ausgelaugt werden, oder sie kann zum Ausschmelzen geschickt werden, um das abgeschiedene Kupfer zurückzugewinnen. Als eine Alternative können die Metalle anodisch wieder aufgelöst und die konzentrierte Lösung elektrolytisch wiedergewonnen werden. Wenn die Kathode ausgebaut ist, wird ein neues Stück Kohlenstoffilz in derselben Weise wie zuvor um die Hülse angeordnet.
Es ist für Fachleute leicht verständlich, daß die Zelle im Gebrauch mittels üblicher Pumpen und Behälter in eine Anlage integriert ist. Die Metallentfernung kann entweder durch Rezirkulation des Elektrolyts durch die Zelle mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten und Stromdichten erreicht werden; oder in einem einzigen Durchgang durch die Zelle von den Vorratsbehältern zur Austragsrohrleitung. Der Betriebsmodus wird von der Art des abzuscheidenden Metalls und etwaige Verfahrensabhängigkeiten bestimmt.
Individuelle Zellenmodule sind für einen flexiblen Kombinationsbetrieb geeignet, d.h. die Fluidströmung in Reihe und/oder parallel zu verwenden.
Die Hauptmenge des Stroms wird durch ein Trägerelektrolyt, wie z.B. eine Säure, Alkali oder ein neutrales Salz übertragen. Wenn Elektrolyte mit sehr geringer Leitfähigkeit verwendet werden, wird das Trägerelektrolyt dem metallhaltigen Abwasser zugesetzt und reduziert die Zellenspannung auf ein geeignetes Niveau.
Unter manchen Umständen kann es notwendig sein, die Temperatur des Elektrolyts anzuheben oder Puffermittel, wie z.B. Borsäure zuzugeben, um die Abscheidung von bestimmten Metallen zu steigern. Für manche metallhaltige Abwässer kann es notwendig sein, eine Schicht eines geeigneten Materials auf der Oberfläche der Kathode vor der Behandlung des Abwassers abzuscheiden. Diese Anfangsschicht kann als ein Vorläufer für die Abscheidung des interessanten Metalls wirken und sie kann entweder durch die Dosierung kleiner Mengen des Vorläufers in das Abwasser während der Elektrolyse oder durch die Elektrolyse einer das Metall enthaltenden Lösung vor der Elektrolyse des Abwassers oder durch autokatalytische Abscheidung abgeschieden werden. Die pH-Kontrolle in dem Speisebehälter für einen rezirkulierenden Elektrolyten ist wichtig, um die Ausfällung des Metalls zu verhindern. Die Lösungen, welche am geeignetesten für die Behandlung unter Verwendung der oben beschriebenen Zelle wären, fallen allgemein gesagt in zwei Kategorien; jene bei denen es eine Notwendigkeit für die Erfüllung örtlicher Genehmigungsgrenzen für den Austräg von metallhaltigen Abwässern gibt und jene sind oft giftige und umweltschädliche Metalle; und jene bei denen es einen wesentlichen Metallwert gibt, der einen finanziellen Verlust bewirken würde, wenn das Metall nicht zurückgewonnen würde. Oft haben diese Lösungen bereits einige übliche chemische Behandlungen wie z.B. Ausfällung oder Ionenaustausch durchgemacht, aber es verbleibt ein Metallgehalt, welcher aus den oben aufgeführten Gründen behandelt werden muß.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele ferner veranschaulicht.

Beispiel 1

50 l eines 26 ppm Kupfer enthaltenden Industrieabwassers wurden in einem Vorratsbehälter für die Zelle untergebracht. Natriumsulfat wurde dem Behälter bis auf eine Endkonzentration von 0,05 M zugegeben. Das Elektrolyt wurde bei Umgebungstemperatur und pH 3 durch die in Fig. 3 gezeigte Zelle mit großer Oberfläche bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 l/min rezirkuliert. Eine Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) wurde angelegt. Vor und während der Elektrolyse genommene Proben zeigten, daß die Kupferkonzentration in 90 Minuten auf < 1 ppm reduziert wurde.

Beispiel 2

50 l eines 10,7 ppm Kupfer enthaltenden Industrieabwassers wurden in einem Vorratsbehälter für die Zelle untergebracht. Natriumsulfat wurde dem Behälter bis auf eine Endkonzentration von 0,05 M zugegeben. Die Elektrolyse wurde bei Umgebungstemperatur und pH 3 durch die in Fig. 3 gezeigte Zelle mit großer Oberfläche bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 l/min rezirkuliert. Eine Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) wurde angelegt. Vor und während der Elektrolyse genommene Proben zeigten, daß die Kupferkonzentration in 15 Minuten auf < 1 ppm reduziert wurde.

Beispiel 3

5 l eines anderen Tellur, Platin, Iridium, Kupfer, Silber und Palladium in den unten angegebenen Konzentrationen enthaltenden Industrieabwassers wurden für 1 Stunde in der in Fig. 3 gezeigten Zelle unter Verwendung einer Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) elektrolysiert. Das pH und die Temperatur des Systems wurden nicht reguliert. Die Konzentrationen der Metalle wurden in einer Stunde auf die unten gezeigten Konzentrationen reduziert.
Die Strömungsgeschwindigkeit betrug 20 l/min.

Beispiel 4

100 l einer 28 ppm Silber in einer 0,1 M NaNO&sub3;-Lösung enthaltenden Lösung wurden in der in Fig. 3 gezeigten Zelle bei Umgebungstemperatur und pH 3 Bedingungen und einer Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) elektrolysiert. Die Silberkonzentration wurde in 30 Minuten von 28 ppm auf 0,2 ppm reduziert.

Beispiel 5

100 l einer 22,2 ppm Nickel in einer 0,1 M Na&sub2;SO&sub4;-Matrix enthaltenden Lösung wurden unter Bedingungen bei 40ºC und pH 3,5 bis 4 und einer Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) in der Zelle elektrolysiert. Die Nickelkonzentration wurde in 120 Minuten von 22,2 ppm auf 7,2 reduziert.

Beispiel 6

100 l einer 19 ppm Nickel in einer 0,1 M Na&sub2;SO&sub4; Matrix enthaltenden Lösung wurden unter Bedingungen bei 40ºC und pH 4 und unter Verwendung einer Stromdichte von 200 A/m² (basierend auf der geometrischen Fläche) in der Zelle elektrolysiert. Die Nickelkonzentration wurde in 120 Minuten von 19 ppm auf 5 ppm reduziert. Die Bedingungen in diesem Beispiel waren durch eine Beigabe von 4 g/l Borsäure zu jenen im Beispiel 6 identisch.
In einem Beispiel wurde eine Abstreifzelle verwendet, um die Durchführbarkeit der Entfernung des galvanisch abgeschiedenen Kupfers aus einer Filzkathode zu untersuchen. Die Gegenelektrode (die Kathode) in der Kupferabstreifzelle war ein Kupferrohr, welches zu der Filzelektrode konzentrisch war, die in der Mitte der Zelle verblieb. In der Abstreifzelle wurde der kupferbeladene Filz zur Anode gemacht. Strom wurde durch die Zelle geleitet und das im wesentlichen gesamte abgeschiedene Kupfer wurde dann zur Kupferrohrkathode übertragen.
Aus den obigen Beispielen erkennt man, daß eine zufriedenstellende Strömung 20 l/min beträgt und bevorzugte Raten von 15 bis 25 l/min betragen. Außerdem beträgt die verwendete Stromdichte vorzugsweise von 100 bis 300 A/m².

Claims

1. Elektrochemische Zelle zur Entfernung von Metallen wie z.B. Kupfer, Blei, Silber, Tellur, Platin, Palladium oder Nickel aus verdünnten Lösungen des Metalls, wobei die Zelle umfaßt:

einen porösen rohrförmigen Träger (18), der mit einer Kathode (19) versehen ist, die ein poröses Kohlefasermaterial aufweist, eine Stromzuleitung (15) für die Kathode (19), eine von der Kathode (19) beabstandete rohrförmige Anode (12), eine Stromzuleitung (16) für die Anode, wobei die Anode und die Kathode von einer nicht porösen Außenhülle (11) eingeschlossen sind, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Gebrauch während der Elektrolyse die verdünnte Lösung, aus welcher das Metall zu entfernen ist, durch einen Einlaß (13) in die Zelle eingebracht wird und durch die poröse Kohlefaserkathode (19) hindurch und durch einen Auslaß (14) aus der Zelle strömt, wobei die Zelle dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stromzuleitung (15) für die Kathode an dem porösen Träger (18) getragen ist und daß sich die Stromzuleitung längs der gesamten Länge der Kathode erstreckt.

2. Zelle nach Anspruch 1, wobei die Stromzuleitung (15) für die Kathode (19) in der Form eines Streifens, einer Stange, einer Spirale, oder eines Netzes vorgesehen ist.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromzuleitung (15) für die Kathode (19) ein Metall mit niedrigerem elektrischen Widerstand als die poröse Kohlefaserkathode aufweist.

4. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kathode (19) ein Kohlenstoff-Filz ist, der um den porösen Träger (18) mit wenigstens einer vollständigen Wicklung um den Träger herumgewickelt ist.

5. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenhülle (11) einen Träger für die rohrförmige Anode (12) bereitstellt, welche sich über die im wesentlichen ganze Länge des Rohrs erstreckt.

6. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anode (12) eine Nickelanode oder eine edelmetallbeschichtete Titananode, eine Anode aus rostfreiem Stahl oder eine Weicheisenanode ist.

7. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Kathoden (19) vorgesehen sind, die in Reihe im Strömungsweg angeordnet sind, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Gebrauch die Lösung von dem Einlaß (13) in die Zelle, durch die erste Kathode in einer Richtung auf die Anode zu und dann durch die zweite Kathode in der entgegengesetzten Richtung auf den Auslaß (14) zu strömt.

8. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche eine einzige Kathode (19) umfaßt, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Fluß der Lösung an verschiedenen Punkten längs der Kathode durch die Kathode (19) auf die Anode (12) zu und von dieser wegzuleiten.

9. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zusätzliche rohrförmige Anode (22) vorgesehen ist, die innerhalb des rohrförmigen porösen Trägers (18) angeordnet und von diesem beabstandet ist.

10. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein mikroporöser Separator (24) zwischen der Kathode (19) und der Anode (12) vorgesehen ist.

11. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zwischen der Kathode (19) und der Anode (12) eine Ionenaustauschmembran (27) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung zur Entfernung von Metallen wie z.B. Kupfer, Blei, Silber, Tellur, Platin, Palladium oder Nickel aus verdünnten Lösungen des Metalls, welche wenigstens zwei Zellen nach einem vorhergehenden Anspruch umfaßt, die in Reihe und/oder parallel angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei wenigstens zwei Zellen in einem einzigen Gehäuse vorgesehen sind.

14. Verfahren zur Entfernung von Metallen wie z.B. Kupfer, Blei, Silber, Tellur, Platin, Palladium oder Nickel aus verdünnten Lösungen des Metalls, welches Verfahren das Leiten einer verdünnten Lösung des Metalls in eine Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche und das Leiten eines Gleichstroms zwischen der Anode und der Kathode umfaßt, um das Metall an der Kohlenstoffoberfläche der Kathode abzuscheiden, um auf diese Weise das Metall aus der Lösung zu entfernen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Konzentration des abscheidbaren Metallions geringer als 50 ppm, vorzugsweise 20 ppm oder geringer ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der verdünnten Lösung von etwa 2 bis etwa 80 Liter/Minute beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der verdünnten Lösung von etwa 15 bis etwa 30 Liter/Minute beträgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die während der Entfernung des Metalls aus der verdünnten Lösung verwendete Stromdichte von etwa 100 bis etwa 300 A/m² liegt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die während der Entfernung des Metalls aus der verdünnten Lösung verwendete Stromdichte zwischen etwa 300 und etwa 800 A/m² liegt.