EA020315B1 - Способ получения металла электролизом и электролитическая система - Google Patents

Способ получения металла электролизом и электролитическая система Download PDF

Info

Publication number
EA020315B1
EA020315B1 EA201190121A EA201190121A EA020315B1 EA 020315 B1 EA020315 B1 EA 020315B1 EA 201190121 A EA201190121 A EA 201190121A EA 201190121 A EA201190121 A EA 201190121A EA 020315 B1 EA020315 B1 EA 020315B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
anode
solution
cathode
cover
viscosity
Prior art date
Application number
EA201190121A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201190121A1 (ru
Inventor
Вилле Ниеминен
Хенри Виртанен
Original Assignee
Ототек Оюй
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ототек Оюй filed Critical Ототек Оюй
Publication of EA201190121A1 publication Critical patent/EA201190121A1/ru
Publication of EA020315B1 publication Critical patent/EA020315B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06Operating or servicing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/04Diaphragms; Spacing elements

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)

Abstract

Предложены способ и система получения металла электролизом в электролизере из электролита, который содержит соль металла. В способе мембранную ткань выбирают в качестве материала анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями, при этом определяют зависимости проницаемости мембранной ткани от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления. На основании определенных зависимостей подбирают скорость выхода анодного раствора из анодного чехла посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, чтобы получить содержание кислоты в анодном растворе по меньшей мере 50 г/л. В системе ткань, для которой известны зависимости ее проницаемости от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления, выбирают в качестве мембранной ткани анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями. Скорость выхода анодного раствора подбирают посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, что содержание кислоты в анодном растворе, который удаляют из анодного чехла, составляет по меньшей мере 50 г/л.

Description

(57) Предложены способ и система получения металла электролизом в электролизере из электролита, который содержит соль металла. В способе мембранную ткань выбирают в качестве материала анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями, при этом определяют зависимости проницаемости мембранной ткани от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления. На основании определенных зависимостей подбирают скорость выхода анодного раствора из анодного чехла посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, чтобы получить содержание кислоты в анодном растворе по меньшей мере 50 г/л. В системе ткань, для которой известны зависимости ее проницаемости от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления, выбирают в качестве мембранной ткани анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями. Скорость выхода анодного раствора подбирают посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, что содержание кислоты в анодном растворе, который удаляют из анодного чехла, составляет по меньшей мере 50 г/л.
Область техники
Данное изобретение относится к способу, определенному во вводной части п. 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к электролитической системе, определенной во вводной части п.11 формулы изобретения.
Уровень техники
При электролизе электролитическим образом поручают металл, который растворен в электролите. Получение электролизом протекает в электролизере, который содержит несколько анодов и несколько катодов, которые расположены чередующимся образом. Когда электрический ток пропускают через систему при электролизе на основе сульфатов, металл осаждается на поверхности катода и, когда вода разделяется на составные части, на анодах образуются кислота и кислород согласно уравнениям реакции (1) и (2):
Анодная реакция: Н2О -> 2Н+ + % О2 + 2е (1)
Катодная реакция: Μβζ+ + ζβ' ->· Ме (2) где Ме - металл, такой как N1, Со, Мп или Си;
ζ - заряд иона металла.
Мембранную технологию используют при электролитическом получении металлов, которые в электрохимическом ряду потенциалов занимают более низкое положение по отношению к водороду. Перенапряжение восстановления этих металлов, которые включают, например, никель, кобальт и марганец, выше, чем у водорода, и поэтому выделения водорода при низком рН нужно избегать путем отделения анодного раствора и катодного раствора друг от друга посредством материала, который пропускает электролит регулируемым образом, такого как мембранная ткань, и электролит необходимо отводить из пространства вокруг катода в пространство вокруг анода. Вообще, катод при электролизе на основе сульфатов размещают в пространстве мембраны.
Когда используют анодные чехлы, такой анод располагают внутри анодного чехла, который изготавливают из материала, который пропускает электролит регулируемым образом. Анодный чехол определяет анодное пространство в области внутри него, и катоды находятся в свободном катодном пространстве, которое окружает анодные чехлы. Из-за образования кислоты рН анодного раствора в анодном чехле является более низким (рН порядка 1 или ниже), чем рН катодного раствора в пространстве катода (рН порядка 3-4). Электролит непрерывно протекает из пространства катода в пространство анода внутри анодного чехла. Анодный раствор является электролитом, который окружает анод, и катодный раствор является электролитом, который окружает катод. Электролит подают в пространство катода и удаляют путем слива. Анодный раствор непрерывно удаляют из каждого анодного чехла. Поток электролита обеспечивают посредством перепада давления между анодным и катодным пространствами, включая гидростатическое давление (вызванное различием высоты между поверхностями анодного раствора и катодного раствора), что препятствует обратной диффузии протонов в пространство катодного раствора.
Хотя технологию анодного чехла промышленно использовали в течение короткого периода времени в компании Са\\'ве №ске1 ВеПпегу в Австралии, используемый в ней способ получения электролизом никеля больше не применяют.
Расположенная в Южной Африке компания Апд1о Р1айпиш Ваве Ме!а1 ВеПпегу испытывала технологию анодного чехла [№ске1 Е1ес1тоМпшпд Тапкйоиве Эеуе1ортеп1в а! Апд1о Р1айпиш Ваве Ме!а1 ВеПпегу. ЬЭ. Вгувоп, N.1. Сгайат, Е.Р. Водовк Э.Ь. Егавтив, Ргосеебшдв оГ АЬТА 2008 - №ске1/СоЬаЙ, Соорег & Игашит СопГегепсе, 1ипе 16-18, 2008]. Согласно этой статье критерии способа, касающиеся концентрации кислоты в анодном растворе, представляли собой основной камень преткновения в реализации этого способа. Анодные чехлы функционировали при низком давлении, которое требовалось для удаления как аэрозолей, так и анодного раствора из анодного чехла, приводящему к выталкиванию анодного раствора с низкой концентрацией кислоты через анодные чехлы, что дополнительно вызывало значительное увеличение количества циркулировавшего никелевого электролита. Другими словами, из-за низкой концентрации кислоты в анодном растворе технология анодного чехла, испытанная компанией Апд1о Р1айпцт Ваве Ме!а1 ВеПпегу, не являлась экономически привлекательной.
Получение никеля является более экономически выгодным, если достигают более высокой, чем ранее концентрации кислоты в анодном растворе в способе получения никеля электролизом. Высокое содержание кислоты в анодном растворе является целесообразным при растворении. Высокую концентрацию кислоты в анодном растворе можно обеспечить путем подходящего выбора мембранной ткани и путем регулирования параметров способа, а именно, вязкости электролита и проницаемости стенки анодного чехла, которую образуют из мембранной ткани, которая пропускает электролит регулируемым образом, причем проницаемость зависит от вязкости электролита.
Проблема состоит в том, что трудно выбрать правильную мембранную ткань для анодного чехла, так как производители предлагают ткани, которые обладают различными постепенными проницаемостями, и они выражают проницаемость ткани в показателях проницаемости по отношению только к воде (удельная вязкость) и при одном конкретном перепаде давления (конкретная высота водяного столба). Когда необходимо достичь высокого содержания кислоты в анодном растворе, невозможно выбрать пра
- 1 020315 вильную ткань на основе указанной выше информации, так как неизвестно, какова проницаемость данной ткани по отношению к электролиту и как вязкость электролита и перепад давления на различных сторонах ткани влияют на проницаемость.
Цель изобретения
Целью изобретения является устранение упомянутых выше недостатков.
В частности, цель изобретения состоит в описании способа и системы, которые обеспечивают выбор мембранной ткани анодного чехла и выбор параметров способа, который делают на основе выбранной ткани так, чтобы получить требуемую степень концентрации кислоты анодного раствора в анодном пространстве, что обеспечивает экономическую выгоду при получении металла электролизом.
Краткое описание изобретения
Способ по изобретению, отличающийся тем, что описано в п.1 формулы изобретения. Электролитическая система по изобретению, отличающаяся тем, что описано в п.11 формулы изобретения.
По изобретению мембранную ткань выбирают в способе как материал анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями, определяют зависимости проницаемости мембранных тканей от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления, и на основании определенных зависимостей подбирают скорость выхода анодного раствора из анодного чехла посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, чтобы получить содержание кислоты в анодном растворе по меньшей мере 50 г/л.
По изобретению в системе ткань, для которой известны зависимости ее проницаемости от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления, выбирают в качестве мембранной ткани анодного чехла из группы мембранных тканей с различными проницаемостями. Скорость выхода анодного раствора подбирают посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, чтобы содержание кислоты в анодном растворе, который удаляют из анодного чехла, составляло по меньшей мере 50 г/л.
Для изобретения существенно, что поток можно, в первую очередь, определить на основе плотности ткани, т.е. проницаемости электролита, которая помимо свойств ткани определяется перепадом давления и вязкостью.
Концентрацию кислоты в анодном растворе можно регулировать, используя более плотную ткань для менее вязкого электролита, которая уменьшает скорость потока из катодного пространства в анодное пространство внутри анодного чехла, и наоборот, т.е. используя менее плотную ткань для более вязкого электролита. Вязкость электролита можно, в свою очередь, подбирать в меньшей степени посредством концентрации соли металла в катодном растворе, в то время как другие параметры остаются постоянными. Эта настройка не обязательно имеет значение для способа. Например, изменение содержания N1 в способе может быть настолько малым, как примерно 10 г/л. Концентрацию соли металла в катодном растворе, в свою очередь, можно подобрать путем подбора скорости циркуляции катодного раствора. На фиг. 1 показана блок-схема данного способа.
Концентрация кислоты, таким образом, занимает конкретный уровень, который зависит от скорости выхода электролита (которая находится на уровне скорости потока электролита в анодный чехол) и используемой силы тока. Например, в способе, в котором суммарная сила тока, подаваемого в один электролизер, составляет 16000 А, и поток электролита в анодные чехлы составляет 0,33 м3/ч, концентрация кислоты в анодном растворе составляет примерно 80 г/л.
При применении способа измеряют концентрацию соли металла в катодном растворе и/или вязкость катодного раствора, и увеличивают скорость циркуляции катодного раствора, если концентрация соли металла в катодном растворе и/или вязкость катодного раствора превышают предварительно определенное предельное значение, и скорость циркуляции катодного раствора понижают, если концентрация соли металла в катодном растворе и/или вязкость катодного раствора ниже предварительно определенного предельного значения.
При применении способа перепад давления подбирают путем изменения разницы высоты между уровнями текучей среды анодного раствора и катодного раствора.
При применении способа анодный раствор удаляют из каждого анодного чехла путем перелива так, чтобы обеспечить гидростатическое давление, причем уровень анодного раствора поддерживают ниже уровня катодного раствора. Это обеспечивает достаточно высокое гидростатическое давление, которое вызывает поток электролита со стороны катодного раствора в анодные чехлы, препятствуя миграции протонов из анодного раствора назад в сторону катодного раствора, т.е. из анодного пространства в катодное пространство.
При применении способа анодный раствор удаляют из каждого анодного чехла посредством переливного патрубка, причем его головка определяет уровень анодного раствора в анодном чехле. Положение головки переливного патрубка внутри анодного чехла очень точно определяет максимальный уровень анодного раствора в анодном чехле. Повреждение анодного чехла легко фиксируется, так как уровень анодного раствора в анодном чехле при этом возрастает выше нормального уровня и поток анодного раствора в переливном патрубке чрезвычайно увеличивается, что легко заметить и начать принимать соответствующие меры по исправлению.
- 2 020315
При применении способа анодный раствор проводят из переливных патрубков в сборник и далее в сборный резервуар.
При применении способа анодный раствор удаляют из каждого анодного чехла посредством первой отсасывающей трубы.
При применении способа кислород и/или кислотный туман отсасывают из анодного чехла.
При применении способа кислород и/или кислотный туман отсасывают из анодного чехла через первую отсасывающую трубу, вторую отсасывающую трубу и/или переливной патрубок.
При применении способа металл, который получают электролизом, представляет собой никель, кобальт или марганец, а соль металла является сульфатом соответствующего металла.
При применении системы она включает средства измерения концентрации соли металла в катодном растворе и средства настройки скорости циркуляции катодного раствора на основе измеренной концентрации.
При применении системы средства удаления анодного раствора включают переливной патрубок для каждого анодного чехла, причем переливной патрубок открывается в области верхней части анодного чехла, определяя уровень анодного раствора в анодном чехле так, что уровень анодного раствора ниже уровня катодного раствора.
При применении системы она включает сборник для приема анодного раствора, который собирают посредством переливных патрубков.
При применении системы она включает сборный резервуар для приема анодного раствора из сборника.
При применении системы анодный чехол включает первую отсасывающую трубу для отсасывания анодного раствора и, при необходимости, кислорода и/или кислотного тумана из анодного чехла.
При применении системы анодный чехол включает вторую отсасывающую трубу для отсасывания анодного раствора, кислорода и/или кислотного тумана из анодного чехла.
Список чертежей
Далее изобретение подробно описано посредством примеров применения и со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг. 1 показана блок-схема способа.
На фиг. 2 схематически показано поперечное сечение части электролизера, которое относится к одному применению электролитической системы по изобретению.
На фиг. 3 показано поперечное сечение П-П электролизера фиг. 1.
На фиг. 4-6 показаны значения проницаемости, которую измеряют при трех различных высотах уровней текучей среды (т.е. при трех различных перепадах давления) для первой мембранной ткани (ткань 1) при пяти различных значениях вязкости катодного раствора, и графики зависимости вязкости и проницаемости, которые определяют на основании измеренных значений.
На фиг. 7-9 показаны значения проницаемости, которую измеряют при трех различных высотах уровней текучей среды (т.е. при трех различных перепадах давления) для второй мембранной ткани (ткань 2) при пяти различных значениях вязкости катодного раствора, и графики зависимости вязкости и проницаемости, которые определяют на основании измеренных значений.
На фиг. 10 показано влияние различия уровней текучей среды (перепада давления) на проницаемость ткани 1 и ткани 2.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 является схематическим общим видом электролитической системы, которая подходит для получения электролизом металла, такого как никель, кобальт или марганец из электролита, который содержит соли указанных металлов. Электролит подают в электролизер из контейнера циркуляции и катодный раствор удаляют из электролизера посредством перелива обратно в контейнер циркуляции. Насыщенный электролит добавляют в контейнер циркуляции. Анодный раствор удаляют из электролизера из анодных чехлов и проводят далее на растворение. Кислород и кислотный туман удаляют из анодных чехлов для очистки и кислород далее проводят на растворение. В электролизерах, в которых используют постоянные катоды, на поверхности которых посредством электролиза осаждается значительное количество металла, постоянные катоды периодически удаляют из электролизера, металл удаляют с поверхности катода и постоянные катоды снова возвращают в электролизер. В электролизерах, в которых используют катодные основы, на поверхностях которых посредством электролиза осаждается значительное количество металла, катодные основы периодически удаляют из электролизера и в электролизер помещают новые катодные основы.
На фиг. 2 и 3 показана часть электролизера 1. Электролизер 1 содержит несколько анодов 2 и несколько катодов 3, которые расположены чередующимся образом. Аноды 2 являются свинцовыми анодами, свинцовыми сплавами, ИСА анодами (износостойкими анодами) или титановыми анодами. Катоды 3 предпочтительно являются либо постоянными катодами, которые изготавливают из специальной кислотостойкой стали, титана, либо никелевыми катодными основами, которые изготавливают для расходования.
Согласно фиг. 3 аноды 2 находятся внутри анодных чехлов 4, которые пропускают электролит ре
- 3 020315 гулируемым образом. Катоды 3 расположены свободно внутри электролизера. Анодный чехол 4 определяет внутреннее анодное пространство 5 внутри него и внешнее свободное катодное пространство 6 вне него, в котором расположены катоды 3. Металл осаждают на поверхность катодов 3 и кислород и кислоту получают на анодах 2.
рН анодного раствора 7 в анодном чехле 4 (рН < 1) ниже рН катодного раствора (рН примерно 3-4) в катодном пространстве 6. Электролит непрерывно течет из катодного пространства в анодное пространство внутрь анодного чехла для формирования анодного раствора. Система включает средства подачи катодного раствора в катодное пространство и удаления его из электролизера путем перелива или отсасывания (не показано).
Для удаления анодного раствора отдельно из каждого анодного чехла переливной патрубок 9 располагают в каждом анодном чехле 4, причем его головка 10 открывается в области верхней части анодного чехла 4. Положение головки 10 определяет уровень анодного раствора в анодном чехле так, чтобы уровень анодного раствора был ниже уровня катодного раствора на расстояние Н. Расстояние Н между уровнями катодного раствора и анодного раствора вызывает перепад давления. Электролит течет через мембранную ткань со скоростью потока, которая зависит от ее свойств проницаемости и которая может составлять от 1 до 100 л/м2/ч.
На фиг. 3 также показано, что анодный чехол 4 может включать первую отсасывающую трубу 12 для удаления анодного раствора/кислорода/кислотного тумана путем отсасывания. Он может дополнительно включать вторую отсасывающую трубу 13 для удаления анодного раствора/кислорода/кислотного тумана из анодного чехла путем отсасывания. Чехол может быть герметично закрытым и непроницаемым для газа выше уровня текучей среды.
Для удаления анодного раствора, кислорода и кислотного тумана из анодного чехла можно использовать три схемы.
1) Анодный раствор удаляют путем перелива через переливной патрубок 9 и кислород и кислотный туман удаляют посредством первой отсасывающей трубы 12 или также и через переливной патрубок 9.
2) Анодный раствор удаляют посредством второй отсасывающей трубы 13, через которую также удаляют кислород и кислотный туман.
3) Анодный раствор удаляют посредством второй отсасывающей трубы 13 и первую отсасывающую трубу 12 используют для удаления как анодного раствора, так и кислорода и кислотного тумана.
Для данного способа материал мембранной ткани анодного чехла выбирают на основе требуемой степени концентрации кислоты в анодном растворе так, что проницаемость мембранной ткани
где Др является перепадом давления;
т является вязкостью катодного раствора.
Соответственно концентрация кислоты в анодном растворе
где I является величиной используемой силы тока.
Для данного способа можно выбрать высокую концентрацию кислоты в анодном растворе, и для ее достижения можно выбрать подходящий материал мембранной ткани. В способе стараются сохранить вязкость катодного раствора на том же уровне путем подбора скорости циркуляции катодного раствора.
Требуемой проницаемости мембранной ткани достигают посредством мембранной ткани, которую изготавливают из полимера или микроволокна, и путем правильного выбора волокон, их переплетения в ткани и покрытия. Проницаемость электролита также можно оптимизировать путем каландрования. Выбирая подходящую ткань, можно достичь требуемого содержания кислоты, причем высокого содержания кислоты нельзя достичь путем изменения других параметров, если ткань не является достаточно плотной.
Пример 1.
Для доказательства того, что можно достичь высокой концентрации кислоты в анодном растворе, были проведены два лабораторных испытания для получения никеля электролизом с использованием тканей анодного чехла, которые имели различные проницаемости электролита. Использовали две мембранные ткани А и В, которые обладали следующим проницаемостями электролита: 280 мл/ч для А и 2070 мл/ч для В для каждого анодного чехла для электролита, в котором концентрация ΝίδΘ4 составляла примерно 70 г/л. Три анодных чехла (свинцовые аноды) и два катода (катодные основы) размещали в электролитической ванне, объем которой составлял 27 л. Анодный раствор удаляли путем перелива, и перелив катода подбирали при разнице высоты Н, равной 30 и 20 мм, для чехлов из ткани А и В, соответственно, вызывая гидростатические давления. Катодный раствор подвергали циркуляции, и свежий электролит добавляли в электролизер в количестве, равном количеству анодного раствора, который удаляли из анодных чехлов. Температура электролита составляла 57°С. Плотность тока составляла 200 А/м2, а ток в электролитической ванне для А составлял 23 А и для В составлял 22 А. Скорость циркуляции катодного раствора составляла 6 л/ч. Для электролита, концентрация никеля в котором составляла 106 г/л, общее количество удаленного в течение испытания из электролитической ванны анодного раствора составляло
- 4 020315
0,34 л/ч для чехла из ткани А и 3,4 л/ч для чехла из ткани В. Конечный результат состоял в том, что в конце испытаний концентрации кислоты в анодном растворе составляли 122 г/л для А и 28 г/л для В. Данное испытание показывает, что можно достичь высокой концентрации кислоты в анодном растворе при использовании правильных параметров способа.
На фиг. 4-6 показаны значения проницаемости для двух различных тканей, ткани 1 и ткани 2 (которые не являются одинаковой тканью, как в вышеприведенном примере), измеренные при трех различных высотах уровней текучей среды (т.е. трех различных перепадах давления) при пяти различных значениях вязкости катодного раствора, и графики зависимости вязкости и проницаемости, определенные на основе измеренных значений.
На графиках показана проницаемость электролита (литры в час на квадратный метр) как функция вязкости (сП, т.е. мПа/с). Графики аппроксимируют убывающей экспоненциальной функцией, которая содержит три параметра у0, а и Ь:
где η является вязкостью, отложенной по оси х;
X является проницаемостью, отложенной по оси у.
При выборе параметров для них были получены следующие значения. Ткань 1.
Н (см) 10 15 19
Уо 32,8 45,4 50,6
а 1183,7 1292,9 611,3
Ь 2,8 2,5 1,6
Ткань 2.
Н (см) I 10 15 19
Уо | 7,7 13,4 14,5
а 68,2 163,0 144,8
Ь 1,1 1,5 1,2
На фиг. 10 показано влияние разницы уровней текучей среды Н (т.е. перепада давления) для ткани 1 и ткани 2 на проницаемость при конкретном значении вязкости 2,73 сП (мПа/с), когда содержание никеля в катодном растворе составляет 87 г/л.
Изобретение не ограничено только приведенными выше примерами применения, и множество модификаций возможно в пределах сущности изобретения, определенной приложенной формулой изобре тения.

Claims (16)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения металла электролизом из электролита, который содержит соль металла, в электролизере (1), содержащем несколько анодов (2) и несколько катодов (3), расположенных чередующимся образом, причем каждый анод (2) расположен внутри анодного чехла (4), который обеспечивает возможность управления пропусканием электролита, причем внутри чехла образуется анодное пространство (5), а вне него - свободное катодное пространство, в котором расположены катоды (3), при этом металл осаждается на поверхности катода, а кислота и кислород образуются на анодах, и в котором создают перепад давления так, что электролит постоянно вытекает из катодного пространства в анодное пространство внутри анодного чехла, предотвращая при этом прохождение через мембранную ткань ионов водорода, образованных на аноде, катодный раствор подают в катодное пространство электролизера, удаляя его переливом и направляя назад рециклом в катодное пространство, анодный раствор удаляют отдельно из каждого анодного чехла переливом или путем отсасывания, отличающийся тем, что в качестве материала анодного чехла используют мембранную ткань из группы мембранных тканей с различными проницаемостями, при этом определяют зависимости проницаемости мембранной ткани от вязкости катодного раствора и используемого перепада давления и на основании этих определенных зависимостей осуществляют выбор скорости выхода анодного раствора из анодного чехла посредством используемой плотности тока, перепада давления и вязкости катодного раствора так, чтобы содержание кислоты в анодном растворе составляло по меньшей мере 50 г/л.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют концентрацию соли металла в катодном растворе (8) и/или вязкость катодного раствора, и скорость циркуляции катодного раствора увеличивают, если концентрация соли металла в катодном растворе и/или вязкость превышают предварительно определенное предельное значение, и скорость циркуляции катодного раствора понижают, если концентрация соли металла в катодном растворе и/или вязкость катодного раствора ниже предварительно определенного предельного значения.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что требуемый перепад давления задают путем измене
    - 5 020315 ния разницы высоты между уровнями текучей среды анодного раствора и катодного раствора.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что анодный раствор (7) удаляют из каждого анодного чехла (4) путем перелива так, чтобы уровень анодного раствора находился ниже уровня катодного раствора.
  5. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что анодный раствор (7) удаляют из каждого анодного чехла (4) посредством переливного патрубка (9), причем его головка (10) определяет уровень анодного раствора в анодном чехле.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что анодный раствор (7) направляют из переливных патрубков (9) в сборник (11).
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что анодный раствор (7) удаляют из каждого анодного чехла (4) посредством первой отсасывающей трубы (12).
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что кислород и/или кислотный туман отсасывают из анодного чехла (4).
  9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что кислород и/или кислотный туман отсасывают из анодного чехла (4) через первую отсасывающую трубу (12), вторую отсасывающую трубу (13) и/или переливной патрубок (9).
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что получаемый электролизом металл является никелем, кобальтом или марганцем, а соль металла является сульфатом соответствующего металла.
  11. 11. Электролитическая система получения металла электролизом из электролита, который содержит соль металла, включающая электролизеры (1), каждый из которых содержит несколько анодов (2) и несколько катодов (3), расположенных чередующимся образом, причем каждый анод (2) расположен внутри анодного чехла (4), образованного мембранной тканью, которая обеспечивает возможность управления пропусканием электролита, причем анодный чехол разграничивает анодное пространство (5) внутри него и катодное пространство вне него, в котором расположены катоды (3), при этом металл осаждается на поверхности катода, а кислота и кислород образуются на анодах, и средство создания перепада давления так, чтобы электролит постоянно вытекал из катодного пространства в анодное пространство внутри анодного чехла, предотвращая при этом прохождение через мембранную ткань ионов водорода, образованных на аноде, а также средства подачи катодного раствора в катодное пространство, удаления его переливом или путем отсасывания и направления рециклом назад в катодное пространство, и средства отдельного удаления анодного раствора из каждого анодного чехла, отличающаяся тем, что средства создания перепада давления выполняют с возможностью управления скоростью выхода анодного раствора на основании данных о плотности тока, перепаде давления и вязкости катодного раствора таким образом, что содержание кислоты в анодном растворе, который удаляют из анодного чехла, составляет по меньшей мере 50 г/л.
  12. 12. Система по п.11, отличающаяся тем, что она включает средства измерения концентрации соли металла в катодном растворе и средства настройки скорости циркуляции катодного раствора на основании измеренной концентрации.
  13. 13. Система по п.11 или 12, отличающаяся тем, что средства удаления анодного раствора (7) включают переливной патрубок (9) для каждого анодного чехла (4), при этом переливной патрубок открывается в области верхней части анодного чехла, определяя уровень анодного раствора в анодном чехле так, что уровень анодного раствора является более низким, чем уровень катодного раствора.
  14. 14. Система по любому из пп.11-13, отличающаяся тем, что она включает сборник (11) для получения анодного раствора (7), который собран посредством переливных патрубков (9).
  15. 15. Система по любому из пп.11-14, отличающаяся тем, что анодный чехол (4) включает первую отсасывающую трубу (12) для отсасывания анодного раствора, кислорода и/или кислотного тумана из анодного чехла.
  16. 16. Система по любому из пп.11-15, отличающаяся тем, что анодный чехол (4) включает вторую отсасывающую трубу (13) для отсасывания анодного раствора, кислорода и/или кислотного тумана из анодного чехла.
EA201190121A 2009-02-03 2010-02-02 Способ получения металла электролизом и электролитическая система EA020315B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095094A FI122595B (fi) 2009-02-03 2009-02-03 Menetelmä metallin elektrolyyttiseksi talteenottamiseksi ja elektrolyysijärjestelmä
PCT/FI2010/050058 WO2010089452A1 (en) 2009-02-03 2010-02-02 Method of electrowinning a metal and an electrolysis system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201190121A1 EA201190121A1 (ru) 2012-02-28
EA020315B1 true EA020315B1 (ru) 2014-10-30

Family

ID=40404598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201190121A EA020315B1 (ru) 2009-02-03 2010-02-02 Способ получения металла электролизом и электролитическая система

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2403980B1 (ru)
CN (1) CN102308029B (ru)
AU (1) AU2010210040B2 (ru)
BR (1) BRPI1008826B1 (ru)
CA (1) CA2751302C (ru)
EA (1) EA020315B1 (ru)
FI (1) FI122595B (ru)
WO (1) WO2010089452A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA110726C2 (ru) * 2011-07-15 2016-02-10 Ераме Внутренняя камера электролизера марганца с отверстиями отвода катодных газов, соответствующий электролизер и способ
FI125637B (en) * 2011-11-28 2015-12-31 Outotec Oyj Frame and electrolysis system
CN103388161B (zh) * 2013-08-20 2016-05-11 兰州交通大学 一种用于金属硫酸盐溶液精炼的膜电积装置
RU168849U1 (ru) * 2016-05-24 2017-02-21 Открытое акционерное общество "Тамбовское опытно-конструкторское технологическое бюро" (ОАО "Тамбовское ОКТБ") Анодная ячейка для электровыделения цветных металлов из водных растворов
JP7275629B2 (ja) * 2018-05-16 2023-05-18 住友金属鉱山株式会社 硫酸溶液の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4288305A (en) * 1979-10-10 1981-09-08 Inco Limited Process for electrowinning nickel or cobalt
JPH08209376A (ja) * 1995-11-28 1996-08-13 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 金属電解採取方法
WO2001032962A1 (en) * 1999-11-05 2001-05-10 Garbutt Peter John An electrolytic cell

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1092056A (en) * 1977-10-11 1980-12-23 Victor A. Ettel Electrowinning cell with bagged anode
FR2563845B1 (fr) * 1984-05-03 1986-10-03 Pechiney Aluminium Procede et dispositif de suraspiration automatique sur les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium
AU5446200A (en) * 1999-05-28 2000-12-18 Juzer Jangbarwala Electrowinning cell incorporating metal ion filtration apparatus
AUPQ106799A0 (en) * 1999-06-18 1999-07-08 Copper Refineries Pty Ltd Method and apparatus for electro-deposition of metal
CA2392846C (en) * 2002-07-09 2008-07-15 Hatch Associates Ltd. Recovery and re-use of anode oxygen from electrolytic cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4288305A (en) * 1979-10-10 1981-09-08 Inco Limited Process for electrowinning nickel or cobalt
JPH08209376A (ja) * 1995-11-28 1996-08-13 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 金属電解採取方法
WO2001032962A1 (en) * 1999-11-05 2001-05-10 Garbutt Peter John An electrolytic cell

Also Published As

Publication number Publication date
CA2751302C (en) 2015-04-07
FI20095094A (fi) 2010-08-04
AU2010210040A1 (en) 2011-08-04
CA2751302A1 (en) 2010-08-12
EP2403980B1 (en) 2016-07-13
CN102308029B (zh) 2016-01-20
BRPI1008826B1 (pt) 2020-01-21
EP2403980A4 (en) 2014-03-05
EP2403980A1 (en) 2012-01-11
WO2010089452A1 (en) 2010-08-12
FI20095094A0 (fi) 2009-02-03
AU2010210040B2 (en) 2014-04-17
FI122595B (fi) 2012-04-13
EA201190121A1 (ru) 2012-02-28
BRPI1008826A2 (pt) 2016-03-08
CN102308029A (zh) 2012-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020315B1 (ru) Способ получения металла электролизом и электролитическая система
US3959112A (en) Device for providing uniform air distribution in air-agitated electrowinning cells
US20150197867A1 (en) Method for industrial copper electrorefining
CN104160067A (zh) 操作电解槽的方法以及阴极框架
FI58166B (fi) Foerfarande foer elektrolytisk aotervinning av nickel
CN107287610B (zh) 一种高电密低电耗电解单元槽装置及其气液分离方法
CN103422126B (zh) 一种酸雾回收系统装置
CN105624727B (zh) 同一电解槽中同时生产电解金属锰和电解二氧化锰的方法
CN103409772A (zh) 一种密闭框式电积镍或电积钴电解液的循环系统装置
CN203440460U (zh) 一种环保型的电解镍或电解钴连续稳定生产工艺装置
CN103409771A (zh) 一种环保型电解镍或电解钴连续稳定生产工艺装置及工艺
CN204111883U (zh) 一种新型硫酸钴电解槽
ES2270353T3 (es) Metodo para deposicion electrolitica de cobre en soluccion clorhidrica.
JPS6059086A (ja) 電解方法
JP7188239B2 (ja) 電解槽および酸溶液の製造方法
US1239012A (en) Electrolytic cell.
JPH06340992A (ja) 改良塩素−アルカリ隔膜電解法および関連セル
CN215328395U (zh) 一种电解法制备过硫酸铵的板式电解装置
JPS6363637B2 (ru)
US2099801A (en) Electrolytic apparatus for prepar
CN102076887B (zh) 电解沉积金属的方法、电解系统以及阳极袋
US1970974A (en) Method of purifying mercury used as cathode in electrolyzing processes
WO2022241517A1 (en) Electrolytic cell
CA1157804A (en) Apparatus and process for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution
Traini et al. Improvement of Electrode Performance Resulting from Combined Optimization of Coating Composition and Structural Design

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM