EP0487881B1 - Process and apparatus for the electrolytic recovery of metals from a solution containing metal-ions and electrode for carrying out said process - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Austragen von Metall aus einer Metallionen enthaltenden Lösung, wobei in einer ersten Zelle eine mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbundene Anode in die Lösung eingetaucht und Metall aus der Lösung auf einer Elektrode abgeschieden wird, diese Elektrode in eine zweite einen flüssigen Elektrolyten enthaltende Zelle überführt wird und das abgeschiedene Metall von der Elektrode in den Elektrolyten wieder abgegeben und aus dem Elektrolyten auf einer Gegenelektrode wieder niedergeschlagen wird und wobei danach die vom Metall befreite Elektrode aus der zweiten Zelle wieder in die erste Zelle überführt wird, sowie eine Vorrichtung und eine Elektrode zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the electrolytic removal of metal from a solution containing metal ions, an anode connected to the positive pole of a voltage source being immersed in the solution in a first cell and metal being deposited from the solution on one electrode, this electrode in a second a cell containing liquid electrolyte is transferred and the deposited metal is again released from the electrode into the electrolyte and deposited again from the electrolyte on a counterelectrode, and the metal-free electrode is then transferred from the second cell back into the first cell, and a device and an electrode for performing the method.
Aus der DE-A-22 32 903 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer aus dessen mit anderen Metallionen verunreinigten Salzlösungen unter Verwendung von Titan-Elektroden als Elektrolytblechen bekannt; die Titan-Elektroden werden dabei in einer ersten Lösung als Kathoden eingesetzt und nach erfolgter Abscheidung des Kupfers einem zweiten Bad mit reinem Elektrolyten zugeführt, wo das vorher abgeschiedene Kupfer zu 100% wieder abgelöst wird, wobei die Titan-Elektrode anodisch geschaltet ist. Als Werkstoff für die umschaltbare Elektrode wird Titan eingesetzt, wobei nach der erfolgten anodischen Ablösung des Kupfers die Elektrode ohne Zwischenbehandlung sofort wieder im ersten Bad eingesetzt werden kann, in dem sie kathodisch geschaltet wird; die Titan-Elektrode verhält sich bei anodischer Schaltung wie eine Kupfer-Anode, so lange Kupfer auf der Titan-Anode haftet; die nach Auflösung des Kupfers auftretende Passivierung des Titans macht sich dann durch starken Stromabfall bzw. Spannungsanstieg bemerkbar. Auch wenn dieser spontane Stromabfall und Spannungsanstieg gut zur automatischen Überwachung des Elektrolysevorganges benutzt werden kann, ist die Möglichkeit eines weitgehend automatisierten Betriebes weitgehend eingeschränkt, da der Abschaltungsvorgang der kathodisch geschalteten Titan-Elektrode nicht so einfach zu überwachen ist; ein selbstätiger Betrieb ist insofern problematisch, da besondere Handhabungswerkzeuge zur Umsetzung der Titan-Platte in die jeweilige Lösung erforderlich sind.DE-A-22 32 903 discloses a process for the electrolytic refining of copper from its salt solutions contaminated with other metal ions using titanium electrodes as electrolyte sheets; the titanium electrodes are used as cathodes in a first solution and, after the copper has been deposited, are fed to a second bath with pure electrolyte, where the previously deposited copper is 100% detached again, the titanium electrode being connected anodically. Titanium is used as the material for the switchable electrode. After the anodic removal of the copper, the electrode can be used again without intermediate treatment in the first bath, in which it is connected cathodically; the titanium electrode behaves like a copper anode with anodic switching, as long as copper adheres to the titanium anode; the after the dissolution of the Passivation of titanium that occurs in copper then becomes noticeable through a sharp drop in current or rise in voltage. Even if this spontaneous drop in current and voltage increase can be used well for automatic monitoring of the electrolysis process, the possibility of largely automated operation is largely restricted, since the switch-off process of the cathodically switched titanium electrode is not so easy to monitor; Automatic operation is problematic in that special handling tools are required to convert the titanium plate into the respective solution.
Ein weiteres Verfahren zur Elektroraffination eines Metalls aus der Gruppe Kupfer, Zink, Nickel, Blei oder Mangan unter Verwendung einer Titan-Elektrode als Kathode ist aus der GB-A- 13 45 411 bekannt. Die Entfernung des abgeschiedenen Metalls von der Titan-Elektrode erfolgt hierbei durch mechanisches Abstreifen. In einem Ausführungsbeispiel wird die elektrische Serienschaltung mehrerer Kupfer-Raffinationszellen beschrieben, die alle vom gleichen Strom durchflossen werden; dabei können jeweils nach Größe der im Elektrolyten getauchten Kathodenflächen unterschiedliche Kathoden-Stromdichten erzielt werden.Another process for the electrorefining of a metal from the group of copper, zinc, nickel, lead or manganese using a titanium electrode as the cathode is known from GB-A-13 45 411. The removed metal is removed from the titanium electrode by mechanical stripping. In one embodiment, the electrical series connection of several copper refining cells is described, all of which are traversed by the same current; different cathode current densities can be achieved depending on the size of the cathode surfaces immersed in the electrolyte.
Weiterhin ist aus der EP-A-0 049 172 ein Verfahren zur Gewinnung eines Edelmetalls aufseiner Lösung durch Adsorption einer gelösten Verbindung des Edelmetalls an Aktivkohle bekannt, wobei die Aktivkohle in Form eines Fasern aus aktiviertem Kohlenstoff umfassenden Körpers vorliegt; der faserhaltige Körper ist als elektrisch leitendes umlaufendes Endlosband in einem elektrochemischen Verfahren zur Metallabreicherung von Lösungen und zur Regeneration von Elektrolytbändern einsetzbar; das im kontinuierlichen Betrieb arbeitende Endlosband ist dabei in einer elektrochemischen Zelle als Anode geschaltet.Furthermore, EP-A-0 049 172 discloses a process for obtaining a noble metal on its solution by adsorbing a dissolved compound of the noble metal on activated carbon, the activated carbon being in the form of a body comprising fibers of activated carbon; the fiber-containing body can be used as an electrically conductive circulating endless belt in an electrochemical process for the depletion of metal in solutions and for the regeneration of electrolyte belts; the endless belt working in continuous operation is connected as an anode in an electrochemical cell.
Weiterhin ist aus der WO-A-90/03456 eine Vorrichtung zur elektrolytischen Regeneration von Metall, insbesondere Silber aus dem fotografischen Entwicklungsprozeß bekannt, wobei auf dem kathodisch geschalteten Endlosband das Metall abgeschieden und außerhalb der Lösung mechanisch vom Band abgestreift wird.Furthermore, WO-A-90/03456 discloses a device for the electrolytic regeneration of metal, in particular silver, from the photographic development process, the metal being deposited on the cathodically connected endless belt and mechanically stripped off the belt outside the solution.
Ausgehend von der DE-A-22 32 903 stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein selbsttätig arbeitendes Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Metallen aus einer Metallionen enthaltenden Lösung zu schaffen, wobei der Transport der mit dem abgeschiedenen Metall versehenen Elektrode in eine weitere Lösung automatisch erfolgt und eine jeweilige Einstellung zur Optimierung der Verfahrensparameter möglich ist. Weiterhin sollen eine Vorrichtung und eine Elektrode zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden, wobei insbesondere auch eine optimale Energieausnutzung erzielt werden soll.Starting from DE-A-22 32 903, the invention has for its object to provide an automatic process for the electrolytic refining of metals from a solution containing metal ions, the transport of the electrode provided with the deposited metal takes place automatically in a further solution and a respective attitude to Optimization of the process parameters is possible. Furthermore, a device and an electrode for carrying out the method are to be created, wherein in particular an optimal use of energy is also to be achieved.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß als Elektrode ein elektrisch leitendes erstes Endlos-Band verwendet wird, das zwischen der ersten und der zweiten Zelle teilweise in die Lösung und den Elektrolyt tauchend in Umlauf gebracht wird und daß in der ersten Zelle das Band kathodisch und in der zweiten Zelle anodisch betrieben wird, wobei eine Gegenelektrode als Kathode mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden wird.The object is achieved with respect to the method in that an electrically conductive first endless belt is used as the electrode, which is circulated between the first and the second cell, partly immersed in the solution and the electrolyte, and in that the belt in the first cell is operated cathodically and anodically in the second cell, a counter electrode being connected as the cathode to the negative pole of the voltage source.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektrode ein elektrisch leitendes erstes Endlos-Band ist, welches teilweise in die Lösung und den Elektrolyt taucht, wobei das erste Endlos-Band in der ersten Zelle kathodisch und in der zweiten Zelle anodisch geschaltet ist und eine Gegenelektrode als Kathode ausgebildet ist, die mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist und daß die Vorrichtung eine Führungsvorrichtung mit Umlenk- und/oder Antriebsrollen zur Führung des ersten Endlos-Bandes aufweist, wobei die Antriebsrolle und einige Umlenkrollen außerhalb der Lösung und des Elektrolyten angeordnet sind.With regard to the device, the object is achieved in that the electrode is an electrically conductive first endless band, which is partially immersed in the solution and the electrolyte, the first endless band being connected cathodically in the first cell and anodically in the second cell and a counter electrode is designed as a cathode, which is connected to the negative pole of the voltage source and that the device has a guide device with deflection and / or drive rollers for guiding the first endless belt, the drive roller and some deflection rollers outside the solution and the Electrolytes are arranged.
Im Hinblick auf die Elektrode wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sie aus einem flexiblen Endlos-Band besteht, wenigstens dessen nach außen gekehrte Oberfläche elektrisch leitend ist und daß sie wenigstens zwei Umlenk- und/oder Antriebsrollen aufweist, die übereinander, im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei wenigstens eine obere Rolle an der Innenfläche des Endlos-Bandes und eine untere Rolle an der elektrisch leitenden Oberfläche des Bandes anliegt.With regard to the electrode, the object is achieved in that it consists of a flexible endless belt, at least whose outwardly facing surface is electrically conductive and that it has at least two deflection and / or drive rollers which are arranged one above the other, at a distance from one another are, wherein at least an upper roller abuts the inner surface of the endless belt and a lower roller abuts the electrically conductive surface of the belt.
Das Endlos-Band besteht vorzugsweise aus einer Folie aus elektrisch leitendem Werkstoff; es ist jedoch auch möglich, ein Endlos-Band in Form eines Netzes oder einer Kette einzusetzen. Als Werkstoff für das Band wird vorzugsweise Metall aus der Platinmetallgruppe oder Ventilmetall bzw. eine Ventilmetallbasis-Legierung eingesetzt; es ist jedoch auch möglich, als Werkstoff für das Band elektrisch leitfähigen Kunststoff oder Kunststoff mit miteinander in Kontakt stehenden elektrisch leitenden Füllkörpern einzusetzen. Das Endlos-Band bildet somit eine bipolare flexible Elektrode.The endless belt preferably consists of a film made of electrically conductive material; however, it is also possible to use an endless belt in the form of a network or a chain. Metal from the platinum metal group or valve metal or a valve metal base alloy is preferably used as the material for the band; However, it is also possible to use electrically conductive plastic or plastic with electrically conductive fillers in contact with one another as the material for the band. The endless band thus forms a bipolar flexible electrode.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4, vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung in den Ansprüchen 6 bis 9, weitere Ausgestaltungen der Elektrode in den Ansprüchen 11 bis 17 angegeben.Advantageous refinements of the method are specified in
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Endlos-Band sowohl die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Zellen als auch den Stofftransport des abgeschiedenen Metall in die folgende Zelle bewirkt.A major advantage of the invention is that the endless belt effects both the electrical connection between the individual cells and the mass transfer of the deposited metal into the next cell.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind weiterhin darin zu sehen, daß eine sehr hohe Reinheit im Raffinationsprozeß durch seriellen Betrieb einer beliebigen Anzahl gleichartig aufgebauter Elektrolyse-Zellen möglich ist, wobei je nach Anwendungsfall ein Kaskaden-Zellbetrieb mit Elektrolytrückführung oder unterschiedliche Elektrolytzusammensetzungen in den einzelnen Zellen möglich ist, so daß jeweils erwünschte Abscheidungsmorphologien erzeugt werden können. Ein wesentlicher Vorteil des Kaskaden-Zellbetriebes ist der äußerst geringe Chemikalienverbrauch und damit auch die äußerst geringe Belastung der Umwelt.The advantages achievable with the invention are furthermore to be seen in the fact that a very high level of purity in the refining process is possible through serial operation of any number of electrolysis cells of the same structure, depending on the application, a cascade cell operation with electrolyte recycling or different electrolyte compositions in the individual cells is possible, so that desired deposition morphologies can be generated in each case. A major advantage of cascade cell operation is the extremely low consumption of chemicals and thus the extremely low pollution of the environment.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die Reihenschaltung einer Vielzahl von Zellen die Metallgewinnungselektrolyse und die Raffinationselektrolyse in einem einzigen durchgängigen Verfahren vereinigt werden könnne, so daß arbeits- und energieintensive Einzelschritte im Verfahren vermieden werden können.Another advantage can be seen in the fact that the series connection of a large number of cells enables the metal recovery electrolysis and the refining electrolysis to be combined in a single, continuous process, so that labor-intensive and energy-intensive individual steps in the process can be avoided.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert.
Figur 1- zeigt im Längsschnitt eine mit zwei Zellen ausgestattete Vorrichtung,
Figur 2- eine Vorrichtung zur Raffinationselektrolyse, wobei das Ausgangsmaterial in Granalienform in einem Anodenkorb untergebracht ist,
Figur 3- zeigt im Längsschnitt eine mit drei Zellen ausgestattete Vorrichtung, wobei die Gegenelektrode der zweiten Zelle als umlaufendes Endlosband ausgebildet ist,
Figur 4- eine Vorrichtung mit drei Zellen, in der auch die Gegenelektrode der dritten Zelle als Endlos-Band ausgebildet ist, wobei das abgeschiedene Metall außerhalb des Elektrolyten mechanisch entfernt wird,
Figuren 5 und 6- zeigen weitere Ausführungsformen zur Führung des Endlosbandes.
- Figure 1
- shows in longitudinal section a device equipped with two cells,
- Figure 2
- a device for refining electrolysis, the starting material being accommodated in granule form in an anode basket,
- Figure 3
- shows in longitudinal section a device equipped with three cells, the counter electrode of the second cell being designed as a continuous endless belt,
- Figure 4
- a device with three cells, in which the counterelectrode of the third cell is also designed as an endless band, the deposited metal being mechanically removed outside the electrolyte,
- Figures 5 and 6
- show further embodiments for guiding the endless belt.
Gemäß Figur 1 besteht der Trog 1 aus zwei Trog-Bereichen 2,3, die durch eine Zwischenwand 4 voneinander getrennt sind. Die in den Trog-Bereichen 2,3 befindliche Lösung 5 und der Elektrolyt 6 sind in ihrer Pegelhöhe durch die Niveauzeichen 5',6' beziffert. In Lösung 5 des Trog-Bereiches 2 befindet sich eine Anode 7, welche mit dem positiven Pol 8 einer Spannungsquelle 9 verbunden ist. Weiterhin taucht in die Lösung 5 ein Teilabschnitt 10' eines über Antriebs- bzw. Umlenkrollen 11,12 ,13,14,15,16,17,18 geführten flexiblen Bandes 10, wobei die Umlenkrollen gegenüber dem Trog in vorgegebenen Positionen angeordnet sind. Antriebs- und Umlenkrolle 11 ist mit einem hier zwecks besserer Übersicht nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden, welcher das flexible Band 10 zu einem Umlauf zwingt. Mit seinem anderen Teilabschnitt 10'' taucht Band 10 in den Elektrolyten 6 des Trog-Bereiches 3 ein. Das Band 10 besteht aus einer Metallfolie mit einer Stärke im Bereich von 50 bis 100 µm, vorzugsweise aus einer Titan-Folie. Es ist jedoch auch möglich, als Endlos-Band ein Netz aus einem Platingruppen-Metall oder ein Band aus elektrisch leitendem Kunststoff bzw. ein Band aus miteinander verketteten elektrisch leitenden Kunststoff-Körpern einzusetzen. In der Praxis hat sich neben einer Titanfolie der Einsatz eines Netzes aus Platin als besonders zweckmäßig erwiesen. Die U-förmig gebogenen unteren Enden der Teilabschnitte 10' und 10'' des flexiblen Bandes werden jeweils über die im Bodenbereich der Trog-Bereiche 2,3 angeordneten Umlenkrollen 17,18 geführt; sämtliche Achsen der Umlenkrollen 11 bis 18 verlaufen horizontal.According to FIG. 1, the
Während des Betriebes der Anordnung arbeitet Teilabschnitt 10' des flexiblen Bandes 10 als Kathode und Teilbereich 10'' als Anode; weiterhin befindet sich in Elektrolyt 6 des Trog-Bereiches 3 eine Kathode 19, die mit der negativen Klemme 20 der Spannungsquelle 9 verbunden ist.During operation of the arrangement, section 10 'of the
In einer praktischen Ausführungsform wird in Trog-Bereich 2 eine verunreinigte Kupfergewinnungs-Lösung, die 200 g/l Schwefelsäure und 45 g/l Kupfer enthält, eingesetzt, wobei die Anode 7 eine Sauerstoff entwickelnde unlösliche Elektrode ist. In Trog-Bereich 3 befindet sich ein wässriger, 200 g/l Schwefelsäure mit 45 g/l Kupfer enthaltender Elektrolyt. Als Kathode 19 dient ein Stahlblech.In a practical embodiment, a contaminated copper extraction solution containing 200 g / l sulfuric acid and 45 g / l copper is used in
Während des Betriebes der Anordnung gemäß Figur 1 wird das flexible Band mit einer Bandumlaufgeschwindigkeit von ca. 0,2 m/min bei einer Stromdichte von 150 A/m bei 60°C in Umlauf gesetzt, wobei sich in dem als Kathode wirkenden Teilabschnitt 10' des kontinuierlich durch Lösung 5 geführten Bandes Kupfer abscheidet. Das infolge Bandtransport über Umlenkrollen in den Elektrolyten 6 des Trog-Bereichs 3 geführte flexible Band 10 wirkt nunmehr mit seinem mit Kupfer beschichteten Bereich 10'' als Anode, wobei das zuvor in Lösung 5 abgeschiedene Kupfer nunmehr im Trog-Bereich 3 wiederum gelöst wird, und der Teil-Abschnitt 10'' nunmehr als Anode betrieben wird. Das gelöste Kupfer wird anschließend auf der Kathode 19 abgeschieden. Da beide als Elektrolysezellen wirkende Trog-Bereiche 2,3 einen einzigen Elektrolyseur mit Reihenschaltung von Zellen bilden, entspricht die auf dem Stahlblech abgeschiedene Kupfermenge genau der gleichen Menge, die sich zuvor auf dem Teilabschnitt 10' des flexiblen Bandes 10 im Trog-Bereich 2 abgeschieden hatte. In der Praxis wird vorzugsweise ein kontinuierlicher Bandtransport vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, das Band abschnittsweise zu transportieren, so daß Teilabschnitte schrittweise als Kathode und Anode wirken.During operation of the arrangement according to FIG. 1, the flexible strip is put into circulation at a strip circulation speed of approx. 0.2 m / min at a current density of 150 A / m at 60 ° C., the
Die Analysen des auf Teilabschnitt 10' des Endlos-Bandes 10 und der Kathode 19 abgeschiedenen Kupfers sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt:
Figur 2 zeigt eine Modifikation der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, wobei Anode 7 aus einem elektrisch leitenden, elektrolytresistenten Anodenkorb korb 7' besteht, welcher Ausgangsmaterial 7" in Granalienform enthält. Gemäß Figur 2 wird das Ausgangsmaterial auf dem als Kathode wirkenden Teil 10' des flexiblen Bandes abgeschieden und nach einer Transportbewegung des flexiblen Bandes 10 in den Trog-Bereich 3 überführt, wo das zuvor abgeschiedene Material gelöst und auf Kathode 19 abgeschieden wird.Figure 2 shows a modification of the device shown in Figure 1, wherein
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel für eine Silber-Raffinationselektrolyse in einer Vorrichtung mit Anodenkorb 7 gemäß Figur 2 angegeben:An exemplary embodiment for silver refining electrolysis in a device with
Die Lösung in den Trogbereichen 2 und 3 besteht aus HNO₃ (Salpetersäure mit einem pH-Wert von 3), die 50g/1 Silber, 5g/l NaNO₃ (Natriumnitrat) enthält.The solution in the
Zusammensetzung der eingesetzten und gewonnenen Silbermaterialien:Composition of the silver materials used and extracted:
Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 3 gezeigt, wobei der Trog 21 in drei Trog-Bereiche 22,23,24 aufgeteilt ist. Zwischen den Trog-Bereichen sind Zwischenwände 4 angeordnet. Die prinzipielle Betriebsweise der in Trog 21 gebildeten ersten Zelle 22 mit Lösung 25 entspricht der anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Ausführung. In Trog-Bereich 23 dient dagegen Teilabschnitt 10" als Anode in dem dort vorhandenen Elektrolyten 26, wobei der vorher abgeschiedene Metallgehalt im Elektrolyt 26 aufgelöst wird und auf dem als Kathode wirkenden Teilbereich 30' eines weiteren flexiblen Bandes 30 abgeschieden wird. Das flexible Band 30 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise dem bereits anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Band 10, wobei auch Antriebs- und Umlenkrollen bzw. Führungen der bekannten Ausführungsform entsprechen. Das flexible Band 30 wirkt somit im Trog-Bereich 23 mit seinem Abschnitt 30' als Kathode, während es in dem benachbarten Trog-Bereich 24 mit seinem Teil-Abschnitt 30'' als Anode wirkt, wobei das zuvor abgeschiedene Metall wieder gelöst wird und auf der Kathode 19 abgeschieden wird.Another embodiment is shown in FIG. 3, the
Beim Betrieb der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform bestehen die Lösung 25 und die Elektrolyte 26 und 27 ebenfalls aus einem Elektrolyten aus Schwefelsäure und darin gelöstem Kupfer, wie es anhand der Figur 1 beschrieben ist; als Anode dient wiederum ein Kupferblech gemäß Figur 1 oder ein Anodenkorb für Rohgranalien gemäß Figur 2. Zur Abscheidung ist ebenfalls eine Kathode aus Stahl vorgesehen, wie sie anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben ist. Der Bandtransport der flexiblen Bänder 10 und 30 kann dabei kontinuierlich oder taktweise erfolgen; dabei ist es möglich, eine Kupplung zwischen den Antrieben der Bandtransporte für die flexiblen Bänder 10 und 30 vorzusehen. Eine solche Anordnung eignet sich insbesondere zur Kombination einer Gewinnungselektrolyse im Trog-Bereich 22 und einer Raffinationselektrolyse in den Trog-Bereichen 23 und 24.During operation of the embodiment shown in FIG. 3, the
Es ist selbstverständlich möglich, zur Erhöhung der Feinheit (Abscheidung von 99,999% Cu ausgehend von einem Material der in der oben angegebenen Tabelle angegebenen Reinheit) der Raffinationselektrolyse noch weitere Trog-Bereiche vorzusehen, die entsprechend den Bereichen 23,24 nachgeschaltet werden.It is of course possible to increase the fineness (deposition of 99.999% Cu based on a material of the purity specified in the table above) of the refining electrolysis to provide further trough areas which are connected in accordance with the
Gemäß Figur 4 ist die aus der Figur 3 bekannte Vorrichtung in ihrer dritten Zelle 27 anstelle einer plattenförmigen Gegenelektrode mit einem umlaufenden, elektrisch leitenden Endlos-Band 31 als Kathode versehen; das Endlos-Band 31 ist über einen Stromabnehmer 32 und Leitung 33 mit dem negativen Pol 20 der Gleichspannungsquelle 9 verbunden; der in den Trogbereich 24 tauchende Teilabschnitt 30'' wirkt wie bereits anhand Figur 3 erläutert als Anode, wobei das zuvor im Trogbereich 23 auf dem Teilabschnitt 30' abgeschiedene Metall im Elektrolyten 27 nunmehr in Lösung gebracht wird; nach Abscheidung des Metalls auf dem kathodisch geschalteten Endlos-Band 31 durchläuft das Band eine mechanische Trennvorrichtung 34 zur Entfernung des abgeschiedenen Metalls vom Band. Das Endlos-Band 31 durchläuft in der Trennvorrichtung 34 in Umlaufrichtung gesehen eine Trockenvorrichtung, in der das abgeschiedene Metall getrocknet wird, und eine Abstreifvorrichtung, in der das getrocknete Metall mittels umlaufender Bürsten und Schaber vom Band getrennt wird.According to FIG. 4, the device known from FIG. 3 is provided in its
Weitere Möglichkeiten der Führung des Endlos-Bandes 10,30 sind anhand der Figuren 5 und 6 näher erläutert.Further options for guiding the
Figur 5 stellt eine Führung des Endlos-Bandes 10,30 in der einfachst möglichen Form dar.Figure 5 shows a guide of the
Gemäß dieser Figur wird das Endlos-Band von zwei Umlenk-Rollen verschiedenen Durchmessers 14',11 geführt, die übereinander und im Abstand zueinander angeordnet sind; die obere Rolle ist dabei als Antriebs- und Umlenkrolle 14' ausgebildet und liegt an der Innenfläche des Endlos-Bandes an, sie weist einen größeren Durchmesser als die untere Umlenk-Rolle 11 auf, die an der äußeren Oberfläche des Endlos-Bandes 10,30 anliegt.According to this figure, the endless belt is guided by two deflection rollers of
Das Endlos-Band bildet beiderseits der Rollen 14',11 flankierende herabhängende Schleifen aus, die zum Eintauchen in die Lösung bzw. den Elektrolyten vorgesehen sind.The endless belt forms on both sides of the
Gemäß Figur 6 ist es auch möglich, ähnlich wie nach Figur 1 an Stelle einer einzigen großen oberen Rolle eine Vielzahl von kleinen Umlenk-Rollen vorzusehen, wobei nach Figur 6 zwei zusätzliche Umlenk-Rollen 12' und 16' angeordnet sind, die ebenso wie die übrigen Umlenk-Rollen 12,13,14,15,16 an der Innenfläche des Endlosbandes anliegen; als Umlenk- und Antriebs-Rolle ist Rolle 14 vorgesehen; unterhalb dieser Rolle ist im Abstand die untere Umlenk-Rolle 11 angeordnet, welche an der Außenfläche des Endlos-Bandes 10,30 anliegt. Beiderseits der Rolle 11 sind die zum Eintauchen in die Lösung bzw. den Elektrolyten vorgesehenen flankierenden Schleifen des Endlos-Bandes 10,30 ausgebildet, wobei zur Stabilisierung der Bandbewegung die beiden unteren Schleifenenden jeweils eine weitere Umlenk-Rolle 17,18 aufweisen. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere bei einer formschlüssigen Übertragung der Antriebskraft von der Antriebsrolle auf das Endlos-Band geeignet.According to FIG. 6, it is also possible to provide a large number of small deflecting rollers instead of a single large upper roller, similar to that of FIG. 1, two additional deflecting rollers 12 'and 16' being arranged according to FIG rest the
Es ist jedoch auch möglich, an Stelle der Rolle 14 als Antriebsrolle die untere Umlenk-Rolle 11 vorzusehen; eine solche Ausführungsform läßt einen größeren Kraftschluß zwischen Antriebsrolle und Endlos-Band zu.However, it is also possible to provide the
Claims (17)
- A method for the electroyltic discharge of metal from a solution containing metal ions, in which in a first cell (22) an anode (7), connected with the positive pole (8) of a voltage source (9) is immersed into the solution (5,25) and metal is separated out from the solution on an electrode, this electrode is transferred into a second cell (23) containing a fluid electrolyte (6,26) and the separated metal is delivered again from the electrode into the electrolyte and is deposited again out of the electrolyte on a counter-electrode (19,30') and in which thereafter the electrode which is freed from the metal is transferred from the second cell again into the first cell, characterised in that an electrically conducting first endless Dand (10) is used as electrode, which is drought into circulation between the first and the second cell partially immersed into the solution (5,25) and the electrolyte (6,26) and that in the first cell the and is operated cathodically and in the second cell anodically, in which a counter-electrode (19,31) is connected as cathode with the negative pole (20) of the voltage source (9).
- A method according to Claim 1, characterised in that a third cell (24) with electrolyte (27) is arranged after the second cell (23) and that a second, electrically conducting endless band (30) is brought into circulation partially immersed into the electrolytes (26,27) of the second and third cell between these cells, in which the second endless Dand (30) is operated cathodically in the second cell (23) and anodically in the third cell (24) and in which the metal is separated on a counter-electrode (19,31) in the third cell.
- A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the metal separated on the counter-electrode (19,31) is removed mechanically outside the electrolyte.
- A method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that as counter-electrode an electrically conducting circulating endless band (31) is used.
- A device for the electrolytic discharge of metals from a solution containing metal ions, in which a first cell (22) containing the solution (5,25) has an anode (7) connected with the positive pole (8) of a voltage source (9) and has an electrode for the separation of metal, which to transfer the metal separated on it is able to be transferred into a second cell (23) containing a counter-electrode (19,30') and an electrolyte (6,26), characterised in that the electrode is an electrically conducting first endless band (10), which is immersed partially into the solution (5,25) and the electrolyte (6,26), in which the first endless band (10) is connected cathodically in the first cell and anodically in the second cell, and a counter-electrode is constructed as cathode (19,31), which is connected with the negative pole (20) of the voltage source (9) and that the device has a guiding device with guise- and/or drive rollers (11;12'; 12 to 18; 16'; 14') to guide the first endless band (10), in which the drive roller and some guide rollers are arranged outside the solution and the electrolyte.
- A device according to Claim 5, characterised in that a third cell (24) with electrolyte is arranged after the second cell (23) and that a second electrically conducting endless Dand (30) is provided, immersed partially into the electrolytes (26,27) of the second and third cell, in which the second endless band is connected cathodically in the second cell and anodically in the third cell and in which in the third cell a counter-electrode is arranged.
- A device according to Claim 6, characterised in that the counter-electrode is an electrically conducting circulating endless band (31).
- A device according to one of Claims 5 to 7, characterised in that at least one of the two electrodes (7,19) in the region of its active electrode surface directed towards the counter-electrode is provided with a shielding device of electrically insulating material hindering the ion flow, which device covers parts of the electrode surface.
- A device according to one of Claims 5 to 7, characterised in that the two partial sections (10',10",30',30") of the band (10,30) have different lengths.
- An electrode for the electrolytic separation of metal from a solution containing metal ions and for the redissolving of the separated metal again, characterised in that it consists of a flexible endless band (10,30), at least the outwardly facing surface of which is electrically conducting and that it has at least two guide rollers (11,14;14'), which are arranged one over the other at a distance from each other, in which at least an upper roller (12',12 to 16;16',14') lies against the inner surface of the endless band and a lower roller (11) lies against the electrically conducting surface of the band (10,30).
- An electrode according to Claim 10, characterised in that for deflecting the endless band, several rollers (12';12,13,14,15,16;16') are arranged adjacent to each other at a distance from each other.
- An electrode according to one of Claims 10 or 11, characterised in that to guide the band (10,30) at least two further inner guide rollers (17,18) are provided underneath the lower roller (11).
- An electrode according to Claim 12, characterised in that the endless band (10,30) consists entirely of electrically conducting material.
- An electrode according to one of the preceding Claims 10 to 13, characterised in that the endless band (10,30) is formed from a foil, a net or a chain.
- An electrode according to Claim 14, characterised in that the endless band (10,30) is formed from electrically conductive plastic or of a plastic containing electrically conductive filler bodies.
- An electrode according to Claim 14, characterised in that the endless band (10,30) consists of a valve metal or a valve metal base alloy.
- An electrode according to Claim 14, characterise in that the endless band consists of at least one metal of the platinum metal group.
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