NL1006340C2 - Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen. Download PDF

Info

Publication number
NL1006340C2
NL1006340C2 NL1006340A NL1006340A NL1006340C2 NL 1006340 C2 NL1006340 C2 NL 1006340C2 NL 1006340 A NL1006340 A NL 1006340A NL 1006340 A NL1006340 A NL 1006340A NL 1006340 C2 NL1006340 C2 NL 1006340C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
hydroxides
stream
metal
metal salts
electrochemical
Prior art date
Application number
NL1006340A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Wilhelmus Hendri Waart
Original Assignee
Rafael Technologie En Manageme
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 Rafael Technologie En Manageme filed Critical Rafael Technologie En Manageme
Priority to NL1006340A priority Critical patent/NL1006340C2/nl
Priority to PCT/NL1998/000349 priority patent/WO1998058090A2/nl
Priority to CA 2294373 priority patent/CA2294373C/en
Priority to AU79413/98A priority patent/AU7941398A/en
Priority to EP98929906A priority patent/EP0991785B1/en
Priority to DE69801662T priority patent/DE69801662T2/de
Priority to AT98929906T priority patent/ATE205551T1/de
Priority to ES98929906T priority patent/ES2164431T3/es
Priority to US09/445,856 priority patent/US6355155B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1006340C2 publication Critical patent/NL1006340C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4676Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
    • C02F1/4678Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction of metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/28Evaporating with vapour compression
    • B01D1/284Special features relating to the compressed vapour
    • B01D1/2856The compressed vapour is used for heating a reboiler or a heat exchanger outside an evaporator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/007Energy recuperation; Heat pumps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/22Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/02Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006Wet processes
    • 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
    • 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
    • C25C1/16Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of zinc, cadmium or mercury
    • 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
    • C25C7/007Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells comprising at least a movable electrode
    • 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
    • C25C7/08Separating of deposited metals from the cathode
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46119Cleaning the electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46123Movable electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het winnen van metalen uit een metaalhoudende stroom, bijvoor-5 beeld uit ertsen, metaal bevattende resten en afvalstoffen.
In bekende werkwijzen en inrichtingen voor het winnen van metalen uit metaalhoudende stromen wordt veel energie verbruikt. Deze metaalhoudende stromen kunnen vast, bijvoorbeeld ertsen, of vloeibaar zijn, bijvoorbeeld metaal bevattende slurries en oplossingen. Omdat de ener- 10 gie gebruikelijk door verbranding van fossiele brandstoffen wordt opgewekt, worden grote hoeveelheden van gassen zoals kooldioxide uitgestoten. De uitstoot van dergelijke "broeikas"-gassen hebben een nadelig effect op het milieu. Bovendien zijn door het grote energieverbruik dergelijke werkwijzen en inrichtingen minder rendabel.
15 De uitvinding verschaft een oplossing voor het hierboven genoemde probleem. De uitvinding heeft derhalve betrekking op een werkwijze zoals genoemd in de aanhef, waarbij men: (a) de metaalhoudende stroom en een oplosmiddel aan een oplosinrichting toevoert onder vorming van een metaalhoudende oplossing, 20 (b) de metaalhoudende oplossing vervolgens aan een concentretie-in- richting toevoert, (c) de metaalhoudende oplossing in de concentratie-inrichting scheidt in een stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, en een stroom met een groot 25 volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, (d) de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, aan een elektrochemische inrichting toevoert, en 30 (e) de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaal zouten en/of -hydroxiden bevat, in de elektrochemische inrichting scheidt in een één of meer metalen bevattende stroom en een stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat.
35 Onder metaalzouten en/of -hydroxiden worden anorganische en me- taalorganische, metaalkationen bevattende verbindingen verstaan, waarbij deze verbindingen enkelvoudige (bijvoorbeeld nikkel(II)chloride) of complexe zouten (d.w.z. zouten die dezelfde metalen met een ver- 1006340 2 schillende oxidatietoestand of verschillende metalen, al dan niet met dezelfde oxidatietoestand, bevatten), enkelvoudige (bijvoorbeeld tin-hydroxide) of complexe hydroxiden (bijvoorbeeld boraten) kunnen zijn en aan de metaalkationen een of meer liganden, bijvoorbeeld ammoniak, 5 gecoördineerd kunnen zijn.
Voordelen van de uitvinding zijn dat de werkwijze veel minder energie vereist dan gebruikelijk, de werkwijze snel verloopt en inrichtingen kunnen worden toegepast die veel kleiner van afmeting zijn dan de inrichtingen die bij werkwijzen volgens de stand der techniek 10 worden toegepast. Deze voordelen worden in het bijzonder bereikt doordat gescheiden kringlopen voor de oploswerkwijze en de elektrochemische werkwijze worden toegepast. Verder kunnen onderdelen van de werkwijze of de gehele werkwijze als zodanig worden toegepast voor het winnen van alle metalen, in het bijzonder de metalen koper, lood, tin, 15 zink, antimoon, chroom, goud, cadmium, zilver en nikkel, en legeringen zoals messing. Tevens kunnen de werkwijzeparameters zoals de debiet, temperatuur en dergelijke, worden aangepast op de behoefte en op de chemische en/of fysische eisen, die aan de grondstof en aan het eindproduct gesteld worden.
20 In de oplosinrichting wordt een metaalhoudende stroom, bijvoor beeld schroot, slib en/of as, met een of meer oplosmiddelen, bijvoorbeeld water, gemengd. De oplosmiddelen kunnen eventueel toevoegsels bevatten die het oplossen van de metalen bevorderen. Voorbeelden van dergelijke toevoegsels zijn zuren en basen. Bij het oplossen van de 25 metalen wordt een oplossing van metaalzouten en/of -hydroxiden en een damp- en gasstroom gevormd die in hoofdzaak in de dampvorm verkerend oplosmiddel, bijvoorbeeld waterdamp, en reactiegassen, bijvoorbeeld waterstof, kooldioxide, ammoniak, zuurstof, stikstof en stikstofoxiden , bevat.
30 Het scheiden van de oplossing in de concentratie-inrichting vindt bij voorkeur plaats door afkoelen van de oplossing, waarbij een warmte bevattende stroom en een afgekoelde oplossing gevormd worden. Een deel van de warmte die in de oorspronkelijke oplossing aanwezig is, wordt door verdampen van vluchtige bestanddelen, die in de oplossing aanwe-35 zig zijn, van de oplossing aan de warmte bevattende stroom overgedragen, zodat de oorspronkelijke oplossing afkoelt. De warmte wordt bij voorkeur overgedragen door verdampen van het oplosmiddel of de oplosmiddelen, bijvoorbeeld water of een mengsel van water en een of meer 1006340 3 andere oplosmiddelen, uit de oplossing. De warmte bevattende stroom bestaat derhalve in hoofdzaak uit in de dampfase verkerend oplosmiddel of in de dampfase verkerende oplosmiddelen van de oplossing en in het bijzonder in hoofdzaak uit waterdamp.
5 De warmte bevattende stroom wordt bij voorkeur naar een warmte- uitwisselingsinrichting gevoerd, zodat de warmte van de warmte bevattende stroom kan worden overgedragen naar een andere processtroom, die opgewarmd moet worden. De warmte wordt derhalve voor een groot deel aan de warmte bevattende stroom onttrokken, zodat het in de dampfase 10 verkerende oplosmiddel of de in de dampfase verkerende oplosmiddelen condenseren en een relatief koude, uit oplosmiddel of oplosmiddelen bestaande stroom ontstaat. Deze relatief koude, uit oplosmiddel of oplosmiddelen bestaande stroom kan vervolgens weer worden teruggevoerd naar de concentratie-inrichting.
15 Wanneer de oplossing wordt afgekoeld tot onder de verzadigings- temperatuur, zullen metaalzouten -en/of hydroxiden zich uit de oplossing door bijvoorbeeld neerslaan of kristalliseren afscheiden. De afgekoelde oplossing wordt volgens de uitvinding derhalve naar een bezinkinrichting gevoerd waarin de afgekoelde oplossing in een stroom 20 met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, en een stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, gescheiden wordt.
De stroom met het grote volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, kan weer worden teruggevoerd, bijvoor-25 beeld naar de oplosinrichting of de concentratie-inrichting. Volgens de uitvinding wordt deze stroom met groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, bij voorkeur naar de oplosinrichting teruggevoerd.
Voordat de stroom met het grote volume en de lage concentratie 30 metaalzouten en/of -hydroxiden naar de oplosinrichting of de concentratie-inrichting wordt teruggevoerd, wordt deze stroom bij voorkeur verwarmd. Bij voorkeur past men voor het verwarmen van deze stroom met groot volume de warmte toe die via de warmte bevattende stroom en de warmte-uitwisselingsinrichting kan worden overgedragen. Deze uitvoe-35 ringsvorm heeft als groot voordeel dat de werkwijze een energiebehoefte bezit die veel lager is dan de energiebehoefte van vergelijkbare, gebruikelijke werkwijzen.
De stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaal- *,· 1006340 4 zouten en/of -hydroxiden bevat, wordt gevoerd naar een elektrochemische inrichting. Voordat de stroom met het kleine volume en met de hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden naar de elektrochemische inrichting wordt gevoerd, wordt deze stroom bij voorkeur ver-5 warmd, waarbij men de benodigde warmte eventueel kan onttrekken aan de warmte bevattende stroom. Men kan de benodigde warmte ook verschaffen door een verwarmingsbron toe te passen.
In de elektrochemische inrichting wordt de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden belt) vat, gescheiden in een één of meer metalen bevattende stroom en in een stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat.
De stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, wordt bij voorkeur voor een deel teruggevoerd naar de con-15 centratie-inrichting en voor een deel naar de elektrochemische inrichting. In het bijzonder wordt slechts een klein deel van deze stroom naar de concentratie-inrichting teruggevoerd en wordt het grootste deel van deze stroom naar de elektrochemische inrichting teruggevoerd. Volgens de uitvinding is het meestal niet noodzakelijk de naar de 20 elektrochemische inrichting teruggevoerde stroom met een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden te verwarmen. Wanneer het echter wel noodzakelijk is om deze stroom de verwarmen, kan dit vanzelfsprekend plaatsvinden, bijvoorbeeld door deze stroom met de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden 25 bevat, te mengen voordat de laatstgenoemde stroom verwarmd wordt.
De werkwijze volgens de uitvinding kan ladingsgewijs of continu worden uitgevoerd. Bij voorkeur wordt de werkwijze continu uitgevoerd.
De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het winnen van metalen uit een metaalhoudende stroom, die een oplosinrich-30 ting, een concentratie-inrichting en een elektrochemische inrichting omvat.
De concentratie-inrichting omvat bij voorkeur een warmte-uitwis-selingsinrichting en een bezinkinrichting. De warmte-uitwisselings-inrichting is bij voorkeur aanwezig om warmte van de oplossing van de 35 metaalzouten en/of -hydroxiden via een warmte bevattende stroom over te dragen op een andere te verwarmen processtroom, bij voorkeur de uit de concentratie-inrichting afkomstige stroom met een lage concentratie metalen en/of -hydroxiden, die bij voorkeur aan de oplosinrichting 1006340 5 wordt teruggevoerd. De bezinkinrichting is bij voorkeur aanwezig om de uit de, in de warmte-uitwisselingsinrichting afgekoelde, oplossing afgescheiden metalen van deze oplossing te scheiden onder vorming van een stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzou-5 ten en/of -hydroxiden bevat, en een stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat.
De warmte-uitwisselingsinrichting bevat bij voorkeur een of meer verdampingsinrichtingen voor het doen verdampen van het oplosmiddel of de oplosmiddelen van de oplossing en een of meer condensatie-inrich-10 tingen voor het doen condenseren van in de dampfase verkerend oplosmiddel of in de dampfase verkerende oplosmiddelen.
Volgens de uitvinding werkt de verdampingsinrichting bij voorkeur bij lage druk en werkt de condensatie-inrichting bij voorkeur bij hoge druk. De combinatie van de verdampingsinrichting en de condensatie-15 inrichting of de combinaties van verschillende verdampings- en conden-satie-inrichtingen werken bij voorkeur via het zogenaamde warmtepomp-principe.
In figuur 1 is een schematische uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding getoond. In deze figuur is: 20 1. een oplosinrichting 2. een concentratie-inrichting 3· een warmte-uitwisselingsinrichting 4. een bezinkinrichting 5· een elektrochemische inrichting 25 6. een verwarmingsinrichting 7. een metaalhoudende stroom 8. een stroom oplosmiddel(len), die eventueel toevoegsel(s) bevat (ten) 9* een oplossing met metaalzouten en/of -hydroxiden 30 10. een damp- en gasstroom 11. een warmte bevattende stroom 12. een relatief koude, gecondenseerde stroom 13· een stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat 35 14· een stroom met een klein volume, die een hoge concentratie me taalzouten en/of -hydroxiden bevat 15. een stroom met een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden 1006340 6 16. een stroom gewonnen metalen 17. een stroom met een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxi-den, die naar de elektrochemische inrichting wordt teruggevoerd, 18. een stroom met een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxi- 5 den, die naar de concentratie-inrichting wordt teruggevoerd.
De werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt voor het winnen van metalen uit elektrische en elektronische voortbrengsels, bijvoorbeeld printplaten, uit gegalvaniseerd staal uit wit- en bruingoed, uit vliegas van verbrandingsinstal-10 laties en metaalsmelterijen, uit slib- en filterkoek van rookgas- en afvalwaterbehandelingsinstallaties en uit gegalvaniseerd schroot.
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm bestaat de combinatie concent ratie-inrichting/bezinkinrichting/warmte-uitwisselingsinrichting uit een bezinkbekken, die aan de bovenzijde voorzien is van een bij 15 lage druk werkende verdampingsinrichting en een dampcompressor. De warmte van de oplossing van metaalzouten en/of -hydroxiden wordt via de bij lage druk werkende verdampingsinrichting en de dampcompressor, waarbij het oplosmiddel of de oplosmiddel als warmte transporterend medium dienen, op de stroom met een groot volume, die een lage concen-20 tratie metaalzouten en/of hydroxiden bevat en die via de bovenloop van het bezinkbekken naar de oplosinrichting wordt teruggevoerd, overgedragen vóórdat de oplossing van metaalzouten en/of -hydroxiden naar het bezinkbekken wordt teruggevoerd. In figuur 2 is deze voorkeursuitvoeringsvorm schematisch weergegeven, waarbij (21) het bezinkbekken, 25 (22) de bij lage druk werkende verdampingsinrichting, (23) de dampcom pressor, (24) de oplossing van metaalzouten en/of -hydroxiden, (25) de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, (26) de stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, (27) de warmte 30 bevattende stroom en (28) de relatief koude, gecondenseerde stroom.
Volgens de uitvinding omvat de elektrochemische inrichting bij voorkeur een elektrochemische cel. Een gebruikelijke elektrochemische cel is voorzien van een elektrochemisch vat waarin een reeks elektroden zijn opgenomen, waarbij deze elektroden afwisselend als een anode 35 en een kathode werken. Bij het winnen van metalen door elektrochemische omzetting wordt het metaal of de metalen op de kathodes afgezet ( en moeten de kathodes derhalve regelmatig uit het elektrochemische vat verwijderd worden om het op de kathodes afgezette metaal te verwijde- 1006340 7 ren. De elektrochemische cel volgens de uitvinding is echter voorzien van zodanige elektroden, in het bijzonder kathodes, dat verwijderen daarvan niet meer noodzakelijk is om van deze kathodes het daarop afgezette metaal te verwijderen. De elektrochemische cel volgens de 5 uitvinding is dan ook bij voorkeur voorzien van een elektrochemisch vat waarin ten minste één om een rotatie-as roteerbare elektrode, bij voorkeur een roteerbare kathode, is opgenomen.
De kathode kan vanzelfsprekend elke geschikte vorm bezitten, bijvoorbeeld een cirkelvormige, ovale of rechthoekige vorm. Volgens de 10 uitvinding is de kathode bij voorkeur in hoofdzaak cirkelvormig.
De kathode is voorzien van een schraapinrichting die metalen, die zijn afgezet op de kathode, van de kathode door middel van schrapen verwijderd. De schraapinrichting is voorzien van een schraaporgaan en een transportorgaan, dat zich tot buiten het elektrochemische vat 15 uitstrekt. Het transportorgaan werkt met het schraaporgaan zodanig samen, dat materiaal, dat van de roteerbare kathode wordt geschraapt, middels dit transportorgaan tot buiten de elektrochemische cel wordt getransporteerd, waar het vervolgens via een uitlaatopening uit het elektrochemische vat wordt gevoerd.
20 Het transportorgaan is bij voorkeur vervaardigd van een chemisch inert en mechanisch bestendig materiaal en kan elektrisch neutraal dan wel anodisch of kathodisch beschermd worden opgesteld.
Het transportorgaan omvat bij voorkeur een of meer transport-schroeven of wormwielen, die met hun hartlijn in een radiale richting 25 ten opzichte van de rotatie-as van de kathode georiënteerd zijn. Langs de transportschroef of de transportschroeven is een huis aanwezig dat samen met het oppervlak van de kathode, dat geschraapt wordt, een transportkamer begrensd. Duidelijk zal zijn dat wanneer de uiteinden van het huis van een hard materiaal, bijvoorbeeld roestvast staal, 30 zijn vervaardigd, deze uiteinden niet zodanig direct in contact komen met het oppervlak van de kathode dat daardoor slijtage van de kathode optreedt. De uiteinden van het huis zijn derhalve bij voorkeur voorzien van een flexibel en/of relatief zacht materiaal, bijvoorbeeld een borstel of een kam die van een inerte kunststof vervaardigd kan zijn, 35 zodat het huis via de flexibele en/of relatief zachte uiteinden met het oppervlak van de kathode een zodanige transportkamer vormt, dat het afgeschraapte materiaal in hoofdzaak en bij voorkeur volledig tot buiten de elektrochemische cel wordt afgevoerd. Ook duidelijk zal zijn 100 6340 8 dat het huis buiten de omtrek van de kathode de transportschroef of -schroeven geheel dient te omsluiten, omdat anders afgeschraapt materiaal wederom in de elektrochemische cel terecht komt.
Het schraaporgaan en de transportschroef is zonodig elektrisch 5 geïsoleerd opgesteld en kan anodisch of kathodisch worden beschermd.
De snijkant van het schraaporgaan is bij voorkeur van een slijtvast, chemisch bestendig materiaal vervaardigd en kan op de te schrapen metaalneerslag worden aangepast.
Het schraaporgaan wordt bij voorkeur gevormd door de transport-10 schroef. Dit heeft als voordeel dat door de roterende beweging van de transportschroef de kathode wordt geschraapt en tegelijkertijd het afgeschraapte materiaal tot buiten de elektrochemische cel wordt gevoerd.
De zijde van het schraaporgaan die in contact komt met het op de 15 kathode afgezette materiaal of met de kathode als zodanig kan scherp zijn of van een vertanding of dergelijke zijn voorzien zodanig dat het afschrapen van het afgezette materiaal wordt vergemakkelijkt.
Een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is dat de kathode aan weerszijden voorzien is van de hierboven beschreven 20 schraapinrichting, zodat beide zijden van de kathode geschraapt zullen worden. De speling tussen de snijkant van het schraaporgaan en de kathode is instelbaar.
De rotatie van de kathode en de rotatie van de schraapinrichting werken via onafhankelijke, eventueel buiten de elektrochemische cel 25 aanwezige aandrijfinrichtingen, waarbij de rotatie van de kathode volgens de uitvinding bij voorkeur via een buiten de elektrochemische cel aanwezige aandrijfinrichting werkt. Zowel de kathode als de schraapinrichting kunnen continu of intermitterend roteren met een naar keuze instelbaar toerental en tijdsinterval.
30 De schraapinrichting kan onder een verschillende hoek met het oppervlak van de kathode werken. Volgens de uitvinding is de hoek tussen de hartlijn van de schraapinrichting en de loodlijn door de rotatie-as, ter plaatse waar de elektrode met de rotatie-as verbonden is, bij ontwerp te bepalen.
35 De stroomtoevoer naar de kathode vindt door middel van stroomtoe- voerorganen, bijvoorbeeld sleepcontacten zoals koolborstels, plaats, t waarbij deze stroomtoevoerorganen buiten de elektrochemische cel via de rotatie-as van de kathode werken.
1006340 9
Een voorkeursuitvoeringsvorm van de elektrochemische cel volgens de uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van figuren 3 en
In figuur 3 wordt een schematische dwarsdoorsnede en in figuur 4 5 een schematische langsdoorsnede van de elektrochemische cel getoond.
De elektrochemische cel is voorzien van een elektrochemisch vat (1) waarin een kathode (2) en een anode (3) zijn opgenomen. De kathode (2) is roteerbaar om een rotatie-as (4). De kathode (2) is voorzien van inrichting (5) die zowel de kathode schraapt als het van de katho- 10 de afgeschraapte materiaal tot buiten de elektrochemische cel transporteert. Inrichting (5) omvat bij voorkeur twee transportschroeven of wormwielen (6) die ieder op een zijde van de kathode werkt. Om de inrichting (5) is een huis (7) aanwezig dat samen met het oppervlak van de kathode een transportkamer vormt, waarbij het huis (7) buiten 15 de omtrek van de kathode de inrichting (5) geheel omsluit. De elektrochemische cel is verder voorzien van een uitlaat (8), waardoor het afgeschraapte materiaal kan worden afgevoerd.
De rotatie-as (4) van de kathode werkt via een variabele aandrijf inrichting (9). Verder is de rotatie-as (4) voorzien van een of 20 meer stroomtoevoerorganen (10), bijvoorbeeld sleepcontacten zoals koolborstels.
In de elektrochemische cel kunnen tevens een of meer membranen (11) aanwezig zijn die de anode- en kathoderuimten van elkaar scheiden wat bijvoorbeeld noodzakelijk is wanneer een selectief ionentransport 25 gewenst is. Voorbeelden van geschikte membranen zijn vervaardigd van keramische materialen of kunststoffen, bijvoorbeeld perfluorsulfonaat-polymeren, perfluorcarboxylaatpolymeren of combinaties van dergelijke polymeren, waarbij kunststofmembranen eventueel versterkt zijn met materialen zoals weefsels van polytetrafluoretheen.
30 De elektrochemische cel is bij voorkeur voorzien van een gasdicht deksel (12) voor gecontroleerde dampafvoer, voor bescherming van het milieu en de werkomgeving en tegen verlies van het oplosmiddel of de oplosmiddelen, reactieproducten en warmte. De deksel kan zijn voorzien van een of meer ventilatieopeningen (13)· 35 100 6340

Claims (22)

1. Werkwijze voor het winnen van metalen uit een metaalhoudende stroom, waarbij men: 5 (a) de metaalhoudende stroom en een oplosmiddel aan een oplosin richting toevoert onder vorming van een metaalhoudende oplossing, (b) de metaalhoudende oplossing vervolgens aan een concentratie-inrichting toevoert, (c) de metaalhoudende oplossing in de concentratie-inrichting 10 scheidt in een stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, en een stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, (d) de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie 15 metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, aan een elektrochemische inrichting toevoert, en (e) de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, in de elektrochemische inrichting scheidt in een één of meer metalen bevattende stroom en een 20 stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men de oplossing afkoelt onder vorming van een warmte bevattende stroom en een afgekoelde 25 oplossing.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij de warmte bevattende stroom in hoofdzaak uit het oplosmiddel of de oplosmiddelen van de oplossing bestaat. 30
4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3. waarbij men de warmte bevattende stroom naar een warmte-uitwisselingsinrichting voert.
5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij men de oplossing 35 naar een bezinkinrichting voert.
6. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men de stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden 1006340 bevat, aan de oplosinrichting terugvoert.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij men de stroom met een groot volume, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden 5 bevat, verwarmt.
8. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men de stroom met een klein volume, die een hoge concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, verwarmt. 10
9. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men de stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, naar de elektrochemische inrichting terugvoert.
10. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men de stroom, die een lage concentratie metaalzouten en/of -hydroxiden bevat, naar de con-centratie-inrichting terugvoert.
11. Werkwijze volgens een der conclusies 1-10, waarbij men de 20 werkwijze continu uitvoert.
12. Inrichting voor het winnen van metalen uit een metaalhoudende stroom, die omvat: ( a ) 25 een oplosinrichting, ( b ) een concentratie-inrichting, en ( c ) een elektrochemische inrichting. 30
13. Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de concentratie-inrichting een warmte-uitwisselingsinrichting en een bezinkinrichting omvat. 35 l1*. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de warmte-uitwisse lingsinrichting een of meer verdampingsinrichtingen en een of meer condensatie-inrichtingen bevat. 1006340
15. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij de verdampingsin-richting bij lage druk werkt.
16. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij de condensatie-in-5 richting bij hoge druk werkt.
17· Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de elektrochemische inrichting een elektrochemische cel omvat.
18. Elektrochemische cel voorzien van een elektrochemisch vat, met het kenmerk, dat in het elektrochemisch vat ten minste een om een rotatie-as roteerbare elektrode is opgenomen die voorzien is van een zich ten opzichte van de rotatie-as in radiale richting uitstrekkende schraapinrichting met een schraaporgaan en een daarmee samenwerkend 15 transportorgaan dat zich buiten het elektrochemisch vat uitstrekt, waarbij het transportorgaan het van de elektrode geschraapte materiaal tot buiten het elektrochemische vat transporteert en ten minste een transportschroef met zijn hartlijn in een radiale richting ten opzichte van de rotatie-as omvat en een langs de transportschroef gelegen 20 huis, dat met het oppervlak van de elektrode een transportkamer begrensd en dat buiten de omtrek van de elektrode de transportschroef omsluit.
19. Elektrochemische cel volgens conclusie 18, waarbij het 25 schraaporgaan door het transportorgaan gevormd wordt.
20. Elektrochemische cel volgens conclusie 18 of 19, waarbij beide zijden van de elektrode van de schraapinrichting voorzien is.
21. Elektrochemische cel volgens een der conclusies 18-20, waar bij de aandrijfinrichting voor rotatie onafhankelijk van de rotatie van de elektrode werkt.
22. Elektrochemische cel volgens een der conclusies 18-21, waar-35 bij de hoek tussen de hartlijn van de schraapinrichting en de loodlijn door de rotatie-as, ter plaatse waar de elektrode met de rotatie-as verbonden is, instelbaar is. 1006340
23. Elektrochemische cel volgens een der conclusies 18-22, waarbij de cel voorzien is van een gasdicht deksel. 1006340
NL1006340A 1997-06-17 1997-06-17 Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen. NL1006340C2 (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006340A NL1006340C2 (nl) 1997-06-17 1997-06-17 Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen.
PCT/NL1998/000349 WO1998058090A2 (nl) 1997-06-17 1998-06-17 Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen
CA 2294373 CA2294373C (en) 1997-06-17 1998-06-17 A method and a device for recovering metals
AU79413/98A AU7941398A (en) 1997-06-17 1998-06-17 A method and a device for recovering metals
EP98929906A EP0991785B1 (en) 1997-06-17 1998-06-17 A method and a device for recovering metals comprising dissolving , concentrating and electrowinning means with rotatable cathode
DE69801662T DE69801662T2 (de) 1997-06-17 1998-06-17 Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von metallen unter verwendung von laugungs-, konzentrierungs- und elektrochemischen abtrennungsmitteln mit rotierender kathode
AT98929906T ATE205551T1 (de) 1997-06-17 1998-06-17 Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von metallen unter verwendung von laugungs-, konzentrierungs- und elektrochemischen abtrennungsmitteln mit rotierender kathode
ES98929906T ES2164431T3 (es) 1997-06-17 1998-06-17 Un metodo y un dispositivo para recuperar metales que comprende medios de disolucion, concentracion y electrodeposicion con catodo rotatorio.
US09/445,856 US6355155B1 (en) 1997-06-17 1998-06-17 Method and a device for recovering metals comprising dissolving, concentrating and electrowinning means with rotatable cathode

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006340A NL1006340C2 (nl) 1997-06-17 1997-06-17 Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen.
NL1006340 1997-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1006340C2 true NL1006340C2 (nl) 1998-12-21

Family

ID=19765182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1006340A NL1006340C2 (nl) 1997-06-17 1997-06-17 Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6355155B1 (nl)
EP (1) EP0991785B1 (nl)
AT (1) ATE205551T1 (nl)
AU (1) AU7941398A (nl)
CA (1) CA2294373C (nl)
DE (1) DE69801662T2 (nl)
ES (1) ES2164431T3 (nl)
NL (1) NL1006340C2 (nl)
WO (1) WO1998058090A2 (nl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2003595C2 (en) 2009-10-06 2011-04-07 Elemetal Holding B V Process and apparatus for recovering metals.
US10301728B2 (en) * 2013-05-22 2019-05-28 C.Q.M. Ltd System for the electrolysis of water having rotating disc cathodes and an automated cathode cleaner
NL2013407B1 (en) 2014-09-03 2016-09-27 Elemetal Holding B V Process and apparatus for metal refining.
US9777346B2 (en) 2015-09-03 2017-10-03 Battelle Energy Alliance, Llc Methods for recovering metals from electronic waste, and related systems

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1937634A (en) * 1931-09-23 1933-12-05 Niels C Christensen Process of treating zinc ores
US3953306A (en) * 1973-10-03 1976-04-27 Dart Environment And Services Company Metal recovery from waste treatment sludges
DE2513689A1 (de) * 1975-03-27 1976-10-07 Krupp Gmbh Verfahren zur gewinnung von wertstoffen aus hydrothermalen erzschlaemmen
JPS5647576A (en) * 1979-09-27 1981-04-30 Tokuyama Soda Co Ltd Preparation of sodium sulphate, sodium hydroxide and chlorine from mixed solution of sodium chloride and sodium sulphate
AU8470682A (en) * 1982-06-09 1983-12-15 Moskovsky Institut Stali I Splavov Plant for the recovery of non-ferrous metals by sulphuric acid leaching
DD235626A1 (de) * 1985-04-01 1986-05-14 Zeiss Jena Veb Carl Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von galvanischem abwasser
EP0227626A1 (en) * 1985-12-20 1987-07-01 Norzink A.S. A method for manufacturing zinc hydrometallurgically
WO1994000606A1 (en) * 1992-06-26 1994-01-06 Intec Pty. Ltd. Production of metals from minerals

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1034216A (fr) * 1951-03-20 1953-07-21 Dispositif pour effectuer des préparations électrolytiques et, en particulier, desopérations d'affinage
SU385932A1 (ru) * 1970-06-23 1973-06-14 Электролизер
EP0058537B1 (en) * 1981-02-13 1986-04-30 National Research Development Corporation Electrodeposition cell
US4544460A (en) * 1981-06-09 1985-10-01 Duval Corporation Removal of potassium chloride as a complex salt in the hydrometallurgical production of copper
US4406753A (en) * 1982-01-19 1983-09-27 Ciba-Geigy Ag Electrolytic metal recovery cell and operation thereof
WO1987000210A1 (en) * 1985-06-27 1987-01-15 Cheminor A/S A method for the production of metals by electrolysis

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1937634A (en) * 1931-09-23 1933-12-05 Niels C Christensen Process of treating zinc ores
US3953306A (en) * 1973-10-03 1976-04-27 Dart Environment And Services Company Metal recovery from waste treatment sludges
DE2513689A1 (de) * 1975-03-27 1976-10-07 Krupp Gmbh Verfahren zur gewinnung von wertstoffen aus hydrothermalen erzschlaemmen
JPS5647576A (en) * 1979-09-27 1981-04-30 Tokuyama Soda Co Ltd Preparation of sodium sulphate, sodium hydroxide and chlorine from mixed solution of sodium chloride and sodium sulphate
AU8470682A (en) * 1982-06-09 1983-12-15 Moskovsky Institut Stali I Splavov Plant for the recovery of non-ferrous metals by sulphuric acid leaching
DD235626A1 (de) * 1985-04-01 1986-05-14 Zeiss Jena Veb Carl Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von galvanischem abwasser
EP0227626A1 (en) * 1985-12-20 1987-07-01 Norzink A.S. A method for manufacturing zinc hydrometallurgically
WO1994000606A1 (en) * 1992-06-26 1994-01-06 Intec Pty. Ltd. Production of metals from minerals

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Dezincing of scrap ...", STEEL TIMES, October 1996 (1996-10-01), LONDON, GB, pages 356 - 357, XP000638880 *
K.D. SHARMA & B.R. ROW: "Electrolytic process for recovery of zinc dust from melting furnace slag", HYDROMETALLURGY, vol. 13, no. 3, March 1985 (1985-03-01), AMSTERDAM, NL, pages 377 - 383, XP002051856 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 106 (C - 062) 10 July 1981 (1981-07-10) *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0991785A2 (en) 2000-04-12
DE69801662D1 (de) 2001-10-18
US6355155B1 (en) 2002-03-12
EP0991785B1 (en) 2001-09-12
WO1998058090A3 (nl) 1999-03-18
WO1998058090A2 (nl) 1998-12-23
CA2294373A1 (en) 1998-12-23
ATE205551T1 (de) 2001-09-15
DE69801662T2 (de) 2002-06-20
CA2294373C (en) 2009-11-03
ES2164431T3 (es) 2002-02-16
AU7941398A (en) 1999-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4202198B2 (ja) リチウム二次電池電極材のリサイクル処理方法及び装置
JP2748047B2 (ja) 水流を浄化するための方法
CN112225377B (zh) 一种高盐有机废水资源化处理的系统及方法
NL1006340C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het winnen van metalen.
JP5023469B2 (ja) 塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置
JPS6199639A (ja) 水銀含有ガスの精製並びに金属状での水銀の同時回収方法
KR850001577B1 (ko) 막(膜)전해조 염수 공급액의 처리 방법
EP0134118A2 (en) A membrane process for converting sodium sulfate into sulfuric acid and sodium carbonate
US3756932A (en) Electrolytic cyanide destruction
US4310396A (en) Method for desalination of water, in particular sea water
US6267854B1 (en) Apparatus and method for producing magnesium from seawater
NO164921B (no) Fremgangsmaate ved elektroutvinning av metall samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten.
RU2038395C1 (ru) Способ обезвреживания хромсодержащих отходов гальванического производства
JP2004292912A (ja) ロジウム含有金属廃棄物等から高純度ロジウムを回収する方法
JPH0821474B2 (ja) プラズマガスとして水蒸気を用いるプラズマトロンおよびプラズマトロンの安定な操作方法
CN100497673C (zh) 电解氯或氯化物的浸出方法及其装置
RU2039107C1 (ru) Способ обезвреживания хромсодержащих отходов гальванического производства
Turygin et al. Electrochemical arsenic extraction from nonferrous metals industry waste
JP3281728B2 (ja) 重水素製造装置
US5603839A (en) Process for the recovery of waste sulphuric acid
US503429A (en) Peooebb of pboduoing ciloeine and ptieifting lead
JP2004237207A (ja) 有機化合物含有水の処理方法および処理装置
CN104129835B (zh) 一种熔盐电化学处理氯代芳香烃的方法
US6372017B1 (en) Method for producing magnesium
CN221117010U (zh) 一种釜式三氟化氮电解残渣资源回收设备

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Owner name: RAFAEL BEHEER B.V.

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140101