NO144638B - Elektrode egnet til bruk som en uopploeselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig opploesning - Google Patents

Elektrode egnet til bruk som en uopploeselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig opploesning Download PDF

Info

Publication number
NO144638B
NO144638B NO753656A NO753656A NO144638B NO 144638 B NO144638 B NO 144638B NO 753656 A NO753656 A NO 753656A NO 753656 A NO753656 A NO 753656A NO 144638 B NO144638 B NO 144638B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
layer
electrode
nickel
metal
copper
Prior art date
Application number
NO753656A
Other languages
English (en)
Other versions
NO144638C (no
NO753656L (no
Inventor
Aubrey Stewart Gendron
Shinichiro Abe
Victor Alexander Ettel
Neill Charles Edward O
Original Assignee
Inco Ltd
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 Inco Ltd filed Critical Inco Ltd
Publication of NO753656L publication Critical patent/NO753656L/no
Publication of NO144638B publication Critical patent/NO144638B/no
Publication of NO144638C publication Critical patent/NO144638C/no

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
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof

Description

Denne oppfinnelse angår en elektrode eqnet til bruk
som en uoppløselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobolt, kobber eller sink fra en vandig oppløsning
av angjeldende metall.
Uoppløselige anoder til bruk ved elektrolytisk ut-
vinning av metaller bør ha lang levetid og være billige i forhold til levetiden. De bør ikke forurense elektrolytten med uønsket metall som vil avsettes på katoden, og de bør oppvise en lav oksygenoverspenning under elektrolysen, slik at sløsing med elektrisk energi unngås. Denne kombinasjon av egenskaper er meget vanskelig å oppnå i praksis.
De elektroder som anvendes som uoppløselige anoder ved elektrolytisk utvinning av nikkel, er vanligvis laget av en blylegering eller av titan belagt med et edelmetall. Bly oppløses fra blylegeringsanodene og må fjernes fra elektrolytten hvis det ikke avsettes sammen med nikkelmetallet, mens titanelektroder som er belagt med edelmetall, er meget kostbare.
Uoppløselige anoder for elektrolyse bestående av et titanunderlag belagt suksessivt med et tynt lag av platina og et elektrolytisk avsatt lag av blydioksyd, er nevnt i U.S. patent nr. 3 20 7 6 79, men slike anoder oppviste en relativt høy oksygenoverspenning, og dessuten hadde bly en tendens til å bli overført og avsatt samtidig med det metall som skulle utvinnes.
Erstatning av blydioksydet med et elektrolytisk avsatt
lag av mangandioksyd, som foreslått i U.S. patent nr. 3 606 302,
gir forbedrede egenskaper, da mangandioksyd oppviser en lavere oksygenoverspenning under elektrolysen, og eventuelt mangan som oppløses i elektrolytten, avsettes ikke på katoden i betydelig grad. Tykkelsen av mangandioksydlaget er imidlertid begrenset til et maksimum på ca. 100 ym på grunn av den indre spenning i det avsatte materiale. Ved større tykkelser løsner det avsatte materiale fra underlaget, og anoder med de tynne belegg av mangandioksyd som kan anvendes, har bare en begrenset levetid på grunn av anodisering av eller angrep på underlaget.
Den foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse
at en forbedret kombinasjon av ønskelige egenskaper hos en uoppløselig anode kan oppnås ved den kombinerte bruk av blydioksyd-og mangandioksyd-belegg.
Oppfinnelsen angår således en elektrode egnet til
bruk som en uoppløselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig oppløsning av angjeldende metall, hvilken elektrode omfatter et substrat.av titan, zirkonium, tantal eller en legering bestående hoved-
sakelig av ett eller flere av disse metaller, suksessivt belagt med et lag av et platinagruppemetall eller en legering bestående hovedsakelig av ett eller flere slike metaller,
og et vedheftende lag av blydioksyd, karakterisert ved at elektroden dessuten er belagt med et ytre, vedheftende lag av mangandioksyd. Foretrukne utførelsesformer er angitt i kravene.
Denne elektrode kombinerer mangandioksydets gode elektrokjemiske og kjemiske egenskaper som det ytre lag med de fordeler at blydioksyd er lettere å avsette med god vedheftning og med langvarig elektrisk kontakt til platinagruppemetallet enn mangandioksyd, og mangandioksyd kan avsettes lettere på blydioksydet enn på platinametallet. Blydioksydet beskyttes mot angrep og oppløsning i elektrolytten ved laget av mangandioksyd, hvilket lett kan fornyes, slik at elektroden kan rekondisjoneres
og det underlag som er belagt med relativt kostbart platinametall, kan anvendes påny.
Substratet eller underlaget er fortrinnsvis av titan og
kan ha hvilken som helst hensiktsmessig fasong eller form. Under-lagsmetallet kan anvendes massivt eller eksempelvis som et lag,
et belegg eller en mantel på et annet materiale. Eksempelvis kan et titanlag anvendes på et basismetall, så som kobber eller annet metall som er en god elektrisk leder, men som ellers ville korrodere under bruken. For mange anvendelser er det fordelaktig å bruke uoppløselige anoder i form av staver, men alternativt kan underlaget være i form av en plate eller, hvis en stor overflate er ønskelig, av perforerte eller porøse materialer så som ekspandert metall eller porøst sintret metallpulver.
Laget av platinametall, som fortrinnsvis er platina, palladium, ruthenium eller rhodium, kan være fra 0,01 til 1 pm tykt, bly-iioksydlaget fra 50 til 2000 ym, fortrinnsvis 50-1000 ym tykt, og mangandLoksyd-laget kan være fra 10 til 1000 ym, fortrinnsvis 10-60U pm tykt." BlydiokSydlaget kan være så tykt som mangandioksydlaget, fortrinnsvis tykkere.
Lagene av blydioksyd og mangandioksyd kan avsettes ved hvilken som helst prosess som vil gi et kompakt, vedheftende avsatt materiale. Blydioksydlaget avsettes med fordel elektrolytisk fra en vandig blynitrat-elektrolytt inneholdende 100-300 g/l Pb(N03)2 og 20-200 ml/l konsentrert salpetersyre, under anvendelse av en strømtetthet innen området 0,1-5 A/dm<2>
ved en temperatur på 40-70°C.
Mangandioksydet kan avsettes ved gjentatt termisk spaltning av mangannitrat ved ca. 190°C, men fortrinnsvis blir også dette avsatt elektrolytisk, f.eks. fra en elektrolytt inneholdende mangansulfat og fri svovelsyre eller fra en elektrolytt inneholdende mangannitrat og fri salpetersyre. Et egnet sulfat-bad inneholder 100-150 g/l MnSO^I^O og 10-30 g/l H2S04. Strøm-tettheten kan være fra 0,01 til 0,8 A/dm<2>, og temperaturen kan være fra 80-100°C.
Elektrodene ifølge oppfinnelsen er særlig egnet til bruk som uoppløselige anoder ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra vandige løsninger, f.eks. løsninger som erholdes ved utluting av malmer, og oppfinnelsen innbefatter også anvendelsen av elektrodene for dette formål.
I det følgende skal det gis noen eksempler.
Eksempel 1
En titanduk ble sandblåst, behandlet med et overflate-aktivt middel omfattende komplekse organiske fosfater og sulfonater, og duken ble avfettet med aceton. Den ble så dyppet i kokende konsentrert saltsyre i 1-5 minutter og ble deretter påført et tynt belegg av platina, med tykkelse på 0,05 ym,ved elektrolytisk avsetting fra et bad inneholdende 5 g/l platina som sulfato-dinitro-platinasyrling, I^Pt(NC^)2S04 oppløst i vandig svovelsyre som hadde en pH under 2. Pletteringen ble utført med titanduken som katode under anvendelse av en uoppløselig platina-anode ved en strømtetthet på 0,5 A/dm 2 i 2-3 minutter ved 25-75°C.
Den platinabelagte duk ble så vasket, og et lag av blydioksyd med tykkelse på 50 ym ble påført anodisk ved en strøm-tetthet på 0,5 A/dm<2> ved 65°C med en katode av rustfritt stål fra et bad inneholdende 300 g/l blynitrat, 100 ml/l konsentrert salpetersyre og 10 mg/l polypropylenglykol-metyleter som fuktemiddel.
Til slutt ble mangandioksyd avsatt anodisk på blydioksydet som et 50 ym tykt belegg fra et bad inneholdende 114 g/l sulfat av toverdig mangan (MnS04«H20), 20 g/l svovelsyre og 10 mg/l av det ovennevnte fuktemiddel, under anvendelse av en strømtetthet på 0,04 A/dm<2> ved 95°C og en katode av en blylegering.
Eksempel 2
En elektrode bestående av titanstaver med en diameter på 0,63 cm ble renset og behandlet og ble deretter plettert med platina, alt som beskrevet i eksempel 1, hvorved elektroden ble på-ført et belegg av platina ca. 0,10 ym tykt.
Det platinabelagte titanunderlag ble så anodisk belagt
med et 100 ym tykt lag av blydioksyd fra en elektrolytt inneholdende 200 g/l blynitrat, 100 ml/l konsentrert salpetersyre og 10 mg/l av fuktemidlet. Elektrolysen ble utført under anvendelse av en katode av rustfritt stål ved en strømtetthet på 0,75 A/dm<2 >ved en temperatur på 40-70°C
Et 40 ym tykt lag av mangandioksyd ble så påført anodisk slik at det dekket blydioksydlaget, ved anvendelse av et bad inneholdende 125 g/l MnSO^-HgO og 20 g/l svovelsyre ved en strøm-tetthet på 0,03 A/dm ved 90 C, og en katode av en blylegering.
Den resulterende elektrode var egnet til bruk som en uoppløselig anode for elektrolytisk utvinning av metall.
Eksempel 3
Den i eksempel 1 fremstilte elektrode ble anvendt som uoppløselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel fra en elektrolytt inneholdende 40 g/l nikkelioner, 42 g/l svovelsyre og 5 g/l borsyre (H^BO^) ved en strømtetthet på 4 A/dm 2 og en temperatur på 55-60 C. Etter 65 dagers (1560 timer) strøm-gjennomgang hadde anodepolarisasjonen ikke endret seg vesentlig og var ca. 1650 millivolt (mV), målt mot en mettet kalomel-elektrode, hvilket viste at anoden virket tilfredsstillende. Visuell undersøkelse av mangandioksydbelegget viste ingen tegn på forringelse.
Eksempel 4
15 elektroder ble fremstilt under anvendelse av den i eksempel 1 beskrevne fremgangsmåte, idet man for 4 av dem brukte titanduk som substrat eller underlag og for de øvrige 11 brukte 4-6 staver med 5 mm diameter og 127 mm lengde arrangert parallelt i og under en tverrbjelke av titan. Substratene ble gitt et 0,05-0,2 ym tykt belegg av platina, et 200-300 ym tykt belegg av blydioksyd og et 40-60 ym tykt belegg av mangandioksyd .
Elektrodene ble anvendt som uoppløselige anoder i forsøk hvor nikkel ble elektrolytisk utvunnet fra en elektrolytt inneholdende 40-60 g/l nikkelioner, 10 g/l borsyre (H-^BO^), 42 g/l svovelsyre og 3-5 g/l magnesiumioner, ved en strømtetthet på 3-5 A/dm<2> og en temperatur på 55-60°C.
Disse forsøk ble avbrutt, idet anoden sviktet når anodepotensialet nådde 2 volt (målt mot en mettet kalomel-elektrode)• 6 av disse anoder er fremdeles under utprøvning og har hittil vist de følgende levetider: en duk-anode over 14.700 timer (612 døgn); 2 stavanoder 11.800 timer; 2 stavanoder 9.700 timer; og en annen stavanode 8.800 timer. De øvrige 9 anoder nådde ikke en levetid på 3.000 timer.
Sammenligningsforsøk ble utført under de samme betingelser, idet man brukte 5 duk-anoder og 22 stav-anoder med samme dimensjoner, men uten et belegg av blydioksyd, dvs. med mangandioksydbelegget direkte oppå belegget av platina. Disse 27 anoders gjennomsnittlige levetid (samme kriterium ved vurder-ingen) var 2.600 timer, med et standard-avvik på 1.300 timer; den maksimale levetid var 8.380 timer, hvilket ble nådd bare med én anode. 17 av anodene nådde ikke en levetid på 3.000 timer.
Det er derfor klart at anodene ifølge oppfinnelsen kan ha meget lengere levetider enn anoder i hvilke magnesiumdioksydet er anbragt direkte på platinametall-laget.

Claims (5)

1. Elektrode egnet til bruk som en uoppløselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig oppløsning av angjeldende metall, hvilken elektrode omfatter et substrat av titan, zirkonium, tantal eller en legering bestående hovedsakelig av ett eller flere av disse metaller, suksessivt belaat med et lag av et platinagruppemetall eller en legering bestående hovedsakelig av ett eller flere slike metaller, og et vedheftende lag av blydioksyd, karakterisert ved at elektroden
dessuten er belagt med et ytre, vedheftende lag av mangandioksyd.
2. Elektrode ifølge krav 1, karakterisert ved at laget av metall fra platinagruppen er fra 0,01 til 1 ym tykt.
3. Elektrode ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at blydioksydlaget er fra 50 til 2000 ym tykt.
4. Elektrode ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at laget av mangandioksyd er fra 10 til 1000 ym tykt.
5. Anvendelse av elektrode som angitt i krav 1 som en uoppløselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig oppløsning av angjeldende metall.
NO753656A 1974-11-04 1975-10-30 Elektrode egnet til bruk som en uopploeselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig opploesning NO144638C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA212,965A CA1041944A (en) 1974-11-04 1974-11-04 Non-contaminating anode suitable for electrowinning applications

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO753656L NO753656L (no) 1976-05-05
NO144638B true NO144638B (no) 1981-06-29
NO144638C NO144638C (no) 1981-10-07

Family

ID=4101532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO753656A NO144638C (no) 1974-11-04 1975-10-30 Elektrode egnet til bruk som en uopploeselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig opploesning

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4051000A (no)
JP (1) JPS5168406A (no)
BR (1) BR7507152A (no)
CA (1) CA1041944A (no)
FR (1) FR2289635A1 (no)
GB (1) GB1517308A (no)
NO (1) NO144638C (no)
ZA (1) ZA756492B (no)
ZM (1) ZM15075A1 (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4140617A (en) * 1976-05-25 1979-02-20 Dzhaparidze Levan N Anode for producing electrolytic manganese dioxide
CA1074250A (en) * 1977-03-21 1980-03-25 John Ambrose Anodic deposition of manganese dioxide during electrowinning
AU523857B2 (en) * 1978-07-14 1982-08-19 International Nickel Inc. Alloys and electrodes
US4265728A (en) * 1978-11-03 1981-05-05 Diamond Shamrock Corporation Method and electrode with manganese dioxide coating
US4422917A (en) * 1980-09-10 1983-12-27 Imi Marston Limited Electrode material, electrode and electrochemical cell
JPS5754291A (ja) * 1980-09-18 1982-03-31 Agency Of Ind Science & Technol Nisankanamaridenkyokunyorunitsukerunodenkaisaishuho
US5344538A (en) * 1993-01-11 1994-09-06 Gould Inc. Thin plate anode
CN102465314A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 北京有色金属研究总院 一种电积锌用铅或铅合金惰性阳极的预处理方法
US9263721B2 (en) 2012-01-13 2016-02-16 Energy Power Systems LLC Lead-acid battery design having versatile form factor
US8808914B2 (en) 2012-01-13 2014-08-19 Energy Power Systems, LLC Lead-acid battery design having versatile form factor
US9595360B2 (en) 2012-01-13 2017-03-14 Energy Power Systems LLC Metallic alloys having amorphous, nano-crystalline, or microcrystalline structure
WO2013106419A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Energy Power Systems Llc. Improved substrate for electrode of electrochemical cell
CN103993330A (zh) * 2014-05-07 2014-08-20 成都理工大学 锌氨络合物水溶液电解锌技术
CN104947147B (zh) * 2015-06-24 2017-04-12 昆明理工大学 一种采用框式阳极装置直接电解‑酸浸联合法回收铜钽铌废料中有价金属的方法
RU2724264C1 (ru) * 2020-02-04 2020-06-22 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Способ получения наностержней никеля с регулируемым аспектным отношением

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3207679A (en) * 1960-05-03 1965-09-21 American Potash & Chem Corp Method for electroplating on titanium
US3213004A (en) * 1961-03-08 1965-10-19 American Potash & Chem Corp Surface preparation of platinum group metals for electrodeposition
US3616302A (en) * 1967-02-27 1971-10-26 Furerkawa Electric Co Ltd The Insoluble anode for electrolysis and a method for its production
US3855084A (en) * 1973-07-18 1974-12-17 N Feige Method of producing a coated anode
SE392622B (sv) * 1973-09-05 1977-04-04 Basf Ag Forfarande for framstellning av en blydioxid-titanelektrod genom anodisk avskiljning av blydioxid pa en titanyta
US3850764A (en) * 1974-04-11 1974-11-26 Corning Glass Works Method of forming a solid tantalum capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
GB1517308A (en) 1978-07-12
FR2289635A1 (fr) 1976-05-28
CA1041944A (en) 1978-11-07
FR2289635B1 (no) 1980-01-11
ZM15075A1 (en) 1976-12-21
NO144638C (no) 1981-10-07
US4051000A (en) 1977-09-27
AU8585075A (en) 1977-04-28
JPS569236B2 (no) 1981-02-27
ZA756492B (en) 1976-09-29
BR7507152A (pt) 1976-08-10
JPS5168406A (en) 1976-06-14
NO753656L (no) 1976-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3878083A (en) Anode for oxygen evolution
US3632498A (en) Electrode and coating therefor
FI68670B (fi) Elektrod med elektrokatalytisk yta och foerfarande foer dess framstaellning
EP0052986B1 (en) Electrode, method of manufacturing an electrode and electrolytic cell using such an electrode
US4157943A (en) Composite electrode for electrolytic processes
NO144638B (no) Elektrode egnet til bruk som en uopploeselig anode ved elektrolytisk utvinning av nikkel, kobber, kobolt eller sink fra en vandig opploesning
US3933616A (en) Coating of protected electrocatalytic material on an electrode
US6527924B1 (en) Cathode for electrolyzing aqueous solutions
JPS6318672B2 (no)
US3732157A (en) Electrolytic cell including titanium hydride cathodes and noble-metal coated titanium hydride anodes
JPS58161785A (ja) 鉛又は鉛合金で被覆した電極およびその製造方法
US3840443A (en) Method of making an electrode having a coating comprising a platinum metal oxide
US3926751A (en) Method of electrowinning metals
US4354915A (en) Low overvoltage hydrogen cathodes
CN102414346A (zh) 用于电解工艺的阴极
KR870001769B1 (ko) 전기화학 전해조용 전극 및 그 제조방법
US3497425A (en) Electrodes and methods of making same
US4414064A (en) Method for preparing low voltage hydrogen cathodes
US4584085A (en) Preparation and use of electrodes
US4572770A (en) Preparation and use of electrodes in the electrolysis of alkali halides
MXPA00008615A (es) Catodo especifico, utilizado para preparar un clorato de metal alcalino y metodo para la elaboracion del mismo.
US4760041A (en) Preparation and use of electrodes
IE46061B1 (en) Manufacture of titanium anodes suitable for use in the electrolytic production of manganese dioxide
NO752310L (no)
US3763002A (en) Method of forming protective coatings by electrolysis