NO164921B

NO164921B - PROCEDURE FOR ELECTRICAL EXTRACTION OF METAL AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE.

Info

Publication number: NO164921B
Application number: NO872388A
Authority: NO
Inventors: Thomas Thomassen
Original assignee: Cheminvest As
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1990-08-20
Also published as: FI890338A0; NO872388D0; NO164921C; FI890338A; NO872388L; MX170337B; CA1335435C; FI88178B; FI88178C; AU598097B2; CN88103116A; JPH01501951A; WO1988009399A1; AU1155488A; EP0319552A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved elektroutvinning av metall som angitt i krav l's ingress, samt en anordning for utførelse av fremgangsmåten som angitt i krav 5. The present invention relates to a method for the electroextraction of metal as specified in claim 1's preamble, as well as a device for carrying out the method as specified in claim 5.

Det er tidligere kjent å foreta elektrolyse med bevegelige katoder, men ved slik elektrolyse vil det avleirede materialet gro på elektrodene (katodene), og vil etterhvert bli ubrukelige hvis ikke det avleirede metallet fjernes f.eks. på manuell eller automatisk mekanisk måte. Således har det tidligere blitt foretatt elektrolyse med sylindriske roterende katoder hvor det avleirede metall avsetter seg på yttersiden av elektroden, og etterhvert må fjernes for ikke at elektroden skal bli ubrukelig. It is previously known to carry out electrolysis with movable cathodes, but with such electrolysis the deposited material will grow on the electrodes (the cathodes), and will eventually become unusable if the deposited metal is not removed, e.g. by manual or automatic mechanical means. Thus, electrolysis has previously been carried out with cylindrical rotating cathodes where the deposited metal is deposited on the outside of the electrode, and must eventually be removed so that the electrode does not become unusable.

Dersom anoden ved en slik elektrolyse plasseres inne i en roterbar, f.eks. sylindrisk katode, skulle det forventes at katoden etterhvert ville gro igjen og bli ubrukelig av det avleirede metallet. If the anode during such electrolysis is placed inside a rotatable, e.g. cylindrical cathode, it would be expected that the cathode would eventually grow back and become unusable from the deposited metal.

Det er imidlertid overraskende funnet at dette ikke finner sted dersom det finnes et fritt bevegelig, fast medium inne i katodetrommelen. Et slikt fritt bevegelig medium kan f.eks. bestå av metallpartikler eller -kuler av samme metall som i elektrolytten eller av et annet ledende eller ikke-ledende eller inert materiale. Ved rotering av katoden vil således partiklene "slipe" den innvendige overflate av katodetrommelen, samtidig som avstanden mellom anode og kuler vil være mindre enn mellom anode og katodetrommel. However, it has surprisingly been found that this does not take place if there is a freely moving, solid medium inside the cathode drum. Such a freely moving medium can e.g. consist of metal particles or spheres of the same metal as in the electrolyte or of another conductive or non-conductive or inert material. When rotating the cathode, the particles will thus "grind" the inner surface of the cathode drum, while the distance between anode and spheres will be smaller than between anode and cathode drum.

Ved å anvende en slik fremgangsmåte og anordning ved elektrolysen, vil utskilt metall avleire seg på det innvendige medium (partiklene) og ikke på katodeoverflaten. By using such a method and device for electrolysis, separated metal will deposit on the internal medium (the particles) and not on the cathode surface.

Det vil samtidig nevnes "en passent" at det frie, faste mediet inne i katodetrommelen ikke nødvendigvis behøver å være kuleformede eller sfæriske, men kan ha enhver annen form som tilveiebringer de ovenfor nevnte effekter, og som gjør at metall avleires på partikkeloverflaten til mediet. It will also be mentioned "in passing" that the free, solid medium inside the cathode drum does not necessarily have to be spherical or spherical, but can have any other shape which provides the above-mentioned effects, and which causes metal to be deposited on the particle surface of the medium.

Det vil også i denne forbindelse nevnes at mediet inne i den roterende eller på annen måte bevegelige, f.eks. skakende eller vibrerende, katoden også kan omfatte andre anordninger, f.eks. skraper eller kniver, som frembringer en tilsvarende effekt som det ovenfor beskrevne faste medium. It will also be mentioned in this connection that the medium inside the rotating or otherwise movable, e.g. shaking or vibrating, the cathode can also include other devices, e.g. scrapers or knives, which produce a similar effect to the solid medium described above.

Ved å iføre i den roterbare katoden en elektrolytt, evt. inneholdende fri partikler av fast medium, kan det, ved å føre ut utarmet elektrolytt ved katodens andre ende, produseres kontinuerlig metallpartikler eller -slam uten at katodetrommelen gror igjen slik som angitt i krav l's karakteriserende del. Dette gjør i tillegg at det blir enkelt å fjerne eventuell skadelig eller forstyrrende gass som har blitt dannet under elektrolysen ved å utstyre den beskrevne elektrolysetrommel med et avtrekk eller en vifte for slik gass som kan være ønskelig eller nødvendig å oppbevare. By introducing an electrolyte into the rotatable cathode, possibly containing free particles of a solid medium, it is possible, by discharging depleted electrolyte at the other end of the cathode, to continuously produce metal particles or sludge without the cathode drum growing again as stated in requirement l's characterizing part. This also makes it easy to remove any harmful or disturbing gas that has been formed during the electrolysis by equipping the described electrolysis drum with an extractor or a fan for such gas that may be desirable or necessary to store.

Eksempler på anordninger som er egnet til gjennomføring av ovenfor beskrevne elektrolysefremgangsmåte vil nedenfor bli beskrevet under henvisning til vedlagte figurer hvor: Fig. 1 viser en katodetrommel med iværende anodeskiver som stikker ned i elektrolytten. Fig. 2 viser en katodetrommel som i fig. 1 men sett fra siden og med angitte rullelagere. Fig. 3 viser en annen utførelsesform av en trommelkatode som vist i fig. 1, men hvor anoden består av et anoderør med huller for innføring og utføring av elektrolytt og gasser. Fig. 4 viser nok en utførelsesform av en katodetrommel, hvor trommelen er skråstilt for passende sedimentering av partikkelmaterialet, og hvor anoderøret er omgitt av en ikke-ledende duk for raffineringselektrolyse. Examples of devices which are suitable for carrying out the electrolysis process described above will be described below with reference to the attached figures where: Fig. 1 shows a cathode drum with current anode discs that stick into the electrolyte. Fig. 2 shows a cathode drum as in fig. 1 but seen from the side and with indicated roller bearings. Fig. 3 shows another embodiment of a drum cathode as shown in fig. 1, but where the anode consists of an anode tube with holes for the introduction and discharge of electrolyte and gases. Fig. 4 shows yet another embodiment of a cathode drum, where the drum is inclined for suitable sedimentation of the particulate material, and where the anode tube is surrounded by a non-conductive cloth for refining electrolysis.

En egnet anordning for utførelse av elektrolysen ifølge foreliggende oppfinnelse, som angitt i krav 5, er vist i fig. 1 og 2, hvor den roterende katodetrommel 1 med elektrisk isolerte endeplater 2 er opphengt på rullelagere 3. Den gjennomgående anode omfatter en ledende anodestav 4 med i elektrolytten nedstikkende anodeplater 5, evt. av bly eller av annet egnet materiale. Anodestaven er tilkoblet en positiv pol 6 av en ikke vist strømkilde. Det fritt bevegelige, partikkelformige medium inne i den roterbare og roterende katodetrommelen 1, er angitt med henvisningstall 7. Partikkelmaterialet står ikke i direkte kontakt med anodeplatene 5. Inne i katodetrommelen 1 befinner det seg en elektrolytt 8, hvilken elektrolytt kan tappes ut, evt. sammen med dannet slam og/eller avfallstoffer ved en utløps-åpning 10, hvor elektrolytten som tappes ut ved 10 er utarmet m.h.t. det aktuelle kation som elektrolyseres/utvinnes. Elektrolytt for elektrolyse og evt. inneholdende partikkelformig fast medium, tilføres ved 9, og trommelkatoden 1 er tilkoblet en negativ pol av en ikke vist strømkilde ved 11, f.eks. via en glidesko e.l. Roteringsret-ningen for katodetrommelen er angitt med ytre piler i fig. 2, og strømningsforløpet av det partikkelformige medium er angitt med innvendige piler i fig. 2. Anodeplatene 5 er slik utformet at helningsvinkelen av nedre kant(er) av platene 5 er omtrentlig lik helningsvinkelen av det partikkelformige katodematerialet 7 under rotering av trommelen 1, som vist i fig. 2. A suitable device for carrying out the electrolysis according to the present invention, as stated in claim 5, is shown in fig. 1 and 2, where the rotating cathode drum 1 with electrically insulated end plates 2 is suspended on roller bearings 3. The continuous anode comprises a conductive anode rod 4 with anode plates 5 protruding into the electrolyte, possibly of lead or of other suitable material. The anode rod is connected to a positive pole 6 of a current source not shown. The freely moving, particulate medium inside the rotatable and rotating cathode drum 1 is indicated by the reference number 7. The particulate material is not in direct contact with the anode plates 5. Inside the cathode drum 1 there is an electrolyte 8, which electrolyte can be drained, possibly together with formed sludge and/or waste materials at an outlet opening 10, where the electrolyte that is drained off at 10 is depleted with respect to the relevant cation that is electrolysed/extracted. Electrolyte for electrolysis and possibly containing particulate solid medium is supplied at 9, and the drum cathode 1 is connected to a negative pole of a current source not shown at 11, e.g. via a sliding shoe etc. The direction of rotation of the cathode drum is indicated by outer arrows in fig. 2, and the flow course of the particulate medium is indicated by internal arrows in fig. 2. The anode plates 5 are designed so that the angle of inclination of the lower edge(s) of the plates 5 is approximately equal to the angle of inclination of the particulate cathode material 7 during rotation of the drum 1, as shown in fig. 2.

En annen mulig, utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen er hvor sideveggene 2 er fjernet, og hvor det partikkelformige materiale kan migrere mot de åpne endene av katodetrommelen 1 og derfra tas ut under rotering eller skaking/vibrering av katodetrommelen. Another possible embodiment of the device according to the invention is where the side walls 2 are removed, and where the particulate material can migrate towards the open ends of the cathode drum 1 and be taken out from there during rotation or shaking/vibration of the cathode drum.

En annen utførelsesform av en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse er angitt i fig. 3, hvor de enkelte bestanddeler er angitt med samme henvisningstall som i fig. 1 og 2, men hvor anoden ikke omfatter anodeplater, men kun et rør som er perforert, og hvor elektrolyttløsningen står i direkte kontakt med røret 4. Denne utførelsesformen gjør det enkelt å fjerne dannet gass ved sug eller blåsning ved 10. Another embodiment of a device according to the present invention is shown in fig. 3, where the individual components are indicated with the same reference number as in fig. 1 and 2, but where the anode does not comprise anode plates, but only a tube that is perforated, and where the electrolyte solution is in direct contact with the tube 4. This embodiment makes it easy to remove formed gas by suction or blowing at 10.

Nok en anordning for utførelse av fremgangsmåte ved elektrolyse ifølge oppfinnelsen er angitt i fig. 4, hvor anoderøret 4 også her er perforert, men der den midtre anodeseksjonen 16-17 er forsynt med en ikke-ledende duk 18, og der denne seksjonen 14 har egne innførelsesanordninger 13 og utførelsesanordninger 15 for partikkelmateriale, slam og løsninger. For fagmenn innen elektrolyse vil det være klart og innlysende at en slik anordning kan brukes ved raffiner-ing av metaller eller elektrolyse hvor såkalte red/ox-par opptrer, som f.eks. i elektrolyse av Cu(I)-kloridløsninger (Cupro-løsninger) der Cu(II)-klorid dannes ved anoden og kan suges gjennom duken og ut i anordningen 15, separat fra katoderommets utløpsanordning 10. Dannet gass, angitt ved bobler i figuren, tas ut i utløpsåpning 12. De enkelte henvisningstall viser forøvrig til tilsvarende elementer som i de andre figurene. Katodetrommelen vist i fig. 4 er dessuten skråstilt for å fremskaffe sedimentasjon av det partikkelformige medium ifølge partikkelstørrelsen, hvor store partikler samler seg i den underste delen av katodetrommelen, og kan derfra enkelt tas ut. Another device for carrying out the method by electrolysis according to the invention is shown in fig. 4, where the anode tube 4 is also here perforated, but where the middle anode section 16-17 is provided with a non-conductive cloth 18, and where this section 14 has its own introduction devices 13 and execution devices 15 for particulate material, sludge and solutions. For experts in the field of electrolysis, it will be clear and obvious that such a device can be used in the refining of metals or electrolysis where so-called red/ox pairs occur, such as e.g. in the electrolysis of Cu(I) chloride solutions (Cupro solutions) where Cu(II) chloride is formed at the anode and can be sucked through the cloth and out into the device 15, separately from the cathode compartment outlet device 10. Formed gas, indicated by bubbles in the figure, taken out in outlet opening 12. The individual reference numbers also refer to corresponding elements as in the other figures. The cathode drum shown in fig. 4 is also inclined to provide sedimentation of the particulate medium according to the particle size, where large particles accumulate in the lower part of the cathode drum, and can be easily removed from there.

Nedenfor skal beskrives enkelte forsøk for fremstilling av metall under anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Below will be described some experiments for the production of metal using the method according to the invention.

Forsøk l; Attempt l;

Formålet for dette forsøk var å undersøke effekten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen under fremstilling av metall, d.v.s å undersøke at metall ikke avsatte seg på katodeveggene, men kun på partikkelmaterialet i katodetrommelen. Katodetrommelen (diameter = 20cm, lengde = lOOcm, laget av 316L rustfritt stål) ble fylt med 4,00 kg Cu-kuler (s.k. "prills") med en diameter på 3-5 mm og ca. 9 1 elektrolytt. The purpose of this experiment was to examine the effect of the method according to the invention during the production of metal, i.e. to examine that metal did not deposit on the cathode walls, but only on the particulate material in the cathode drum. The cathode drum (diameter = 20cm, length = 100cm, made of 316L stainless steel) was filled with 4.00 kg Cu balls (so-called "prills") with a diameter of 3-5 mm and approx. 9 1 electrolyte.

(Intervaller innenfor hvilket de enkelte generelle forsøks-parametere befinner seg er: H2S04 = 50-200 g/l, metallkonsentrasjon = 5-60 g/l i innløpet, temperatur = 25-30°C opp til 70-80°C, metallkationer = Cu<2+>, Ni<2+>, Zn<2+>, strømtetthet = 50-2000 A/m<2>, rotasjon av katodetrommelen = 1-20 rpm (tilsvarende 1-20 cm/sek perifert), mengde av fast medium = 1-10 kg (tilsvarende 100-1000 kg/m<3>)). (Intervals within which the individual general test parameters are located are: H2S04 = 50-200 g/l, metal concentration = 5-60 g/l in the inlet, temperature = 25-30°C up to 70-80°C, metal cations = Cu<2+>, Ni<2+>, Zn<2+>, current density = 50-2000 A/m<2>, rotation of the cathode drum = 1-20 rpm (equivalent to 1-20 cm/sec peripherally), amount of solid medium = 1-10 kg (equivalent to 100-1000 kg/m<3>)).

Anoden omfattet i dette forsøket 19 bly anodeplater med en innbyrdes avstand på 5 cm inne i katodetrommelen. Elektro-lyseanordningen ble montert på ruller og en variabel motor roterte trommelen med 17 rpm mens anoden var stasjonær. Anordningen ble oppvarmet ved hjelp av varmekabler som var festet rundt trommelen (2 x 400 W) og fikk energi via to glidekontakter på 220V. En kontakt termostat regulerte temperaturen med 5°C nøyaktighet. The anode in this experiment comprised 19 lead anode plates with a mutual distance of 5 cm inside the cathode drum. The electrolyzer was mounted on rollers and a variable motor rotated the drum at 17 rpm while the anode was stationary. The device was heated using heating cables that were attached around the drum (2 x 400 W) and received energy via two sliding contacts at 220V. A contact thermostat regulated the temperature with 5°C accuracy.

Den positive ende av en likeretter ble koblet til anodestaven som stakk frem fra åpninger i endeveggene til The positive end of a rectifier was connected to the anode rod which protruded from openings in the end walls

katodetrommelen. Den negative utgang ble koblet til en 5 mm blyplate som gled mot den roterende sylinderen og ble holdt på plass av en fjær, noe som gav god kontakt uten tendenser til gnistdannelse. Systemet var i stand til å tåle 200 A. Elektrolytt ble tilført gjennom katodetrommelens ene ende og tappet ut fra den andre ende. Strøm ble tilført når driftstemperaturen ble nådd mens trommelen roterte kontinuerlig. Kontinuerlig utskifting av det partikkelformige medium ble ikke foretatt i dette forsøket, og partiklene ble tillatt å vokse. Forsøket ble utført i løpet av 9V?. time ved kun 25-28°C ved å bruke 60 A. Dette gav en strømtetthet på 240 A/m<2> ved en cellespenning på 2,8 V. the cathode drum. The negative output was connected to a 5 mm lead plate which slid against the rotating cylinder and was held in place by a spring, which gave good contact with no tendency to spark. The system was capable of withstanding 200 A. Electrolyte was supplied through one end of the cathode drum and drained from the other end. Power was applied when the operating temperature was reached while the drum was rotating continuously. Continuous replacement of the particulate medium was not performed in this experiment and the particles were allowed to grow. The experiment was carried out during 9V?. hour at only 25-28°C using 60 A. This gave a current density of 240 A/m<2> at a cell voltage of 2.8 V.

Resultatene av forsøket er gitt i tabell 1. Ved disse driftsbetingelser ble det dannet 0,3 kg kobber utelukkende avleiret på kobberkulene i det faste medium i katodetrommelen. "Trommelveggene i seg selv var fullstendig rene for kobberavleiringer. The results of the experiment are given in table 1. Under these operating conditions, 0.3 kg of copper was formed exclusively deposited on the copper balls in the solid medium in the cathode drum. "The drum walls themselves were completely clean of copper deposits.

Under forsøket ble det også dannet hydrogen, men dette ble effektivt fjernet ved avsug. Forsøket viser at metall avsetter seg på det faste medium alene. During the experiment, hydrogen was also formed, but this was effectively removed by suction. The experiment shows that metal deposits on the solid medium alone.

Forsøk 2: Attempt 2:

Samme fremgangsmåte som ved forsøk 1 ble benyttet, men med øket temperatur og en tilføring til cellen på 32 g/l kobber og et utløp fra cellen på 5 g/l kobber for å undersøke om det faste medium (kobberkulene, "prills") fremdeles ble dannet ved høyere kobberkonsentrasjoner uten avleiring av kobber på trommelveggene ved 50°C. Resultatene er gitt i tabell 2. Ved forsøket var cellespenning = 2,4 V, strøm-tetthet = 240 A/m<2>, varighet = 37 timer, strømeffektivitet = 70%. Det ble dannet 1,82 kg metall på det faste medium alene. The same procedure as in experiment 1 was used, but with increased temperature and a supply to the cell of 32 g/l copper and an outlet from the cell of 5 g/l copper to investigate whether the solid medium (copper balls, "prills") still was formed at higher copper concentrations without deposition of copper on the drum walls at 50°C. The results are given in table 2. During the experiment, cell voltage = 2.4 V, current density = 240 A/m<2>, duration = 37 hours, current efficiency = 70%. 1.82 kg of metal was formed on the solid medium alone.

Forsøk 3: Attempt 3:

Sammen fremgangsmåte som ved forsøk 1 ble benyttet, bortsett fra at dette forsøket var en kopi av en sann elektrout-vinningsprosedyre for kobber hvor mateelektrolytten er ca. 60 g/l Cu og avløpet er 30-40 g/l Cu ved 55-60"C. Driftsbetingelsene var: cellespenning = 2,7 V, strømtetthet = 240 A/m<2>, varighet = 18 timer, strømeffektivitet = 55% (pga. Fe<3+>). Det ble ved forsøket dannet 0,7 0 kg kobber avleiret på mediematerialet (kobberkulene) alene. Driftsbetingelsene er gitt i tabell 3. Forsøket viser at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes under vanlige betingelser for elektroutvinning av metall. Together, the procedure used in experiment 1, except that this experiment was a copy of a true electrowinning procedure for copper where the feed electrolyte is approx. 60 g/l Cu and the effluent is 30-40 g/l Cu at 55-60"C. The operating conditions were: cell voltage = 2.7 V, current density = 240 A/m<2>, duration = 18 hours, current efficiency = 55 % (due to Fe<3+>). The experiment formed 0.70 kg of copper deposited on the media material (copper balls) alone. The operating conditions are given in table 3. The experiment shows that the method according to the invention can be used under normal conditions for electroreduction of metal.

Forsøk 4: Attempt 4:

Samme fremgangsmåte som ved forsøk 1 ble benyttet, bortsett fra at strømtettheten ble øket til 800 A/m<2>, mens temperaturen ble holdt på 55-60°C med en tilførsel på 32 g/l Cu. (Cellestrømmen = 200 A, intet jern i tilført materiale). Driftsbetingelsene er gitt i tabell 4. Det ble dannet 0,66 kg kobber som var avsatt på kobbermediet i trommelen alene. Forsøket ble utført med cellespenning = 3,3 V, strømtetthet = 800 A/m<2>, varighet = 4 timer, strømeffektivitet = 70%. The same procedure as in experiment 1 was used, except that the current density was increased to 800 A/m<2>, while the temperature was kept at 55-60°C with a supply of 32 g/l Cu. (Cell current = 200 A, no iron in added material). The operating conditions are given in table 4. 0.66 kg of copper was formed which was deposited on the copper medium in the drum alone. The experiment was carried out with cell voltage = 3.3 V, current density = 800 A/m<2>, duration = 4 hours, current efficiency = 70%.

I forbindelse med forsøk 4 er det av interesse å merke seg In connection with experiment 4, it is of interest to note

det minimale innhold av metallioner i avløpet, som ligger på 0,1-0,4 g/l. Dette viser at virkningseffekten ved fremgangsmåten og med anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er vesentlig forbedret i forhold til tilsvarende tidligere the minimal content of metal ions in the effluent, which is 0.1-0.4 g/l. This shows that the effectiveness of the method and with the device according to the present invention is significantly improved compared to the previous equivalent

teknikk på området. technique in the area.

Forsak 5: Case 5:

Samme fremgangsmåte som ved forsøk 1 ble benyttet, bortsett fra at mengden kobberkuler ("prills") ble øket fra 4,00 kg til 8,00 kg og fødeelektrolytten fra forsøk 4 ble dopet med små mengder antimon (Sb) og arsen (As) for å teste selektiviteten av utfellingen av kobber mot antimon og arsen. The same procedure as in experiment 1 was used, except that the amount of copper balls ("prills") was increased from 4.00 kg to 8.00 kg and the feed electrolyte from experiment 4 was doped with small amounts of antimony (Sb) and arsenic (As) to test the selectivity of the precipitation of copper against antimony and arsenic.

Forsøket ble utført med en cellespenning på 3,0-3,6 V, strømtetthet = 800 A/m<2>, varighet = 3 timer, temperatur = 60"C, fødehastighet løsning =3,3 l/t, strøm = 200 A. Forsøksbetingelsene og -resultatene er vist i tabell 5. The experiment was carried out with a cell voltage of 3.0-3.6 V, current density = 800 A/m<2>, duration = 3 hours, temperature = 60"C, feed rate solution = 3.3 l/h, current = 200 A. The experimental conditions and results are shown in Table 5.

Forsøk 5 viser, som i forsøk 4, at den avløpende løsningen inneholder meget lite metallioner og at selektiviteten for utfelling av kobber mot antimon og arsen er meget god. Experiment 5 shows, as in experiment 4, that the draining solution contains very little metal ions and that the selectivity for precipitation of copper against antimony and arsenic is very good.

I denne forbindelse er det interessant å bemerke at foreliggende oppfinnelse åpner for anvendelsesmuligheter ut over kun elektroutvinning og elektroraffinering av metall, såsom f.eks. opprenskning av elektrolytter o.l. In this connection, it is interesting to note that the present invention opens up application possibilities beyond just electroextraction and electrorefining of metal, such as e.g. purification of electrolytes etc.

Forsøk 6. Attempt 6.

Samme fremgangsmåte som ved forsøk 4 ble benyttet, bortsett fra at det faste medium på innsiden av katodetrommelen ble forandre fra kobberkuler ("prills") til små biter (5 x 5 x 10 mm) av rustfritt stål (316L), det samme materiale som trommelen var laget av. Forsøksbetingelsene er gitt i tabell The same procedure as in experiment 4 was used, except that the solid medium inside the cathode drum was changed from copper balls ("prills") to small pieces (5 x 5 x 10 mm) of stainless steel (316L), the same material as the drum was made of. The test conditions are given in the table

6. Under forsøket ble det avleiret på stålbitene et kobberlag i en mengde på 0,3 6 kg samtidig som det ble dannet kobberstøv i en mengde på 0,47 kg. Det ble heller ikke i dette forsøket avleiret noe kobber på veggene av katodetrommelen. Forsøket ble utført med cellespenning = 3,9 V, strømtetthet = 800 A/m<2>, varighet = 5,1 time, strøm-ef fektivitet = 70%. 6. During the experiment, a copper layer was deposited on the steel pieces in an amount of 0.36 kg, while copper dust was formed in an amount of 0.47 kg. Nor was any copper deposited on the walls of the cathode drum in this experiment. The experiment was carried out with cell voltage = 3.9 V, current density = 800 A/m<2>, duration = 5.1 hours, current efficiency = 70%.

Forsøket viser at mediet i katodetrommelen behøver å være tilstede, men kan være av et forskjellig materiale enn det metall som skal utskilles. Det forhindrer likevel avleiring av materiale på trommelveggene. The experiment shows that the medium in the cathode drum needs to be present, but can be of a different material than the metal to be separated. It nevertheless prevents the deposition of material on the drum walls.

Forsøk 7. Attempt 7.

Samme fremgangsmåte som i forsøk 4 ble benyttet, bortsett fra at det faste medium på innsiden av katodetrommelen ble erstattet med knust stein (opp til 25 mm i diameter + 4mm). Dette ble foretatt for å undersøke om et inert (ikke elektrisk ledende) medium ville forhindre avleiring på veggene av katodetrommelen. Forsøksbetingelsene er gitt i tabell 7. Ved forsøket ble det avleiret størstedelen (ca. 450-500 g Cu) på innsiden av trommelveggene, mens det ble gjenvunnet 0,10 g kobberpartikler i det faste medium inne i trommelen. Forsøket ble foretatt med cellespenning = 5-6 V, strømtetthet = 800 A/m<2>, varighet = 3,6 timer. The same procedure as in experiment 4 was used, except that the solid medium on the inside of the cathode drum was replaced with crushed stone (up to 25 mm in diameter + 4 mm). This was done to investigate whether an inert (non-electrically conductive) medium would prevent deposits on the walls of the cathode drum. The test conditions are given in table 7. During the test, the majority (approx. 450-500 g of Cu) was deposited on the inside of the drum walls, while 0.10 g of copper particles were recovered in the solid medium inside the drum. The experiment was carried out with cell voltage = 5-6 V, current density = 800 A/m<2>, duration = 3.6 hours.

De ovenfor angitte forsøk viser at dersom betingelsene er riktige (dvs. metallkonsentrasjon, temperatur, omrøring, strømtetthet osv.) i katoden, vil bare et elektrisk ledende medium inne i katodetrommelen effektivt hindre avleiring av metall på trommelveggene. Dersom betingelsene ved elektrolysen imidlertid begunstiger slam/partikkelavleiring (dvs. generelt lav metallkonsentrasjon, lav temperatur, høy strømtetthet og liten omrøring), virker det faste medium som et mekanisk slipemiddel, og det spiller ingen rolle om mediet er elektrisk ledende eller ikke. Det er foretrukket at det faste medium bør være av samme karakter som det metallet som fjernes fra elektrolytten. Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen kan derfor fordelaktig brukes til opprenskningsformål under anvendelse av lav strømtetthet. The above experiments show that if the conditions are correct (ie metal concentration, temperature, agitation, current density, etc.) in the cathode, only an electrically conductive medium inside the cathode drum will effectively prevent the deposition of metal on the drum walls. However, if the conditions during the electrolysis favor sludge/particle deposition (i.e. generally low metal concentration, low temperature, high current density and little agitation), the solid medium acts as a mechanical abrasive, and it does not matter whether the medium is electrically conductive or not. It is preferred that the solid medium should be of the same nature as the metal that is removed from the electrolyte. The method and device according to the invention can therefore advantageously be used for purification purposes using low current density.

Claims

1. Procedure for the electroextraction of metal, preferably copper, using a rotating drum cathode (1) and at least one arranged anode (4,5,6) located within the cathode drum (1), into which cathode drum (1) it is introduced and immersed a particulate cathode material (7), preferably of the same type as the metal being extracted, in an electrolyte (8) containing the desired metal, and on which cathode material (7) the desired metal is deposited when a suitable voltage is applied across the cathode/anode arrangement, characterized in that the electrolyte (8) is continuously supplied at one end of the drum cathode (1) and where the electrolyte (8), partially free of the desired metal/metals, is removed at the opposite end (10), and where the anode device (4,5, 6) comprises a number of flow-blocking plates (5) placed at intervals along the length of the drum (1).

2. Method according to claim 1, characterized in that the particulate cathode material (7) is supplied from one side (13) of the drum (1) and is continuously removed from the other side (15) of the drum (1) depending on the growth of the particles in the cathode material (7).

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that each anode plate (5) is given a geometric shape so that the angle of inclination of the lower edge(s) of the plates (5) will be approximately equal to the angle of inclination of the cathode material (7) during rotation of the drum (1).

4. Method according to claims 1.-3, characterized in that the possibly produced gas is removed during the electroreduction process.

5. Device for carrying out the method according to claims 1 - 4 (comprising a rotatable drum cathode (1) which is connected to a current source, characterized in that the device has supply and discharge pipes (9,10) to supply fresh electrolyte and remove depleted electrolyte, as well as an anode device (4,5,6) which is placed inside the cathode drum (1), and where the drum (1) has end walls (2) which are electrically isolated from the rest of the drum (1), and where the anode device ( 4,5,6) have flow-blocking anode plates (5) placed at intervals along the length of the drum (1).

6. Device according to claim 5, characterized in that the device additionally comprises devices (15) for removing the cathode material (7) continuously.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the top edge of the flow-blocking anode plates (5) lies above the electrolyte (8).

8. Device according to claims 5-7, characterized in that the device further comprises a device (12) for removing gas which is formed at the electrodes during the electroreduction.