RU2004102511A - Электролизная ячейка для восполнения концентрации ионов металлов в способах электроосаждения - Google Patents

Claims (29)

1. Ячейка обогащения путем анодного растворения металла, содержащая анодное отделение, питаемое кислотным электролитом, содержащим указанный подлежащий обогащению металл, и катодное отделение, отличающаяся тем, что указанное катодное отделение и указанное анодное отделение разделены с помощью по меньшей мере одной катионообменной мембраны, обеспечивающей одновременный перенос ионов водорода и катионов указанного металла.

2. Ячейка по п.1, отличающаяся тем, что катодное отделение содержит катод, обеспечивающий реакцию выделения водорода и одновременный разряд указанных катионов указанного металла.

3. Ячейка по п.2, отличающаяся тем, что металл, предназначенный для анодного растворения в анодном отделении, является положительно поляризованным.

4. Ячейка по п.3, отличающаяся тем, что указанный металл, предназначенный для анодного растворения в анодном отделении, имеет более положительный потенциал окисления, чем потенциал водорода.

5. Ячейка по п.4, отличающаяся тем, что указанный металл представляет собой медь.

6. Ячейка по п.3, отличающаяся тем, что указанный металл имеет высокий потенциал перенапряжения водорода.

7. Ячейка по п.6, отличающаяся тем, что указанный металл с высоким потенциалом перенапряжения водорода выбран из группы, состоящей из цинка, олова и свинца.

8. Ячейка по п.3, отличающаяся тем, что указанный металл представляет собой сплошной элемент.

9. Ячейка по п.8, отличающаяся тем, что указанный сплошной элемент представляет собой плоский лист.

10. Ячейка по п.3, отличающаяся тем, что указанный металл выполнен в виде набора фрагментов малого размера, находящихся в электрическом контакте с проводящей и проницаемой, положительно поляризованной ограничивающей стенкой.

11. Ячейка по п.10, отличающаяся тем, что указанная ограничивающая стенка представляет собой сетку или перфорированный лист.

12. Ячейка по п.10, отличающаяся тем, что указанная ограничивающая стенка представляет собой перфорированную корзину.

13. Ячейка по п.10, отличающаяся тем, что указанный набор фрагментов малого размера содержит стружку, крошку или сфероиды.

14. Ячейка по п.2, отличающаяся тем, что указанный катод содержит по меньшей мере один металлический материал, выбранный из группы, состоящей из вентильных металлов и нержавеющей стали, при необходимости снабженный проводящим покрытием.

15. Ячейка по п.2, отличающаяся тем, что полярность указанного анодного отделения и указанного катодного отделения может быть изменена на обратную для растворения указанного металла, осажденного на поверхности указанного катода в результате разряда указанных катионов указанного металла.

16. Ячейка по п.1, отличающаяся тем, что указанная катионообменная мембрана содержит базовую структуру, содержащую по меньшей мере один полимер, и функциональные группы, которые включают в себя сульфоновые группы.

17. Устройство для электроосаждения металла, содержащее по меньшей мере одну ячейку электроосаждения металла и по меньшей мере одну ячейку обогащения путем анодного растворения металла по любому из предыдущих пунктов, содержащую анодное отделение и катодное отделение, разделенные по меньшей мере одной анионообменной мембраной.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанная ячейка электроосаждения содержит электролитическую ванну, проводящую отрицательно поляризованную матрицу и нерастворимый положительно поляризованный анод.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанный нерастворимый анод содержит покрытый катализатором металл для выделения кислорода.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что указанный катализатор содержит оксиды благородных металлов.

21. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанная ячейка электроосаждения и анодное отделение указанной ячейки обогащения находятся во взаимном гидравлическом соединении.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что указанная ячейка электроосаждения и указанное анодное отделение указанной ячейки обогащения содержат одну и ту же электролитическую ванну.

23. Устройство по пп.17-21, отличающееся тем, что металл ячейки электроосаждения является таким же, как и металл указанной ячейки обогащения.

24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что указанная электролитическая ванна содержит серную кислоту или метансульфоновую кислоту.

25. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанная проводящая матрица является пригодной для работы в непрерывном цикле.

26. Способ электроосаждения по меньшей мере одного металла на проводящую отрицательно поляризованную матрицу посредством ячейки электроосаждения, содержащей нерастворимый анод для выделения кислорода и кислотную электролитическую ванну, содержащую ионы указанного металла, причем кислотность и концентрацию ионов в указанной электролитической ванне восполняют посредством ячейки обогащения, содержащей анодное отделение и катодное отделение, разделенные с помощью катионообменной мембраны, отличающийся тем, что указанная ячейка обогащения представляет собой ячейку по любому из пп.1-16.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что отношение между указанным переносом ионов водорода и указанным переносом катионов указанного металла находится в пределах между 85:15 и 98:2.

28. Способ по п.26, отличающийся тем, что указанный кислород, выделяющийся на нерастворимом аноде ячейки электроосаждения, барботируют в катодное отделение указанной ячейки обогащения.

29. Способ по любому из пп.26-28, отличающийся тем, что он включает в себя добавление только воды, потребляемой в результате электролиза или испарения, а баланс вещества для всех остальных химических частиц является саморегулирующимся.