RU2340708C1 - Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts - Google Patents

Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts Download PDF

Info

Publication number
RU2340708C1
RU2340708C1 RU2007113049/02A RU2007113049A RU2340708C1 RU 2340708 C1 RU2340708 C1 RU 2340708C1 RU 2007113049/02 A RU2007113049/02 A RU 2007113049/02A RU 2007113049 A RU2007113049 A RU 2007113049A RU 2340708 C1 RU2340708 C1 RU 2340708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
electrode
tape
carbon
current
Prior art date
Application number
RU2007113049/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007113049A (en
Inventor
Анатолий Вениаминович Сколунов (RU)
Анатолий Вениаминович Сколунов
Марк Евгеньевич Казаков (RU)
Марк Евгеньевич Казаков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ УВИКОМ")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ УВИКОМ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ УВИКОМ")
Priority to RU2007113049/02A priority Critical patent/RU2340708C1/en
Publication of RU2007113049A publication Critical patent/RU2007113049A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2340708C1 publication Critical patent/RU2340708C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

FIELD: electricity; chemistry.
SUBSTANCE: electrode is made of tape from graphitised carbon current-conducting material. At that it contains sections from non-current-conducting chemically resistant cloth. Carbon tape is made of sections, ends of which are connected with sections from non-current-conducting chemically resistant cloth with creation of electrode in the form of closed ring. Ends of carbon tape sections and sections from non-current-conducting chemically resistant cloth connected into closed ring form Mobius band. As non-current-conducting chemically resistant cloth polypropylene cloth may be used. Butte ends of carbon tape sections connected by sewing to sections from polypropylene cloth may be fixed with fluoroplastic adhesive tape.
EFFECT: increase of service life in stationary mode without destruction in aggressive chemical mediums in one device with different electric modes simultaneously.
5 cl, 5 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к электрохимии, предназначено для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей. К таким металлам относятся, например, медь, серебро, золото, платиноиды, редкие металлы.The invention relates to electrochemistry, is intended for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts. Such metals include, for example, copper, silver, gold, platinoids, rare metals.

Известны электроды из углеграфитовых материалов, используемые в катодных камерах электролизеров для извлечения металлов, например, благородных, из растворов солей, которые выполнены в виде углеграфитовых пластин (патент RU 2021394 С1, МПК5 С25С 7/00, 15.10.1994) или в виде углеграфитового волокнистого материала, например, графитизированного ватина (патент RU 2248413 С2, МПК7 С25С 7/02, 20.03.2005), а также в виде лент углеграфитового электропроводного волокнистого материала (патент RU 2255152 С1, МПК7 D01F 11/16, 27.06.2005).Known electrodes made of carbon graphite materials used in the cathode chambers of electrolyzers for the extraction of metals, for example, noble, from salt solutions, which are made in the form of carbon graphite plates (patent RU 2021394 C1, IPC5 C25C 7/00, 10/15/1994) or in the form of carbon fiber material, for example, graphitized batting (patent RU 2248413 C2, MPK7 C25C 7/02, 03/20/2005), as well as in the form of tapes of carbon-graphite electrically conductive fibrous material (patent RU 2255152 C1, IPC7 D01F 11/16, 06/27/2005).

Известен также катод для использования в электролизере для электрохимического извлечения металла из водного раствора, имеющий поверхность осаждения с набором чередующихся гребней и впадин (заявка RU 2005115463 А, МПК7 С25С 1/00, 27.10.2005).Also known is a cathode for use in an electrolyzer for electrochemical extraction of metal from an aqueous solution having a deposition surface with a set of alternating ridges and depressions (application RU 2005115463 A, IPC7 C25C 1/00, 10.27.2005).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является углеграфитовый электрод, выполненный в виде волокнистой ленты, размещенный зигзагообразно между стенками корпуса катодной камеры электролизера и токоподводами, используемый для извлечения металлов из растворов их солей (патент RU 2054055 C1, C25C 7/02,10.02.1986) - прототип.The closest analogue of the claimed invention is a carbon graphite electrode made in the form of a fibrous tape, placed in a zigzag pattern between the walls of the cathode chamber of the electrolyzer and current leads, used to extract metals from solutions of their salts (patent RU 2054055 C1, C25C 7 / 02.10.02.1986) - prototype.

Недостатком известного технического решения является неудовлетворительная полнота извлечения целевого металла, а также ограниченный срок эксплуатации электрода.A disadvantage of the known technical solution is the unsatisfactory completeness of extraction of the target metal, as well as the limited life of the electrode.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является повышение срока эксплуатации его в стационарном режиме без разрушения в агрессивных химических средах в одном устройстве с разными электрическими режимами одновременно.The technical result when using the claimed invention is to increase its service life in a stationary mode without destruction in aggressive chemical environments in one device with different electrical modes at the same time.

Указанный технический результат достигается тем, что электрод для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей выполнен из графитированной углеродной токопроводящей ленты, содержащей участки из токонепроводящей химически стойкой ткани; при этом концы углеродной ленты соединены в замкнутое кольцо; упомянутые концы могут быть соединены путем поворота.The specified technical result is achieved by the fact that the electrode for the electrochemical extraction of metals from solutions of their salts is made of graphitized carbon conductive tape containing sections of a non-conductive chemically resistant fabric; while the ends of the carbon tape are connected in a closed ring; said ends may be connected by rotation.

В качестве токонепроводящей химически стойкой ткани использована полипропиленовая ткань; участки из полипропиленовой ткани соединены с углеродной лентой путем сшивания; торцы углеродной ленты, сшиваемой с полипропиленовой тканью, зафиксированы (склеены) фторопластовой клейкой лентой.Polypropylene fabric is used as a non-conductive chemically resistant fabric; sections of polypropylene fabric are connected to the carbon tape by stitching; the ends of the carbon tape stitched with polypropylene fabric are fixed (glued) with fluoroplastic adhesive tape.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображена схема электрода, общий вид;figure 1 shows a diagram of the electrode, a General view;

на фиг.2 изображен фрагмент электрода, иллюстрирующий соединенные участки из углеродной токопроводящей ленты и токонепроводящей ткани;figure 2 depicts a fragment of an electrode illustrating the connected sections of a carbon conductive tape and conductive fabric;

на фиг.3 изображена схема соединения участков полипропиленовой ткани и углеродной ленты;figure 3 shows a connection diagram of sections of polypropylene fabric and carbon tape;

на фиг.4 изображен электрод в виде ленты Мебиуса;figure 4 shows the electrode in the form of a Mobius strip;

на фиг.3 изображена схема установки для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей.figure 3 shows a diagram of an installation for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts.

Электрод для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей (фиг.1, 2) выполнен в виде замкнутого кольца из графитированной углеродной токопроводящей ленты 1, содержащей участки 2 из токонепроводящей химически стойкой ткани, например, полипропиленовой. Концы углеродной ленты могут быть соединены в кольцо с поворотом соединяемых концов друг относительно друга на 180° с образованием ленты Мебиуса (фиг.4).The electrode for the electrochemical extraction of metals from solutions of their salts (FIGS. 1, 2) is made in the form of a closed ring of graphitized carbon conductive tape 1 containing sections 2 of a non-conductive chemically resistant fabric, for example, polypropylene. The ends of the carbon tape can be connected in a ring with the rotation of the connected ends relative to each other by 180 ° with the formation of the Mobius strip (figure 4).

Длина участков углеродной ленты L (фиг.1) между участками полипропиленовой ткани обусловлена конструктивными особенностями устройства, электролизера, в котором она используется, а ширина m (фиг.2) обусловлена объемом перерабатываемого исходного раствора солей металлов.The length of the sections of the carbon tape L (Fig. 1) between the sections of polypropylene fabric is determined by the design features of the device, the electrolytic cell in which it is used, and the width m (Fig. 2) is determined by the volume of the processed initial solution of metal salts.

Для фиксации углеродных нитей углеродной ленты 1, ее электроизоляции и более прочного сцепления сшивки торцы ленты заклеены фторопластовой клейкой лентой 3 и соединены с полипропиленовой тканью сшивкой полиэфирными нитями 4 (фиг.3). Расстояние n (фиг.2) между соединяемыми концами графитированной ленты составляет 0,5-1,0 см, которое необходимо и достаточно для прерывания тока на различных участках электрода.To fix the carbon filaments of the carbon tape 1, its electrical insulation and more durable adhesion of the stitching, the ends of the tape are sealed with fluoroplastic adhesive tape 3 and connected to the polypropylene fabric by stitching with polyester threads 4 (Fig.3). The distance n (figure 2) between the connected ends of the graphite tape is 0.5-1.0 cm, which is necessary and sufficient to interrupt the current in different parts of the electrode.

Работа электрода по извлечению металлов из раствора их солей (электроэкстракции) заключается в следующем.The work of the electrode for the extraction of metals from a solution of their salts (electroextraction) is as follows.

Электрод 1 принудительно протягивают через установку, содержащую электролитические ванны 5, 6, 7, 8 с заданной линейной скоростью при помощи тянущих вальцов 9. Сшивки участков электрода поэтому должны обеспечивать прочность сцепления соединяемых концов, быть гидрофобными и химически стойкими в используемых растворах.The electrode 1 is forcibly pulled through an installation containing electrolytic baths 5, 6, 7, 8 with a predetermined linear speed by means of pulling rollers 9. The stitching of the electrode sections must therefore ensure the adhesion of the connected ends, be hydrophobic and chemically stable in the solutions used.

Исходный раствор, содержащий ионы целевого металла, подают в электролитическую ванну 5 (фиг.5), в которой катодом является участок заявленного электрода 1, служащий противоэлектродом стационарного электрода (анода) ванны, выполненного из ленты углеродной графитированной ткани. При пропускании постоянного тока заданной величины в гальваностатическом режиме, значение которого ниже предельного тока извлекаемого металла в данном растворе, происходит восстановление целевых ионов до металла на катоде и обеднение исходного раствора по ионам этого металла. Далее углеродная графитированная лента 1 с извлеченным металлом поступает в ванну 6, являющуюся промывной с подготовленной проточной водой, а после выхода из ванны 6 электрод подвергают сушке горячим воздухом 10. Для продолжения процесса извлечения металла из раствора углеродную ленту 1 протягивают через электролитическую ванну 7, в которой извлекаемый металл переносится с углеродной ленты 1 на катод данной ванны, а для последующей промывки углеродную ленту протягивают через ванну 8 с подготовленной проточной водой и далее при помощи тянущих вальцов 9 снова направляют в ванну 5 с исходным раствором. Подачу электрического тока на электролитические ванны осуществляют через верхние графитовые вальцы 11 и противоэлектроды 12, которые в электролитических ваннах, кроме конечной, выполнены из углеродного графитированного материала, а в конечной электролитической ванне - из углеродного графитированного материла или из фольги металла, аналогичного извлекаемому металлу. Извлекаемый металл в конечной электролитической ванне накапливается на катодах из углеродной ткани или на пластинах металла, аналогичного извлекаемому металлу, выполненных, например, в виде кассет или рулонов.The initial solution containing the ions of the target metal is fed into the electrolytic bath 5 (Fig. 5), in which the cathode is a portion of the claimed electrode 1, which serves as the counter electrode of the stationary electrode (anode) of the bath made of a carbon graphite fabric ribbon. When passing a direct current of a given value in the galvanostatic mode, the value of which is lower than the limiting current of the extracted metal in this solution, the target ions are restored to the metal at the cathode and the initial solution is depleted of this metal ions. Next, the carbon graphite tape 1 with the extracted metal enters the bath 6, which is a wash with prepared running water, and after leaving the bath 6, the electrode is dried with hot air 10. To continue the process of extracting the metal from the solution, the carbon tape 1 is pulled through the electrolytic bath 7, into in which the extracted metal is transferred from the carbon tape 1 to the cathode of the bath, and for subsequent washing, the carbon tape is pulled through the bath 8 with prepared running water and then using their rollers 9 are again sent to the bath 5 with the initial solution. The electric current is supplied to the electrolytic baths through the upper graphite rollers 11 and counter electrodes 12, which in the electrolytic baths, except the final one, are made of carbon graphitized material, and in the final electrolytic bath, they are made of carbon graphitized material or from a metal foil similar to the metal to be extracted. Recoverable metal in the final electrolytic bath is accumulated on cathodes of carbon fabric or on metal plates similar to the recoverable metal, made, for example, in the form of cassettes or rolls.

В стационарном режиме электролиза обеднение раствора по ионам целевого металла восполняется непрерывной подачей исходного раствора.In the stationary electrolysis mode, the depletion of the solution by the ions of the target metal is made up for by the continuous supply of the initial solution.

При нахождении в растворе ионов разных металлов в первую очередь будут восстанавливаться ионы более положительных металлов. Таким образом, при заданном токовом режиме можно селективно извлекать целевые металлы.When ions of different metals are in solution, ions of more positive metals will be reduced first. Thus, at a given current mode, target metals can be selectively extracted.

После одной или двух, а при необходимости, и более стадий извлечения целевого металла из раствора солей, данный участок электрода попадает в ванну, в которой, как противоэлектрод, он является анодом. Металл под действием постоянного тока окисляется и переходит с него (анода) в раствор, а затем восстанавливается на катоде из фольги данного металла или из углеродной ткани.After one or two, and, if necessary, more stages of extracting the target metal from the salt solution, this portion of the electrode enters the bath, in which, as a counter electrode, it is the anode. The metal under the influence of direct current is oxidized and passes from it (the anode) to the solution, and then is restored at the cathode from the foil of this metal or from carbon fabric.

Накопление металла на катоде может происходить сколь угодно долго, однако количество осаждаемого на заявленном электроде металла должно быть таково, чтобы не происходило его осыпания при прохождении через вращающиеся вальцы, и определяется скоростью протяжки через установку при прочих постоянных условиях.The accumulation of metal at the cathode can occur arbitrarily long, however, the amount of metal deposited on the declared electrode must be such that it does not precipitate when passing through rotating rollers, and is determined by the speed of drawing through the apparatus under other constant conditions.

Процесс извлечения металлов из их растворов с помощью заявленного электрода проиллюстрирован примерами.The process of extracting metals from their solutions using the claimed electrode is illustrated by examples.

Пример 1. Исходный раствор содержит катионы трех металлов:палладия 0,2 г/л, меди 0,5 г/л, железа 2,0 г/л. Электрод 1 заправляется в установку, содержащую, по меньшей мере, две электролитические ванны. В первую ванну подают ток, плотность которого при электроэкстракции палладия устанавливают ниже предельного значения тока для ионов в данном растворе, исходя из их концентрации. Это позволяет значительно повысить селективность извлечения, но при снижении степени извлечения данного иона до примерно 90%.Example 1. The initial solution contains cations of three metals: palladium 0.2 g / l, copper 0.5 g / l, iron 2.0 g / l. The electrode 1 is refilled in the installation containing at least two electrolytic baths. A current is supplied to the first bath, the density of which during electroextraction of palladium is set below the current limit for ions in this solution, based on their concentration. This can significantly increase the selectivity of extraction, but with a decrease in the degree of extraction of this ion to about 90%.

После извлечения в первой ванне ионов целевого металла обедненный раствор направляют с прерыванием струи во вторую ванну с более низким значением тока, в которой извлекается еще примерно 90% палладия.After extraction of the target metal ions in the first bath, the depleted solution is sent with interruption of the jet into the second bath with a lower current value, in which approximately 90% more palladium is recovered.

Суммарное извлечение палладия после прохождения электрода через две электролитические ванны составляет около 99%. Таким образом, в растворе остается около 0,002 г/л палладия.The total recovery of palladium after the passage of the electrode through two electrolytic baths is about 99%. Thus, about 0.002 g / l palladium remains in solution.

Далее электрод протягивают через конечную электролитическую ванну, в которой палладий электрохимически переносится на накопительный электрод до накопления на нем определенной массы.Next, the electrode is pulled through the final electrolytic bath, in which palladium is electrochemically transferred to the storage electrode until a certain mass is accumulated on it.

Пример 2. Исходный раствор по примеру 1 подают в установку, увеличенную на две ванны. После экстракции палладия из раствора и последующего его переноса на накопительный электрод, раствор, содержащий катионы меди и железа, направляют в следующую электролитическую ванну, в которой происходит электрохимическое извлечение 99% меди. Затем электрод протягивают через ванну, в которой медь электрохимически переносится на накопительный электрод (катод).Example 2. The initial solution of example 1 is served in the installation, increased by two baths. After extraction of palladium from the solution and its subsequent transfer to the storage electrode, the solution containing copper and iron cations is sent to the next electrolytic bath in which the electrochemical extraction of 99% copper takes place. Then the electrode is pulled through a bath in which copper is electrochemically transferred to the storage electrode (cathode).

В отработанном растворе остается около 0,002 г/л палладия, 0,005 г/л меди и исходное количество железа.About 0.002 g / l palladium, 0.005 g / l copper and the initial amount of iron remain in the spent solution.

Преимуществами заявленного электрода являются следующие:The advantages of the claimed electrode are as follows:

- простота конструкции и эксплуатации;- simplicity of design and operation;

- при соединении концов заявленного электрода в кольцо, особенно с поворотом на 180° в виде ленты Мебиуса вокруг продольной оси, вся поверхность электрода работает в одинаковых условиях, износ электрода идет равномерно, и срок эксплуатации его повышается;- when connecting the ends of the claimed electrode into a ring, especially with a 180 ° rotation in the form of a Moebius tape around the longitudinal axis, the entire surface of the electrode works under the same conditions, the wear of the electrode is uniform, and its service life is increased;

- возможность использования на разных участках электрода различных токовых режимов;- the possibility of using different current modes in different sections of the electrode;

- работа электрода в стационарном режиме.- operation of the electrode in stationary mode.

Claims (5)

1. Электрод для электрохимического извлечения металлов из водных растворов их солей, содержащий ленту из графитированного углеродного токопроводящего материала, отличающийся тем, что электрод содержит участки из токонепроводящей химически стойкой ткани, углеродная лента выполнена из участков, концы которых соединены участками из токонепроводящей химически стойкой ткани с образованием электрода в виде замкнутого кольца.1. An electrode for the electrochemical extraction of metals from aqueous solutions of their salts, containing a tape of graphitized carbon-conductive material, characterized in that the electrode contains sections of a non-conductive chemically resistant fabric, the carbon tape is made of sections whose ends are connected by sections of a non-conductive chemically resistant fabric with the formation of an electrode in the form of a closed ring. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что концы участков углеродной ленты и участки из токонепроводящей химически стойкой ткани, соединенные в замкнутое кольцо, образуют ленту Мебиуса.2. The electrode according to claim 1, characterized in that the ends of the sections of the carbon tape and sections of a non-conductive chemically resistant fabric connected in a closed ring form a Mobius strip. 3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящей химически стойкой ткани использована полипропиленовая ткань.3. The electrode according to claim 1, characterized in that a polypropylene fabric is used as a non-conductive chemically resistant fabric. 4. Электрод по п.3, отличающийся тем, что участки из полипропиленовой ткани соединены с концами участков углеродной ленты путем сшивания.4. The electrode according to claim 3, characterized in that the sections of polypropylene fabric are connected to the ends of the sections of the carbon tape by stitching. 5. Электрод по п.4, отличающийся тем, что торцы концов участков углеродной ленты, сшиваемые с участками из полипропиленовой ткани, зафиксированы фторопластовой клейкой лентой.5. The electrode according to claim 4, characterized in that the ends of the ends of the sections of the carbon tape stitched with sections of polypropylene fabric are fixed with a fluoroplastic adhesive tape.
RU2007113049/02A 2007-04-10 2007-04-10 Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts RU2340708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113049/02A RU2340708C1 (en) 2007-04-10 2007-04-10 Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113049/02A RU2340708C1 (en) 2007-04-10 2007-04-10 Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007113049A RU2007113049A (en) 2008-10-20
RU2340708C1 true RU2340708C1 (en) 2008-12-10

Family

ID=40040876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113049/02A RU2340708C1 (en) 2007-04-10 2007-04-10 Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2340708C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007113049A (en) 2008-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4308122A (en) Apparatus for waste treatment equipment
US4367127A (en) Metals recovery cell and electrode assembly for same
US883170A (en) Electrode for the recovery of metals from solutions by electrolysis.
JP4484414B2 (en) Method and apparatus for adjusting metal ion concentration in an electrolyte fluid, method of using the method and method of using the apparatus
US7056424B2 (en) Cathode for electrochemical regeneration of permanganate etching solutions
GB2343192A (en) Electrochemical cell for metal recovery
CA3045718C (en) Method and apparatus for producing hydrogen having reversible electrodes
US2643222A (en) Method of cathodically descalling and electrode therefor
JP5617240B2 (en) Electroosmotic dehydration method and apparatus
RU2340708C1 (en) Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts
RU65894U1 (en) ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL EXTRACTION OF METALS FROM SOLUTIONS OF THEIR SALTS
CA1273604A (en) Electrodes, electro-chemical cells containing said electrodes, and process for forming and utilizing such electrodes
PL316550A1 (en) Method of electrolytically refining silver in a moebius cell
RU2343231C1 (en) Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts
RU68002U1 (en) INSTALLATION FOR CONTINUOUS SELECTIVE ELECTROCHEMICAL EXTRACTION OF METALS FROM SOLUTIONS OF THEIR SALTS
EP0610946A1 (en) Activated cathode for chlor-alkali cells and method for preparing the same
US3464904A (en) Method for treating metallic sulfide compounds
JPS6026689A (en) Method and device for producing metallic foil by electrodeposition
CN106277694A (en) The anode material of electronic/elastic squeezer of high pressure coupling and installation and application thereof
CN107849715A (en) Electrode assembly for non-ferrous metal electro-deposition
RU2054055C1 (en) Electrolyzer cathodic chamber
TW201303082A (en) Electrolytic recovery method for noble metal
CN205398429U (en) Positive pole filter plate of electronic / high -pressure coupling elasticity squeezer
KR20220046589A (en) Metal recovery from lead-containing electrolytes
JPH07150385A (en) Method for measuring liquidity fluctuation of copper electrolyte and device therefor