RU2343231C1 - Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts - Google Patents
Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343231C1 RU2343231C1 RU2007113048/02A RU2007113048A RU2343231C1 RU 2343231 C1 RU2343231 C1 RU 2343231C1 RU 2007113048/02 A RU2007113048/02 A RU 2007113048/02A RU 2007113048 A RU2007113048 A RU 2007113048A RU 2343231 C1 RU2343231 C1 RU 2343231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- electrode
- metals
- conductive
- fabric
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимии и предназначено для электрохимического извлечения металлов из растворов их солей.The invention relates to electrochemistry and is intended for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts.
К таким металлам относятся, например, медь, серебро, золото, платиноиды, редкие металлы.Such metals include, for example, copper, silver, gold, platinoids, rare metals.
Известны устройства, включающие камеры электролизеров с электродами из углеграфитовых материалов, для извлечения металлов, например благородных (пат.RU 2021394 C1, C25C 7/00, 15.10.1994), с электродами из графитированного ватина (пат. RU 2248413 С2, С25С 7/02, 20.03.2005); электролизер для электрохимического извлечения металла из водного раствора, содержащий катод, который включает в себя поверхность осаждения, на которую осаждается металл при электролизе водного раствора, причем во время работы электролизера поверхность осаждения имеет неоднородное электрическое поле, имеющее участки сильного электрического поля, перемеженные участками слабого электрического поля (заявка RU 2005115463 А, С25С 1/00,27.10.2005).Known devices, including the chambers of electrolytic cells with electrodes made of carbon-graphite materials, for the extraction of metals, for example, noble metals (US Pat. RU 2021394 C1,
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для электролитического извлечения металлов из растворов их солей, включающее электролизер, катодная камера которого содержит корпус с перфорированными стенками, разделенный перфорированными токопроводящими перегородками на три секции, углеграфитовые электроды, размещенные в крайних секциях и выполненные в виде ленты, уложенной в секциях зигзагообразно (пат. RU 2054055 C1, С25С 7/02, 10.02.1996) - прототип.The closest analogue of the claimed invention is a device for the electrolytic extraction of metals from solutions of their salts, including an electrolyzer, the cathode chamber of which contains a housing with perforated walls, divided by perforated conductive partitions into three sections, carbon graphite electrodes placed in the outer sections and made in the form of a tape laid in sections zigzag (US Pat. RU 2054055 C1, C25C 7/02, 02/10/1996) - prototype.
Недостатком известного технического решения является его сложность и трудность эксплуатации, а также ограниченный срок эксплуатации в нем электрода.A disadvantage of the known technical solution is its complexity and difficulty of operation, as well as the limited life of the electrode in it.
Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является упрощение конструкции установки при проведении непрерывного электрохимического извлечения металлов, увеличение срока эксплуатации электрода 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 simplify the design of the installation during continuous electrochemical extraction of metals, increase the life of the electrode in 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 установка для непрерывного электрохимического извлечения металлов из растворов их солей содержит, по меньшей мере, две электролитические ванны с исходным раствором, связанные между собой общим движущимся через них с помощью тянущих вальцев электродом, токоподводы из графитовых вальцев и противоэлектроды, при этом общий электрод выполнен из графитированной токопроводящей углеродной ленты, соединенной в замкнутое кольцо, содержит участки из токонепроводящей химически стойкой ткани и установлен с возможностью одновременного извлечения целевого металла из исходного раствора и выделения его в конечной электролитической ванне на накопительном электроде. Ленточный электрод выполнен в виде ленты Мебиуса; в качестве токонепроводящей ткани использована полипропиленовая ткань; участки из полипропиленовой ткани соединены с углеродной лентой путем сшивания; накопительный электрод в конечной электролитической ванне выполнен из углеродной ткани или пластины из металла.The specified technical result is achieved in that the installation for continuous electrochemical extraction of metals from solutions of their salts contains at least two electrolytic baths with the initial solution, interconnected by a common electrode moving through them using pulling rollers, current leads from graphite rollers and counter electrodes, wherein the common electrode is made of graphitized conductive carbon tape connected in a closed ring, contains sections of conductive chemically resistant fabric and installed with the possibility of simultaneous extraction of the target metal from the initial solution and its allocation in the final electrolytic bath on the storage electrode. The tape electrode is made in the form of a Mobius strip; polypropylene fabric is used as a non-conductive fabric; sections of polypropylene fabric are connected to the carbon tape by stitching; the storage electrode in the final electrolytic bath is made of carbon fabric or a plate of metal.
Установка может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну промывную ванну с проточной водой. Противоэлектроды в электролитических ваннах, кроме конечной, выполнены из углеродного графитированного материала, а в конечной электролитической ванне - из углеродного графитированного материала или из фольги металла, аналогичного извлекаемому металлу.The installation may further comprise at least one washing bath with running water. The counter electrodes 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.
Установка выполнена с возможностью селективного извлечения металлов из растворов их солей.The installation is configured to selectively extract metals from solutions of their salts.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображена схема установки, общий вид;figure 1 shows the installation diagram, General view;
на фиг.2 изображена схема электрода, общий вид;figure 2 shows a diagram of the electrode, a General view;
на фиг.3 изображен электрод в виде ленты Мебиуса;figure 3 shows the electrode in the form of a Mobius strip;
на фиг.4 изображен фрагмент электрода, включающий соединенные участки углеродной токопроводящей ленты и токонепроводящей ткани;figure 4 shows a fragment of the electrode, including the connected sections of the carbon conductive tape and conductive tissue;
на фиг.5 изображена схема соединения участков электрода.figure 5 shows the connection diagram of the sections of the electrode.
Установка для непрерывного электрохимического извлечения металлов из растворов их солей (фиг.1) содержит электролитические ванны 1, 2, 3, 4, связанные между собой общим движущимся через них с помощью тянущих вальцов 5 электродом 6, выполненным из графитированной токопроводящей углеродной ленты 7 (фиг.2) в виде замкнутого кольца. Электрод 6 (фиг.2, 5) содержит участки 8 из токонепроводящей химически стойкой ткани. Концы углеродной ленты соединены путем поворота относительно друг друга на 180° (фиг.3) в виде ленты Мебиуса. Участки 8 (фиг.4, 5) выполнены из полипропиленовой ткани и соединены с углеродной лентой 7 сшиванием, например, полиэфирной нитью 9. Для фиксации углеродных нитей углеродной ленты, ее электроизоляции и более прочного сцепления сшивки торцы ленты заклеены фторопластовой клейкой лентой 10.Installation for continuous electrochemical extraction of metals from solutions of their salts (figure 1) contains electrolytic baths 1, 2, 3, 4, interconnected by a common electrode 6 moving through them using pulling rollers 5, made of graphitized conductive carbon tape 7 (Fig. .2) in the form of a closed ring. The electrode 6 (figure 2, 5) contains
Расстояние n (фиг.4) между соединяемыми концами углеродной ленты 7, а соответственно, и длина участка 8 из токонепроводящей ткани, составляет 0,5-1,0 см, что вполне достаточно и необходимо для прерывания тока между участками электрода.The distance n (figure 4) between the connected ends of the
Исходный раствор, содержащий ионы целевого металла, подают в электролитическую ванну 1 (фиг.1), в которой в качестве катода служит углеродная графитированная лента 6, которая с извлеченным металлом поступает в ванну 2, являющуюся промывной с подготовленной проточной водой; после выхода из ванны 2 электрод 6 подвергают сушке горячим воздухом 11. Для продолжения процесса извлечения металла из раствора углеродную ленту 6 протягивают через электролитическую ванну 3, в которой извлекаемый металл переносится с углеродной ленты 6 на катод данной ванны, а для последующей промывки углеродную ленту 6 протягивают через ванну 4 с подготовленной проточной водой и далее при помощи тянущих вальцов 5 снова поступает в ванну 1 с исходным раствором. Подачу электрического тока на электролитические ванны осуществляют через верхние графитовые вальцы 12 и противоэлектроды 13, которые в электролитических ваннах, кроме конечной, выполнены из углеродного графитированного материала, а в конечной электролитической ванне - из углеродного графитированного материала или из фольги металла. Извлекаемый металл в конечной электролитической ванне накапливается на катодах из углеродной ткани или на пластинах металла, выполненных в виде кассет или рулонов.The initial solution containing the ions of the target metal is fed into an electrolytic bath 1 (Fig. 1), in which a carbon graphite tape 6 serves as a cathode, which with the extracted metal enters the bath 2, which is a wash with prepared running water; after exiting the bath 2, the electrode 6 is dried with hot air 11. To continue the process of extracting the metal from the solution, the carbon tape 6 is pulled through an electrolytic bath 3, in which the extracted metal is transferred from the carbon tape 6 to the cathode of the bath, and for subsequent washing, the carbon tape 6 they are pulled through the bath 4 with prepared running water and then, using the pulling rollers 5, it again enters the bath 1 with the initial solution. The electric current is supplied to the electrolytic baths through the upper graphite rollers 12 and counter electrodes 13, 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 graphite material or from metal foil. Recoverable metal in the final electrolytic bath is accumulated on cathodes made of carbon cloth or on metal plates made in the form of cassettes or rolls.
Электрохимическая проработка исходного раствора, восстановление ионов целевого металла в ваннах электролизеров происходит в гальваностатическом режиме при нагрузке ниже предельного тока для данного иона металла в данном растворе, что обусловливает селективность процесса, а при электрохимическом растворении целевого металла с ленточного электрода и перенос его на накопительный электрод в конечной электролитической ванне протекает в специально подобранном растворе для конкретного металла в гальваностатическом режиме при токе, превышающем предельный ток для данного иона металла в этом растворе. При работе в данных условиях различные участки электрода находятся при разной токовой нагрузке разной полярности, а в промежутках между электролитическими ваннами - без тока.The electrochemical study of the initial solution, the reduction of the target metal ions in the electrolytic baths occurs in the galvanostatic mode at a load below the current limit for a given metal ion in this solution, which determines the selectivity of the process, and during the electrochemical dissolution of the target metal from the tape electrode and its transfer to the storage electrode in the final electrolytic bath flows in a specially selected solution for a particular metal in the galvanostatic mode at a current pre yshayuschem limiting current for a given metal ion in the solution. When working under these conditions, different sections of the electrode are at different current loads of different polarity, and in the spaces between electrolytic baths - without current.
Количество электролитических ванн, длина, ширина и скорость протяжки углеродной ленты (электрода) определяют селективность, степень извлечения целевого металла и производительность установки.The number of electrolytic baths, the length, width and speed of drawing a carbon tape (electrode) determine the selectivity, the degree of extraction of the target metal and the performance of the installation.
Процесс извлечения металлов из их растворов иллюстрируется примерами.The process of extracting metals from their solutions is illustrated by examples.
Пример 1Example 1
Исходный раствор содержит катионы трех металлов: палладия 0,2 г/л, меди 0,5 г/л, железа 2 г/л. Электрод 6 заправляется в установку, содержащую, по меньшей мере, две электролитические ванны. В первую ванну подают ток, плотность которого при электроэкстракции палладия устанавливают ниже того значения, которое можно было бы установить исходя из концентрации извлекаемых ионов в данном растворе (предельного тока). Это позволяет значительно повысить селективность извлечения, но при снижении степени извлечения данного иона, до примерно 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.The initial solution contains cations of three metals: palladium 0.2 g / l, copper 0.5 g / l, iron 2 g / l. The electrode 6 is charged into 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 lower than the value that could be set based on the concentration of extracted ions in this solution (limiting current). This can significantly increase the selectivity of extraction, but with a decrease in the degree of extraction of this ion, up to about 90%. 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 2Example 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, подобно примеру 1, 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 катод.The initial solution of example 1 is fed into the installation, increased by two baths. After extraction of palladium from the solution and its subsequent transfer to the storage electrode, like Example 1, 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 the bath, in which copper is electrochemically transferred to the storage 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.
Заявленное изобретение обладает по сравнению с известным уровнем техники рядом преимуществ:The claimed invention has several advantages in comparison with the prior art:
- предельная простота конструкции и эксплуатации;- ultimate simplicity of design and operation;
- посредством общего подвижного электрода и многостадийного электрохимического процесса извлечения металлов возможно селективное, регулируемое по степени, извлечение целевого металла;- by means of a common movable electrode and a multi-stage electrochemical process of metal extraction, selective, degree-controlled, extraction of the target metal is possible;
- высокий процент извлечения металлов;- a high percentage of metal recovery;
- все электрохимические процессы протекают в стационарном режиме;- all electrochemical processes proceed in a stationary mode;
- возможное автоматизирование процесса извлечения металлов;- possible automation of the metal extraction process;
- при исполнении электрода в виде ленты Мебиуса вся поверхность электрода работает в одинаковых условиях, износ электрода происходит равномерно и срок его эксплуатации увеличивается.- when the electrode is executed in the form of a Moebius strip, the entire surface of the electrode works under the same conditions, the wear of the electrode occurs evenly and its service life increases.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113048/02A RU2343231C1 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113048/02A RU2343231C1 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007113048A RU2007113048A (en) | 2008-10-20 |
RU2343231C1 true RU2343231C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40040875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007113048/02A RU2343231C1 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-10 | Facility for continuous electroextraction from solutions of metals' salts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343231C1 (en) |
-
2007
- 2007-04-10 RU RU2007113048/02A patent/RU2343231C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007113048A (en) | 2008-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4470892A (en) | Planar carbon fiber electrode structure | |
KR101022946B1 (en) | Electrolyzer for withdrawing valuable metal which having more contact specific surface area | |
EP1287182B1 (en) | Cathode for electrochemical regeneration of permanganate etching solutions | |
US3819504A (en) | Method of maintaining cathodes of an electrolytic cell free of deposits | |
JP2008515156A (en) | Composite conductive material (COMPOSITECONDUCTIVEMATERIAL) | |
CN101772594B (en) | Improved electrochemical system for metal recovery | |
US20140027301A1 (en) | Selective reductive electrowinning apparatus and method | |
JP5617240B2 (en) | Electroosmotic dehydration method and apparatus | |
CA3045718C (en) | Method and apparatus for producing hydrogen having reversible electrodes | |
US4097346A (en) | Electrochemical oxidation of diacetone-L-sorbose to diacetone-L-ketogulonic acid | |
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 | |
KR0137000B1 (en) | Electro-endosmosis type dehydrator | |
US3622478A (en) | Continuous regeneration of ferric sulfate pickling bath | |
RU65894U1 (en) | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL EXTRACTION OF METALS FROM SOLUTIONS OF THEIR SALTS | |
RU2340708C1 (en) | Electrode for electrochemical extraction of metals from solutions of their salts | |
US4225396A (en) | Vanadium and uranium oxidation by controlled potential electrolysis | |
KR101151564B1 (en) | Electroanalysis gold recovery apparatus with cathode filler | |
JP2015202481A (en) | Electroosmotic dehydrator | |
US5264091A (en) | Method and an electrochemical installation for treating aqueous effluent containing a heavy metal | |
CN205035475U (en) | Combination electrode with adjustable | |
US3445374A (en) | Alkali chloride electrolytic mercury cells | |
Saba et al. | The electroremoval of copper from dilute waste solutions using Swiss-roll electrode cell | |
CN103787568A (en) | Anode for electroosmosis sludge dewatering equipment and manufacturing technology thereof | |
CA1178925A (en) | Apparatus for waste treatment equipment |