RU2736620C2 - Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide - Google Patents

Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide Download PDF

Info

Publication number
RU2736620C2
RU2736620C2 RU2020117370A RU2020117370A RU2736620C2 RU 2736620 C2 RU2736620 C2 RU 2736620C2 RU 2020117370 A RU2020117370 A RU 2020117370A RU 2020117370 A RU2020117370 A RU 2020117370A RU 2736620 C2 RU2736620 C2 RU 2736620C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
extraction
bismuth
cone
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2020117370A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020117370A (en
RU2020117370A3 (en
Inventor
Виталий Евгеньевич Дьяков
Original Assignee
Виталий Евгеньевич Дьяков
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 Виталий Евгеньевич Дьяков filed Critical Виталий Евгеньевич Дьяков
Priority to RU2020117370A priority Critical patent/RU2736620C2/en
Publication of RU2020117370A publication Critical patent/RU2020117370A/en
Publication of RU2020117370A3 publication Critical patent/RU2020117370A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2736620C2 publication Critical patent/RU2736620C2/en

Links

Images

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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes; electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electrolysis cell and electrolyte for extraction of bismuth from lead alloys in electrolyte of sodium hydroxide. Electrolysis cell comprises an anodic heated bath and a cathode bath with a mixer made up of a double mixer made from an upper and a lower mixers, wherein the upper mixer is arranged at the level of the upper level of the cathode bath and consists of a disc and a cone, installed with a gap between the disc and the base of the cone, wherein cone walls are perforated to draw foam electrolyte through perforation of cone and ejection thereof to wall of anode through gap between disc and cone base, lower mixer is made in form of propeller with inclined blades and arranged to allow immersion to bottom, and cathode bath is installed on tray for collection of slurries. Electrolyte for extraction of bismuth from alloys in electrolyte based on sodium hydroxide in electrolysis cell contains 5-10 % of sodium sulphite.
EFFECT: higher extraction of bismuth metal at anode with extraction of 90 % and possibility of maximum separate oxidation of antimony into sludges with extraction of 80 %.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к рафинированию тяжелых цветных металлов электролизом в расплаве солей.The invention relates to the refining of heavy non-ferrous metals by electrolysis in molten salts.

Известен аналог электролизера [1], содержащий анодную ванну предназначенную для расплавления гидроксида натрия. Внутри нее концентрично установлена катодная ванна. Катодный металл и электролит гидроксида натрия в электролизере перемешивается мешалкой.Known analogue of the electrolyzer [1], containing an anode bath designed to melt sodium hydroxide. A cathode bath is concentrically installed inside it. The cathode metal and sodium hydroxide electrolyte in the electrolyzer are stirred with a stirrer.

Недостаток аналога в том, что мешалка не способствует отделению примесей. Мешалка создает только равномерность концентраций образовавшихся соединений и примесей во всем объеме катодного металла и электролита.The disadvantage of the analogue is that the mixer does not contribute to the separation of impurities. The stirrer creates only the uniformity of the concentrations of the compounds and impurities formed in the entire volume of the cathode metal and electrolyte.

В качестве прототипа принят [2. RU 2254389 С1, С22В1 13/06, 20.06.2005] электролизер и электролит для извлечения висмута из свинцовых сплавов в электролите гидроксида натрия.As a prototype adopted [2. RU 2254389 C1, C22B1 13/06, 20.06.2005] electrolyzer and electrolyte for the extraction of bismuth from lead alloys in sodium hydroxide electrolyte.

Способ рафинирования свинца от висмута осуществляется с использованием в качестве электролита расплавленный едкий натр. Электролизер содержит котел с исходным свинцово-висмутовый сплавом с погруженной мешалкой и залит электролитом из расплава едкого натра, в который погружен анод - стальной диск. Из катодного свинца висмут накапливается в электролите в виде суспензии соединений Na3Bi. При выщелачивании электролита в воде соединение разлагается и получают губку висмута. На катоде остается чистый свинец.The method of refining lead from bismuth is carried out using molten caustic soda as an electrolyte. The electrolyzer contains a boiler with an initial lead-bismuth alloy with a submerged stirrer and is filled with an electrolyte from a caustic soda melt, in which an anode - a steel disk is immersed. From cathode lead, bismuth is accumulated in the electrolyte in the form of a suspension of Na 3 Bi compounds. When the electrolyte is leached in water, the compound decomposes and a bismuth sponge is obtained. Pure lead remains at the cathode.

Недостаток прототипа в необходимости дополнительной операции - выщелачивания электролита в воде для выделения губки висмута и при этом имеет место потеря щелочи. Кроме того при переработке сурьмянистого сплава будет получаться сплав висмута с сурьмой.The disadvantage of the prototype in the need for an additional operation - the leaching of the electrolyte in water to isolate the bismuth sponge, and there is a loss of alkali. In addition, when processing antimony alloy, an alloy of bismuth with antimony will be obtained.

Техническим результатом является повышение степени выделения металлического висмута на аноде с обеспечением раздельного максимального окисления сурьмы в шламы. В электролизере в катодную ванну 2 погружена сдвоенная мешалка. Пропеллер нижней мешалки 4, погруженный на дно, снабжен наклонными лопастями, которые обеспечивают при вращении смещение нижних слоев металла к поверхности разделения металла с электролитом. В отличие от мешалки по прототипу, которая обеспечивает равномерную концентрацию примесей по всему объему, предлагаемая нижняя мешалка с наклонными лопастями обеспечивает подъем нижнего слоя с повышенной концентрацией к поверхностному слою металла катодной ванны. Так как катодная ванна установлена на поддоне то стекающий по анодной стенке висмут накапливается в зазоре между стенкой анода и стенкой поддона. Шлам тиосолей сурьмы оседает на поддон и накапливается. Такое разделение способствует слиянию капель висмута в отдельную фазу для разгрузки. Мешалка на уровне верхнего уровня катодной ванны 2 состоит из диска 5 и основания полого конуса 6, стенки которого перфорированы. Поскольку соединение Na3Bi нерастворимо в свинце, как более легкое, чем металл, соединение накапливается в виде пены вместе с не окислившемся Na3Sb на границе между катодным металлом и электролитом. В дополнение к медленной естественной диффузии соединений к аноду верхняя мешалка струйного типа более интенсивно отбрасывает их к аноду. Металл, имеющий больший удельный вес, чем электролит, не вовлекается через перфорацию в полость конуса.The technical result is to increase the degree of release of metallic bismuth at the anode with the provision of separate maximum oxidation of antimony into slimes. In the electrolyzer, a double mixer is immersed in the cathode bath 2. The propeller of the lower agitator 4, submerged to the bottom, is equipped with inclined blades, which provide, during rotation, the displacement of the lower metal layers to the surface of separation of the metal with the electrolyte. Unlike the mixer according to the prototype, which provides a uniform concentration of impurities throughout the volume, the proposed lower mixer with inclined blades ensures the rise of the lower layer with increased concentration to the surface layer of the metal of the cathode bath. Since the cathode bath is installed on a pallet, bismuth flowing down the anode wall accumulates in the gap between the anode wall and the pallet wall. Sludge of antimony thiosalts settles on the pallet and accumulates. This separation facilitates the coalescence of the bismuth droplets into a separate phase for unloading. The stirrer at the level of the upper level of the cathode bath 2 consists of a disc 5 and a base of a hollow cone 6, the walls of which are perforated. Since the Na 3 Bi compound is insoluble in lead, as it is lighter than the metal, the compound accumulates in the form of foam together with unoxidized Na 3 Sb at the interface between the cathode metal and the electrolyte. In addition to the slow natural diffusion of compounds towards the anode, the overhead jet mixer throws them more intensively towards the anode. Metal having a higher specific gravity than the electrolyte is not entrained through the perforation into the cone cavity.

Электролит содержит 5-10% сульфита натрия, который окисляет Sb до прочных соединений окситиостибнатов натрия Na3SbO3 и Na3SbS3 и переводит сурьму в шлам. При прохождении постоянного тока через раствор гидроксида натрия на катоде выделяется натрий, который связывает растворенные в свинце такие примеси, как олово, висмут, сурьма в соединения NaSn, Na3Bi и Na3Sb. Соединение NaSn, хорошо растворимое в щелочи, накапливается в электролите и по мере накопления частично осаждается со шламом.The electrolyte contains 5-10% sodium sulfite, which oxidizes Sb to strong compounds of sodium oxythiostibnates Na 3 SbO 3 and Na 3 SbS 3 and converts antimony into sludge. When a direct current passes through a sodium hydroxide solution, sodium is released at the cathode, which binds such impurities as tin, bismuth, antimony dissolved in lead into compounds NaSn, Na 3 Bi and Na 3 Sb. The NaSn compound, readily soluble in alkali, accumulates in the electrolyte and, as it accumulates, partially precipitates with the sludge.

Таким образом, признаки, характеризующие выполнение мешалки сдвоенной из верхней и нижней мешалок, при этом нижняя мешалка выполнена в виде пропеллера с наклонными лопастями и размещена с обеспечением погружения на дно, а также размещение верхней мешалки на уровне верхнего уровня катодной ванны, являются необходимыми существенными признаками, которые приводят к повышению степени выделения металлического висмута на аноде, и раздельному максимальному окислению сурьмы в шламы.Thus, the features characterizing the implementation of the double mixer from the upper and lower mixers, while the lower mixer is made in the form of a propeller with inclined blades and is placed to ensure immersion to the bottom, as well as the placement of the upper mixer at the level of the upper level of the cathode bath, are essential essential features , which lead to an increase in the degree of release of metallic bismuth at the anode, and a separate maximum oxidation of antimony into slimes.

ЛитератураLiterature

1. Омельчук А.А., Зарубицкий О.Г., Опанасюк В.П., Захарченко Н.Ф., Дьяков В.Е. Поведение многокомпонентных свинцово-оловянных сплавов при катодной поляризации в расплаве гидроксида натрия \\ Укр хим.ж, 2002, т 68, №7-8, с37-43.1. Omelchuk A.A., Zarubitskiy O.G., Opanasyuk V.P., Zakharchenko N.F., Dyakov V.E. Behavior of multicomponent lead-tin alloys at cathodic polarization in sodium hydroxide melt \\ Ukr Khim.zh, 2002, v 68, No. 7-8, p37-43.

2. Пат РФ №2254389 - Способ электрохимического рафинирования свинца от висмута - Чекушин B.C., Бакшеев СП., Олейникова Н.В.; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярская государственная академия цветных металлов и золота" //C22B 13/06; Заявка: 2003132576 от 06.11.2003; Оп 20.06.2005 Би №17.2. RF Pat. No. 2254389 - Method for electrochemical refining of lead from bismuth - Chekushin B.C., Baksheev SP., Oleinikova NV; State educational institution of higher professional education "Krasnoyarsk State Academy of Non-Ferrous Metals and Gold" // C22B 13/06; Application: 2003132576 dated 06.11.2003; Op 20.06.2005 Bi No. 17.

Claims (2)

1. Электролизер для извлечения висмута из свинцовых сплавов в электролите на основе гидроксида натрия, содержащий анодную обогреваемую ванну и помещенную в нее катодную ванну с мешалкой, отличающийся тем, что мешалка выполнена сдвоенной из верхней и нижней мешалок, при этом верхняя мешалка размещена на уровне верхнего уровня катодной ванны и состоит из диска и конуса, установленных с зазором между диском и основанием конуса, при этом стенки конуса перфорированы для втягивания пены электролита через перфорацию и выброса ее к стенке анода через зазор между диском и основанием конуса, нижняя мешалка выполнена в виде пропеллера с наклонными лопастями и размещена с обеспечением погружения на дно, а катодная ванна установлена на поддон для сбора шламов.1. An electrolyzer for the extraction of bismuth from lead alloys in an electrolyte based on sodium hydroxide, containing an anode heated bath and a cathode bath with a stirrer placed in it, characterized in that the stirrer is made double of the upper and lower mixers, while the upper mixer is located at the level of the upper the level of the cathode bath and consists of a disc and a cone installed with a gap between the disc and the base of the cone, while the walls of the cone are perforated to draw in the electrolyte foam through the perforation and eject it to the anode wall through the gap between the disc and the base of the cone, the lower mixer is made in the form of a propeller with inclined blades and placed to ensure immersion to the bottom, and the cathode bath is installed on a sludge collection tray. 2. Электролит для извлечения висмута из свинцовых сплавов в электролите на основе гидроксида натрия в электролизере по п. 1, характеризующийся тем, что он содержит 5-10% сульфита натрия.2. An electrolyte for the extraction of bismuth from lead alloys in an electrolyte based on sodium hydroxide in an electrolytic cell according to claim 1, characterized in that it contains 5-10% sodium sulfite.
RU2020117370A 2020-05-14 2020-05-14 Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide RU2736620C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117370A RU2736620C2 (en) 2020-05-14 2020-05-14 Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117370A RU2736620C2 (en) 2020-05-14 2020-05-14 Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020117370A RU2020117370A (en) 2020-08-06
RU2020117370A3 RU2020117370A3 (en) 2020-08-31
RU2736620C2 true RU2736620C2 (en) 2020-11-19

Family

ID=71949983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020117370A RU2736620C2 (en) 2020-05-14 2020-05-14 Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736620C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514786A1 (en) * 1981-10-20 1983-04-22 Extramet Sa Bismuth removal from molten lead - using mixt. of calcium-magnesium alloy granules, pref. of eutectic compsn.
WO2001079570A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-25 Skw La Roche De Rame Sas Method for eliminating bismuth from molten lead by adding calcium-magnesium alloys
RU2254389C1 (en) * 2003-11-06 2005-06-20 Чекушин Владимир Семенович Method of electrochemical refining of lead from bismuth
RU2418083C2 (en) * 2009-06-19 2011-05-10 Учреждение Российской академии наук Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук Electrolyser for refining lead in salt melt
RU2471893C2 (en) * 2011-10-07 2013-01-10 Виталий Евгеньевич Дьяков Method for electrolytic production of bismuth from alloy containing lead, tin and bismuth, and electrolysis cell for realising said method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514786A1 (en) * 1981-10-20 1983-04-22 Extramet Sa Bismuth removal from molten lead - using mixt. of calcium-magnesium alloy granules, pref. of eutectic compsn.
WO2001079570A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-25 Skw La Roche De Rame Sas Method for eliminating bismuth from molten lead by adding calcium-magnesium alloys
RU2254389C1 (en) * 2003-11-06 2005-06-20 Чекушин Владимир Семенович Method of electrochemical refining of lead from bismuth
RU2418083C2 (en) * 2009-06-19 2011-05-10 Учреждение Российской академии наук Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук Electrolyser for refining lead in salt melt
RU2471893C2 (en) * 2011-10-07 2013-01-10 Виталий Евгеньевич Дьяков Method for electrolytic production of bismuth from alloy containing lead, tin and bismuth, and electrolysis cell for realising said method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020117370A (en) 2020-08-06
RU2020117370A3 (en) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3974049A (en) Electrochemical process
EP0217438B1 (en) Process and apparatus for manufacturing very pure lithium by molten salt electrolysis
US3876516A (en) Copper electrowinning process
US1970973A (en) Electrolyzing process with the use of a mercury cathode
RU2736620C2 (en) Electrolysis cell for extraction of bismuth from lead alloy in electrolyte of sodium hydroxide
Ralston Electrolytic deposition and hydrometallurgy of zinc
US2730493A (en) Process for recovery of copper from cupriferous ore
IL45125A (en) Process for electrowinning of copper values from solid forms thereof
US3333953A (en) Process and apparatus for the precipitation of substances from solution using solid precipitants
US5948140A (en) Method and system for extracting and refining gold from ores
US3464904A (en) Method for treating metallic sulfide compounds
US272391A (en) Antonin thiolliee
US809089A (en) Process of making caustic alkali.
US2944949A (en) Process for the electrolytic separation of titanium from titanium scrap
US3118827A (en) Fused salt electrolysis cell
JPS6267191A (en) Electrolytic collection cell
US1006330A (en) Obtaining zinc and/or copper from complex ores or the like.
RU2254389C1 (en) Method of electrochemical refining of lead from bismuth
US1209835A (en) Process of treating materials electrolytically.
US214344A (en) Improvement in separating metals by electrolysis
US756223A (en) Process of treating low-grade ores and tailings by electrolysis.
US2077332A (en) Process of and apparatus for amalgamating and separating metals
US1755380A (en) Method and means for electrolytic production of light metals
US736036A (en) Apparatus for the recovery of precious metals.
US881527A (en) Process for treating complex cobalt ores and for refining cobalt from nickel, arsenical, and silver-bearing ores.