close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 05278

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5278
(13) C1
(19)
7
(51) C 25C 1/20
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РЕКУПЕРАЦИИ
ДРАГМЕТАЛЛОВ ИЗ ЛОМА И ОТХОДОВ
(21) Номер заявки: a 19981051
(22) 1998.11.20
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Учреждение Белорусского
государственного
университета
"Научно-исследовательский институт
физико-химических проблем" (BY)
(72) Авторы: Макута Игорь Дмитриевич;
Карпович Руслан Иосифович; Рахманов Юрий Петрович; Корзун Георгий
Михайлович; Дроздович Валерий Брониславович; Ивашкевич Олег Анатольевич; Рахманов Сергей Кимович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (BY)
BY 5278 C1
(57)
Способ электрохимической рекуперации драгметаллов из лома и отходов на основе
меди и ее сплавов, включающий анодное снятие золотого или золото-серебряного покрытия в перфорированных анодных блоках в сернокислом электролите при напряжении 1518 В с переводом этого покрытия в электролизный шлам и последующее извлечение
драгметаллов из электролита, отличающийся тем, что анодное снятие осуществляют при
вибрации анодных блоков с частотой 10-50 Гц, температуре 15-30 °С, начальной анодной
плотности тока 10-15 А/дм2, в качестве сернокислого электролита используют 9-15 М
водный раствор серной кислоты, а извлечение драгметаллов из электролита проводят путем центробежной сепарации.
(56)
Андронов В.П. и др. Опробование драгоценных металлов в полуфабрикатах, изделиях
и отходах производства. - М.: Металлургия. 1980. - С. 176–177.
RU 2090633 C1, 1997.
US 4462879 A, 1984.
JP 56123334 A, 1981.
JP 01017827 A, 1989.
Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к рекуперации драгоценных металлов путем анодной обработки лома на основе меди и ее сплавов с
целью селективного удаления золотого или золото-серебряного покрытия с поверхности
отходов с получением твердого концентрата драгметаллов.
Известен способ электрохимического растворения золота с поверхности металлических отходов за счет их анодной обработки в цианистых электролитах [1]. Недостатками
этого способа, обусловливающими его высокую стоимость и повышенную опасность для
обслуживающего персонала и окружающей среды, являются:
BY 5278 C1
образование в процессе электролиза легколетучего ядовитого цианистого водорода,
растравливание металлической основы в процессе электролиза, вызывающее загрязнение электролита неблагородными металлами и, вследствие этого, необходимость частой
замены электролита и его значительный удельный расход,
необходимость обезвреживания значительных объемов отработанных цианистых растворов,
высокая стоимость электролита [1].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ электрохимического удаления, с переводом в электролизный шлам,
золота с поверхности металлических отходов в концентрированной серной кислоте
(18 моль/л) при напряжении до 50 В и температуре 15-25 °С [2]. Металлический лом и отходы загружают в анодные медные сетчатые корзины, в качестве катодов используются
листы из нержавеющей стали, титана или свинца. После обработки определенного количества позолоченных деталей электролит разбавляют водой в отношении 1:3-1:5, нагревают и дают отстояться 24 часа. Затем электролит сливают сифоном через фильтр, шлам
переносят на фильтр, промывают водой и сушат; в результате получают концентрат, содержащий до 30 % золота и 5 % серебра [2].
Недостатками данного способа, ограничивающими его использование, являются:
высокое напряжение (до 50 В) и, соответственно, значительные энергозатраты при
проведении электролиза,
низкая степень концентрирования драгметаллов (до 35 %),
разбавление электролита водой для извлечения из него золотосодержащего шлама, что
обусловливает необходимость замены электролита и утилизации больших объемов разбавленных сернокислых растворов, содержащих тяжелые металлы.
Задачей заявляемого способа является интенсификация технологического процесса
рекуперации драгметаллов из лома и отходов на основе меди и ее сплавов при снижении
удельных энергозатрат, увеличение степени концентрирования драгметаллов, повышение
экологической безопасности производства.
Поставленная задача достигается тем, что в способе рекуперации драгметаллов из лома и отходов, включающем анодное снятие золотого или золото-серебряного покрытия в
перфорированных анодных блоках в сернокислом электролите при напряжении 15-18 В с
переводом этого покрытия в электролизный шлам и последующее извлечение драгметаллов из электролита, анодное снятие осуществляют при вибрации анодных блоков с частотой 10-50 Гц, температуре 15-30 °С, начальной анодной плотности тока 10-15 А/дм2, в
качестве сернокислого электролита используют 9-15 М водный раствор серной кислоты, а
извлечение драгметаллов из электролита проводят путем центробежной сепарации - наиболее подходящим из известных методов, обеспечивающим необходимую производительность и экологическую безопасность на заключительной стадии процесса рекуперации.
Сущность предложенного способа изложена в примерах, приведенных ниже.
Пример 1.
Берут 8-10 кг металлических контактов (основа - бронза, покрытие - золото с подслоем серебра), полученных в результате демонтажа разъемов-розеток типа СНП (СНП 34135 РВ и т.п.) и содержащих драгметаллы, мас. %:
золото
4,0-4,2
серебро
4,5-4,9.
Указанную лигатуру засыпают слоем высотой 60 см в два перфорированных титановых блока вертикального типа, которые закрепляют на анодной штанге электролизера, содержащего 600 литров 15 М раствора серной кислоты, катоды с общей рабочей
поверхностью 0,2 м2, титановые теплообменники с рабочей поверхностью 0,3 м2 и специальное устройство, обеспечивающее вибрацию анодных блоков с частотой 50 Гц. На электролизер от источника постоянного тока подается напряжение 15 В, обеспечивающее
2
BY 5278 C1
начальную величину тока 1 кА при габаритной анодной плотности тока 15 А/дм2. Рабочая
температура электролита обеспечивается циркуляцией хладагента в теплообменниках.
По мере протекания электролиза величина тока постепенно снижается и через 4-4,5 ч
при незначительном росте напряжения (на 1-3 В) достигает величины 5-10 А, после чего
электролиз заканчивают, обработанную лигатуру выгружают из анодных блоков и промывают; остаточное содержание драгметаллов в бронзовой лигатуре не превышает 10-2 мас. %.
Полученный после отстаивания, декантации и(или) центробежного сепарирования промывных вод осадок, содержащий драгметаллы, присоединяют впоследствии к основному
количеству концентрата, полученному при сепарировании электролита.
Заключительная стадия заявляемого способа состоит в извлечении из электролита
драгметаллов, образующих в процессе электролиза полидисперсный электролизный шлам.
Для этого электролит, содержащий драгметаллы, перекачивается в накопительную ванну
и затем подается на вход проточного центробежного сепаратора, обеспечивающего на выходе остаточную концентрацию драгметаллов в электролите не более 10-2 г/л. Очищенный
электролит перекачивается обратно в электролизер, а накопившийся в сепараторе концентрат, содержащий после промывки и сушки до 90 % драгметаллов (таблица), передается
на аффинаж.
Пример 2.
Берут 2-3 кг металлических контактов (основа - латунь, покрытие - золото), полученных в результате демонтажа разъемов-вилок типа СНП (СНП 34-135 ВВ и т.п.) и содержащих драгметаллы, мас. %:
золото
2,0-2,2.
Указанную лигатуру засыпают слоем высотой 1 см в два перфорированных титановых
блока горизонтального типа и далее проводят процесс аналогично примеру 1 с теми же
показателями по содержанию драгметаллов в концентрате и обработанной лигатуре; отличие состоит лишь в том, что величина начальной токовой нагрузки составляет 0,5 кА
при габаритной анодной плотности тока 10 А/дм2, содержание серной кислоты в электролите - 9 моль/л, частота вибрации - 10 Гц, время электролиза - 2-2,5 часа.
Таблица
Основные показатели прототипа и заявляемого процесса
Достигнутый результат
Прототип
Предлагаемый
190
50
Показатели
1. Энергозатраты на 1 кг драгметаллов в концентрате
(кВт×ч/кг)
2. Содержание драгметаллов в концентрате (%)
35
90
3. Полнота извлечения драгметаллов из отходов (%)
99
99,5
Как показали результаты, полученные для лома на основе бронзы и латуни, концентрация серной кислоты в электролите при сохранении остальных показателей процесса
может варьироваться в пределах от 9 до 15 моль/л. За пределами указанного интервала
наблюдается ухудшение выходных параметров за счет значительного анодного растравливания неблагородной основы (в области низких концентраций) и роста удельных энергозатрат (в области высоких концентраций).
Наложение вибрации на анодные блоки в указанном электролите позволяет значительно увеличить их рабочую загрузку при высокой полноте извлечения драгметаллов из
отходов и, соответственно, интенсифицировать процесс за счет роста токовой нагрузки и
выхода драгметаллов в единицу времени. Так, при проведении процесса по примеру 1, но
без наложения вибрации, полнота извлечения драгметаллов не превышает 32 % при значительном (в 2,5-3 раза) росте удельных энергозатрат и анодном растравливании неблаго3
BY 5278 C1
родной основы. В связи с этим получение сравнительных данных по влиянию вибрации
проводилось также по примеру 2, т.е. в условиях максимально возможного снижения роли
вибрации в процессе электролиза за счет уменьшения веса загрузки и высоты насыпного
слоя. Как следует из полученных результатов (полнота извлечения драгметаллов не превышает 59 % при росте удельных энергозатрат в 2,5 раза и анодном растравливании неблагородной основы), в отсутствие вибрации достижение приемлемой полноты извлечения
драгметаллов возможно лишь при дальнейшем уменьшении количества загружаемой лигатуры и, соответственно, при снижении производительности оборудования.
Сочетание двух факторов - оптимального состава электролита и вибрации анодных
блоков - позволяет снизить удельные энергозатраты, а также избежать анодного растравливания неблагородной основы и, в результате, увеличить содержание драгметаллов в
концентрате по сравнению с прототипом (таблица). Кроме того, использование метода сепарации позволяет осуществить одностадийное извлечение драгметаллов из электролита при
полной его регенерации и последующем многократном использовании - в отличие от прототипа, предполагающего многоступенчатую (разбавление-нагрев-отстаивание-декантацияфильтрация) схему, однократное использование электролита и необходимость утилизации
больших объемов разбавленных сернокислых растворов.
Таким образом, предлагаемый метод позволяет:
интенсифицировать процесс электрохимической рекуперации драгметаллов при невысоких удельных энергозатратах,
увеличить содержание драгметаллов в концентрате,
обеспечить полный рецикл электролита, что снимает проблему утилизации отработанных сернокислых растворов и значительно повышает экологическую безопасность
технологического процесса.
Источники информации:
1. Modern Electroplating. Ed.: F. A. Lowenheim. Third Edition, John Wiley & Sons, Inc.
1974.
2. Андронов В.П., Высоцкий Л.А., Маренков Е.А. Опробование драгоценных металлов
в полуфабрикатах, изделиях и отходах производства. - М.: Металлургия, 1980.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
124 Кб
Теги
05278, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа