Способ переработки сплавов цветныхметаллов

Сееэ Сфветсних Сермиактнчесних РесаубаикОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оп 804720 Н В 10 РСВОМЮ ЬСЗВУ(51)М Кл с присоединением заявки Мо С 25 С 1/00 С 25 С 5/00(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 150281(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХМЕТАЛЛОВ Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидролитическому разделению компонентов сплавов цветных металлов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ переработки сплавов цветных металлов путем нх растворения и осаждения на катоде одного из компонентов. По этому способу латунь электролитически растворяют в растворе соляной кислоты с получением медного порошка, выделяющегося на катоде и хлористого цинка " в растворе 1.Недостаткавщ известного способа 15 являются строгое ограничение составов сплава и электролита, обязательная очистка электролита от нитрат-, сульат-ионов и солей железа, высокий расход электроэнергии и малая 20 скорость растворения сплава.Цель изобретения - повышение производительности и удешевление процесса.Поставленная цель достигается тем, что растворение сплава осуществляют переменным током или переменным током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждением на катоде компонентов сплава пои 30 2плотности тока 20-700 А/м 1, а в электролит вводят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,1- 15 вес.В.Кроме того, осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине 0,2-0,75 от постоянной,При этом восстановитель постоянно регенерируется на катоде.Для ускорения седиментации восстановительного наиболее положительного компонента сплава в электролит вводят спирты с длиной углеродной цепочки С-Со в количестве 0,1- 30 вес.В. Интенсификация процесса анодного растворения сплава достигается путем наложения переменного тока на постоянный. При этом величина переменной составляющей по напряжению не должна превышать величину постоянной составляющей. Это связано с тем, что при напряжении, превьваающем величину постоянной составляющей, электроды периодически меняют знак своей поляризации на противоположный, в итогеэлектроположительный компонент сплава перестает осаждаться, а катодныйосадок начинает растворяться, что недопустимо.Таким образом, верхний предел величины переменной составляющей выбран равным 0,75 постоянной, а нижний предел - 0,20, что обусловленопрекращением положительного действияпеременной составляющей на анодныйпроцесс растворения сплавов.Ускорение процесса растворениясплава достигается за счет веденияпроцесса под действием переменноготока или переменного тока с постоянной составляющей. Осаждение компонентов сплава иа катоде производят поддействием только постоянного тока.Этим исключается растворение катодного осадка без ограничения доли переменного тока на аноде,Плотность переменного тока нарастворение колеблется в пределах40-1000 А/м, а частота - 10-120 Гц,в зависимости от состава перерабатываемого сплава. В результате такогоприема переработки сплавов, образуется минимальное количество газообразных выделений, так как при растворении сплава почти все количествопрошедшего электричества затрачивается на процесс растворения.Осаждение наиболее положительногокомпонента осуществляют восстановистелем, вводимым в состав электролита.При этом осаждеиие металла происходитбез расхода восстановителя,При химической реакции осажденияэлектроположительного компонентасплава, восстановитель переходит вокисленную форму, которая легко регенерируется в восстановленную действием электрического тока на катодеи вновь вступает во взаимодействие сосаждаеьым компонентом сплава. Процесс осуществляют эффективно в условиях неподвижности электролита илиего ламинарного движения, так каквсякая турбулизация электролита приводит к окислению части восстановителя на аноде и соответственно кувеличению затрат электроэнергии.Восстановитель в электролит вводится в количестве 0,1-15 вес. в зависимости от состава используемых электролитов и перерабатываеыщ сплавов. Верхний предел содержания восстановителя, обусловлен тем, что при его превышении возникает опасность побочных реакций, например, выделение металла восстановителя на катоде и. загрязнение им катодного осадка или осаждение двух компонентов сплава в объеме электролита.При малых концентрациях (менее 0,1) восстановитель не оказывает восстанавливающего действия и при этом уменьшается производительность процесса электролитического разделе, ния сплавов.В качестве восстановителеймогут быть грименены различные солиметаллов (Ге, Т 1, 5 п, Сг и др.), металлоидов (5 е, Те и др.), соли, обладающие восстановительными свойствами (гипофосфит, гипосульфит и др.)и органические восстановители (гидрохинон, аскорбиновая кислота итвдс )Д).я ускорения процесса седиментации частиц восстановленного компонента сплава в электролит добавляютповерхностно активные вещества, которые увеличивают смачиваемость осаждаемых частиц металла, что способствует их коагуляции. Лучшие результа ты достигаются при введении одноосновных спиртов, как неограниченнорастворимых, так и ограничено растворимых с длиной углеродной цепиС -С при концентрации их в электро лите 0,1-30 весПри содержании в электролите спирта более 30 вес. наблюдается егоинтенсивное анодное разложение поддействием тока, что снижает скорость 25 растворения сплава и вызывает образование шламов сложного состава, требующих дополнительной переработки,Поьвмо этого продукты разложенияспирта подавляют действие восстановителя, изменяют рН электролита.Одновременно с регенерацией восстановителя на катоде происходит выделение другого (или других) компонента сплава, при этом катоднаяплотность тока варьируется в пределах 20-700 А/м. Выбранный интервалплотностей тока обусловлен различнойгаммой перерабатываемых сплавов,составами электролитов (кислотные,щелочные, солевые и т.д.) и окис лительно-восстановительной характе"ристикой используемого восстановителя.Способ отработан в лабораторныхусловиях.45 П Р и м е р 1. 100 г сплава, содержащего 70 серебра и 30 меди,перерабатывают в электролизной ячейке под действием постоянного тока,при катодной плотности тока 25- 50 30 А/м . Процесс разделения ведутв сернокислом электролите следующегосостава, ; Н 504 - 6,0, Т 1 (504),3,5, где последний реагент являетсявосстановителем. На катоде в видеплотного осадка выделяется металлическая медь, а в объеме электролитапроисходит восстановление серебрадо металла, который осаждается надно ячейки. В результате проведенного процесса получают 69,97 г порошкообразного серебра и 28,71 г медина катоде. Время процесса составляет 45 мин. П р и м е р 2. 170 г сплава, содержащего 65,4 свинца и 34,6 цин30 35 40 45 55 Тираж 715 Подписное ВНИИПИ Заказ 10825/42 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка, перерабатывают в электролизнойячейке. Растворение сплава осуществляют под действием переменного токас постоянной составляющей, а.осаждение цинка - под действием постоянного тока с плотностью 150-170 А/мЭлектролитом служит 10-ный раствор1 едкого натра с добавкой восстановителя, взятого в количестве 5 вес.,В качестве восстановителя используется гипофосфит натрия, а седиментатора - изопропиловый спирт (в количестве 28 вес,). Процесс ведут прио60-65 СЦинк в процесс осаждаетсяна катоде в виде губки, а свинец восстанавливается в объеме электролитадо металла и осаждается в доннойчасти электролизной ячейки.В результате опыта после отделения электролита получают 110,83 гсвинца в виде металлического порошкаи 58,27. г цинка на катоде. Времяпроцесса составляет 58 мин.П р и м е р 3. Проводится переработка 50 г сплава состава 35 Ац,50 Сц, 15 Еп в электролизной ячейке под действием постоянного токапри катодной плотности тока 650670 А/м и 50 С. Процесс ведут в .электролите состава, : НС 1 - 4,0,йаС 1 - 15,0. В качестве восстановителя используется хлористое олово(ЬпС 1) в количестве 0,1 вес адля седиментации восстановленногокомпонента сплава - бутиловый спиртв количестве 0,3 вес На катодевыделяется металлический осадок сплава меди и цинка, а в объеме происходит восстановление золота в виде металлического порошка. После отделения порошка от электролита, его промывки и сушки получают 17,251 г золота.Выделившийся на катоде медноцинковый сплав вновь подвергнут переработке в сернокислотном электролитепри 30-35 С. Электролит содержит3,5 Н 04, при этом в качестве восстановйтеля используется гипосульфит натрия в количестве 14,5 вес.а для седиментации - этиловый спирт2,5 вес.,1При этом процесс ведут при наложении на постоянный ток переменного,при величине переменной составляющей1/3-1/2 постоянной и катодной плотности тока 360-380 А/м . Медь восстанавливается в объеме электролита дометалла, а цинк осаждается на катоде.В результате переработки получаютв виде металла 24,11 г меди и 7,27 г цинка. Общее время процесса разделения сплава составляет 135 мин.Использование предлагаемого спо-соба переработки сплавов цветных ме-таллов по сравнению с известнымиобеспечивает сокращение количестватехнологических операций, повышениепроизводительности оборудования в1,5-2,5 раза, за счет возможностисовмещения в одной злектролизнойячейке проведения двух технологических процессов, растворения сплаваи разделение его по компонентам иуменьшение образования газообразныхи жидких отходов производства. Крометого, энергетические затраты сокращаются в 2,5-3 раза.Удельный расход электроэнергии,по предлагаемому способу составляет0,6-1,2 кВт/ч на 1 кг перерабатываемого сплава,Способ может быть использован дляэлектролитического рафинирования металлов.Формула изобретения 1. Способ переработки сплавов цветных металлов путем их растворения и осаждения на катоде компонентов сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и удешевления процесса, растворение сплава осуществляют переменным током или переменным током с наложением постоянной составляющей с одновременным осаждением на катоде компонентов сплава приплотности тока 20-700 А/м , а в электролит ввоЯдят восстановитель наиболее электроположительного компонента сплава в количестве 0,1-15 вес2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что осаждение компонентов сплава на катоде ведут под действием постоянного тока с наложением переменной составляющей при ее величине 0,2-0,75 от постоянной.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что восстановитель постоянно регенерируется на катоде.4. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью ускорения седиментации восстановленного5 О наиболее положительного компонентасплава, в электролит вводят спиртыс длиной углеродной цепочки С -Сов количестве 0,1-30 вес,.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР92319, кл, С 25 С 5/00, 1924.