Способ переработки медного электролита

СОЮЗ СОВЕтонихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИК А С 1/12 ОХУДАРСТИЕЯ) ДЕЛАМ номитЕт ссср Ретений и ОТКРытий(71) Ханко-металлургический институт АН Казахской ССР(56) 1, РЖ "Химия", реф. 11 Л 268, 1974.2. Авторское свидетельство СССРВ 872601, кл. С 25 С 1/12, 1981. 801148903(54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА электролиэом, включающий его подачу в среднюю камеру трех- камерного мембранного электролизера,. разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса и расхода серной кислоты, в катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/л суммы меди и никеля, 20- 60 г/л лимонной кислоты и 80-150 г/ аммиака, а для подачи в среднюю камеру используют медный электроли рН 0,9-2,0.вИзобретение относится к цветнойметаллургии, а именно к электрорафинированню меди с применением ионитовых мембран,Известен способ переработки медного электролита в мембранном двухкамерном электролизере с нерастворимым анодом, согласно которому электролит вводят в катодное пространство.Одновременно с выделением меди и во О дорода на катоде в анолит извлекается серная кислота за счет переноса сульфат-ионов через анионитовую мембрану.(1.Однако раствор, получаемый по это му способу, загрязнен ионами мышьяка.и сурьмы, очистка от которых требует значительных экономических затрат.Наиболее близким к изобретению 20по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки медного электролита электролизом, включающий его подачу всреднюю камеру трехкамерного мембран ного электролизера, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионитовой мембранами 2.Недостатками известного способаявляются большая энергоемкость, свя - Зрзанная с получением никеля в растворе, ане в виде металлического никеля, для получения которого требуется проведение ряда операций, включая электролиз, и большой расход35серной кислоты.Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса и расхода сернойкислоты.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу переработки медного электролита электролизом,включающему его подачу в среднююкамеру трехкамерного мембранногоэлектролизера, разделенного катионитовой с катодной стороны и анионнтовой мембранами, в катодную камерув режиме замкнутой рециркуляции подают раствор, содержащий 15-50 г/лсуммы меди и никеля, 20-60 г/л лимонной кислоты в 80-150 г/л аммиака,а для подачи в среднюю камеру используют медный электролит с рНрН 0,9-2,0,Способ осуществляют следующим образом.В среднюю камеру трехкамерногоэлектролизера, которая отделена от катодной камеры катионитовой, а от анодной - анионитовой мембранами, поступает электролит процесса электролитического рафинирования меди, Для достаточного переноса. меди и никеля через катионитовую мембрану кислотность электролита, поступающего в среднюю камеру, должна находиться в интервале рН 0,9-2,0. В случае рН менее 0,9 преобладающий перенос ионов водорода через мембрану приводит к уменьшению концентрации меди и никеля в католите, что ухудшает качество катодного осадка. При рН более 2,0 в средней камере образуется осадок арсената меди, загрязняющий поверхность мембран и увеличивающий сопротивление электролита и мембран, что в свою очередь приводит к росту расхода электроэнергии. Этими факторами обусловлен выбор рабочего интервала рН электролита, подаваемого в среднюю камеру.В катодную камеру в режиме замкнутой рециркуляции подается раствор, содержащий, г/л: сумма меди и никеля 15-50; лимонная кислота 20-60 и аммиак 80-150. При прохождении тока из этого раствора на катоде 1совместно осаждаются металлические медь и никель. Это количество металлов все время восполняется переносом ионов меди и никеля из средней камеры, что обеспечивает постоянство ,состава, замкнуто рециркулирующего в катодной камере раствора. Замкнутая рециркуляция раствора, вместо серной кислоты, подаваемой в известном способе, позволяет сэкономить 1,70-1,75 т серной кислоты на каждую тонну никеля. Предлагаемый состав электролита, замкнуто рециркулирующего в катодной камере, обеспечивает хорошее качество катодного осадка (металлическая медь и никель).В анодную камеру подают раствор, содержащий 5-10 г/л серной кислоты. Сульфат-ионы из средней камеры переносятся в анолит, образуя серную кислоту. Процесс ведут при плотности тока на мембранах и электродах 100 А/м .П р и м е р ы 1 - 4, Исследования проводят в лабораторном трехкамерном электролизере, разделенном катионитовой (МК) и анионитовой (МА) мембранами, Объем камер: катодной148903 4ное через раствор, в ка;кдом опытесоставляет 15 А-ч.Результаты опытов приведены втаблице. 3 1 100 мл, средней и анодной по 300 мл. Плотность тока на мембранах и электродах 100 А/м, напряжение 2,1 В. Количество электричества, пропущеностав растворов, г/л Примечание Каме Состояние Си 01 Н 0,0 2,9 12,1 0,0 рН 4,3 рН 8,3 20,8 290 6 атодная,7 Оэ 9 28 в 2,4 6,Аз НН ОН Лимонна кислотаСоставитель В, ЧинкинТехред Ж,Кастелевич Корректор А.Зимокосов Редактор А.Шишкина Заказ 1829/17 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Процесс идет, нормально только при указанных значениях концентрации компонентов. В других случаях катодный осадок получается порошкообраэным или же на мембранах образовываются осадки иэ-за пересыщения около- мембранного пространства медью и никелем, что недопустимо, так как происходит резкое повьппение расхода электроэнергии. При замкнутой рециркуляции состав раствора в катодной камере практически не меняется, что 148903 буказывает на отсутствие необходимости их замены на свежую порцию. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить на катоде качественные медно-никелевые осадки,что устраняет необходимость дальнейших операций по их извлечению в товарный продукт. При этом эа счет 1 О замкнутой рециркуляции католита.экономят 1,70-1,75 т серной кислотына каждую тонну никеля.