DE2212099C3 - Vorrichtung zur Ruckgewinnung von Metall aus einer Ionen dieses Metalls enthaltenden Flüssigkeit - Google Patents

Description

mem gemeinsame Elektrode die Kathode vorgesehen Wenn dann zwischen der gemeinsamen Kathode und der einen Anode suwie der anderen Anode ie ein,-dektriscne Gleichspannung angelegt ist, wird d£ rückzugewinnende Metall an den beiden den Anöden ^gekehrten Seiten der Kathode abgeschieden wj! durch die Ruckgewinnung vereinfacht ist. Nach dem Abscheiden des Metalls an der Kathode kann diese entfernt und an einen Abscheider gesandt wnl»n der die Kathode im Falle von Silber als Me!ai dnei *::teren Ruckgcw.nnungspro/eU unterzieht, worauf d,e Kathode m der Vorrichtung erneut verwendet we,den kann. Besteht diese beispielsweise aus oberflächlich «.er durch und durch leitfähig gemachtem kunststoff, kann sie nach einmaligem Gebrauch auch weggeworfen werden.

im folgenden ist die Erfindung an Hand zweier durch die Zeichnung dargestellter Ausfiihrungsformcr, der erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnci) erläutert. Es zeigt

Fig.1 einen Längsschnitt nach der Linie 1-1 in *° F : g. 2 durch eine erste Ausführungsform

l· ι g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in F ι g. 1 durch diese Ausführungsform und

I ig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Längs- *_S schnitt durch eine zweite Ausführungsform

Die Ausführungsform gemäß den Fig 1 und "> besitzt zwei Kammern, die eine einzige oder gemeinsame Kathode 111 ,„ Gestalt einer flachen Metallplatte und zwei Anoden 113 und 115 ebenfalls in Gestalt flacher Metallplatten aufweisen die parallel zueinander im Abstand von der Kathode 111 auf verschiedenen Seiten der Kathode angeordnet sind. Alle Elektroden 111, 113 und 115 bestehen aus rostfreiem Stahl. Es könnten jedoch statt dessen unter bevorzugten Anodenmaterialien auch Kohle oder platinisiertes Titan verwendet werden.

Ein ringförmiger Abstandshalter 117 aus dielektrischem oder isolierendem Material, wie Glas Hartgummi, Holz oder Kunststoff, z. B. Polymethylmethacrylat, ist zwischen die erste Anode 113 und die Kathode 111 geklemmt, so daß eine innere erste Kammer 114 gebildet ist, die Zylinderform hat. Ein entsprechender zweiter Abstandshalter 119 aus isolierendem Material ist zwischen die einander zugekehrten Seiten der Kathode 131 und der zweiten Anode 115 geklemmt, so daß eine zweite zylinderförmige Kammer 121 gebildet ist. Eine zentrale Bohrung 123 in der Kathode 111 dient für beide Kammern als Durchlaß und bildet gleichzeitig die Verbindung zwischen den beiden Kammern.

Für die Zufuhr von Flüssigkeit oder Elektrolyt ist ein Einlaßstutzen 125 vorgesehen, der sich durch den ersten Abstandshalter 117 erstreckt und die Flüssigkeit der ersten Kammer 114 tangential zuführt. Ein entsprechender Auslaßstutzen 127 erstreckt sich tangential von der zweiten Kammer 121 weg ins Freie, damit die Flüssigkeit abgeleitet werden kann.

Um beispielsweise Silber wirksam rückgewinnen und es gleichmäßig ablagern zu können, ist es wesentlich, daß die Flüssigkeit bei ihrer Strömung durch die Kammern sich in heftiger und stetiger Bewegung befindet. Dies wird dadurch erreicht, daß in jeder Kammer eine von zwei gleich ausgebildeten Trennwänden 131 und 133 aus isolierendem Material, wie Kunststoff, beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Phenol-Formaldehyd-Kunslstoff, angeordnet ist. Die erste Trennwand 131 befindet sich mit ihrem äußeren Ende in der Nähe des Einlaßstutzens 125, während ihr inneres Ende der zentralen Bohrung 123 benachbart ist, so daß die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in einer spiralförmigen Bahn von dem durch den Einlaßstutzen 125 gebildeten Einlaß bis zu dom durch die Bohrung 123 gebildeten Auslaß der ersten Kammer 114 strömt. Entsprechendes gilt für die Ströinungsverhältnissc in der zweiten Kammer 121, deren Einlaß durch die Bohrung 123 und deren Auslaß durch den Auslaßstutzen 127 gebildet ist.

Die Trennwände 131 und 133 sind in ihrer Lage nicht nur durch die Elektroden, sondern außerdem durch die Turbulenz verbessernde Stützen 135 gehalten, die, auf die jeweilige Kammer verteilt, an einer oder beiden der einander gegenüberliegenden Elektroden in irgendeiner Weise befestigt sind, beispielsweise durch Einbetten. Die Stützen 135 können aus denselben Materialien bestehen wie die Trennwände 131 und 133. Wenn die Trennwände hinreichend steif sind, werden besondere Stützen nicht benötigt.

Die Einzelteile der Ausführungsform können in irgendeiner Weise zusammengehalten werden, beispielsweise mittels mehrerer Bolzen 139, deren einen elektrischen Kontakt gebende Berührung mit der Kathode 135 durch sie umgebende isolierende Hülsen 141 vermieden ist. Statt der Hülsen würde aber auch ein ausreichender Abstand geniigen.

Die beschriebene erste Ausführungsform hat sich bei der Rückgewinnung von metallischem Silber aus photographischen Fixierlösungen, die komplexe Silbersalze enthalten, im Versuch bewährt. Die Kammern 114 und 121 waren je 25_:4 mm hoch, was auch für die Trennwände 131 und 133 gilt. Die Breite des zwischen den einzelnen Windungen der Trennwände bestehenden Kanals war ungefähr 10 mm. Jede der Anoden hatte ungefähr eine Fläche von 9,29 dm², die der Kathode gegenüberlag. Die Kathode hatte eine sich auf beide Seiten verteilende Gesamtfläche von ungefähr 18,58 dm-'. Alle Elektroden waren ungefähr 4,77 mm dick und bestanden, wie erwähnt, aus rostfreiem Stahl. Die Vorrichtung wurde mit einer Stromdichte von ungefähr 1345 bis 16l5mA/dm-' betrieben, wobei die Flüssigkeit mit einem Durchfluß von 32 l/min durchgepumpt wurde. An beiden Seiten der Kathode ergab sich ein guter, harter Silberüberzug, wenn die zu behandelnde Flüssigkeit zwischen 0,95 und 5,1 g/l Silber enthielt. Sulfidbildung trat nicht auf.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 3 stimmt mit dem in Fig. 1 in der oberen Hälfte dargestellten Teil der ersten Ausführungsform überein. Jedoch tritt die die Kammer 114' verlassende Flüssigkeit anstatt in eine Bohrung in der Kathode 111' in einen von einer Bohrung aufgenommenen Auslaßstutzen 145 ein und wird entfernt oder wieder in Umlauf gesetzt. Natürlich bildet sich bei dieser Ausführungsform nur auf der einen Seite der Kathode 11Γ eine Schicht aus Silber, während die anderen wichtigen Vorteile der Erfindung gewahrt bleiben.

Es ist ganz allgemein als vorteilhaft zu bezeichnen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung als wegwerfbare Einmal-Zelle ausgebildet werden kann, wodurch mögliche Kurzschlüsse vermieden werden, die entstehen können, wenn sich Silber an den iso-

licrcndcii Abstandshaltern abgelagert hat und von der Kathode zur Anode eine leitende Brücke bildet. Je öfler eine bestimmte Vorrichtung oder Zelle benutzt wird, desto wahrscheinlicher wird dieser Fall einmal eintreten.

An dieser Stelle seien die wichtigsten Merkmale und wesentlichen Vorteile der erfindungsgcmüßen Vorrichtung zusammengefaßt:

1. Die Strömung der Flüssigkeit durch einen spiralförmigen Kanal sorgt durch und durch für eine gleichförmige Bewegung, die zu einer gleichmäßigen Silberabscheidung führt.

2. Die abgedichteten Kammern erlauben durch externes Pumpen eine sehr starke Bewegung der Flüssigkeit.

3. Bei einem nominalen Durchfluß von 32 l/min wird eine vollturbulentc Strömung mit einer hohen Reynoldszahl von über 30 ()(·() erreicht.

4. Stützen (135) zwischen den Windungen der spiralförmigen Trennwände dienen zum Aufwirbeln, um zu verhindern, daß sich bewegungslose Grenzschichten bilden. Dadurch wird der Massentransport verstärkt.

5. Eine hohe Stromdichte als Ergebnis starker Bewegung ergibt einen verbesserten Wirkungsgrad und vermindert die Gefahr chemischer Reaktionen, bei Silber als Metall, also die Sulfidbildung.

6. Es gibt keine sich bewegenden Teile, die eine Wartung benötigen.

7. Die Herstellungskosten sind gering. Teile aus Kunststoff können gegossen werden. Die flachen Elektroden lassen sich leicht herstellen.

<S. Der Aufbau ist einfach und kompakt.

9. Die Vorrichtung läßt sich leicht auseinandernehmen, so daß das Metall (Silber) von der Kathode abgeschabt oder auf andere Weise entfernt werden kann.

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Bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen sind die Elektroden aus Metall gefertigt. Die Elektroden brauchen aber nicht aus Metall zu bestehen. Sie könnten statt dessen auch aus Kunststoff gefertigt sein, der an der oder den Oberflächen mit Metall beschichtet ist, das von der Flüssigkeit benetzt wird, aus der Metallionen entfernt werden sollen. Die Elektroden könnten auch aus Kunststoff bestehen, der mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt ist. oder sie könnten aus Kohle bestehen.

In denjenigen Fällen, in denen iinc Elektrode aus Kunststoff besteht, der nicht mit elektrisch leitendem Material gefüllt ist, kann der Abstandshalter und/ oder die Trennwand einstückig mit der Elektrode ausgebildet, beispielsweise gegossen sein. So könnte bei der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 die Anode 113 aus Kunststoff gefertigt und es könnten der Abstandshalter 117 und die Trennwand 131 einstückig mit der Anode 113 ausgebildet sein. Entsprechendes gilt für die Anode 115 und den Abstandshalter 119 sowie die Trennwand 133. Diejenigen Seiten der Anoden, die in das jeweilige Kammerinnere zeigen, wären dann mit Metall beschichtet. Die Kathode 111 kann aus Metall, Kohle oder Kunststoff bestehen, der beidseitig mit Metall beschichtet ist. Statt dessen käme auch mit elektrisch leitendem Material gefüllter Kunststoff in Frage. Wahlweise könnte die Kathode 111 aus Kunststoff bestehen, wobei die Abstandshalter 117 und 119 sowie die Trennwände 131 und 133 einstückig mit der Kathode ausgebildet sein könnten. In diesem Fall würde sich als Anodcnmaterial Metall, Kohle, mit Metal] beschichteter Kunststoff oder mit leitendem Material gefüllter Kunststoff eignen. Es ist nicht notwendig, sowohl den Abstandshalter als auch die Trennwand einer Kammer an derselben Elektrode auszubilden.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 könnten der Abstandshalter 117' und die Stützen 135' einstückig mit der Kathode oder Anode ausgebildet sein. Es könnten aber auch die Stützen mit der einen Elektrode und der Abstandshalter mit der anderen Elektrode einstückig ausgebildet sein.

Falls die Trennwand mit einer der Elektroden ein Stück bildet, brauchen die Stützen 135 an sich nicht vorgesehen sein. Es ist dann aber zu empfehlen, an der Trennwand Erhebungen vorzusehen, weiche die Turbulenz in ähnlicher Weise fördern wie die Stützen 135.

Bei der ersten Ausführungsform gemäß den Fi g. 1 und 2 ist die mittlere Elektrode zweckmäßigerweise die Kathode 111, während die beiden äußeren Elektroden die Anoden 113 und 115 sind. Die Rollen der Elektroden könnten aber auch vertauscht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

1 2 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da- Patentansprüche: durch gekennzeichnet, daß die den beiden Kam-

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von Metall mern gemeinsame Elektrode einstückig mit den aus einer Ionen dieses Metalls enthaltenden Abstandshaltern ausgebildet und aus Kunststoff Flüssigkeit, mit mindestens einer flüssigkeitsdich- 5 gefertigt ist und daß die gemeinsame Elektrode ten Kammer, die durch zwei einander gegenüber- beidseitig mit einem elektrisch leitenden Belag liegende Elektroden und einen elektrisch isolie- versehen ist.

renden, die Elektroden im Abstand voneinander 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gehaltenden Abstandshalter begrenzt ist und einen kennzeichnet, daß die einander entsprechenden Einlaß sowie einen Auslaß für die durch die io getrennten Elektroden jeweils mit den ihnen zuKammer strömende Flüssigkeit aufweist, wobei geordneten Trennwänden und/oder Abstandv der Abstandshalter eine im wesentlichen zylin- haltern einstückig ausgebildet und aus Kunststoff drische Innenwand der Kammer bildet, die eine gefertigt sind und daß die der gemeinsamen Elek-Ekktrode mit einem der Durchlässe versehen ist trode zugekehrten Seiten der getrennten Elektro- und der andere Durchlaß im wesentlichen tan- 15 den mit einem elektrisch leitenden Belag vergential in die Kammer mündet, nach Patent sehen sind.
2 006470, gekennzeichnet durch eine in

der Kammer (114, 121; 114') angeordnete spiral-

förmige Trennwand (131, 133; 131') aus elektrisch isolierendem Material, die mit dem Ab- 20
Standshalter (117, 119; 117') und den Elektroden

(111, 113, 115; 111', 113') einen im wesentlichen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückspiralförmigen Strömungsweg für die Flüssigkeit gewinnung von Metall aus einen Ionen des Metalls bildet, der einerseits an dem tangential in die enthaltenden Flüssigkeit, mit mindestens einer flüs-Kammer mündenden Durchlaß (125, 127; 125') 45 sigkeitsdichten Kammer, die durch zwei einander und andererseits an dem in der einen Elektrode gegenüberliegende Elektroden und einen elektrisch (111; 111') im wesentlichen zentral ausgebildeten isolierenden, die Elektroden im Abstand vonein-Durchlaß (123; 145) endet. ander haltenden Abstandshalter begrenzt ist und

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich- einen Einlaß sowie einen Auslaß für die durch die net durch mehrere Stützen (135; 135') aus elek- 30 Kammer strömende Flüssigkeit aufweist, wobei der trisch isolierendem Material, die sich von einer Abstandshalter eine im wesentlichen zylindrische Elektrode zur anderen durch die Kammer (114, innenwand der Kammer bildet, die eine Elektrode 121; 114') erstrecken und die Trennwand (131, mit einem der Durchlässe versehen ist und der 133; 131') berühren. andere Durchlaß im wesentlichen tangential in die

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 35 Kammer mündet, nach Patent 2 006 470.

durch gekennzeichnet, daß der tangential in die Diese aus dem Patent 2006470 bekannte RückKammer (114; 114') mündende Durchlaß als gewionungsvorrichtung liefert eine verhältnismäßig Einlaß (125; 125') und der in der einen Elek- hohe Rückgewinnungsrate, die ganz wesentlich von trode (111; 111') ausgebildete Durchlaß als Aus- einer kräftigen Bewegung der die Ionen enthaltenden laß (123; 145) vorgesehen ist. 40 Flüssigkeit abhängt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der bei- die bekannte Vorrichtung zur Erzielung einer noch den Elektroden einstückig mit der Trennwand höheren Rückgewinnungsrate dahingehend zu verausgebildet und aus Kunststoff gefertigt ist und bessern, daß auf die Strömungsverhältnisse Einfluß daß diese Elektrode an ihrer der anderen Elek- 45 genommen wird.

trode zugekehrten Seite mit einem elektrisch lei- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch

tenden Belag versehen ist. eine in der Kammer angeordnete spiralförmige Trenn-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - wand aus elektrisch isolierendem Material, die mit bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der bei- dem Abstandshalter und den Elektroden einen im den Elektroden einstückig mit dem Abstands- 50 wesentlichen spiralförmigen Strömungsweg für die haller ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt Flüssigkeit bildet, der einerseits an dem tangential ist und daß diese Elektrode an ihrer der anderen in die Kammer mündenden Durchlaß und anderer-Elektrode zugekehrten Seite mit einem elektrisch seits an dem in der einen Elektrode im wesentlichen leitenden Belag versehen ist. zentral ausgebildeten Durchlaß endet. Demnach be-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 55 rührt die eine spiralförmige Kante der Trennwand bis 3, gekennzeichnet durch eine zweite, gleich die eine Elektrode und die andere Kante die andere der ersten gebildete Kammer (121), wobei die Elektrode. Als Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen der ersten Kammer (114) zugeordnete eine Elek- Vorrichtung ist wiederum die Rückgewinnung von trode (111) mit der der zweiten Kammer (121) Silber aus silberhaltigen photographischen Fixierzugeordneten entsprechenden Elektrode (111) 60 lösungen zu nennen.

identisch ist und den im wesentlichen zentral aus- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorgebildeten Durchlaß (23) aufweist. richtung nach der Erfindung ist eine zweite, gteich

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- der ersten Kammer gebildete Kammer vorgesehen, kennzeichnet, daß die den beiden Kammern ge- wobei die der ersten Kammer zugeordnete eine Elekmeinsame Elektrode einstückig mit den Trenn- 65 trode mit der der zweiten Kammer zugeordneten wänden ausgebildet und aus Kunststoff gefertigt entsprechenden Elektrode identisch ist und den im ist und daß die gemeinsame Elektrode beidseitig wesentlichen zentral ausgebildeten Durchlaß aufmit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist. weist. Zweckmäßigerweise wird als den beiden Kam-