NO149822B - Metallanode for elektrolyseceller med vandig elektrolytt og fremgangsmaate til fremstilling derav - Google Patents

Abstract

Metallanode for elektrolyseceller med vandig elektrolytt og fremgangsmåte til fremstilling derav.

Description

Fremgangsmåte for satsvis fremstilling av høyverdig kobber.

Nærværende oppfinnelse angår en metode for satsvis utvinning ved elektrolyse av vesentlig hele den totale mengde kobber i høyverdig form fra elektrolyttoppløs-ninger som er dannet ved oppløsning av ikkejernholdige metaller fra visse malm-konsentrater og lignende.

Før verdifulle metaller, som kobolt, kan

utvinnes fra en oppløsning som inneholder metallene oppløseliggjort eller oppløst, er det først nødvendig og skille fra og utvinne alt kobberet fra oppløsningen. Etterat kobberet er fjernet kan kobolt og gjenværende metaller skilles fra oppløsningen.

Tidligere har fremgangsmåtene som

ble brukt for å skille kobber fra metaller som kobolt, vist seg å være kostbare, tids-forbrukende og krever en stor mengde for-anstaltninger og plass.

Tidligere var det nødvendig å bruke en

eller annen av flere kjemiske fremgangsmåter eller en to-trinns (elektrolytisk eller kjemisk) fremgangsmåte for å skille fra kobberet.

Mest alminnelig brukt for kjemisk adskillelse er: sementasjon med skrapjern, utfelling som et sulfid, utfelling som kob-berkloryr og utfelling med alkali. Hvilken som helst av disse fremgangsmåter vil, hvis riktig utført, kunne skille alt kobberet fra oppløsningen. En stor ulempe for noen eller alle av disse metodene er et tap av metaller som senere må utvinnes fra oppløsningen, sånne som kobolt, nikkel, sink etc. Tapene varierer med den relative konsentrasjon av kobber og andre metaller som skal utvinnes og er vanligvis av en størrelsesorden på fem til femten prosent. Som største ulempen ved noen eller alle disse kjemiske fremgangsmåtene for adskillelse av kobber, er at verdien av kjemisk utvinnet kobber er mindre enn den av elektrolytisk utvunnet kobber.

To-trinnsadskillelsen av kobber fra oppløsning omtalt ovenfor, er en kombina-sjon av elektrolytiske og kjemiske metoder. Her skilles hovedmengden av kobber elektrolytisk og resten skilles ved hjelp av hvilken som helst av de kjemiske fremgangsmåtene omtalt ovenfor. Ulempen ved denne metode er at det krever to innretninger, et elektrolytisk anlegg og et kjemisk anlegg for å skille alt kobberet fra oppløsningen. I tillegg har det kjemiske adskilte kobber alle de ovenfor nevnte ulemper.

I to-trinns arbeidsgangen ovenfor ble det andre kjemiske adskillelsestrinnet for fjerning av små sluttmengder kobber, funnet nødvendig, ettersom elektrolysen ved det første trinnet vedvarer inntil alt kobberet har avleiret seg på elektroden, og små sluttmengder kobber avleirer seg i løsform og antar en mørk farve. Med andre ord var de endelige små avsatte mengder av kobber meget lavverdige og kvaliteten av avleiringen således redusert. Det var derfor ønske-lig å la elektrolysen løpe til det punkt hvor det løse og mørke kobber begynner å av-leire seg på elektroden og å skille den lille gjenværende mengde kobber fra elektrolytten ved den kjemiske to-trinns fremgangsmåte.

Det er nå funnet ut at vesentlig alt kobberet kan utvinnes som høyverdig kobber fra en elektrolytt ved elektrolyse og uten å bruke det andre kjemiske adskillelsestrinnet.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for satsvis utvinning av praktisk talt alt kobber i form av en høyverdig metallisk avleiring fra en kobbersulfat-elektrolytt, som er erholdt ved utlutning av kobbermalmer, i en elektrolysecelle utstyrt med uløselige anoder, og karakteriseres ved at elektrolysen drives med konstant strøm-tetthet også etter at en løs og mørk avleiring av kobber danner seg på katoden inntil elektrolytten praktisk talt er helt utarmet på kobber og at elektrolysen gjentas med frisk elektrolytt, hvorved den mørke kobberavleiring omdannes til høyverdig hårdt kobber.

Det følgende er et eksempel på an-vendelsen av fremgangsmåten på et opp-løsningsekstrakt fra en pyritt-slagg-type, av hvilken det følgende er en typisk ana-lyse:

Prosent

Fe — 52,3 (Overveiende tilstede som FesOs) Cu — 1,70 (Overveiende tilstede som sulfat) Co — 1,05 (Overveiende tilstede som sulfat) Ni — 0,16 (Overveiende tilstede som sulfat) Zn — 0,40 (Overveiende tilstede som sulfat) Mn — 0,40 (Overveiende til stede som sulfat og oksyd)

De oppløselige ikke-jernholdige metaller ekstraheres fra pyritt-slagget eller av-branden med vann ved en syklisk perkola-sjonsutvaskning eller motstrømsdekante-ring og filtrering eller en annen kjent metode. Surhetsgraden av oppløsningsmidde-let kan justeres for å oppnå en sluttopp-løsning med den nødvendige fri syrekon-sentrasjon. Elektrolytten fremstilt således, behandles i overensstemmelse med oppfinnelsen på følgende måte.

Elektrolyttoppløsningen som inneholder kobber, kobolt, nikkel, sink etc, inn-føres satsvis i et flertall elektrolyseceller. Ethvert antall celler kan anvendes, og hver celle kan inneholde ethvert antall katoder og anoder som ønskes av operatøren. En foretrukket anordning er å bruke 15 katoder i hver celle. Hver katode består av en kobberplate på ca. 2,3 m2 overflate.

Som omtalt ovenfor utløper metoden satsvis og hver katode er fortrinnsvis be-handlet ca. 25 ganger elektrolytisk for å fremstille den vanlige kommersielle eller elektrolytiske kobberkatode.

Etter at elektrolytten er ført inn i cel-

lene, forbindes elektrodene med den elek-triske strømtilførsel og elektrolysen begynner.

Det følgende er et eksempel på et typisk forsøk: Ved begynnelsen av elektrolysen er kobberkonsentrasjonen ca. 38 g/l elektrolytt. Strømtilførselen til cellene er ca. 10 amper pr. 0,1 m2 katodeoverflate med omtrent to volt pr. celle. Uten å gjøre noen forandring i strømtilførselen, utarmes oppløsningen på kobber til ca. 0,05 g/l.

Elektrolytten i cellene bør settes i be-vegelse enten ved å boble en kontrollert mengde luft gjennom oppløsningssøylen i cellene eller enkelt ved effektiv resirkula-sjon av elektrolytten gjennom cellene.

Henimot slutten av denne satsvise elektrolytiske behandling av kobberoppløs-ningen, som inneholder kobolt, nikkel, sink etc, mørkner avleiringen på katodene og er ikke lenger sammenhengende. Kobber-avleiringen dannet fra en enkel sats er praktisk talt ubrukelig som elektrolytisk kobber p.g.a. den ennå meget tynne katode. For å utvinne kobber som rent og kvalitets-messig elektrolytisk kobber, festes dette løse kobberet og omdannes til høyverdig hard avleiring overensstemmende med oppfinnelsen, ved igjen å fylle på cellen med frisk elektrolytt og fullføre den elektrokje-miske utskillelse til samme lave kobberinn-hold på 0,05 g/l. Henimot slutten av hver sats vil noe løst og mørkt kobber dannes på katoden, men hver gang festes det p.g.a. avleiringen av kobberet fra den etterføl-gende sats. Tilslutt etterat f. eks. 25 satser er elektrolysert, avbrytes siste sats like før det løse og mørke kobberet dannes, for å fremstille en katode som vil kunne sam-menlignes med de som er fremstilt ved standard elektroutvinnelsesmetoder. Alt det kobberet som er tilbake ved den siste satsen i serien, utgjør den første satsen i den etterfølgende serie.

Renheten og kvaliteten av katodene påvirkes ikke ugunstig ved denne satsvise behandling, ettersom den mørknede og noen ganger ujevne tilstand av katode-overflaten forsvinner, omdannes til høy-verdig kobber når cellen igjen elektrolyse-res med en ny sats av sterk elektrolytt. Ved den dannete katode kan ikke de utskilte kobberlagene dannet fra hvert sats av frisk elektrolytt påvises, ettersom lagene av kobber fra hver sats er så nøye forbundet med hverandre.

Renheten av det dannete kobber på katodene dekker den nødvendige standard. For eksempel gir en sterk elektrolytt med 40 g/l kobber, 20 g/l kobolt, 7,5 g/l sink og 2,5 g/l nikkel en katode bestående av 99,86 pst. kobber, 0,01 pst. kobolt, 0,0015

pst. sink og spor av nikkel.

Den forbrukte elektrolytt utvunnet

ved denne metode, er øyeblikkelig ferdig for

videre behandling for å utvinne noe eller

alt av metaller som finnes i oppløsningen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for satsvis utvinning I

av praktisk talt alt kobber i form av en høyverdig metallisk avleiring fra en kobbersulfat-elektrolytt som er erholdt ved utlutning av kobbermalmer, i en elektrolysecelle utstyrt med uløselige anoder, ka- rakterisert ved at elektrolysen dri ves med konstant strømtetthet også etter at en løs og mørk avleiring av kobber danner seg på katoden inntil elektrolytten praktisk talt er helt utarmet på kobber, og at elektrolysen gjentas med frisk elektrolytt, hvorved den mørke kobberavleiring omdannes til høyverdig, hårdt kobber.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at hver sats av frisk elektrolyttoppløsning opprinnelig har en kobberkonsentrasjon på ca. 40 g/l og i hvilken kobberkonsentrasjonen reduseres til ca. 0,05 g/l.