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贵金属回收怎么做(贵金属怎么回收)

贵金属回收怎么做(贵金属怎么回收) 从贵金属液中回收金银的方法——钛网阳极电解法

这种方法在前苏联的工业生产中被广泛使用。它以钛网为阳极,片状或多孔石墨为阴极。流程如图1所示。

图1电解提取金和银的过程

一、贵液电解过程中各部件的行为

来自再生部分的贵金属溶液是含有硫酸的酸性硫脲溶液,其中金和银以硫脲[AUSC(NH2)2]22+和[AGSC (NH2) 2] 22+的络合阳离子形式存在。在电沉积过程中,金的络合离子被还原,在阴极表面析出金。图2显示了当从酸性硫脲溶液中电沉积金时,阴极电位和通过电解质溶液的电流强度之间的关系曲线。图中极化曲线在所研究的条件下在-0.1 ~ 0.25 V范围内,由于极化电流的减小而出现波形。当电位更负时(至- 0.3V),电流再次增加。因此,硫脲溶液中金的电沉积必须在-0.3 ~-0.4 V的阴极电位下进行,才能达到极限扩散电流。阴极电位负至- 0.5V时,氢和一些杂质金属会与金一起在阴极析出,不利于电解沉积。

图2阴极电位φk与电流强度Ik的关系

硫酸在溶液中以阴离子SO42 -的形式存在。在电沉积过程中,它在阳极被氧化分解:

SO42-+2e=SO4

硫酸→SO3+氧气

产生的氧要么与其他原子结合,要么以气态形式从溶液中逸出。SO3与水反应生成H2SO4。

电解过程中,游离的硫脲会在阳极上被强烈氧化,分解出单质硫,使电解液浑浊,污染阴极沉积物,消耗大量硫脲。为了消除这种有害反应,在装有离子交换膜的隔膜电解槽的阴极区进行贵液的电积。隔膜电解槽阳极区采用2%硫酸溶液作为阳极溶液。离子交换膜具有良好的导电性、低的流体渗透性和足够的机械强度。它允许SO42 -进入阴极区域。而硫脲分子不能透过膜,不能到达阳极表面。

因为通常用不溶性钛网或石墨阳极从你的溶液中提取金,所以电解过程的条件、设备、操作方法与可溶性阳极电解有明显的区别。

二。电解方法和条件

贵液的电解方法有间歇循环操作和连续流动操作。

分批循环法是将一批贵重液体泵入高位槽,使其同时流入电解槽的阴极室,各阴极室排出的溶液由离心泵或空气升器泵入高位槽。溶液闭路循环电沉积到规定的金银浓度后,废液返回配制硫脲解吸液,再电沉积第二批贵液。因此,该工艺属于间歇操作。

连续流水法是把贵液抽到高位槽,它从一个电解槽的阴极室流到另一个槽的阴极室。各串联阴极室电积金银后的溶液直接返回配制解吸液。用这种方法,贵重液体在电沉积过程中向下游流动,可以实现连续操作。

间歇过程和连续流动过程的原理基本相同。而连续流水法由于能适应树脂解吸过程中昂贵液体的连续排放而被广泛使用。

电积提金的主要工艺参数是电流密度、溶液温度、流量和槽电压等。在正常条件下,电流密度决定阴极金属的沉积速率和数量。通常,使用的电流密度为20 ~ 50a∕·m2。实践证明,当电流密度从20A∕m2增加到60A/m2时,贵金属在阴极上的沉积速率与电流密度的增加成正比。但当电流密度超过60A∕m2时,电流效率会降低,电能和阴阳极材料的消耗会大大增加。

在电沉积过程中,随着电解液温度的升高,金在阴极上的沉积速度加快。当液体温度从25℃上升到50℃时,金的沉积速率增加了约1.9倍。

可以通过增加溶液的流速来提高电沉积的速度。在这方面,间歇循环法不受树脂解吸过程中贵重液体连续排出的限制,并且比连续流动法更容易提高溶液的线速度。

生产实践证明,适当提高电流密度、溶液温度和流速,可使金银沉积速度提高3 ~ 5倍。正常情况下,金在阴极沉淀的电位为++0.2V

三。电解设备的结构和操作

前苏联的吸附提金厂使用эу-1和эу-1m的多孔阳极电解槽。

片状阳极[图3a]和多孔石墨阴极[图3b]是前苏联科学院西伯利亚分院冶金物理化学研究所(I1ххх11mc CO AHCCCP)研制的两种大表面积阴极,以上两种电解槽都是基于这些电极研制的。

图3片状阴极(A)和多孔石墨阴极(B)的结构

1-电极体;2-石墨材料;3-管接头;4-导电闸刀夹头;5-压紧栅板

片状阴极是由大量垂直排列的极板用垫片隔离组装在框架上而成,总表面积大。在电积过程中,贵重液体从板组的下部供给,然后流过板间的缝隙,产生电积反应。实验表明,片状板的高度可以达到板间距的100倍。如果增加板的高度,板的利用效率会降低。当片状阴极的体积为3.4L时,阴极组的总表面积为5m2。如果采用10片阴极组的电解槽,当金回收率为95%时,每昼夜可处理约5m3的贵液,其效率比同等尺寸的平板阴极电解槽高9倍。

前苏联现在使用多孔石墨阴极,因为它的生产效率比片状阳极高。多孔阴极具有中心室结构,作为阴极导体的石墨材料通过栅盖压在中心室的侧壁上。液体通过管接头供应到阴极,当它穿过石墨纤维的孔隙时,电解沉积过程发生。虽然多孔石墨阴极的外形尺寸与片状阴极相同,但其生产效率比片状阴极高3 ~ 4倍。这是因为石墨材料的表面积很大(1g ввп-66-95石墨材料的表面积为0.3m2),可以沉积更多的金属。在最佳电沉积条件下,1kg石墨可以沉积50kg金属。沉积物中包含的石墨基体材料少于沉积物总重量的2%。

在前苏联,如图4所示的эу-1m电解池用于从昂贵的硫脲溶液中提取金。罐体由钛制成,阴极和阳极的电源母板固定在两侧壁上。外壳内有一个工作空室和一个外部溢流室。溢流室用于接收贵重液体,从该液体中除去部分金。工作室内可安装10个阴极组和11个阳极室空。阳极室由不导电聚乙烯或有机玻璃制成的п形框架组成,框架上设有阳极液的入口和出口,离子交换膜压在钛框架板制成的阳极室侧壁上。在生产过程中,将1% ~ 2%的硫酸溶液注入阳极室,放入钛网阳极。

图4 эу-1m电解槽

1-导电刀;2-电源总线;3槽体;4-导向装置;5-平板;6-阴极;

7-接手;8-阴极和阳极液体排放管;9-隔膜;10-阳极;1-聚乙烯框架板

由于阳极室阳极液体积不大,运行的体积电流密度高达25A∕L,电解时阳极液酸度迅速增加,影响阳极寿命。为了消除酸的影响,在电积过程中,低酸阳极液从高位槽连续供给阳极室,高酸溶液送回高位槽继续循环。

使用вакг-630a/6V硅整流器向电解槽供电。用于给阳极室和阴极室供电的导电刀的一端与电极上的铰链连接,另一端嵌入焊接在导电母板上的弹簧夹中。为了防止不同电荷之间的电接触,阴极组和阳极室通过绝缘固定销固定在电解槽外壳的相应位置。

贵液(阴极液)进入电解槽,从高位槽通过收集管进入阴极组的管接头,再通过石墨电极充满工作室空,最后溢出电解槽。随着电沉积的进行,溶液中的金和银沉积在石墨电极的空间隙中。当电极空间隙逐渐充满金时,溶液通过阴极组的流速逐渐降低。当阴极电解液的流速急剧下降时,表明石墨上的金沉积已经达到最大值。此时应停止电沉积,将阴极组从槽中取出,卸下阴极析出物,然后用新的石墨材料组装阴极进行电沉积。

从液体中电解提取黄金的典型设备连接和工艺流程如图5所示。它包括过滤、电解、阴极沉积物的排放、贵重液体的洗涤、干燥和燃烧。

图5电解部分设备连接及原理流程

1-贵重液体储罐;2-耐腐蚀泵;3-压滤机;4-高位槽;5-电解池;

6-阳极液高位槽;7-空气体分离器;8-空气举;9-阴极组装工作台;

10-卸载阴极沉积物的平台;11-电阻炉;12-用于称量成品的工业天平

储罐1中的贵液由泵2抽送至压滤机3,去除悬浮的泥渣颗粒、木屑和破碎的树脂,防止石墨阴极被泥渣堵塞,降低电解效率和阴极沉积质量。过滤后的贵液溢流到高位槽4中,从高位槽4流入电解槽的阴极室。电积部分金后,贫液从空气升器进入高位槽,然后流入阴极室,进行循环电积,直至溶液中残留金含量达到规定值。

高位槽6中的阳极液被供应到电解槽的阳极室。阳极室排出的高酸液由空气升器送回高位槽,循环使用一段时间至含酸量达到一定浓度后,送至树脂酸处理,高位槽加水。

在引入压缩空气体和水的槽5中洗涤和干燥沉积了最大量金的阴极。即在已沉积金的阴极组中通入5 ~ 10 min的清水,停水后用压缩空气体吹净沉积物中的水。经洗涤和干燥的沉淀物从阴极组排放到平台10。然后,将沉淀物置于电阻炉11中的钛板中,在500-600℃下煅烧。在石墨材料被烧掉后,金属块被称重并送去熔化或储存。

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