[go: up one dir, main page]

RU2209839C2 - Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese - Google Patents

Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese Download PDF

Info

Publication number
RU2209839C2
RU2209839C2 RU2001126666/02A RU2001126666A RU2209839C2 RU 2209839 C2 RU2209839 C2 RU 2209839C2 RU 2001126666/02 A RU2001126666/02 A RU 2001126666/02A RU 2001126666 A RU2001126666 A RU 2001126666A RU 2209839 C2 RU2209839 C2 RU 2209839C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
manganese
solutions
extraction
sulfate
Prior art date
Application number
RU2001126666/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Воропанова
Л.П. Хоменко
Original Assignee
Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воропанова Лидия Алексеевна filed Critical Воропанова Лидия Алексеевна
Priority to RU2001126666/02A priority Critical patent/RU2209839C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209839C2 publication Critical patent/RU2209839C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: extraction of substances by electrical extraction method; ferrous and non-ferrous metallurgy; domestic runoffs. SUBSTANCE: selective extraction of copper from solutions containing manganese is effected by electrical extraction from sulfate and chloride sulfate solutions at separation of metallic copper on titanium cathode and sedimentation of manganese in composition of anode sludge formed on lead anode. Proposed method enhances cleaning of copper from manganese improving quality of cathode copper and waste-free technology. EFFECT: enhanced efficiency and ecological safety. 6 tbl

Description

Электрохимический способ очистки растворов меди от марганца относится к области извлечения веществ электроэкстракцией и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The electrochemical method for cleaning copper solutions from manganese relates to the field of extraction of substances by electroextraction and can be used in non-ferrous and ferrous metallurgy, as well as for the treatment of industrial and domestic wastewater.

Известны способы очистки растворов цветных металлов от марганца [Худяков И. Ф. , Кляйн С.Э., Агеев Н.Г. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов. - М., Металлургия, 1993, С.167] сорбцией металла на анионите с последующей его десорбцией кислым раствором. Known methods for cleaning solutions of non-ferrous metals from manganese [Khudyakov I.F., Klein S.E., Ageev N.G. Metallurgy of copper, nickel, related elements and design of workshops. - M., Metallurgy, 1993, S.167] sorption of metal on anion exchange resin with its subsequent desorption by an acid solution.

Недостатком способа является необходимость обработки большого объема растворов, к тому же необходимо большое число стадий переработки для получения металла, не содержащего примеси марганца. The disadvantage of this method is the need to process a large volume of solutions, in addition, a large number of processing steps are necessary to obtain a metal that does not contain manganese impurities.

Наиболее близкими техническими решениями являются способы очистки растворов цветных металлов от марганца [Худяков И.Ф., Кляйн С.Э., Агеев Н.Г. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов. - М. , Металлургия, 1993, С.166-167] осаждением последнего из нагретых кислых растворов в присутствии окислителей. The closest technical solutions are methods for cleaning solutions of non-ferrous metals from manganese [Khudyakov I.F., Klein S.E., Ageev N.G. Metallurgy of copper, nickel, related elements and design of workshops. - M., Metallurgy, 1993, S.166-167] by precipitation of the last of the heated acidic solutions in the presence of oxidizing agents.

Недостатки способов - наряду с марганцем соосаждается значительное количество цветного металла, к тому же необходимо большое число стадий переработки для получения металла, не содержащего примеси марганца. The disadvantages of the methods - along with manganese, a significant amount of non-ferrous metal is deposited, in addition, a large number of processing steps are necessary to obtain a metal that does not contain manganese impurities.

Задачей изобретения является создание эффективного способа очистки растворов меди от марганца в технологии получения металлической меди. The objective of the invention is to provide an effective method for purifying solutions of copper from manganese in the technology for producing metallic copper.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в получении металлической меди высокой чистоты. The technical result that can be achieved by carrying out the invention is to obtain metallic copper of high purity.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе очистки растворов меди от марганца селективное извлечение меди осуществляется электроэкстракцией из сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов с выделением металлической меди на титановом катоде и осаждением марганца в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде. This technical result is achieved by the fact that in the known method of purifying copper solutions from manganese, selective copper extraction is carried out by electroextraction from sulfate and chloride-sulfate solutions with the release of metallic copper on a titanium cathode and the deposition of manganese in the composition of the anode sludge formed on a lead anode.

Сущность способа поясняется данными табл.1-6, в которых указаны условия проведения электроэкстракции (табл.1-2), результаты спектрального (табл.3) и рентгенофазового (табл. 4 и 5) анализов катодного кобальта и фазовый состав анодных шламов (табл.6). The essence of the method is illustrated by the data of tables 1-6, which indicate the conditions of electroextraction (table 1-2), the results of spectral (table 3) and x-ray phase (tables 4 and 5) analyzes of cathode cobalt and the phase composition of the anode sludge (table .6).

Известно, что медь электролитически выделяется из раствора. По справочным данным, стандартный электродный потенциал реакции
Cu2++2e-->Cu (1)
равен Е0=+0,337 В.
It is known that copper is electrolytically released from solution. According to the reference data, the standard electrode potential of the reaction
Cu 2+ + 2e -> Cu (1)
equal to E 0 = + 0.337 V.

Анионы марганца идут к аноду и выделяются на свинцовом аноде в составе анодного шлама. По справочным данным, стандартный электродный потенциал реакции
MnO2+4H++2e-->Mn2++2H2O (2)
равен Е0=+1,23 В,
реакции
MnO4-->+8H++5e-->Mn2++4H2O (3)
равен Е0=+1,51 В,
реакции
MnO4-->+2H2O+3e-->MnO2+4OH- (4)
равен Е0=+0,588 В.
Manganese anions go to the anode and stand out on the lead anode as part of the anode sludge. According to the reference data, the standard electrode potential of the reaction
MnO 2 + 4H + + 2e -> Mn 2+ + 2H 2 O (2)
equal to E 0 = + 1.23 V,
reactions
MnO 4 -> + 8H + + 5e -> Mn 2+ + 4H 2 O (3)
equal to E 0 = + 1.51 V,
reactions
MnO 4 -> + 2H 2 O + 3e -> MnO 2 + 4OH - (4)
equal to E 0 = + 0.588 V.

Электрохимическим способом из сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов меди (II) и марганца (II) получен катодный металл высокой степени чистоты, который по данным спектрального и рентгенофазового анализов практически не содержит марганец. The electrochemical method from sulfate and chloride-sulfate solutions of copper (II) and manganese (II) obtained a cathode metal of high purity, which, according to spectral and x-ray phase analysis, contains almost no manganese.

При электрохимическом выделении катодной меди из растворов марганец селективно выделяется в составе анодного шлама. During the electrochemical separation of cathode copper from solutions, manganese is selectively released in the composition of the anode sludge.

Электролиз сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов меди (II) и марганца (II) осуществляли в электролизере, в котором анод помещали в ячейку из плотной фильтровальной ткани. Раствор подавали в анодную ячейку и выводили из катодного пространства. The electrolysis of sulfate and chloride-sulfate solutions of copper (II) and manganese (II) was carried out in an electrolyzer in which the anode was placed in a cell made of a dense filter cloth. The solution was fed into the anode cell and removed from the cathode space.

Хлоридно-сульфатные растворы получали добавлением к раствору сульфата меди хлоридов СuСl2 или NaCl, при этом количество хлор-иона не превышало той концентрации, при которой образующийся при электролизе хлор мог бы выделиться в виде газа; расчет проводили с учетом того, что выделяющийся за время эксперимента хлор находится в электролите в растворенном состоянии.Chloride-sulfate solutions were obtained by adding CuCl 2 or NaCl chlorides to the solution of copper sulfate, while the amount of chlorine ion did not exceed the concentration at which chlorine formed during electrolysis could be released as a gas; the calculation was carried out taking into account that the chlorine released during the experiment is in the dissolved state in the electrolyte.

Концентрация ионов меди (II) в исходном растворе находилась в пределах 35-40 г/дм3 по Сu, ионов марганца (II) - в пределах 0,1-10 г/дм3 по Мn, сила тока 0,5-1,5 А, плотность тока 20-70 А/м2, скорость потока 3-7 см3/мин. В процессе электролиза раствор нагревался до температур 50-60oС.The concentration of copper (II) ions in the initial solution was in the range of 35-40 g / dm 3 in Cu, manganese (II) ions in the range of 0.1-10 g / dm 3 in Mn, the current strength was 0.5-1, 5 A, current density 20-70 A / m 2 , flow rate 3-7 cm 3 / min. In the process of electrolysis, the solution was heated to temperatures of 50-60 o C.

Примеры практического применения
В табл. 1-6 представлены результаты электроэкстракции из сульфатных и хлоридно-сульфатных растворов меди.
Practical examples
In the table. Figures 1-6 show the results of electroextraction from sulfate and chloride-sulfate solutions of copper.

Анод - свинец, содержащий 1% серебра, катод - титан. The anode is lead containing 1% silver, the cathode is titanium.

В табл. 1 и 2 даны основные параметры процесса электролиза из раствора сульфатов (табл.1) и из растворов сульфатов и хлоридов (табл.2). In the table. Tables 1 and 2 give the main parameters of the electrolysis process from a solution of sulfates (Table 1) and from solutions of sulfates and chlorides (Table 2).

Медь, выделяющаяся на катоде при плотности тока 23 А/м2, имела блестящую ровную поверхность и практически не содержала примеси марганца и титана. При повышении плотности тока до 46 А/м2 наблюдается образование оксидной пленки на поверхности катодной меди, обращенной к раствору. При плотности тока 70 А/м2 медь окисляется еще в большей степени и выделяется на катоде в виде порошка меди, частицы которого имели поверхностную оксидную пленку.Copper released at the cathode at a current density of 23 A / m 2 had a shiny flat surface and practically did not contain any impurity of manganese and titanium. With increasing current density to 46 A / m 2 , an oxide film is formed on the surface of the cathode copper facing the solution. At a current density of 70 A / m 2, copper is even more oxidized and is released on the cathode in the form of copper powder, the particles of which had a surface oxide film.

Результаты спектрального анализа свидетельствуют о высокой степени селективности извлечения меди на катоде в процессе электрохимической очистки его от ионов марганца (II), содержание марганца не превышало 0,001%, титана не превышало 0,01%. В табл.3 в качестве примера даны результаты спектрального анализа образца катодной меди, полученной в условиях опыта 2 табл.2. The results of spectral analysis indicate a high degree of selectivity for the extraction of copper at the cathode during electrochemical purification of it from manganese (II) ions, the manganese content did not exceed 0.001%, titanium did not exceed 0.01%. In Table 3, as an example, the results of spectral analysis of a cathode copper sample obtained under the conditions of experiment 2 of Table 2 are given.

В табл.4 даны фазовые составы поверхностных слоев меди по данным рентгенофазового анализа. Из данных табл.4 следует, что в поверхностном слое в небольшом количестве образуются интерметаллиды меди и титана, меди и марганца, а также оксиды сложного состава, включающие оксиды меди, марганца и титана. Table 4 gives the phase compositions of the surface layers of copper according to x-ray phase analysis. From the data of Table 4 it follows that in the surface layer in a small amount intermetallic compounds of copper and titanium, copper and manganese are formed, as well as oxides of complex composition, including oxides of copper, manganese and titanium.

В табл.5 дан количественный фазовый состав оксидной пленки и частиц порошка катодной меди по данным рентгенофазового анализа. Table 5 gives the quantitative phase composition of the oxide film and cathode copper powder particles according to x-ray phase analysis.

В табл.6 дан фазовый состав анодного шлама, полученного в условиях опытов табл.1-2, по данным рентгенофазового анализа. В анодном шламе обнаружены сульфаты свинца, марганца, меди и серебра, оксиды и гидроксиды этих металлов различной степени окисления, оксидные фазы сложного состава, содержащие различные металлы, находящиеся в различном валентном состоянии. В составе анодного шлама содержатся соединения одновалентной и двухвалентной меди, перманганитов сложного состава с переменной валентностью входящих в них металлов. Table 6 gives the phase composition of the anode sludge obtained under the conditions of the experiments of Tables 1-2, according to x-ray phase analysis. Sulphates of lead, manganese, copper and silver, oxides and hydroxides of these metals of various degrees of oxidation, oxide phases of complex composition containing various metals in different valences were found in the anode sludge. The anode sludge contains compounds of monovalent and divalent copper, permanganites of complex composition with a variable valency of the metals included in them.

В производстве металлической меди электрохимический способ очистки растворов меди от марганца по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ, включающий высокую степень очистки меди от марганца, хорошее качество поверхности катодной меди, возможность создания безотходной технологии при утилизации анодного шлама, экологическую безопасность процесса. In the production of metallic copper, the electrochemical method of purifying manganese solutions of copper in comparison with the prototype has several advantages, including a high degree of copper purification from manganese, good surface quality of cathode copper, the possibility of creating waste-free technology for the disposal of anode sludge, and the environmental safety of the process.

При электролитическом выделении меди отпадает необходимость в организации специальных стадий очистки растворов меди от примеси марганца, что сокращает количество обслуживающего персонала. With the electrolytic separation of copper, there is no need to organize special stages for cleaning copper solutions from manganese impurities, which reduces the number of staff.

При переходе на экстракционную технологию селективного извлечения меди из растворов сложного состава наличие марганца высокой степени окисления, образующегося в электрохимическом процессе, снижает или полностью ликвидирует остатки растворенной органики, попадающей в раствор в процессе экстракции. When switching to the extraction technology of selective copper extraction from solutions of complex composition, the presence of high oxidation manganese formed in the electrochemical process reduces or completely eliminates the residues of dissolved organics that enter the solution during the extraction process.

Claims (1)

Способ очистки водных медных растворов от марганца, включающий их обработку для осаждения марганца из раствора, содержащего медь и выделение меди, отличающийся тем, что в качестве растворов используют сульфатные и хлоридно-сульфатные растворы, обработку которых осуществляют электроэкстракцией с селективным выделением металлической меди на титановом катоде, а осаждение марганца производят в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде. The method of purification of aqueous copper solutions from manganese, including their processing for the deposition of manganese from a solution containing copper and copper extraction, characterized in that sulfate and chloride-sulfate solutions are used as solutions, the processing of which is carried out by electroextraction with selective separation of metallic copper on a titanium cathode and the deposition of manganese is carried out as part of the anode sludge formed on the lead anode.
RU2001126666/02A 2001-10-03 2001-10-03 Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese RU2209839C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001126666/02A RU2209839C2 (en) 2001-10-03 2001-10-03 Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001126666/02A RU2209839C2 (en) 2001-10-03 2001-10-03 Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2209839C2 true RU2209839C2 (en) 2003-08-10

Family

ID=29245860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001126666/02A RU2209839C2 (en) 2001-10-03 2001-10-03 Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209839C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301287C2 (en) * 2005-07-26 2007-06-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method of the electrochemical purification of the zinc water solution from manganese
RU2591910C1 (en) * 2015-03-18 2016-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Electrowinning of cobalt from aqueous sulphate solutions of cobalt and manganese under static conditions

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU455156A1 (en) * 1973-03-26 1974-12-30 Институт Неорганической Химии И Электрохимии Ан Грузинской Сср The method of separation of copper and manganese from mixed sulphate solutions
SU1397527A1 (en) * 1986-12-30 1988-05-23 Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов Method of extracting manganese from zinc-containing solutions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU455156A1 (en) * 1973-03-26 1974-12-30 Институт Неорганической Химии И Электрохимии Ан Грузинской Сср The method of separation of copper and manganese from mixed sulphate solutions
SU1397527A1 (en) * 1986-12-30 1988-05-23 Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов Method of extracting manganese from zinc-containing solutions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХУДЯКОВ И.Ф. и др. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов. - М.: Металлургия, 1993, с.166-167. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301287C2 (en) * 2005-07-26 2007-06-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method of the electrochemical purification of the zinc water solution from manganese
RU2591910C1 (en) * 2015-03-18 2016-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Electrowinning of cobalt from aqueous sulphate solutions of cobalt and manganese under static conditions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Recovery of precious metals by an electrochemical deposition method
RU2111270C1 (en) Method and installation for extracting and leaching metals from mineral raw materials
US6126720A (en) Method for smelting noble metal
JP2697778B2 (en) Treatment of cupric chloride waste liquid
JP7070209B2 (en) Method for manufacturing high-purity cobalt chloride aqueous solution
US5051187A (en) Process for recovering sulfuric acid
NO139096B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HIGH-RIGHT ELECTROLYTE COPPER BY REDUCTION ELECTROLYSIS
JP2017066520A (en) Method for refining bismuth
CN119585211A (en) An electrochemical device and extraction method for extracting copper from copper-containing wastewater
RU2209839C2 (en) Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of copper from manganese
JP5339967B2 (en) Method for removing chlorine from acidic liquid
RU2212460C2 (en) Electrochemical method of cleaning aqueous cobalt solutions from manganese
RU2205236C1 (en) Electrochemical method of cleaning aqueous solutions of nickel from manganese
KR100686985B1 (en) Nickel recovery method from nickel waste liquid and nickel hydroxide sludge
RU2591910C1 (en) Electrowinning of cobalt from aqueous sulphate solutions of cobalt and manganese under static conditions
Malinovic et al. Treatment of copper cyanide wastewaters in electrochemical batch reactor with stainless steel electrodes
JPH05208813A (en) Method for raising molar ratio of al/cl in aluminum polychloride solution
RU2301287C2 (en) Method of the electrochemical purification of the zinc water solution from manganese
JP2007254800A (en) Method for producing high-purity nickel and high-purity nickel obtained thereby
RU2176279C1 (en) Method for processing secondary gold-containing material to pure gold
JP4882125B2 (en) Silver recovery method
CA3165521A1 (en) Method for recovering metal zinc from solid metallurgical wastes
JP2979087B2 (en) Method for treating wastewater containing selenium (VI) and / or tellurium (VI)
RU2742763C1 (en) Silver-containing raw material processing method
JP7420001B2 (en) Method for producing metal cadmium

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031004