Электролитическое извлечение металлов

Использованию электролиза для извлечения металлов осложняется низкой удельной производительностью электролизеров при работе на разбавленных растворах. Поэтому для увеличения интенсивности процессов используют объемные электроды (пластинчатые, объемно-пористые и псевдоожиженные). Подвергаемый обработке раствор пропускают через каналы в теле объемного электрода, потенциал которого поддерживают на уровне, обеспечивающем протекание процесса извлечения с максимально возможной скоростью, т. е. при предельной силе диффузионного тока. Условия электролиза выбирают такими, чтобы было возможно получать металлы в порошкообразной форме. Металл удаляют из нижней части аппарата, где осаждаются частицы, оторвавшиеся от катода под действием сил тяжести.

К объемнопористым относят электроды из гранул металла, частиц или волокон графита. Катодный блок с объемно-пористым электродным материалом состоит из камеры, к боковым перфорированным стенкам которой прижат слой углеграфитового материала, служащего катодом.

Раствор подается через штуцер внутрь блока и, проходя через поры между углеродными нитями в направлении, параллельном протеканию электрического тока, подвергается электролизу. Металл, осажденный на таком электроде, подвергается плавке вместе с материалом наполнителя.

При подведении тока к катоду с фронтальной стороны (обращенной к аноду) по мере продвижения его вглубь электрода потенциал уменьшается. Чем большее значение потенциала задается на фронтальной части электрода, тем на большую глубину будет работать электрод. Однако значение этого потенциала не должно достигать потенциала начала выделения водорода, поскольку это снижает выход по току вследствие блокирования внутренней поверхности электрода и снижению эффективности использования рабочего объема электрода. С помощью объемных электродов удается извлечь медь до остаточной концентрации 0,05 мг/л, ртуть - до 0,005 мг/л, серебро - до 40 мг/л и сурьму - до 5 мг/л.

Псевдоожиженные электроды, представляют собой суспензии электропроводных дисперсных материалов (графита, металла, некоторых оксидов), омывающие расположенные в объеме слоя токосборники. Скорость движения потока такова, что основная масса частиц циркулирует от вершины слоя к основанию, постоянно контактируя с токосборником.

С помощью электролиза можно также выделять металлическую медь из отработанных растворов после операции травления медных плат растворами трехвалентного железа. Для этого содержащий ионы меди и восстановленную форму окислителя (FeCl₂), подают в теплообменник , где его охлаждают рассолом, циркулирующим с помощью насоса . Из теплообменных аппаратов через гидрозатворы и дозирующие емкости раствор подается в электролизеры, на катодах которых выделяется металлическая медь, а на анодах происходит окисление двухвалентного железа в трехвалентное.

Металлическая медь выделяется в виде мелкодисперсного порошка, периодически удаляемого с его поверхности. После от очистки осадка катодный блок возвращают обратно в электролизер. Работа пары электролизеров согласована таким образом,что в период удаления осадка в одном из них другой работает в режиме осаждения металла. Установка работает в автоматическом режиме, что обеспечивает выделение меди и поддержание постоянной ее концентрации в растворе.