DE69419970T2

DE69419970T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Elektroplattierung

Info

Publication number: DE69419970T2
Application number: DE69419970T
Authority: DE
Inventors: Albert William Gale; John David Crowther Hemsley; Adrian Schwalb
Original assignee: Enthone OMI Inc
Current assignee: MacDermid Enthone Inc
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2014-05-28
Also published as: EP0627502A2; DE69419970D1; EP0627502A3; JPH07145496A; ES2137324T3; US5486272A; EP0627502B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Metallen in metallischer Form aus Lösungen ihrer Salze. Solche Verfahren werden oft als "Elektrogewinnungs"-Verfahren bezeichnet. Sie werden verwendet, um Metalle aus Erzen, z. B. durch Behandlung von Auslauglösungen aus Erzhalden, zu gewinnen. Sie werden auch verwendet, um den Gehalt an Metallionen im Abwasser von chemischen Prozessen und von industriellen Prozessen, z. B. bei der galvanischen Beschichtung, und neuerdings bei der Herstellung gedruckter Leiterplatten, aus toxischen Metallösungen zu reduzieren.
Die Erfindung wird unter besonderer Bezugnahme auf die Entfernung von Metallionen, z. B. von Kupfer, aus dem Abwasser von galvanischen Verfahren beschrieben.
Ein solches Verfahren des Standes der Technik, welches in Großbritannien eine beträchtliche Akzeptanz auf dem Markt gefunden hat, ist in GB 1423369 veröffentlicht. Dieses läßt das Ausgangsmaterial durch einen oben offenen Tank, welcher flache oder gebogene steife Plattenanoden aus Materialien, z. B. aus mit Platin beschichtetem gitterförmigem Titan, und Kathoden aus ähnlichem Material oder Edelstahlplatten enthält, in Anwesenheit von kleinen nichtleitenden Perlen mit einem Durchmesser von meist 0,5 bis 2 mm hindurchfließen. Diese bilden entsprechend der Beschreibung ein Fließbett. Auf den Kathodenflächen wird eine Metallfolie abgelagert. Wenn die Kathode eine Edelstahlplatte ist, neigt die Metallfolie dazu, sich an den Kanten abzulösen, einen Kontakt zur benachbarten Anode herzustellen und das System kurzzuschließen. Dieser Effekt kann in seiner Häufigkeit durch sorgfältiges Aufrauhen der Kathodenoberflächen durch den Operator vor jedem Abscheidungszyklus vermindert werden.
Die Perlen neigen auch dazu, aus dem Bad zu entweichen, und die Durchflußgeschwindigkeiten müssen unterhalb bestimmter Grenzen gehalten werden, um dieses Geschehen zu stoppen.
Das System, welches offen ist, gestattet das Entweichen des gesamten Sauerstoffes, Wasserstoffes oder Chlors, welche durch die Elektrolyse erzeugt werden, in die Atmosphäre.
Das Dokument GB 1423369 befaßt sich mit den Grenzen der Stromdichte infolge der begrenzenden Wirkung der Diffusionsgeschwindigkeit der Ionen durch die Grenzschicht. Es stellt auch fest, daß "vorgeschlagen wurde, einen schnell durch die Kammer fließenden Elektrolyt zu verwenden, um die Grenzschicht aufzubrechen". Es erwähnt ebenfalls die Verwendung von rotierenden Elektroden und als dritte Möglichkeit die Ausbildung der Kathode als ein Fließbett von leitendem Material.
Es stellt ebenfalls fest, daß durch Anwendung dieses Systems höhere Stromwirkungen erzielt werden, welche "weit größer waren als die, welche mit ähnlichen Konzentrationen unter Verwendung von Kammern mit schnellfließendem Elektrolyt erzielt wurden...". Es trifft keine Aussage dazu, was unter "schnellfließend" zu verstehen ist. GB 1423369 wurde am 4. Februar 1976 veröffentlicht, und dieses Vorurteil bestand bis 1993 fort, seitdem das Verfahren nach GB 1423369 sich im wesentlichen auf dem gesamten britischen Markt durchgesetzt hat.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Metall aus einer Lösung, welche gelöste Metallionen enthält, wie es im anliegenden Patentanspruch 1 beschrieben ist.
Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zur Entfernung von Metall aus einer Lösung, welche gelöste Metallionen (im weiteren als Ausgangsmaterial bezeichnet) enthält, ein Durchfließen des Ausgangsmaterials durch einen ringförmigen Raum, dessen innere Oberfläche zu den Metallionen kathodisch ist, und dessen äußere Oberfläche in einer solchen Weise anodisch ist, daß der Durchfluß turbulent und vorzugsweise hochturbulent ist. Geeigneterweise sind die Anode und die Kathode konzentrische Rohre, mit einem dazwischen befindlichen Raum, z. B. koaxiale zylindrische Rohre.
Dies überwindet das Problem der Ablösung, indem ein glatter Zylinder von reinem feinkörnigem Metall abgeschieden wird.
Tatsächlich wurde gefunden, daß, statt die Kathodenoberfläche aufzurauhen, es vorteilhafter ist, diese zu polieren, um das Ablösen zu erleichtern.
Das Ablösen wird auch durch Anordnung eines oder mehrerer nichtleitender Streifen entlang der Kathode, von welchen die abgelagerte Metallschicht abgelöst werden kann, erleichtert. Als beste Anordnung hat sich herausgestellt, wenn der Streifen eine Dicke aufweist, die im wesentlichen dem Abstand zwischen der Kathode und der Anode gleich ist. Ein solcher Ablösestreifen erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Kathode, z. B. parallel zu deren Achse. Er braucht nicht breit zu sein, es genügen einige Millimeter, z. B. 3 bis 5 mm. Es können mehr als ein solches Distanzstück, z. B. 2, 3, 4 oder mehr, vorzugsweise um den Umfang gleichmäßig beabstandet, eingesetzt werden. Der Streifen kann, falls erforderlich, lediglich in der Funktion zur Ablösung des Niederschlages verwendet werden, und entfernbare Nasen oder Schrauben, welche in die Kathodenoberfläche einfügbar sind, z. B. drei, welche gleichmäßig beabstandet um den Umfang, z. B. an einem, jedoch vorzugsweise an beiden Enden angeordnet sind, können vorhanden sein. Eine solche Anordnung mit einem ablösbaren Streifen ist wirksam, jedoch wird die Stillstandszeit verlängert, weil solche Nasen entfernt werden müssen, bevor der Niederschlag leicht abgelöst werden kann. Es wird angenommen, daß die beste Anordnung aus drei Streifen, z. B. aus Polyvinylchlorid besteht, welche gleichmäßig beabstandet um den Umfang angeordnet sind und sich über die volle Länge der Kathode und vorzugsweise durch den ringförmigen Raum zwischen Kathode und Anode erstrecken, so daß der erforderliche Raum erhalten bleibt. Die Aufrechterhaltung einer gleichen Breite des Raumes um den gesamten Umfang und über die gesamte Länge ist in hohem Maße erwünscht, weil dadurch der Aufbau dickerer Niederschläge in einem einzigen Ablauf ermöglicht wird.
Diese Anordnung ermöglicht es, hohe Durchflußgeschwindigkeiten zu erzielen, ohne daß extrem leistungsfähige Pumpen erforderlich sind und Reynoldsche Zahlen im turbulenten Strömungsbereich gut erreichbar sind.
Die Reynoldsche Zahl (Re), wie sie hier gebraucht wird, beträgt
welche einen dimensionslosen Wert darstellt, der zur Charakterisierung der Flüssigkeitsströmung verwendet wird, in welchem dh der Flüssigkeitsdurchmesser ist, welcher wie folgt berechnet wird:
dh = 4 · Querschnittsfläche/benetzter Umfang,
U ist die lineare Geschwindigkeit, welche aus der Strömungsgeschwindigkeit geteilt durch die Querschnittsfläche abgeleitet wird, rho (P) ist die Dichte der Flüssigkeit und mu (g) ist die Viskosität der Flüssigkeit.
Es wurden Werte für Re in der Größenordnung von 35.000 oder größer verwendet, nämlich ein Zwischenraum von 5 mm, der sich von einer Fläche von 89 mm Durchmesser ausdehnte, eine Durchflußmenge von 12.000 Liter pro Stunde und wässrige elektrolytische Lösungen mit Dichten, welche im wesentlichen die von Wasser aufwiesen, d. h. 1 g/cm³, und Viskositäten, die im wesentlichen denen von Wasser entsprachen, d. h. 0,7 Centipoise bei 40ºC.
Die Kathoden wurden in typischer Weise in einer solchen Größe hergestellt, daß sie durch eine Person handhabbar, jedoch andererseits so groß wie möglich waren. Die Kathode ist typischerweise 1140 mm lang. Die Anode ist typischerweise 4 Fuß (1000 mm) lang. Der Umfang der Kathode beträgt 279 mm, und somit beträgt die aktive Kathodenfläche 179000 mm², d. h. etwa 28 Quadratdezimeter. Das Volumen (V) der Flüssigkeit im Zwischenraum in Litern wurde nach folgender Beziehung errechnet:
V = π/4 (D&sub2;² - D&sub1;²) · 1000/10&sup6;
in welcher D&sub2; und D&sub1; Abmessungen in mm sind. Wenn D&sub1; 89 mm und der Zwischenraum 5 mm beträgt, ist D&sub2; gleich 99 mm. Mit einem Zwischenraum vom 2,5 mm und einem Kathodendurchmesser von 89 mm, beträgt somit das Flüssigkeitsvolumen, welches durch die Elektroden mit einem Male eingeschlossen wird, 718 · 1000 oder 718000 mm³ (d. h. 0,7 Liter). Mit einem Abstand von 5 mm beträgt das Flüssigkeitsvolumen, welches durch die Elektroden mit einem Male eingeschlossen wird, somit 1477 · 1000 mm³ (1,5 Liter). Die aktive Kathodenoberfläche ist die, welche der Anodenoberfläche gegenüberliegt und zwischen welchen der Zwischenraum gebildet ist.
Das Verhältnis des aktiven Kathodenflächenbereiches in Quadratdezimetern zum Reaktorvolumen in Litern beträgt somit 19 : 1 bei einem Zwischenraum von 5 mm oder 32 : 1 bei einem Zwischenraum von 3 mm. Noch größer ist das Ver hältnis vorzugsweise im Bereich 100 : 1 bis 5 : 1, z. B. 80 : 1 bis 10 : 1 oder noch bevorzugter 50 : 1 bis 15 : 1. Bei Zwischenräumen, welche viel größer als diese sind, wird die Strömung nicht mehr turbulent sein, und das Flüssigkeitsvolumen ist beträchtlich angestiegen.
Die Durchflußgeschwindigkeit und der Querschnitt des ringförmigen Raumes sind so, daß der Wert der Strömung Re mindestens 2100, vorzugsweise mindestens 10.000 oder mindestens 20.000, z. B. mindestens 35.000 oder noch bevorzugter mindestens 55.000 und ganz besonders bevorzugt Einhunderttausend (100.000) oder mehr beträgt.
Die Innenfläche besteht aus einem inerten Metall, und dieses kann dasselbe sein wie das der Metallionen des Ausgangsmateriales. Z. B. kann, wenn das zurückzugewinnende Metall Kupfer ist, die Innenfläche oder Kathode durch ein Rohr aus Edelstahl, unlegiertem Stahl oder Titan gebildet sein. Diese ist glatt und kann matt oder sogar glänzend sein oder Spiegelglanz aufweisen.
Die Außenfläche der Leitung ist die Anode. Diese ist ebenfalls glatt, z. B. durch spanende Nachbearbeitung. Sie kann durch einen Graphitmantel gebildet werden, welcher erforderlichenfalls durch eine flüssigkeitsdichte äußere polymere Umhüllung, z. B. aus Polypropylen, verstärkt sein kann. Die Anode kann aus jedem beliebigen Material, welches durch die zu behandelnde Lösung nicht angegriffen wird, gebildet sein, und somit für bestimmte Ausgangsmaterialien aus unlegiertem Stahl oder Edelstahl bestehen.
Andere Materialien, welche für die Anode verwendet werden können, umfassen Titan, welches mit Iridium oder Platin oder Rutheniumoxid beschichtet ist. Blei kann ebenfalls verwendet werden.
Die Rohre sind vorzugsweise zylindrisch, weil dies zu einer gleichmäßigen Verteilung der Stromdichte und dadurch zu glatten, feinkörnigen Niederschlägen mit einer verminderten Neigung zu dendritischem Wachstum und daraus folgenden Kurzschlüssen führt. Wenn jedoch solche Probleme überwunden werden können, gibt es keinen Grund, weshalb die Rohre keinen anderen Querschnitt, z. B. einen ovalen oder sogar einen geradlinigen, z. B. einen quadratischen oder sechseckigen Querschnitt aufweisen können, obwohl in den Ecken zu befürchten ist, daß die Niederschlagsdicken ansteigen.
Die zu lösenden Aufgaben bestehen darin, eine konstante Breite des Zwischenraumes, hohe Durchflußgeschwindigkeiten mit turbulenter Strömung und glatte, feinkörnige Niederschläge zu erreichen; dies kann mit einer zylindrischen Leitung gut erreicht werden, weshalb diese am meisten bevorzugt wird.
Die Strömung wird durch eine Pumpe bewirkt, die mit einem Ende der Rohrleitung direkt gekoppelt ist. Die Pumpe ist vorzugsweise eine Zentrifugalpumpe, welche in der Lage ist, über einen langen Zeitraum ununterbrochen zu arbeiten, um das Ausgangsmaterial zwischem einem Speichertank, z. B. einem Inline- Ausschlepptank in einen galvanischen Werk, und der rohrförmigen Reaktorleitung ständig umzuwälzen. Die Kathode wird periodisch entfernt, um das abgeschiedene Metall zurückzugewinnen.
Das Ende des inneren Kathodenrohres ist vorzugsweise durch einen nichtleitenden Stopfen, z. B. aus Polypropylen, verschlossen, welcher ein kegliges oder vorzugsweise abgerundet kegliges Ende zum einströmenden Ausgangsmaterial hin aufweist und dieses gleichmäßig in dem ringförmigen Zwischenraum verteilt.
Der Auslaß der Pumpe ist axial zum Ende des inneren Kathodenrohres ausgerichtet.
Wenn der Pumpenauslaß eine einzige Öffnung ist, die koaxial zum Kathodenrohr angeordnet ist, führt er es einem kegligen ringförmigen Schlitz zu, welcher zwischen dem Stopfen im Ende des Kathodenrohres und einer kegligen Trennwand gebildet ist, die sich von dem Abschnitt der Außenwand des ringförmigen Zwischenraumes (der Innenwand der Anode) erstreckt. Diese keglige Wand ist im Querschnitt vorzugsweise gerade, sie kann aber auch gekrümmt sein.
Der so erzeugte Schlitz konvergiert vorzugsweise vom Auslaß der Pumpe hin zum Zwischenraum.
Der Schlitz ist jedoch vorzugsweise immer breiter als der ringförmige Zwischenraum.
Der Winkel der kegligen Wand zur Längsachse des Pumpenauslasses liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 60º. Dies ermöglicht es, daß die Basis der rohrförmigen Leitung so kurz wie möglich ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei welchem die Kathode mit einem oder mehreren nichtleitenden Bereichen versehen ist, die sich entlang eines Teiles oder der gesamten Länge so erstrecken, daß das an der Kathode abgeschiedene Metall in sich einen Schwachbereich aufweist, welcher an den nichtleitenden Bereichen so gebildet wird, daß die Entfernung des abgeschiedenen Metalls von der Kathodenoberfläche als Folie oder Blech erleichtert wird. Vorzugsweise erstreckt sich zumindest ein solcher nichtleitender Bereich über die gesamte Länge der Kathodenfläche, vorzugsweise parallel zur Längsachse.
Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor nach Patentanspruch 4 zur Abscheidung von Metall aus einem Ausgangsmaterial, welcher ein inneres Kathodenrohr und ein von diesem durch einen engen ringförmigen Zwischenraum beabstandetes Anodenrohr, elektrische Stromzuführungen zur Anode und zur Kathode, eine Pumpeneinrichtung zum Pumpen des Ausgangsmateriales in den ringförmigen Raum mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten, einen Speicherbehälter oder einen Ausschlepptank, ein Leitungsnetzwerk, welches den Speicherbehälter in der Pumpeneinrichtung und ein Leitungsnetzwerk, welches das von der Pumpe abliegende Ende des ringförmigen Zwischenraumes mit dem Speicherbehälter verbindet, umfaßt.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise ein geschlossenen Rezirkulationssystem. Die Pumpe ist vorzugsweise unterhalb oder an der Basis des Reaktors angeordnet, der vorzugsweise vertikal oder in solcher Weise nach oben abgewinkelt angeordnet ist, so daß die Bodenfläche durch die Vorrichtung ökonomisch genutzt wird.
Die Basis des Speicherbehälters oder des Ausschlepptankes ist vorzugsweise mit der Pumpe verbunden. Der Auslaß von der Oberseite der Rohrleitung führt vorzugsweise zur Oberseite des Speicherbehälters.
Es kann mehr als eine Reaktorleitung eingesetzt werden, um die Kapazität zu erhöhen. Vorzugsweise sind solche Reaktorrohre in Serie angeordnet, z. B. 2, 3 oder 4, weil dies nur eine geringe Erhöhung der Pumpenleistung erfordert, um kleinere Reibungswiderstände zu überwinden.
Die Reaktoren können in einer serpentinenartigen Bahn angeordnet sein. Die Energieversorgungssteuerungen, die Pumpe und die Steuerungen für die Strömungsmeßeinrichtungen werden nach Bedarf vorgesehen.
Löseeinrichtungen für die Abscheidungen werden bedarfsweise vorgesehen, um zu ermöglichen, daß die Abscheidungen, welche 0,3 bis 0,7 mm oder mehr, z. B. 1,5 bis 2 mm dick sein können, vom Kathodenrohr leicht abgetrennt werden können.
Die nichtleitenden Polymerstreifen haben sich als effektiv erwiesen. Diese können z. B. mit Epoxidharzen an das Kathodenrohr geklebt werden. Alternativ können sie in Schlitzen im Kathodenrohr aufgenommen werden.
Die Löseeinrichtung für die Abscheidungen haben in erwünschter Weise auch eine Abstandsfunktion, welche sichert, daß die Kathode und die Anode gleichmäßig voneinander beabstandet gehalten werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Anwendung einer Galvanisierungsanlage, bei welchem das aus der Galvanisierungsanlage ausfließende Ausgangsmaterial in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wird, und bei welchem das in der Galvanisierungsanlage als Elektrode verwendete Metall mit hoher Reinheit zurückgewonnen und in der Galvanisierungsanlage als Elektrodenmaterial ohne Reinigung wiederverwendet wird.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise in die Praxis umgesetzt werden, und eine spezielle Ausführungsform soll nun zur Erläuterung der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ist eine schematische Allgemeindarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 ist ein detaillierter schematischer Längsschnitt durch einen Reaktor, welcher zur Anwendung in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung geeignet ist;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Form der Basis für einen in Fig. 2 dargestellten Reaktor in vergrößertem Maßstab, welcher mit gestrichelten Linien die Bauteile des Reaktors zeigt;
Fig. 4 ist ein abgebrochener Querschnitt eines Abschnittes der Basis des in Fig. 3 dargestellten Reaktors im gleichen Maßstab;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Anode vom unteren Ende im selben Maßstab wie in Fig. 3 und 4; und
Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Anode (mit verminderter Länge), welche die elektrischen Anschlußbolzen im selben Maßstab wie in Fig. 5 zeigt.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung auf einer Bodenfläche oder einer Bühne 10 angeordnet. Die Vorrichtung umfaßt einen Speicherbehälter 11, der auf einem Ständer 12 befestigt und über ein Leitungsnetzwerk 14 mit einer Zentrifugal- Umlaufpumpe 15 verbunden ist. Der Auslaß 16 von der Pumpe führt über ein Ventil 18 zur Basis des Reaktorrohres 20. Der Auslaß 16 ist über ein Ventil 17 mit einer Druckanzeige 19 verbunden.
Der Reaktor 20 ist im wesentlichen vertikal angeordnet und in einem geeigneten Gestell (nicht dargestellt) gehalten. Das obere Ende des Reaktors besitzt ein Ausgangsrohr 30, welches über einen Flansch 31 mit dem Leitungsnetzwerk 32 verbunden ist, das zur Oberseite eines pH-Wert-Steuerbehälters 40 führt.
Dieser wird benötigt, wenn ein nickelhaltiges Ausgangsmaterial eingesetzt wird, so daß der pH-Wert bei etwa 4 gehalten werden kann. Für andere Metalle, z. B. Kupfer und Zink, ist eine pH-Steuerung nicht erforderlich, und auf den Steuerbehälter 40 kann verzichtet werden. Das Rohr 32 kann dann direkt mit dem Rohr 43 verbunden werden.
Der pH-Wert-Steuerbehälter besitzt eine innere Trennwand 42, und ein Auslaß an seiner Unterseite führt über die Rohrleitung 43 in die geschlossene Oberseite des Speicherbehälters 11. Der pH-Wert-Steuerbehälter 40 ist ebenfalls geschlossen, besitzt aber einen Dampfabzugsauslaß 45. Er ist mit einem pH-Wert- Messer 48 ausgerüstet, welcher eine Mischpumpe 50 steuert, die Alkali, z. B. Natriumhydroxid, aus einem Natriumhydroxid-Speicherbehälter 52 über eine Leitung 54 zu einem Flüssigkeitsspeicher 56 in dem pH-Wert-Steuerbehälter 40 zuführt.
Der Reaktor 20 besitzt ein mittleres entfernbares Kathodenrohr 60, welches durch einen Mann mittels eines Handgriffes 61 aus der Oberseite des Reaktors 20 herausgehoben werden kann. Das Rohr 60 ist aus Edelstahl mit einer Wanddicke von etwa 1,6 mm hergestellt und etwa 1000 mm lang und hat einen Außendurchmesser von 89 mm. An seinem oberen Ende ist es an einen Flansch 63 geschweißt, welcher mit vier nach außen weisenden Schlitzen oder Ausnehmungen 94 an seinem Umfang versehen ist. Das untere Ende des Rohres 60 ist durch einen nichtleitenden abgerundeten kegligen Stopfen 65, z. B. aus Polypropylen, verschlossen, welcher mit Preßsitz in dem Ende des Rohres angeordnet ist (siehe Fig. 2 und 4). Das Kathodenrohr 60 ist innerhalb eines äußeren Anodenrohres 70 angeordnet. Wie in den Fig. 2 und 4 erkennbar ist, können ein oder mehrere Ablagerungsentfernungseinrichtungen oder Distanzstücke 150 zwischen dem Kathodenrohr 60 und dem Anodenrohr 70 angeordnet werden. Neben der Ermöglichung des Entfernens der abgelagerten Metallfolie oder des Metallbleches sorgt ein solches Distanzstück auch dafür, einen gleichmäßigen Abstand um den gesamten Umfang und über die gesamte Länge der Anode aufrechtzuerhalten.
Hier ist ein Distanzstück dargestellt, es können aber auch 2, vorzugsweise 3 oder mehr verwendet werden.
Das Distanzstück 150 ist 5 mm dick und etwa 10 mm breit und wird durch Epoxidharzkleber an der Oberfläche der Kathode befestigt. Das Metall setzt sich nur geringfügig oder überhaupt nicht an dem nichtleitenden Distanzstück ab, wodurch es möglich ist, einen Hebel, z. B. eine Messerklinge, unter die Folie zu schieben, welche dann manuell als ein einziges sich selbst zusammenhaltendes Blatt von z. B. einer Dicke von 300 um oder mehr abgezogen werden kann. Dünnere Blätter können ebenfalls sich selbst zusammenhaltend ausgebildet sein und gut gehandhabt werden.
Das Anodenrohr 70 selbst ist innerhalb eines äußeren nichtleitenden polymeren Gehäuses 80 angeordnet. Das polymere Gehäuse 80 ist aus zwei Teilen 90 und 95 gebildet, welche durch Flansche 81 und 82 miteinander verbunden sind. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform können diese Flansche auch verwendet werden, um als Eingangsstelle für die elektrischen Stromzuführung zur Anode zu dienen, wie dies bei 85 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform besteht die Anode aus Graphit, und infolge ihrer porösen Beschaffenheit ist sie innerhalb des polymeren Gehäuses 80 angeordnet. Dieses Gehäuse kann geeigneterweise aus Polypropylen bestehen. In dieser Ausführungsform nach Fig. 2 umfaßt das Gehäuse 80, wie vorstehend erwähnt, zwei Teile 90 und 95. In dieser Ausführungsform besitzt der untere Teil 95 eine mittlere Einlaßleitung 96, welche bei 97 im Bereich des unteren Endes des Kathodenrohres 60 sich nach außen hin aufweitet. Der aufgeweitete Bereich 97 endet bei 98, um eine radiale Stufe zu bilden, auf welcher das untere Ende der Anode aufsitzt und durch welche es gehalten wird. Diese Stufe 98 liegt im wesentlichen dem metallischen Ende des Kathodenrohres gegenüber, und das keglige Ende 65 erstreckt sich nach unten in den aufgeweiteten Bereich 97. Der obere Bereich 90 des Gehäuses 80 besitzt einen oberen Flansch 91, welcher Klemmhebel 92 trägt, die in die Schlitze 94 im Flansch 63 des Reaktorrohres 60 passen. Dies ist in Fig. 2 genauer dargestellt, und die Anordnung ist so, daß es möglich ist, das Gehäuse 90 nach oben gegen die Unterseite des Flansches zu drücken, und einen geeigneten, gegen Chemikalien widerstandsfähigen Ring 93 so zusammenzudrücken, daß er eine gute Abdichtung ergibt. Der Flansch 91 weist an einer Seite eine Auslaßleitung 140 auf, welche in dem Flansch 31 endet, welcher, wie zuvor beschrieben, mit dem Rohr 32 verbunden ist.
Die Kathode 60 ist mit einem Gleichrichter 100 über eine Leitung 101 verbunden, die am Flansch 63 befestigt ist. Die Anode ist mit dem Gleichrichter 100 über eine Leitung 102 verbunden, welche mit der Anode über die Flansche 81 und 82 an der Stelle 85, wie zuvor beschrieben, verbunden ist.
Eine modifizierte Ausführungsform ist in den Fig. 3 bis 6 dargestellt, welche eine andere bevorzugte Anordnung für die Basis des Reaktors und das äußere polymere Gehäuse 80 aufweist, und eine modifizierte Einrichtung der Stromzuführung zur Anode besitzt. Von diesen Änderungen abgesehen ist diese zweite Ausführungsform jedoch der ersten, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 bereits beschriebenen Ausführungsform, gleich.
In den Fig. 3 und 4 ist das Gehäuse 80 erkennbar, welches einen unteren Bereich in zwei Teilen aufweist, einen zylindrischen Abschnitt 95A (siehe Fig. 4) und einen Basisbereich 95B (siehe Fig. 3), welche beide aus nichtleitendem Material, z. B. aus Polypropylen, hergestellt sind. Der Abschnitt 95A besitzt einen sich nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch 96C, welcher mit einem entsprechenden Flansch 95D am Basisabschnitt 95B zusammenpaßt, und welcher z. B. mit Schraubbolzen (nicht dargestellt), wie bei 95E, verschraubt werden kann, wobei vorzugsweise eine Dichtung 95F zwischen den Flanschen 95C und 95D angeordnet werden kann. Der Basisabschnitt 95B besitzt eine mittlere Einlaßleitung 96, welche sich bei 97 nach außen aufweitet und bei 97B gerade verläuft, um einen Stumpf 97C zu bilden, bevor er bei 98 endet, um eine radiale Stufe zu bilden, auf welcher das untere Ende 70B der Anode 70 aufsetzt. Der Stumpf 79C sichert, daß selbst bei Zusammentreffen von Fertigungstoleranzen der Schlitz immer breiter ist als die ringförmigen Zwischenräume. In dieser Ausführungsform besitzt die Anode 20 einen sich nach außen erstreckenden Flansch 71 an ihrem unteren Ende 70B. Dies wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 noch detaillierter beschrieben.
Eine Dichtung 78 ist zwischen dem Flansch 70B und der radialen Stufe 98 angeordnet.
Die Reaktorbasis 95B besitzt auch vier axiale Bohrungen 99, die gleichmäßig um den mittleren Einlaß der Leitung 96 angeordnet sind. Wie in Fig. 4 erkennbar ist, dienen diese Bohrungen zur Befestigung der Anode.
Aus den Fig. 3, 4 und 5 ist somit erkennbar, daß die Anode einen Flansch 71 an ihrem unteren Ende aufweist, an welchem vier gleichmäßig beabstandete Verbindungsbolzen 72, welche mit Gewinde versehene Enden 73 aufweisen, befestigt sind. Die Bolzen sind mit dem Flansch 71 verschweißt, welcher seinerseits mit der Anode verschweißt ist, die hier aus einem Gitter besteht, wie bei 74 angedeutet ist.
In Fig. 4 ist erkennbar, daß die Bolzen 72 durch die Bohrungen 99 in der Reaktorbasis 95B hindurchgehen und an dieser Stelle mit Schrauben und Unterlegscheiben (nicht dargestellt), die gegen die Unterseite 95G der Reaktorbasis 95B drücken, befestigt werden können. Die Bolzen werden mit den positiven Polen des Gleichrichters 100 verbunden.
Die Wand 97 ist unter einem Winkel von 30 bis 60º zur Längsachse, hier von etwa 50º, angeordnet. Der Endstopfen 65, welcher ein abgerundetes Ende aufweist (welches die Einfügung des Stopfens in das Kathodenrohr unter Verwendung eines weichen Hammers erleichtert), kann auch ein spitzes kegliges Ende aufweisen. Die geraden Wände 66 des kegligen Stopfens haben einen Winkel von etwa 70º zur Längsachse. Der konvergierende ringförmige Schlitz, welcher zwischen den Wänden 97 und 66 gebildet wird, umfaßt somit einen Winkel von etwa 20º oder allgemeiner zwischen 10 und 40º. Der Schlitz braucht nicht unbedingt zu konvergieren, der Winkel kann auch Null Grad betragen, aber die dargestellte Anordnung bringt gute Resultate, die zu einer gleichmäßigen Verteilung des Ausgangsmaterials in dem ringförmigen Zwischenraum mit minimalem Druckverlust führen.
Das obere Ende 90 des Gehäuses in dieser zweiten Ausführungsform ist das gleiche, wie es in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Das gesamte System befindet sich unter Kontrolle eines Steuerpaneels 110, welches Steuerverbindungen 112 und 113 zum Gleichrichter 100 und 114 und 115 zur Pumpe 15 besitzt. Das Paneel besitzt ein Amperemeter 120, ein Voltmeter 121, einen Amperestundenmesser 122 und ein Temperaturmeßgerät 123. Der Amperestundenmesser 122 wird verwendet, um die Dauer des Abscheidezyklus zu steuern. In Abhängigkeit von dem betreffenden Metall und der erreichten Effektivität kann das Metallgewicht und somit die erzeugte Abscheidungsdicke in einer vorgegebenen Anzahl von Amperestunden errechnet werden. Das System ist mit einem einstellbaren Schalter am Meßgerät 122 versehen, welcher eingestellt werden kann, um den Strom an der Elektrode auszuschalten, wenn eine vorgegebene Zahl von Amperestunden verbraucht wurde. Die Temperaturmeßeinrichtung kann angeordnet werden, um die Temperatur an jedem geeigneten Ort im System, entweder im Reaktor, im Speicherbehälter oder im pH-Wert-Steuerbehälter 40 zu messen. Das Steuerpaneel 110 besitzt einen Schalter 130 für die Pumpensteuerung und eine Warnanzeige 131, einen Steuerschalter 134 für den Gleichrichter und eine Warnanzeige 135 und einen Schalter 137 sowie eine Steueranzeige 138 für die pH-Wert-Steuerpumpe 50.

Beispiel 1

Ein typischer Versuch wurde in der Ausführungsform nach Fig. 2 ausgeführt, bei welchem das Ausgangsmaterial eine galvanische Kupferlösung war, die 6,9 g/Liter Kupferionen enthielt, und bei welchem der Außendurchmesser des Edelstahl-Kathodenrohres 60 des Reaktors 89 mm, und der Innendurchmesser des aus Graphit bestehenden äußeren Anodenrohres 99 mm betrug, und somit ein ringförmiger Zwischenraum von 5 mm verblieb. Die Außenfläche des Rohres 60 wurde matt poliert. Die Innenfläche der Graphitanode 70 wurde durch spanabhebende Bearbeitung geglättet. Es wurde eine Durchflußmenge von 12.000 Liter/Std. angewendet, die eine Strömungsgeschwindigkeit von 2000 min/Sekunde (Durchflußvolumen geteilt durch Querschnittsfläche) erzeugte. (Strömungsgeschwindigkeiten von 4,7 m/Sekunde wurden ebenfalls als effektiv ermittelt.) Es wurde ein Strom von 84 Ampere verwendet, und die Kathodenoberfläche betrug 28 dm², dies entsprach einer Stromdichte von 3 Ampere pro Quadratdezimeter. Die Lösung hatte eine Dichte von im wesentlichen 1 g/cm³ und eine Viskosität von im wesentlichen 0,7 cps.
Der Re-Wert betrug unter diesen Bedingungen 35.000.
Die Oberfläche der Kathode betrug 28 dm² (280000 mm²), und das Flüssigkeitsvolumen, welches sich in dem Zwischenraum von 5 mm am Anfang der Abscheidung befand, betrug 0,7 Liter. Somit betrug das Verhältnis der aktiven Kathodenfläche in dm² zum Reaktorvolumen in Litern 40 : 1.
Die ursprüngliche radiale Breite des Zwischenraumes (IGWR) betrug anfänglich 5 mm, und die Länge des Zwischenraumes (GL) 1000 mm. Das Verhältnis GL/IGWR) war somit 200 : 1. Allgemeiner ist es vorzugsweise in einem Bereich zwischen 20 : 1 bis 1000 : 1, und noch bevorzugter zwischen 50 : 1 und 500 : 1, z. B. 100 : 1 bis 400 : 1 und speziell zwischen 150 : 1 und 350 : 1.
Eine feinkörnige, glatte, zusammenhängende Kupferschicht von 900 Mikrometer (0,9 mm) mit einer Reinheit von 99,9% wurde in 20 Stunden erzeugt. Das Ausgangsmaterial waren 390 Liter säurehaltiger Elektrolyt, welcher Kupfersulfat und Wasserstoffperoxid enthielt. Die ursprüngliche Konzentration an Kupfer betrug 6,9 g/l, welche in vier Stunden auf 5,8 g/l, in acht Stunden auf 4,6 g/l, in zwölf Stunden auf 3,6 g/l, in sechzehn Stunden auf 2,7 g/l und in zwanzig Stunden auf 1,4 g/l abfiel.
Das Gewicht des abgeschiedenen Kupfers betrug 2145 g. Die Stromdichte betrug 4 A/dm². Das theoretische Abscheidungsgewicht betrug 2609 g und somit betrug die Kathodeneffektivität 82%.

Beispiel 2

Ein Ausgangsmaterial, welches dem nach Beispiel 1 ähnlich war, jedoch kein Wasserstoffperoxid enthielt und 1,2 g/l Kupferionen aufwies, wurde wiederum in der Ausführungsform nach Fig. 2 behandelt.
Das Volumen des Elektrolyts betrug 290 Liter. Es wurde eine Stromdichte von 3,1 A/dm² und eine Pumpengeschwindigkeit von 12.000 Liter/Stunde verwendet. Nach 4 Stunden war die Kupferkonzentration auf 7 mg/l abgefallen. Das Gewicht des abgeschiedenen Kupfers betrug 346 g. Die theoretische Abscheidungsmenge betrug 393 g, und somit betrug die Kathodeneffektivität 88%.

Beipiel 3

Es wurde das Beispiel 1 mit einem Ausgangsmaterial wiederholt, das aus einer galvanischen Nickellösung mit einem Gehalt von 4,2 g/Liter von Nickelionen bestand. Es wurde ein Strom von 100 Ampere verwendet, und die Kathodenoberfläche betrug 28 dm², dies entsprach einer Stromdichte von 3,6 Ampere pro Quadratdezimeter. Die Lösung hatte eine Dichte von im wesentlichen 1 g/cm³ und eine Viskosität von im wesentlichen 0,7 cps.
Der Re-Wert betrug unter diesen Bedingungen 35.000.
Es wurde eine feinkörnige, glatte, zusammenhängende Nickelschicht von 350 Mikrometer (0,35 mm) Dicke mit einer Reinheit von 99,9% in zehn Stunden erzeugt. Das Ausgangsmaterial umfaßte 400 Liter säurehaltigen Elektrolyt, welcher Nickelsulfat und Nickelchlorid enthielt. Die Ausgangskonzentration des Nickels betrug 4,2 g/l, die nach zehn Stunden auf 3,1 g/l abgefallen war. Der pH- Wert wurde in einem Bereich zwischen 3,7 und 4,0 unter Verwendung einer automatischen pH-Dosierpumpe 50 mit einer 25%igen Natriumhydroxidlösung gesteuert.
Das Gewicht des abgeschiedenen Nickels betrug 480 g. Die Stromdichte betrug 3,6 A/dm². Das theoretische Abscheidungsgewicht betrug 968 g, und somit wurde eine Kathodeneffektivität von 50% erreicht.

Beipiel 4

Das Beispiel 1 wurde mit einem Ausgangsmaterial wiederholt, welches aus einer galvanischen Zinkzyanidlösung bestand, die 5,2 g/Liter von Zinkzyanidionen enthielt. Es wurde ein Strom von 150 Ampere verwendet, und die Kathodenoberfläche betrug 28 dm², und dies entsprach einer Stromdichte von 5,4 Ampere pro Quadratdezimeter. Die Lösung hatte eine Dichte von im wesentlichen 1 g/cm³ und eine Viskosität von im wesentlichen 0,7 cps.
Der Re-Wert betrug unter diesen Bedingungen 35.000.
Es wurde eine feinkörnige, glatte, zusammenhängende Zinkschicht von 99,9% Reinheit in zehn Stunden erzeugt. Das Ausgangsmaterial waren 400 Liter eines Zyanidelektrolyten, welcher Zinkoxid, Natriumzyanid und Natriumhydroxid enthielt. Die Ausgangskonzentration von Zink betrug 5,2 g/l, und nach zehn Stunden war diese auf 3,0 g/l abgefallen.
Das Gewicht des abgeschiedenen Zinks betrug 890 g. Die Stromdichte betrug 5,4 A/dm². Das theoretische Abscheidungsgewicht betrug 1790 g, und somit wurde eine Kathodeneffektivität von 50% erreicht.

Beispiel 5

Das Beispiel 1 wurde mit einem Ausgangsmaterial wiederholt, welches eine galvanische Silberlösung mit einem Gehalt von 4,1 g/Liter von Silberionen aufwies. Der Außendurchmesser des Reaktorrohres 60 betrug 89 mm, und der Innendurchmesser des äußeren Anodenrohres (welches ebenfalls aus Edelstahl bestand) betrug 99 mm, so daß ein ringförmiger Zwischenraum von 5 mm verblieb. Die Außenfläche des Rohres 60 war matt poliert. Es wurde eine Durchflußmenge von 12.000 Liter/Stunde verwendet, was einer Strömungs geschwindigkeit von 2000 mm/Sekunde entsprach (Durchflußvolumen geteilt durch die Querschnittsfläche). Bei Einsatz eines Stromes von 56 Ampere und einer Kathodenfläche von 28 dm² entsprach dies einer Stromdichte von 2 Ampere pro Quadratdezimeter. Die Lösung hatte eine Dichte von im wesentlichen 1 g/cm³ und eine Viskosität von im wesentlichen 0,7 cps.
Der Re-Wert betrug unter diesen Bedingungen 35.000.
Es wurde eine feinkörnige, glatte, zusammenhängende Schicht Silber in 3,75 Stunden erzeugt. Das Ausgangsmaterial bestand aus 200 Liter zyanitischem Elektrolyt, welcher Silber-Kaliumzyanid und Kaliumzyanid enthielt. Die Ausgangskonzentration an Silber betrug 4,1 g/l, und in 3,75 Stunden war diese auf 4 ppm abgefallen.
Das Gewicht des abgeschiedenen Silbers betrug 819 g. Die Stromdichte betrug 2 A/dm². Das theoretische Abscheidungsgewicht betrug 853 g, und somit ergab sich eine Kathodeneffektivität von 96%.

Beispiel 6

Der Versuch nach Beispiel 1 wurde mit einem Ausgangsmaterial wiederholt, welches aus einer elektrolytischen Goldlösung bestand, welche 1,24 g/Liter von Goldionen enthielt. Der Außendurchmesser des Kathodenrohres 60 des Reaktors aus Edelstahl betrug 89 mm, und der Innendurchmesser des äußeren Anodenrohres (welches aus Titan bestand) betrug 99 mm, so daß ein ringförmiger Zwischenraum von 5 mm verblieb. Die Außenfläche des Rohres 60 war matt poliert. Ein Durchflußvolumen von 12.000 Liter/Stunde wurde verwendet, was einer Strömungsgeschwindigkeit von 2000 mm/Sekunde (Durchflußvolumen geteilt durch die Querschnittsfläche) entsprach. Es wurde ein Strom von 56 Ampere eingesetzt, und die Kathodenfläche betrug 28 dm², so daß sich eine Stromdichte von 2 Ampere pro Quadratdezimeter ergab. Die Lösung hatte eine Dichte von im wesentlichen 1 g/cm³ und eine Viskosität von im wesentlichen 0,7 cps.
Der Re-Wert unter diesen Bedingungen betrug 35.000.
Es wurde eine feinkörnige, glatte, zusammenhängende Schicht aus Gold von 46 Mikrometer Dicke in vier Stunden erzeugt. Das Ausgangsmaterial umfaßte 200 Liter eines sauren Goldelektrolytes, welcher Gold-Kaliumzyanid enthielt. Die Ausgangskonzentration des Goldes betrug 1,24 g/l, welche in vier Stunden auf 6 mg/l (6 ppm) abgefallen war. Das Gewicht des abgeschiedenen Goldes betrug 247 g. Die Stromdichte betrug 2 A/dm². Das theoretische Abscheidungsgewicht betrug 1648 g, und somit ergab sich eine Kathodeneffektivität von 15% (was für Gold einen guten Wert darstellt).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Rückgewinnung von Metallen aus galvanischen Lösungen und anderen Metallionenlösungen weithin anwendbar, obgleich in einigen Fällen eine pH-Wertsteuerung durch Hinzufügen von Säure oder Lauge, wie dies zuvor angedeutet wurde, notwendig ist.
Systeme, in welchen die Metallanteile komplex sind, können durch Hinzufügen von Materialien, welche wirksam sind, um die Komplexe aufzubrechen und die Metallionen zu lösen, zurückgewonnen werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß ein Reihensystem, welches zwei Sätze einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält, verwendet werden kann. So wird in einem ersten Schritt der Metallgehalt auf z. B. 1 g/l abgesenkt, und in einem zweiten Schritt wird das Material als Ausgangsmaterial verwendet, um eine Lösung mit größerer Verdünnung zu erzeugen, z. B. im Ausführungsbeispiel 1 bis zu Werten im ppm-Bereich.
Möglicherweise kann die erste Stufe zwei oder mehrere Speicherbehälter 11 aufweisen. Somit wird zunächst ein erster Speicherbehälter durch den Reaktor zirkuliert. Dieser kann dann mit dem zweiten Reaktor verbunden werden, während der zweite Speicherbehälter dann durch den ersten Reaktor zirkuliert werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Abscheidung von Metall aus einer Lösung, welche gelöste Metallionen enthält (im weiteren als Ausgangsmaterial bezeichnet) umfassend das Durchleiten des Ausgangsmaterials durch einen ringförmigen Spalt, welcher durch eine Kathode und eine Anode gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt so eng ist, daß das Verhältnis der Länge des Spalts (GL) zur anfänglichen radialen Spaltbreite vor der Abscheidung (IGWR) zwischen 50 : 1 und 500 : 1 beträgt, und daß der Spalt zwischen einem inneren Kathodenrohr und einem äußeren Anodenrohr gebildet ist, und daß das Ausgangsmaterial durch den Spalt mit einer Strömungsgeschwindigkeit hindurchfließt, welche turbulent ist und welche in Verbindung mit dem Querschnitt des ringförmigen Spalts eine Reynoldsche Zahl für die Strömung von mindestens 2100 ergibt, wobei die Innenfläche des Spalts zu den Metallionen in der Lösung kathodisch ist und aus einem inerten Metall gebildet wird, welches glatt ist und durch die Lösung nicht angegriffen wird, und die Außenfläche des Spalts glatt und zu den Metallionen in der Lösung anodisch ist, und daß die Strömung der Lösung in axialer Richtung in den Ringspalt durch eine Pumpe erzeugt wird, welche direkt mit dem Spalt gekoppelt ist, wodurch das einfließende Ausgangsmaterial in den Ringspalt gleichmäßig verteilt wird, und diesen in turbulenter Strömung durchströmt, und die in der Ausgangsmateriallösung enthaltenen Metallionen an der Kathodenfläche abgeschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das Verhältnis des kathodisch aktiven Oberflächenbereiches der Kathode in Quadratdezimetern zum Volumen des ringförmigen Raumes (Reaktorvolumen) in Litern zwischen 100 : 1 und 5 : 1 beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in welchem die Kathode mit mindestens einem nichtleitenden Bereich versehen ist, welcher sich entlang zumindest eines Teiles ihrer Länge so erstreckt, daß das an der Kathode abgeschiedene Metall in sich einen Schwachbereich aufweist, welcher an den nichtleitenden Bereichen so gebildet wird, daß die Entfernung des abgeschiedenen Metalls von der Kathodenoberfläche als Folie oder Blech erleichert wird.

4. Vorrichtung zur Abscheidung von Metall aus einem Ausgangsmaterial, umfassend einen Reaktor, welcher durch ein Kathodenrohr und ein von diesem durch einen ringförmigen Spalt beabstandetes Anodenrohr gebildet wird, elektrische Gleichstromzuführungen zur Anode und zur Kathode, um die Abscheidung des in dem Ausgangsmaterial enthaltenen Metalls an der Kathode zu bewirken, eine Pumpeneinrichtung (15) zum Pumpen des Ausgangsmaterials in den ringförmigen Raum, einen Speicherbehälter (11), eine Verrohrung (14), welche den Speicherbehälter mit der Pumpeneinrichtung (15) verbindet, und eine Verrohrung (30, 32, 43), welche das von der Pumpe abgelegene Ende des ringförmigen Raumes mit dem Speicherbehälter (11) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Spalt ein enger Spalt ist, welcher gebildet wird zwischen einem inneren Kathodenrohr (60) und einem äußeren Anodenrohr (70), das von diesem durch den engen ringförmigen Spalt so beabstandet ist, daß das Verhältnis der Länge des Spalts (GL) zur anfänglichen radialen Breite des Spalts vor der Abscheidung (IGWR) zwischen 50 : 1 und 500 : 1 beträgt, und daß die Pumpeneinrichtung (15) so gestaltet ist, daß sie das Ausgangsmaterial axial mit einer turbulenten Strömung in den ringförmigen Spalt pumpt, wobei die Pumpeneinrichtung das Ausgangsmaterial zum ringförmigen Spalt von einem Pumpenauslaß über einen ringförmigen Spalt, welcher relativ zum Raum axial angeordnet ist, zuführt, wodurch das Ausgangsmaterial axial und gleichmäßig in dem engen ringförmigen Raum verteilt wird und diesen mit turbulenter Strömung passiert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, in welcher das Verhältnis des aktiven Kathodenflächenbereiches der Kathode in Quadratdezimetern zum Volumen des ringförmigen Spalts (Reaktorvolumen) in Litern zwischen 100 : 1 und 5 : 1 beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, in welcher der ringförmige Schlitz vom Pumpenauslaß zum Raum konvergiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, in welcher der konvergierende ringförmige Schlitz einen Winkel zwischen 10 und 40º einschließt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5, 6 oder 7, in welcher der Reaktor ein dichtes Gehäuse aufweist, das eine Basis besitzt, welche eine axiale Auslaßleitung von der Pumpe und ein zylindrisches Gehäuse, welches die Anode und die Kathode umschließt, aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, in welcher das Gehäuse eine Auslaßöffnung sowie Befestigungsmittel zur Befestigung der Kathode am vorgesehenen Platz und die Abdichtung des oberen Endes des Reaktors umfaßt.

10. Vorrichtung nach jedem beliebigen der Ansprüche 4 bis 9, in welcher das untere Ende des Kathodenrohres durch einen kegligen oder abgerundeten kegligen Stopfen verschlossen ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, in welcher die Basis eine divergierende Wand aufweist, die sich von der Auslaßleitung zum Spalt erstreckt, und diese Wand mit dem kegligen Stopfen den ringförmigen Schlitz bildet, durch welchen das Ausgangsmaterial von der Ausgangsleitung zu dem ringförmigen Spalt geführt wird.

12. Vorrichtung nach jedem beliebigen der Ansprüche 4 bis 11, in welcher die Anode mit einem oder mehreren axial angeordneten Verbindungszapfen und die Basis des Gehäuses mit einer oder mehreren kooperierenden axialen Bohrung(en) für diese Zapfen versehen ist, wobei die Zapfen eine solche Länge aufweisen, daß sie sich durch die Bohrungen erstrecken, um Anschlußpunkte zur Zuführung von Strom zur Anode zu bilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, in welcher die Anode an einem Ende einen sich nach außen erstreckenden Flansch aufweist, an welchem zwei oder mehrere Verbindungszapfen leitend an gleichmäßig beabstandeten Punkten rund um den Flansch befestigt sind.

14. Vorrichtung nach jedem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, in welcher Mittel zur Entfernung der Abscheidung vorgesehen sind, um zu ermöglichen, daß die Abscheidung vom Kathodenrohr leicht getrennt werden kann.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, in welcher die Mittel zur Entfernung der Abscheidung so bemessen sind, daß sie eine beabstandende Funktion ausüben können, um zu sichern, daß die Kathode und die Anode voneinander getrennt und gleichmäßig beabstandet gehalten werden.

16. Verfahren zur Anwendung einer Galvanisierungsanlage, bei welchem das aus der Galvanisierungsanlage ausfließende Ausgangsmaterial in einer Vorrichtung nach jedem beliebigen der Ansprüche 4 bis 15 behandelt wird, und das in der Galvanisierungsanlage als Elektrode verwendete Metall mit hoher Reinheit zurückgewonnen wird und in der Galvanisierungsanlage als Elektrodenmaterial ohne Reinigung wiederverwendet wird.