[go: up one dir, main page]

HU209828B - Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters - Google Patents

Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters Download PDF

Info

Publication number
HU209828B
HU209828B HU662088A HU662088A HU209828B HU 209828 B HU209828 B HU 209828B HU 662088 A HU662088 A HU 662088A HU 662088 A HU662088 A HU 662088A HU 209828 B HU209828 B HU 209828B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
metal
electrolysis
metal ions
ion
solution
Prior art date
Application number
HU662088A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT57160A (en
Inventor
Robert Kahan
Balazs Keszler
Robert Krisch
Gabor Kovacs
Kalman Derdak
Geza Hegyessy
Kis Solyom Piroska Koenczeyne
Gyoergy Vertes
Original Assignee
Elzett Zar Es Vasalatarugyar
Muanyagipari Kutato Intezet
Altalanos Geptervezoe Iroda
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 Elzett Zar Es Vasalatarugyar, Muanyagipari Kutato Intezet, Altalanos Geptervezoe Iroda filed Critical Elzett Zar Es Vasalatarugyar
Priority to HU662088A priority Critical patent/HU209828B/en
Publication of HUT57160A publication Critical patent/HUT57160A/en
Publication of HU209828B publication Critical patent/HU209828B/en

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

Metallic ions esp. of the bi-valent type are removed from rinse water with a low concn. of such ions. The concn. of other ions, such as hydrogen is maintained constant. (Dwg.No.0/1)

Description

A találmány tárgya eljárás és készülék fémionok leválasztására, kis, különösen kétvegyértékű fémion-tartalmú takarék öblítővizekből.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process and apparatus for the removal of metal ions from small, particularly divalent, metal ion-containing flushes.

Kis fémion-koncentrációjú szennyvizek legnagyobb mennyiségben a fémek felületkezelésénél keletkeznek, például amikor a horganyzó vagy nikkelező oldatból kiemelt munkadarabok felületéről leöblítik a rátapadt fémion-tartalmú oldatot, ami az öblítővízbe kerül. Az öblítővizeket csatornába engedés előtt a mérgező fémionoktól meg kell tisztítani, amire különböző módszereket fejlesztettek ki.Wastewater with low concentrations of metal ions is mainly produced by the surface treatment of metals, for example, when metal parts containing galvanized or nickel-plated solution are rinsed with adhering metal-ionic solution, which enters the rinse water. Rinse waters must be purged of toxic metal ions before they are discharged, for which various methods have been developed.

Semlegesítéssel a fémionok hidroxid formájában többnyire - csapadékba vihetők; legáltalánosabban ezt a módszert használják eltávolításukra. Nagy mennyiségű híg oldat semlegesítése azonban nem gazdaságos, ezért ezeket előzőleg betöményítik. Az erre szolgáló egyik legelterjedtebb megoldásnál az öblítővizet ioncserélőn vezetik keresztül, amely a kationokat megköti, ez a víz azután ismét felhasználható öblítésre. Hátránya ennek a módszernek, hogy két helyen is keletkezik szennyvíz, egyrészt az ioncserés öblítő előtt egy állóvizes öblítőt kell beiktatni, mert különben túl tömény oldat jutna az ioncserélőre. Ezen állóvizes öblítőben folyamatosan nő a fémion-koncentráció. Bizonyos határ után ezt tiszta vízzel kell kicserélni. Másrészt, nagyobb fémion-koncentrációjú oldat keletkezik az ioncserélő regenerálásakor is.By neutralization, metal ions in the form of hydroxide can be mostly - deposited; most commonly use this method to remove them. However, neutralization of large volumes of dilute solution is not economical and is therefore concentrated in advance. In one of the most common solutions for this purpose, the rinse water is passed through an ion exchanger, which binds the cations, which can then be used again for rinsing. The disadvantage of this method is that wastewater is produced in two places, on the one hand a stationary water rinse must be installed before the ion exchange rinse, otherwise an excessively concentrated solution would reach the ion exchanger. The concentration of metal ions in this standing water rinse is constantly increasing. After a certain limit, this should be replaced with clean water. On the other hand, a solution with a higher concentration of metal ions is also produced during the regeneration of the ion exchanger.

A szennyvizet, például az említett oldatok semlegesítésével lehet a fémionoktól megtisztítani. Ennek a módszernek többek között az a hátránya, hogy a fémionokat nehezen hasznosítható hidroxid formájában nyeri ki, és mind az eluálás, mind a semlegesítés vegyszereket igényel, amelyek később a szennyvíz sótartalmát növelik.Wastewater, for example, can be purged of metal ions by neutralizing said solutions. The disadvantage of this method is, inter alia, that metal ions are recovered in the form of hydroxides which are difficult to utilize and that both elution and neutralization require chemicals that subsequently increase the salinity of the waste water.

A fémionok öblítővizekből elektrolízissel való kinyerésére két eljárásmódot dolgoztak ki attól függően, hogy szennyvízkezelés vagy fémvisszanyerés volt az elsődleges cél. Az első esetben az öblítővízből a fémion legalább 99%-át el kell távolítani. A második esetben a szennyvízben még maradnak eltávolítható fémionok; az eljárást a visszanyert fém mennyisége teszi gazdaságossá.Two methods have been developed for the removal of metal ions from rinse water by electrolysis, depending on whether sewage treatment or metal recovery was the primary goal. In the first case, at least 99% of the metal ion must be removed from the flushing water. In the second case, removable metal ions remain in the waste water; the process is economical by the amount of recovered metal.

A fémionok fentiekben említett, csaknem teljes mennyiségének eltávolítása az öblítővízből elektrolízissel komoly nehézségekkel jár, elsősorban azért, mert a leváló fém, koncentrációjának kicsinek kell lennie és ez csak kis diffúziós hatásáram-sűrűséget tesz lehetővé. Mivel a fémleválasztás sebessége ennél nagyobb nem lehet, amennyiben időegység alatt nagyobb fémmennyiséget kell leválasztani, azaz nagy áramerősséggel kell dolgozni, akkor vagy a katód felületét, vagy a diffúziós határáramot kell megnövelni.Removal of the above-mentioned almost total amount of metal ions from the rinse water by electrolysis poses considerable difficulties, primarily because the concentration of the metal precipitated must be low and allows only a low diffusion flow rate. Since the metal removal rate cannot be higher, if a larger amount of metal is to be deposited per unit time, i.e. working at high current, either the cathode surface or the diffusion limit current must be increased.

A felületnövelés hagyományos módon azonban csak egy bizonyos határig ésszerű, mert a berendezés méretei hamarosan túl nagyok lesznek. A megoldást az ún. háromdimenziós elektródok jelentik, ahol például lebegő fém- vagy grafitszemcsék alkotják a katódot. (Például a 3 532 573, 2 622 497, 1 956 457 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli, a 4 244 795, 4 240 886 sz. amerikai, a 2 048 300 és a 2 084 195 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás).However, extending the surface in a conventional manner is only reasonable up to a certain limit because the size of the equipment will soon be too large. The solution is called the so-called. three-dimensional electrodes where, for example, floating metal or graphite particles form the cathode. (For example, U.S. Patent Nos. 3,523,573, 2,622,497, 1,956,457, U.S. Patent Nos. 4,244,795, 4,240,886, British Patent Nos. 2,048,300, and 2,084,195) .

A diffúziós határáram az anyagi minőségen, a koncentráción és a hőmérsékleten kívül a folyadék és a fémfelület relatív sebességkülönbségétől függ. Pusztán keveréssel nem lehet kielégítő eredményt elérni, a folyadék legalább 1 m/s sebességű turbulens áramoltatásával dolgoztak ki különböző eljárásokat (pl. a 2 719 667 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli, a 2 054 649, 2 058 134 és a 2 125 825 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás), valamint újabban a nagy felületet is biztosító szénszál-elektródokon keresztül áramoltatás teszi lehetővé nagyobb áramerősségek alkalmazását (például a 2 038 867 számú nagy-britanniai, és a 4 396 474 sz. amerikai szabadalmi leírás).In addition to material quality, concentration and temperature, the diffusion boundary current depends on the relative velocity difference between the liquid and the metal surface. Satisfactory results cannot be achieved by mere mixing, and various methods have been developed for turbulent flow of liquid at a rate of at least 1 m / s (e.g., German Federal Nos. 2,719,667, 2,054,649, 2,058,134, and 2,125,825). and, more recently, flow through carbon fiber electrodes which provide a large surface area allows for higher currents (e.g., British Patent Nos. 2,038,867 and 4,396,474).

Ennek a módszernek alapvető hátránya, hogy ilyen kis koncentrációjú oldatból a legtöbb esetben nem sikerül a fémet olyan alakban kinyerni, hogy az közvetlenül felhasználható legyen. A fémet utólag savban vagy anódosan oldani kell és így ismét csak az öblítővíz töményítődik. (178 964 sz. magyar, 4 238 314 sz. amerikai, 2 232 903 sz. 2 232 903 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli, 2 027 452, és a 2 025 461 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás). Az eljárás eredménye is többnyire kérdéses, hiszen a legtöbb felületkezelő üzemben értéktelen, vagy katódosan le sem választható fémionok is keletkeznek (vas-, alumínium-, krómionok), amelyeket általában úgyis semlegesítéssel távolítanak el a szennyvízből, tehát a hagyományos szennyvízkezelést nem lehet elhagyni.The main disadvantage of this method is that in most cases, such a low concentration solution does not succeed in recovering the metal in a form that can be used directly. The metal has to be subsequently dissolved in acid or anodized and again the rinse water is concentrated. (U.S. Pat. Nos. 178,964, U.S. Pat. No. 4,238,314, German Patent No. 2,232,903, 2,027,452, and British Patent No. 2,025,461). The result of the process is also questionable, since most surface treatment plants produce valuable or non-cathodic metal ions (iron, aluminum, chromium ions), which are usually removed from wastewater by neutralization, so conventional wastewater treatment cannot be omitted.

Amikor az értékes fém visszanyerése a cél, akkor megelégszenek a fémionok 80-95%-ának eltávolításával. Ekkor azt az utat követik, hogy a fémleválasztó kád után egy ún. takaréköblítőt tesznek, majd ezt követi a szokásos folyó vizes öblítés. A takaréköblítőbe kezdetben tiszta vizet tesznek, majd amikor az öblítések során a fémion koncentrációja eléri a galvanizáló koncentrációjának 20-5%-át (a visszanyerés tervezett mértékétől függően), akkor elkezdik folyamatosan elektrolizálni a takaréköblítő oldatát, méghozzá éppen olyan sebességgel, amilyen mennyiségű fémionok az öblítés során belekerül. Az ebből kikerülő munkadarab az eredeti fémion mennyiségének már csak 20-5%-át viszi magával, amit még tovább kell öblíteni, de ezen öblítővíznek mind térfogata, mind szennyezőanyagmennyisége jelentősen kevesebb a hagyományos eljárással keletkezőnél. A takaréköblítő elektrolízise lényegesen kedvezőbb körülmények között valósítható meg, mint az említett csaknem „teljes” fémvisszanyerés, mert az oldat fémion-koncentrációja legalább egy nagyságrenddel magasabb, s így megfelelő elrendezéssel a fém hasznosíthatóan kapható meg.When the goal is to recover the precious metal, they are content to remove 80-95% of the metal ions. Then they follow the path that after the metal separation bath a so-called and a regular flush with running water. Initially, clean water is added to the flush, and then, when flushed, the metal ion concentration reaches 20-5% of the electroplating concentration (depending on the intended recovery rate), then the electrolysis solution is continuously electrolysed at exactly the same amount of metal ions. is flushed during rinsing. The resulting workpiece carries only 20-5% of the original metal ion, which still needs to be rinsed, but this rinse water has significantly less volume and impurities than the conventional process. The electrolysis of the economy rinse can be carried out under significantly more favorable conditions than the said "near" total metal recovery, since the metal ion concentration of the solution is at least one order of magnitude higher and thus the metal can be utilized in an appropriate arrangement.

Az áramerősség beállításával a fémion-koncentráció a takaréköblítőben konstans értéken tartható, azonban az egyenletes fémleválasztáshoz az oldat többi paraméterének is változatlannak kellene maradni. A legnagyobb nehézséget a pH változása okozza. A katódon zömmel fémleválás, az anódon zömében hidroxidionokból oxigénfejlődés megy végbe és ily módon az oldat gyorsan elsavanyodik, melynek eredményeképpen a katódon a fémleválással szemben a hidrogénleválás lép előtérbe. További nehézséget jelent, hogy azBy adjusting the current, the metal ion concentration in the flushing rinse can be kept constant, but the other parameters of the solution would have to remain unchanged for even metal removal. The biggest difficulty is the change in pH. At the cathode, the metal is mostly deposited, while at the anode, most of the hydroxide ions undergo oxygenation, and thus the solution is rapidly acidified, resulting in hydrogen release at the cathode as opposed to metal. Another difficulty is that

HU 209 828 Β anódon - az oxigénleválás potenciáltartományában - a fémleválasztáshoz használt szerves adalékok jelentős része oxidálódik és így a leváló fém minősége romlik. Az eljárás hátrányosan alkalmazható olyan oldatok esetében, amelyek a szokványos anódok korrózióját idézik elő. Számos galvánoldat tartalmaz halogenid-ionokat, elsősorban kloridiont, amelyek az anódkorrózión túl az anódon mérgező gázok, keletkezésével is növelik a nehézséget.At the anode anode, within the oxygen-release potential range, a large part of the organic additives used for metal removal are oxidized and thus the quality of the metal is reduced. The process is disadvantageous for solutions which cause corrosion of standard anodes. Many galvanic solutions contain halide ions, primarily chloride ions, which, in addition to anode corrosion, increase the difficulty with the formation of toxic gases at the anode.

Az elektrolízisen kívül az elektrodialízis is alkalmazható fémionok kinyerésére híg öblítővizekből. Ennél az eljárásnál olyan membránokat alkalmaznak, amelyek vagy csak a kationokat, vagy csak az anionokat engedik át (kationcserélő-, illetve anioncserélő membránok). Több tucat, olykor többszáz membránból olyan cellát lehet kialakítani, hogy áram hatására minden második cellarészben töményedik, a közbülsőkben hígul az oldat (mint. pl. ezüst visszanyerése a 3 022 305 sz. NSZK-beli szabadalmi leírásban). Ha az öblítővizeket vezetjük a híguló cellarészekbe, és azzal töményítjük a második cellába vezetett eredeti galvánoldatot, akkor lényegében a munkadarabokkal kihordott fémionokat visszük vissza. Az eljárás meglehetősen köPséges, egyrészt a sok membrán ára, másrészt a cella nagy elektromos ellenállása miatt felhasznált sok energia miatt. Problémaként említhető, hogy nincs szükség a galvánoldatban a teljesen kihordott fémionmennyiségre, mert általában az anódos áramkihasználás meghaladja a katódos, tehát több fém oldódik, mint amennyi leválik (a katódon hidrogén is fejlődik). Ily módon ismét csak nehezen hasznosítható tömény oldatba kerül a fémionok egy része.In addition to electrolysis, electrodialysis can also be used to recover metal ions from dilute rinse water. In this process, membranes are used that allow either cations only or only anions to pass (cation exchange or anion exchange membranes). Dozens of cells, sometimes hundreds of membranes, can be formed to concentrate on current in every second cell portion, diluting the solution in the interstices (such as silver recovery in U.S. Patent No. 3,022,305). When the rinsing waters are introduced into the diluting cell portions and thereby concentrate the original galvanic solution introduced into the second cell, the metal ions deposited with the workpieces are substantially returned. The process is quite affordable, both because of the cost of many membranes and because of the large amount of energy used due to the high electrical resistance of the cell. The problem is that there is no need for the metal ion to be completely removed in the galvanic solution, because generally the anodic current utilization exceeds the cathodic one, so more metal is soluble than it is deposited (cathode also develops hydrogen). In this way, some of the metal ions are again in a concentrated solution which is difficult to recover.

Az eddig ismert készülékek és berendezések hátránya, hogy igen bonyolultak, mivel ezen berendezésekben a megfelelő hatás biztosítására több száz membránból álló cellákat alakítottak ki, és minden második membrántérben töményítették az oldatot. Ilyen berendezést ismertet pl. a 30 22 305 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás is, amely berendezés elsősorban ezüst visszanyerést tesz lehetővé.A disadvantage of the devices and devices known so far is that they are very complicated, since in these devices, cells with hundreds of membranes are formed and the solution is concentrated in every second membrane space. Such a device is described e.g. No. 30 22 305 There is also a patent in the Federal Republic of Germany, which primarily allows silver recovery.

Cékitűzésünk volt olyan megoldás kidolgozása, amellyel a fémionok kis - különösen kétvegyértékű fémion-tartalmú öblítővizekből katódosan oly módon választhatók le, hogy az említett hátrányok ne jelentkezzenek és, amellyel a fémionokat nagy tisztaságú, kompakt fém alakjában, jó hatásfokkal, veszélyes mérgező - gázok fejlődése nélkül lehet leválasztani.Our aim was to develop a solution for cathodically separating metal ions from small, especially divalent metal ion-containing rinses, in such a way that the above mentioned disadvantages do not occur and that the metal ions develop in high purity, compact metal, efficiently, without toxic can be detached.

Kísérleteink során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a fenti célkitűzés megvalósítható oly módon, ha az említett öblítővízben a leválasztandó fémionon vagy fémionokon kívül az egyéb komponensek koncentrációját - elsősorban a hidrogén-koncentrációt - gyakorlatilag állandó értéken tartjuk.In our experiments, it has surprisingly been found that the above object can be achieved by keeping the concentration of other components, in particular hydrogen, in the said rinse water, in addition to the metal ion or metal ions to be separated.

A takaréköblítő elektrolízisekor az anódos oxigénfejlődés következtében jelentős savanyodás, a katódos mellékreakcióként fejlődő hidrogénleválás miatt némi lúgosodás jelentkezik. Ezen túlmenően az oldat koncentrációját növelik a galvanizáló oldatból a munkadarabokkal áthordott vegyi anyagok, míg csökkentik a következő öblítőoldatba áthordott anyagok. A gyakorlatban a galvanizáló oldatok általában töményebbek, mint a takaréköblítő, így az abba behodrott anyag általában több, mint a kihordott. A fémionok koncentrációját oly módon tartjuk állandó értéken, hogy a be- és kihordott mennyiség különbségét a takarékelektrolízis segítségével fém formájában kivonjuk. Ha a takaréköblítőben a fémionokon kívül minden egyéb anyag koncentrációját úgy állítjuk be, hogy az galvanizáló oldattal azonos legyen, akkor biztosítottuk azt a körülményt, hogy - a fémionokon kívül - minden anyagból ugyanannyi a behordás, mint a kihordás, tehát az oldat koncentrációja nem változik.During the electrolysis of the purifier, a significant amount of acidification occurs due to the anodic oxygen evolution and some alkalization due to the evolution of hydrogen as a cathodic side reaction. In addition, the concentration of the solution is increased by the chemicals transferred from the electroplating solution to the workpieces, while the chemicals transferred to the next rinse solution are reduced. In practice, electroplating solutions are generally more concentrated than the economy rinse, so the material entrained therein is generally more than applied. The concentration of the metal ions is kept constant by subtracting the difference between the amount introduced and the amount deposited in the form of metal by electrolysis. By adjusting the concentration of all materials other than the metal ions in the savings rinse to be the same as the galvanizing solution, it is ensured that, except for the metal ions, all materials have the same loading as the application, so that the concentration of the solution does not change.

A fenti megállapítás - minden kiegészítés nélkül csak azon vegyianyagokra érvényes, amelyek az elektródon nem lépnek reakcióba. A hidroxidionok lényegében a fémionokkal azonos mértékben fogynak az oldatból. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatták, hogy ha az oldatban olyan körülményeket biztosítunk, hogy a hidrogén- vagy a hidroxidionok moláris koncentrációja meghaladja a fémion-koncentrációt, akkor az oxigénfejlődés következtében létrejövő pH-változás elhanyagolható és a takaréköblítő pH-ja nem tér el 0,5 pH-val a galvanizáló oldat ρΗ-jától, tehát a fémleválasztás folyamatosan megvalósítható jó eredménnyel.The above statement - without any additions - applies only to chemicals that do not react on the electrode. The hydroxide ions are consumed in substantially the same amount as the metal ions. Practical experience has shown that if the solution is provided under conditions such that the molar concentration of hydrogen or hydroxide ions exceeds the metal ion concentration, the pH change due to oxygen evolution is negligible and the pH of the flushing rinse does not differ by 0.5 At pH ρΗ of the electroplating solution, metal removal can be achieved continuously with good results.

A galvanizálást számos esetben semlegeshez közeli, enyhén savas oldatokban végzik. Ilyen esetekben a hidrogénion-koncentráció több nagyságrenddel kisebb a fémion koncentrációnál, tehát az előzőekben említett módszer nem alkalmazható, a takarékelektrolízis során a pH gyorsan csökkenni fog. A tapasztalatok azt mutatták, hogy pl. egy 500 1-es takaréköblítőben 10-30 Ah töltés hatására egy egységnyi pH-változás következik be. Ilyen esetekben a találmány szerint előnyösen úgy járunk el, hogy a pH-t folyamatosan mérjük üvegelektróddal, és a lúgadagolást (túllúgosítás esetére a savadagolást) a pH-mérővel vezérelt szabályozó rendszerrel biztosítjuk.Electroplating is in many cases carried out in slightly acidic solutions close to neutral. In such cases, the hydrogen ion concentration is several orders of magnitude lower than the metal ion concentration, so the above-mentioned method is not applicable, and the pH will decrease rapidly during economy electrolysis. Experience has shown that eg. in a 500 l rinse, a pH change of one unit occurs with a charge of 10-30 Ah. In such cases, it is preferable for the present invention to consistently measure the pH with a glass electrode and to provide the alkaline dosing (acid addition in the case of an over-alkalization) with a pH-controlled control system.

Vegyszerek adagolása azzal a hátránnyal jár, hogy azokból anionok vagy kationok maradnak vissza az oldatban, miután a hidrogénionok, illetve a hidroxidionok a katódon, illetve az anódon elreagálódtak. Ezen ionok a takarékelektrolízis során folyamatosan feldúsulnak, ezért törekedni kell arca, hogy lehetőleg olyan ionokat vigyünk ily módon a rendszerbe, amelyek nem zavarják a fémleválasztást, vagy pedig a galvanizáló oldatban is előfordulnak. így például cinkvisszanyerés esetén nem nátrium-, hanem ammónium- vagy káliumhidroxid adagolása vezet eredményre. Amennyiben a takaréköblítőben biztosítjuk, hogy az ammónium- vagy kálium-klorid-koncentráció megegyezzen a galvanizáló oldatéval, akkor - az előző módszernél említett tapasztalattal megegyezően - az ammónium- vagy kálium-hidroxid-adagolás mellett is ± 20% pontossággal álladó értéken tarthatók a koncentrációk.Addition of chemicals has the disadvantage that anions or cations remain in solution after the hydrogen ions or hydroxide ions have reacted at the cathode or at the anode. These ions are continuously enriched in the process of saving electrolysis, so it is important to try to incorporate ions that do not interfere with the metal separation, or they are also present in the electroplating solution. Thus, for example, in the case of zinc recovery, the addition of ammonium or potassium hydroxide rather than sodium. Providing that the concentration of ammonium or potassium chloride in the water purifier is the same as that of the electroplating solution, the concentrations can be kept constant to within ± 20% with the addition of ammonium or potassium hydroxide as in the previous method.

Az előzőekben láttuk, hogy a gyors pH-változás oka az, hogy az anódon hidroxidionok fogynak. Amennyiben az anódteret elválasztjuk, ez a hatás kiküszöbölhető. Az elválasztáshoz minden olyan anyag megfelel, amely az ionos áramvezetést nem akadályozza meg.We have seen above that the rapid change in pH is due to the depletion of hydroxide ions at the anode. If the anode space is separated, this effect can be eliminated. Any material which does not impede ionic current transfer is suitable for separation.

HU 209 828 ΒHU 209 828 Β

Előnyösen úgy járunk el, hogy a takarékelektrolízis katódterét, ahol a takaréköblítő oldata van - anioncserélő membránnal választjuk el az anódtértől és biztosítjuk, hogy miközben a membránban az anionok vezetik az áramot, az anódtérből az ott visszamaradó hidrogénionok nem tudnak a katódtérbe jutni és azt megsavanyítani.Preferably, the cathode space of the electrolysis electrolysis, where there is a solution for rinsing, is separated from the anode space by an anion exchange membrane, and it is ensured that while the anions conduct current in the membrane, the hydrogen ions remaining there

Ioncserélő membránt előnyösen alkalmazhatunk az anódkorrózió és a környezetszennyező gázok (mint klórgáz) anódos fejlődésének megakadályozására is. Ez esetben a takaréköblítő anionjait kell az anődtól távol tartani, tehát kationcserélő membrán használata szükséges. Ez esetben az anódtérből a hidrogénionok könnyen juthatnak a takaréköblítőbe, tehát az oldat pH-jának állandó értéken tartására valamilyen más korábban említett - módszert kell alkalmazni. Ezek közé tartozhat az aniocserélő membrán használata is. Az anód- és katódteret ekkor két membránnal választjuk el egymástól és a két membrán között kialakul az ún. középső tér is. Az elektrolizáló cella így három térre oszlik. Az anódtérben - amelyben tetszés szerinti, célszerűen halogénionokat nem tartalmazó, jól vezető elektrolitoldat van - oxigén fejlődik és az ebből eredő savanyodást lúg adagolásával és/vagy esetenként oldatcserével kompenzálhatjuk. Legyen például az anód és a középső tér között kationcserélő membrán. Az áramot ezen keresztül az anódtérbe helyezett vezetősó kationjai szállítják. A középső térben lévő anionok ily módon nem juthatnak az anód közelébe, tehát az anódkorrózió és a mérgező gázok fejlődésének veszélye nem áll fenn. A középső és a katódtér közé ekkor az anioncserélő membrán kerül, amelyen keresztül a takaréköblítő anionjai szállítják az áramot, megakadályozva, hogy bármilyen kation, főleg a hidrogénion a katódtérben lévő takaréköblítőbe jusson.The ion exchange membrane can also be advantageously used to prevent anode corrosion and anodic development of pollutant gases (such as chlorine gas). In this case, the anions of the economy rinse must be kept away from the anode, so a cation exchange membrane is required. In this case, hydrogen ions can easily pass from the anode space to the flush, so some other method as mentioned above should be used to keep the pH of the solution constant. These may include the use of an anion exchange membrane. The anode and cathode spaces are then separated by two membranes and a so-called "diaphragm" is formed between the two membranes. middle space too. The electrolysis cell is thus divided into three spaces. In the anode space, which contains any electrolyte solution which is well conductive, preferably free of halogen ions, oxygen is generated and the resulting acidification can be compensated by addition of alkali and / or occasionally by solution exchange. For example, there should be a cation exchange membrane between the anode and the center space. The current is transported through the conductive cations of the conductor salt placed in the anode space. In this way, the anions in the central space cannot get near the anode, so there is no risk of anode corrosion or the development of toxic gases. Between the center and the cathode space, an anion exchange membrane is passed through which the anion exchange flushing anions carry current, preventing any cation, especially the hydrogen ion, from entering the space flushing cathode space.

A takaréköblítő alacsony fémion-koncentrációjú oldatából végzett fémleválasztás esetén a katódos áramkihasználás - különösen magasabb áramsűrűség alkalmazásakor - nem éri el a 100%-ot, ami azt jelenti, hogy a fém mellett még kisebb mennyiségű hidrogén is leválik. A hidrogénfejlődés hidrogénionok semlegesítődése útján megy végbe, így a katódtérben a pH növekedése tapasztalható. A katódtérben ilyen esetben célszerű egy második áramkört létesíteni, ennek katódjánIn the case of metal removal from a low metal ion concentration solution of the economiser, the cathodic current utilization, especially at higher current densities, is less than 100%, which means that even less metal is liberated in addition to the metal. Hydrogen evolution occurs through the neutralization of hydrogen ions, thus increasing the pH in the cathode space. In this case, it is expedient to provide a second circuit in the cathode space, at the cathode thereof

- amely célszerűen azonos az első áramkör katódjávalwhich is preferably identical to the cathode of the first circuit

- fémleválás, anódját oxigénfejlődés megy végbe. E második áramkör áramerősségét úgy állítjuk be, hogy az anódján fejlődő oxigén éppen annyi hidroxidiont fogyasszon, amennyi hidrogénion a katódokon a fémleválás mellett elfogy. Amint arra korábban már utaltunk, egyes esetekben nem előnyös a takaréköblítő oldatába anódot helyezni. Ilyen esetben e második áramkör anódját is elválasztjuk - célszerűen ioncserélő membránnal - a katódtérből, ugyanakkor biztosítjuk, hogy az áramot a két tér között csak hidrogén- vagy hidroxidionok vezessék. Ezt például úgy valósítjuk meg, hogy a második áramkör anódterébe kénsavoldatot teszünk, amelynek hidrogénionjai egy kationcserélő membránon keresztül haladva fogják a katódtér lúgosodását kompenzálni.- metal detachment, anode undergoes oxygen evolution. The current in this second circuit is adjusted so that the oxygen produced at its anode consumes just as many hydroxide ions as the hydrogen ions at the cathodes are consumed while metal is being removed. As previously mentioned, in some cases it is not advantageous to place an anode in the solution of the fabric softener. In this case, the anode of this second circuit is also separated from the cathode space, preferably by an ion exchange membrane, while ensuring that the current between the two spaces is conducted only by hydrogen or hydroxide ions. This is achieved, for example, by adding a solution of sulfuric acid to the anode space of the second circuit, the hydrogen ions of which pass through a cation exchange membrane to compensate for the alkalization of the cathode space.

A takaréköblítő a galvanizáló oldatból kihordott fémion mennyiségének jelentős részét - az üzemi gyakorlatban általában 80-90%-át - visszatartja és ez a fentiekben részletezett találmány szerinti eljárással elektrokémiai úton fém formájában abból kinyerhető. A takaréköblítőből kiemelt munkadarab azonban még tartalmaz fémionokkal szennyezett oldatot (itt vész el a fémionok maradék 10-20%-a). Ezt az oldatot általában folyóvízzel leöblítik és az öblítővíz a szennyvízkezelőbe kerül. Egyes eljárások az öblítővizet ioncserélő oszlopon vezetik keresztül, amelynek eluátuma töményebb oldatban tartalmazza a fémionokat, tehát feldolgozásuk - például fém-hidroxid formájában - gazdaságosabban megvalósítható.The economiser retains a significant portion of the metal ion removed from the electroplating solution, typically in the range of 80 to 90% in commercial practice, and can be recovered electrochemically from the metal by the process of the invention as detailed above. However, the workpiece removed from the purge still contains a solution contaminated with metal ions (10-20% of the metal ions are lost here). This solution is usually rinsed with running water and the rinsing water enters the sewage treatment plant. Some processes pass the rinse water through an ion exchange column, the eluate of which contains metal ions in a concentrated solution, so that their processing, for example in the form of metal hydroxide, is more economical.

Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ezen eluátum - egy esetleges pH-beállítás után - jól felhasználható mind az eredeti galvanizáló oldat, mind a takaréköblítő koncentrációjának jövelésére, és ily módon a kihordott fémionok teljes mennyisége közvetlenül visszavezethető a galvanizálás folyamatába, azaz megoldható a teljes recycling.In our experiments, it has been found that this eluate, after a possible pH adjustment, can be used to increase the concentration of both the original electroplating solution and the flushing rinse, and thus the total amount of metal ions discharged can be directly traced back to the electroplating process.

A találmány célkitűzése továbbá olyan készülék kialakítása, amely készülék kiküszöböli az eddig ismert készülékek és berendezések hátrányos tulajdonságait és egyszerű szerkezeti kialakítása mellett is biztosítja kellő mennyiségű fém visszanyerését.It is a further object of the present invention to provide a device which eliminates the disadvantages of the prior art devices and equipment and ensures a sufficient amount of metal to be recovered in a simple construction.

A találmány szerinti célkitűzést olyan készülékkel valósítjuk meg, amelynek több, legalább kettő egymástól ioncserélővel elválasztott szabad végén legalább egy zárólappal határolt, alsó beömlőnyílással és felső kiömlőnyílás(ok)kal ellátott elektrolizálótere és az elektrolizálótérbe merülő elektródái vannak.The object of the present invention is achieved by a device having a plurality of at least two electrolyser spaces at the free end, separated by an ion exchanger, having at least one end plate having a lower orifice and an upper orifice (s) and submerged electrodes.

A találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakjának ioncserélő gyantával feltöltött membrántere van.A preferred embodiment of the device according to the invention has a membrane space filled with an ion exchange resin.

A találmány szerinti készülék egy másik előnyös kiviteli alakja egy ablakkal ellátott tartókeretből, valamint a tartókeret ablakába, egy rögzítőkerettel rögzített betétből van kialakítva, ahol a tartókeret és a rögzítőkeret között oldható kötés, előnyösen csavarkötés van.Another preferred embodiment of the device according to the invention is formed from a support frame with a window and an insert fixed to the window of the support frame with a fastening frame, wherein there is a releasable joint, preferably a screw connection, between the support frame and the fastening frame.

A találmány szerinti készülék egy további előnyös kiviteli alakja esetén a betét egy furatokkal ellátott lapból és a furatokat lezáró dugószerűen kialakított cserélhető membránból van kialakítva.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the insert is formed of a plate with holes and a replaceable membrane formed in the form of a plug which closes the holes.

A találmány szerinti készülék egy célszerű kiviteli alakjának elektrolizálótere(i) egy laminális áramlást biztosító keverővei is el van(nak) látva.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the electrolyzer space (s) is also provided with a laminar flow stirrer.

A találmány szerinti készülék egy másik célszerű kiviteli alakja esetén az elektrolizálóterek beömlőnyílása egy elosztófejjel is el van látva.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the inlet of the electrolysis spaces is also provided with a distributor head.

A találmány szerinti készülék egy további célszerű kiviteli alakjának U-alakú elektrolizálótere(i) van(nak).A further preferred embodiment of the device according to the invention has a U-shaped electrolyzer space (s).

A találmány szerinti készülék egy példaképpeni kiviteli alakját a csatolt ábrák alapján részletesen ismertetjük, ahol azAn exemplary embodiment of the device according to the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1. ábra a találmány szerinti készülék robbantott ábrája, aFigure 1 is an exploded view of the device of the invention, a

2. ábra az 1. ábra szerinti készülék membrántere, aFigure 2 is a membrane space of the device of Figure 1, a

3. ábra a 2. ábra szerinti membrántér felülnézete, metszetben, aFigure 3 is a sectional view of the membrane space of Figure 2, a

HU 209 828 BHU 209 828 B

4. ábra a találmány szerinti készülék membránterének másik kiviteli alakja metszetben, azFigure 4 is a sectional view of another embodiment of the membrane space of the device of the present invention

5. ábra a találmány szerinti készülék membránterének egy további lehetséges kiviteli alakja, aFigure 5 is a further embodiment of the membrane space of the device according to the invention, a

6. ábra az 5. ábra szerinti készülék membrántere, metszetben.Figure 6 is a sectional view of the membrane space of the device of Figure 5.

Az 1. ábra a találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakjának robbantott ábráját szemlélteti. Az 1. ábra szerinti készülék lényegében két elektrolizálóteret foglal magába, amely 2 és 5 elektrolizálóterekcellák- egy 3 betéttel vannak elválasztva. A 3 betét lényegében egy 13 ablakkal ellátott és e 13 ablakban rögzített 4 membránnal rendelkező 8 tartókeretből épül fel. A 2 elektrolizálótér szabad végét egy 1 zárólap határolja. Az 5 elektrolizálóteret egyrészt a 3 betét, másrészt egy zárólap határolja.Figure 1 is an exploded view of a preferred embodiment of the device of the invention. The apparatus of Fig. 1 comprises essentially two electrolysis spaces, which are separated by cells 3 and 2, respectively. The insert 3 consists essentially of a support frame 8 with a window 13 and a membrane 4 fixed in the window 13. The free end of the electrolysis chamber 2 is bounded by a closing plate 1. The electrolysis space 5 is delimited by the insert 3 and a closing plate.

Megjegyezzük azonban, hogy a készülékben kialakított elektrolizálóterek száma tetszés szerint változtatható. Ebben az esetben pl. az 5 elektrolizálóteret mindkét oldaláról egy-egy 3 betét zárja le.However, it is to be noted that the number of electrolysis spaces provided in the apparatus may be varied as desired. In this case e.g. the insert 5 is closed on each side by an insert 3.

A 2 és 5 elektrolizálóterek 7 beömlőnyílással és 6 kiömlőnyílással vannak ellátva.The electrolysis spaces 2 and 5 are provided with an inlet 7 and an outlet 6.

A 2 és 5 elektrolizálótérbe merülnek be - az itt nem ábrázolt - elektródák.Electrodes 2 and 5 are immersed in electrodes (not shown).

Az alsó beömlőnyílás egy - itt nem ábrázolt elosztófejjel is el van látva.The lower inlet is also provided with a manifold not shown here.

Kísérleti tapasztalatok azt bizonyítják, hogy a készülék hatásfoka növelhető, ha az elektrolizálótérben lamináris áramlást biztosító terelőelemeket is elhelyezünk.Experimental experience has shown that the efficiency of the device can be increased by the addition of laminar flow baffles in the electrolysis chamber.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti betétet szemlélteti, amely egy 13 ablakkal ellátott 8 tartókeretből épül fel. A 8 tartókeret 13 ablakában található a 4 membrán.Figure 2 illustrates the insert of Figure 1 consisting of a support frame 8 with a window 13. The membrane 4 is located in the window 13 of the frame 8.

A 4 membránnak a 8 tartókeretben történő rögzítését a 3. ábra szemlélteti. A 4 membrán egy 12 rögzítőkeret segítségével van a 8 tartókeretbe rögzítve, ahol a 8 tartókeret és a 12 rögzítőkeret között oldható kapcsolat van, amelyet csavarkötés biztosít.The fixing of the membrane 4 in the support frame 8 is illustrated in Figure 3. The diaphragm 4 is secured to the support frame 8 by means of a mounting frame 12, whereby a releasable connection is provided between the support frame 8 and the mounting frame 12 by means of a screw connection.

A 4. ábra a találmány szerinti készülékben alkalmazott 3 betét egy másik előnyös kiviteli alakját szemlélteti metszetben. Ezen kiviteli alak esetén a 3 betét lényegében egy 9 furatokkal ellátott lapból áll, a furatokban kerülnek elhelyezésre a dugószerűen kialakított 14 membránok. Ezen kiviteli alak esete, hogy a membránok ilyen kialakítás mellett könnyen cserélhetők, és nem szükséges az összes membrán egyszerre történő cseréje, csupán a már elhasználódott membrán cseréjét kell végrehajtani.Figure 4 is a sectional view illustrating another preferred embodiment of the insert 3 used in the device of the invention. In this embodiment, the insert 3 consists essentially of a plate with holes 9, in which the plug-shaped membranes 14 are disposed in the holes. In this embodiment, the membranes are easy to replace with such a design and do not require replacement of all membranes at once, only replacement of an already worn membrane is required.

Az 5. ábra a találmány szerinti készülék egy lehetséges további kiviteli alakjának vázlata. Ennél a megoldásnál a 2 elektrolizálóterek egy zárólapok által határolt terek és nincsenek közvetlen kapcsolatban az őket elválasztó 3 betéttel. A 2 elektrolizáló terek egy-egy 10 elzárószerelvény útján csatlakoznak egymáshoz.Figure 5 is a schematic diagram of a further embodiment of the device according to the invention. In this solution, the electrolysis spaces 2 are spaces enclosed by sealing plates and are not in direct contact with the insert 3 separating them. The electrolysis spaces 2 are connected to each other by means of a shut-off assembly 10.

Egy ilyen kialakítás esetén természetesen más a betét kialakítása is. Jelen kiviteli alak esetén a betét egy 11 gyantaréteggel van ellátva.Of course, such a design also has a different insert design. In the present embodiment, the insert is provided with a resin layer 11.

A találmány szerinti készülék egy példaképpeni kiviteli alakjának működését az 1. ábra kapcsán az alábbiakban ismertetjük:The operation of an exemplary embodiment of the device according to the invention will be described with reference to Figure 1 below:

Az elektrolizálandó folyadék egy 7 beömlőnyíláson keresztül az itt nem ábrázolt elosztófejen áthaladva jut a 2 elektrolizálótérbe. A folyadék mozgását előnyösen folyadékszivattyúval biztosítjuk. A 2 elektrolizálóteret a 3 betétben rögzített 4 membránokkal cellákra osztjuk.The fluid to be electrolyzed passes through an inlet 7 through a distribution head (not shown) to the electrolysis chamber 2. The movement of the fluid is preferably provided by a fluid pump. The electrolysis space 2 is divided into cells with membranes 4 fixed in the insert 3.

A katódtérben - a 2 elektrolizálótér azon cellája, amelybe a katód merül - a takarékoldat fémionkoncentrációja csökken, majd a 6 kiömlőnyíláson távozik, és a folyadék a takaréköblítőbe folyik vissza, miközben a katódon fémion válik ki.In the cathode chamber, the cell of the electrolysis chamber 2 into which the cathode is immersed, the concentration of metal ions in the saving solution decreases and then discharges into the outlet 6 and the liquid flows back to the economy flusher, whereby a metal ion is deposited on the cathode.

A katódtérbe történő folyadékáramoltatást folyamatosan végezzük.The flow of fluid into the cathode space is performed continuously.

Az anódtér - a elektrolizálótér azon cellája, amelybe az anód merül - nem áramoltatott, így az oldat cseréjét időszakosan kell végezni.The anode space, the cell of the electrolysis chamber into which the anode is immersed, is not flowed, so the solution must be changed periodically.

Az elektrolizálóterek optimális üzemi paramétereit a folyadékba merülő önmagában ismert mérőegység érzékelővel ellátott mérőfeje és az általa vezérelt adagolószerkezet segítségével biztosítjuk.The optimum operating parameters of the electrolysis spaces are provided by the sensor head of the submersible measurement unit itself and the metering device controlled by it.

1. példaExample 1

Tömegáru horganyzását végeztük dobban 10 g/1 cinkiont, 110 g/1 nátrium-hidroxidot és 6 ml/1 mennyiségben benzaldehid, epiklór-hidrin és glicil-aldehid ke veréket fényesítő adalékként tartalmazó 20 1-es fürdőben. A takaréköblítő cinkiontartalma 1,6 g/1, lúgtartalma 15,2 g/1 lesz, 1 napi (~8h) használat után. A takaréköblítő oldatát ezután egy 3 1-es elektrolizáló cellán keresztül folyamatosan cirkuláltattuk, amelyben - azon idő alatt, amíg horganyzás folyt - 8,4 A áramerősséggel választottuk le a cinket és mértük az oldat cink- és lúgtartalmát.The bulk product was galvanized in a 20 L bath containing 20 g / l zinc ion, 110 g / l sodium hydroxide and 6 ml / l blends of benzaldehyde, epichlorohydrin and glycyl aldehyde as a polishing agent. The zinc ion content of the purifier will be 1.6 g / l and the alkaline content will be 15.2 g / l after 1 day (~ 8h) use. The purge solution was then circulated continuously through a 3 L electrolytic cell in which zinc was separated at a current of 8.4 A while galvanizing and the zinc and alkali contents of the solution were measured.

üzemóra h operating hours h 0 0 7 7 12 12 33 33 52 52 70 70 87 87 104 104 120 120 Zn2g/1Zn 2 g / l 1,60 1.60 1,71 1.71 1,66 1.66 1,58 1.58 1,63 1.63 1,68 1.68 1,59 1.59 1,65 1.65 1,64 1.64 NaOH g/i NaOH g / L 15,2 15.2 28,3 28.3 37,2 37.2 76,9 76.9 97,3 97.3 98,6 98.6 96,9 96.9 99,0 99.0 97,8 97.8

Az elektrolízis során így 0,58 kg cinket sikerült visszanyernünk, ami 84% cink-visszanyerésének felel meg.Thus, 0.58 kg of zinc was recovered by electrolysis, which corresponds to a recovery of 84% of zinc.

2. példaExample 2

Egy 300 1-es kádakat tartalmazó, kis terhelésű, függesztett árut horganyzó soron a műveleti fürdő összetétele: 60 g/1 cink-klorid, 180 g/1 ammónium-klorid és fényesítő adalékok. (6 ml/1 nátrium-benzoát és benzolaceton keverék). Az ezt követő takaréköblítőben a kísérlet kezdetekor 4,8 g/1 cinkiont, 45 mg/1 vasiont, 0,08 mg/1 nikkelion, 0,04 mg/1 kadmiumion és kevesebb mint 0,02 mg/1 ólomion volt. Kevés sósav adagolásával pH-ját 5,0-ra állítottuk be. Ezen takaréköblítő oldatot egy elektrolizáló cellán keresztül cirkuláltattuk, amely 0,6 x 1 m alapterületű, 0,6 m magas kád volt. Ezt két, 1 m hosszú 0,5 m magas ioncserélő membránnal 3 részre osztottuk. Az egyik MA-40 anioncserélő, a másik MK-40 kationcserélő membrán volt. A kaűoncserélő membrán mindkét oldalára 5%-os kénsavat ön5The galvanizing line for the lightweight, suspended load line containing 300 liters of tubs consists of 60 g / l zinc chloride, 180 g / l ammonium chloride and polishing additives. (6 ml / l mixture of sodium benzoate and benzolacetone). The subsequent rinse aid at the start of the experiment contained 4.8 g / l zinc ion, 45 mg / l iron ion, 0.08 mg / l nickel ion, 0.04 mg / l cadmium ion, and less than 0.02 mg / l lead ion. A small amount of hydrochloric acid was added to adjust the pH to 5.0. This economy rinse solution was circulated through an electrolysis cell, which was a 0.6 x 1 m by 0.6 m high tub. This was divided into two sections with 1 m long 0.5 m high ion exchange membranes. One was an MA-40 anion exchange membrane and the other was MK-40 cation exchange membrane. You have 5% sulfuric acid on both sides of the cation exchange membrane5

HU 209 828 Β töttünk, míg a takaréköblítő oldatát a harmadik - az anioncserélő melletti - térbe vezettük és ebbe helyeztük el a 0,55 m2 hasznos felületű cinklemezt katódot. A középső térbe nem tettünk elektródot, míg a másik szélső térbe ólomanódot helyeztünk.HU 209 828 Β, while the solution of the purifier was introduced into the third space next to the anion exchanger and the 0.55 m 2 zinc cathode plate with a useful surface was placed there. No electrode was placed in the middle space, while a lead anode was placed in the other outer space.

A takaréköblítő után háromrekeszes ellenáramú öblítőt használtunk, amelynek vize egy házi készítésű, 5 1 Varion KSM kationcserélő gyantát tartalmazó oszlopon keresztül cirkulált. Az ioncserélő oszlopot 35 órás üzemelés után hígított sósavoldattal regeneráltuk és a regenerátumot a takaréköblítőbe vezettük. A jelentős pH-csökkenést tömény NH4OH adagolással kompenzáltuk.After the economy rinse, a three-compartment countercurrent rinse was used, the water of which was circulated through a homemade column containing 5 l Varion KSM cation exchange resin. After 35 hours of operation, the ion exchange column was regenerated with dilute hydrochloric acid and the regenerate was introduced into a purge rinse. The significant decrease in pH was compensated by the addition of concentrated NH 4 OH.

Az elektrolízis áramát az oldat mért cinkion-tartalmától függően 10-15 Aközött változtattuk:The electrolysis current was varied from 10 to 15 depending on the measured zinc ion content of the solution.

üzemi- dő üzemi- do 0 0 7 7 13 13 21 21 27 27 35 35 41 41 46 46 54 54 61 61 áram- erősség current- strength 12 12 12 12 12 12 10 10 12 12 15 15 15 15 12 12 12 12 12 12 Zn2+ g/1Zn 2+ g / l 4,7 4.7 4,8 4.8 4,6 4.6 4,4 4.4 4,8 4.8 5,5 5.5 5,0 5.0 4,8 4.8 4,8 4.8 4,7 4.7 pH pH 5,0 5.0 5,0 5.0 4,9 4.9 4,8 4.8 4,6 4.6 5,1 5.1 5,2 5.2 5,0 5.0 5,0 5.0 4,8 4.8

A kísérletsorozat alatt 0,76 kg cink vált le a kátédon, amelynek cinktartalma 99,96%, vastartalma 0,02%, kadmiumtartalma kisebb, mint 0,02%. A rendszer cinkvesztesége így nullára csökkent, azaz teljes recyclingot valósítottunk meg.During the experiment, 0.76 kg of zinc was deposited on the cathode with a content of 99.96%, an iron content of 0.02% and a cadmium content of less than 0.02%. The zinc loss of the system was thus reduced to zero, meaning full recycling.

3. példaExample 3

500 1-es kádakat tartalmazó, kötőelemeket dobban nikkelező galvánsor (nikkelezőoldat, összetétele: 310 g/1 nikkel-szulfát, 50 g/1 nikkel-klorid, 40 g/1 bórsav, fényesítő adalékok) takaréköblítőjének oldatát 100 1-es elektrolizáló cellán keresztül cirkuláltattuk, amelyben 1,2 m2-es szénacélkatódot és platinázott titánanódot használtunk. Az oldatba merülő kombinált üvegelektródot Radelkis elemekből összeállított pHmérő-szabályozó rendszerrel kötöttük össze, amely 10%-os H2SO4 és 10%-os NaOH oldat adagolását vezérelte, a pH-érték állandóságának biztosítására.Fastener solution of nickel plating series (nickel plating solution, composition: 310 g / l nickel sulfate, 50 g / l nickel chloride, 40 g / l boric acid, polishing additives) in a 100 l electrolytic cell via a 100 l electrolytic cell circulation using a 1.2 m 2 carbon steel cathode and a platinum-plated titanium anode. The immersed composite glass electrode was connected to a pH meter control system composed of Radelkis elements that controlled the addition of 10% H 2 SO 4 and 10% NaOH to ensure a constant pH.

üzemid ő h operating hours h 0 0 1 1 7 7 13 13 21 21 27 27 54 54 83 83 104 104 PH PH 6,3 6.3 4,8 4.8 4,9 4.9 5,0 5.0 5,0 5.0 4,7 4.7 4,9 4.9 4,8 4.8 4,6 4.6 2+ g/1N 2 + g / l 9,3 9.3 9,2 9.2 9,2 9.2 9,2 9.2 9,2 9.2 9,2 9.2 9,1 9.1 9,2 9.2 9,3 9.3

Az elektrolízist 120 A-val végeztük. A teljes kísérletsorozat alatt 11,2 kg nikkelt választottunk le.Electrolysis was performed at 120A. 11.2 kg of nickel were deposited throughout the experiment.

4. példaExample 4

A 3. példában bemutatott nikkelező sor takaréköblítőjét olyan elektrolizáló cellához kapcsoltuk, mint amilyet a 2. példában használtunk, de az MK-40 membránhelyett NAFION 423 kationcserélő membránt tettünk. Itt két áramkört, azaz három elektródot használtunk. A középső térben cirkulált a takaréköblítő oldata, amelyben az alábbi fémion-koncentrációkat mértük: nikkel = 9,3 g/1, vas - 21 mg/1, króm = 0,13 mg/1, kobalt kevesebb, mint 0,05 mg/1. Ebbe a térbe helyeztük a két áramkör közös katódját. A két szélső térbe 5%-os kénsavoldatot és platinázott titánanódot tettünk. Az anioncserélő membránon 110 A-es áramot vezettünk át, míg a kationcserélőn - egy másik áramforrás segítségével a pH stabilizálásához szükséges 10-15 A áramot.The economy rinse of the nickelization line shown in Example 3 was coupled to an electrolyzing cell such as that used in Example 2, but using the NAFION 423 cation exchange membrane instead of the MK-40 membrane. Here we used two circuits, that is, three electrodes. In the middle space the solution of the economy rinse was circulated, where the following metal ion concentrations were measured: nickel = 9.3 g / l, iron - 21 mg / l, chromium = 0.13 mg / l, cobalt less than 0.05 mg / l first In this space we placed the common cathode of the two circuits. 5% sulfuric acid and platinum titanium anode were added to the two extremes. A current of 110 A was passed through the anion exchange membrane and 10-15 A current needed to stabilize the pH using another source of power on the cation exchanger.

izemid ő h isemid he h 0 0 7 7 14 14 21 21 28 28 35 35 42 42 49 49 56 56 84 84 i2ai 2 a 12 12 12 12 10 10 10 10 12 12 12 12 12 12 12 12 10 10 11 11 2+ g/1Ni 2+ g / l 9,3 9.3 9,2 9.2 9,2 9.2 9,2 9.2 9,3 9.3 9,3 9.3 9,2 9.2 9,1 9.1 9,1 9.1 9,2 9.2 PH PH 4,6 4.6 4,6 4.6 4,6 4.6 4,7 4.7 4,9 4.9 4,9 4.9 4,8 4.8 4,6 4.6 4,6 4.6 4,8 4.8

A kísérlet során 8,9 kg nikkelt nyertünk vissza, (88%-os visszanyerés) amelynek nikkeltartalma 99,8%, vastartalma 0,07%, kobalttartalma kisebb, mint 0,02% volt.The experiment yielded 8.9 kg of nickel (88% recovery) with a nickel content of 99.8%, an iron content of 0.07% and a cobalt content of less than 0.02%.

A találmány szerinti megoldás számos előnnyel rendelkezik. így kompakt fém előállítását eredményezi, amely részint értékesebb egy tömény oldatnál, részint a keletkezés helyén, a galvánkádban közvetlenül anódként felhasználható, szemben a tömény oldattal, amelynek általában csak egy részét lehet visszavinni a galvánkádba.The invention has many advantages. This results in the production of a compact metal which is partly more valuable than a concentrated solution and partly at the source can be used directly as an anode in the galvanic bath, as opposed to the concentrated solution, which can usually only be returned to the galvanic bath.

- A visszanyert fém tisztasága - más eljárásokhoz viszonyítva - nagy. Kevésbé nemes fémek - az alkalmazott kis áramsűrűségek miatt - nincsenek benne, a nemesebbek a galvánanódtól nem jutnak az oldatba. Anionok, szerves adalékok és főleg bomlástermékeik, amelyek bepárláskor vagy sok ellenáramú ún. szennyvízmentes öblítő használata esetén gyakran feldúsulnak a galvánoldatban és zavarják a fémleválást, ebben az esetben nem kerülhetnek vissza a galvánfolyamatba.- The purity of the recovered metal is high compared to other processes. Less noble metals, due to the low current densities used, are not present, and noble metals do not enter the solution from the galvanic anode. Anions, organic additives and mainly their decomposition products, which upon evaporation or many countercurrent so-called. they often concentrate in the galvanic solution and interfere with metal separation when using a non-wastewater rinse, in which case they cannot be returned to the galvanic process.

- A hagyományos vagy ioncserélős eljárásnál lényegesen kevesebb vegyszert igényel, ami többek között a szennyvíz sótartalmának csökkenését is eredményezi.- It requires significantly less chemicals than the conventional or ion-exchange process, which results in, among other things, a reduction in the salinity of the waste water.

- Elkerülhető az anódkorrózió, nincs szükség különlegesen korrózióálló anódokra.- Avoid anode corrosion, no need for extremely corrosion resistant anodes.

- Elkerülhető, hogy az anódon veszélyes, mérgező gázok, elsősorban klór fejlődjön.- The formation of dangerous, toxic gases, especially chlorine, at the anode can be avoided.

- A takarékelektrolízis jobb hatásfokkal valósítható meg, mivel a szerves adalékok nem oxidálódnak az anódon.- Saving electrolysis can be achieved more efficiently because organic additives are not oxidized at the anode.

A találmányunk szerinti megoldás rendkívül előnyös környezetvédelmi szempontokból.The present invention provides enormous environmental benefits.

Claims (15)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás fémionok katódos leválasztására, kis különösen kétvegyértékű - fémion-tartalmú takarék öblítővizekből, azzal jellemezve, hogy az említett öblí6A process for the cathodic separation of metal ions from low purity bivalent metal ion-containing flushing water characterized in that said HU 209 828 Β tővízben a leválasztandó fémionon vagy fémionokon kívül az egyéb komponensek koncentrációját - elsősorban a hidrogén-koncentrációt - gyakorlatilag állandó értéken tartjuk.In addition to the metal ion or metal ions to be separated, the concentration of the other components, in particular the hydrogen concentration, is practically constant. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan takarék öblítővizet elektrolizálunk, amelyben a hidroxid- vagy hidrogén-ion-koncentráció meghaladja a fémionok moláris koncentrációját.2. A process according to claim 1, wherein the sparing rinse water is electrolyzed in which the hydroxide or hydrogen ion concentration is greater than the molar concentration of the metal ions. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy pH-stabilizálására savat vagy lúgot adagolunk, előnyösen pH-mérőhöz kapcsolt adagolórendszerrel.3. The process according to claim 1, wherein an acid or an alkali is added to stabilize the pH, preferably with a pH meter-coupled dosing system. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pH-stabilizálására az anód- és katód-teret elválasztjuk.The process of claim 1, wherein the anode and cathode spaces are separated to stabilize the pH. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elválasztást egy vagy két ioncserélő membránnal valósítjuk meg.The process of claim 4, wherein the separation is accomplished by one or two ion exchange membranes. 6. Eljárás kis fémion-tartalmú öblítővizekből fémionok katódos leválasztására, állandó összetételű öblítővizekből végzett elektrolízis esetén, azzal jellemezve, hogy a takaréköblítő utábi öblítő vizéből a fémionokat ioncserélővel eltávolítjuk és az ioncserélő regenerátumát visszavezetjük egy galvanizáló kádba és/vagy takaréköblítő-fémvisszanyerő rendszerbe.6. A process for the cathodic separation of metal ions from low metal ion rinsing water by electrolysis from a constant composition rinse water, characterized in that the metal ions are removed from the rinse water of the after-treatment rinse with an ion exchanger and recycled to a galvanizing or recycling system. 7. Készülék fémek elektrokémiai visszanyerésére, különösen kis fémion-koncentrációjú szennyvizekből, azzal jellemezve, hogy több, legalább kettő, egymástól - betétben (3) elhelyezett membránnal (4) elválasztott és szabad végén legalább egy zárólappal (1) határolt, alsó beömlőnyílással (7) és felső kiömlőnyílás(ok)kal (6) ellátott elektrolizálótere (2, 5) és az elektrolizálótérbe (2, 5) merülő elektródái vannak.Apparatus for electrochemical recovery of metals, in particular from wastewater of low metal ion concentration, characterized in that a plurality of at least two membranes (4) separated from one another by a liner (3) and at least one end plate (1) ) and an electrolysis chamber (2, 5) provided with an upper outlet (s) (6) and electrodes immersed in the electrolysis chamber (2, 5). 8. A 7. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy ioncserélő gyantával (11) feltöltött betétje (3) van.Device according to Claim 7, characterized in that it has a cartridge (3) filled with ion exchange resin (11). 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálótereket (2, 5) lezáró határolólapjai (1) gyantával vannak kitöltve.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the bounding plates (1) of the electrolysis spaces (2, 5) are filled with resin. 10. A 7. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a betét (3) egy ablakkal (13) ellátott tartókeretből (8), valamint a tartókeret (8) ablakába (13) egy rögzítőkeret (12) révén rögzített membránnal (4) van kialakítva.Apparatus according to claim 7, characterized in that the insert (3) is formed by a diaphragm (4) made of a support frame (8) with a window (13) and a mounting frame (12) in the window (13) of the support frame (8). is designed. 11. A 10. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a tartókeret (8) és a rögzítőkeret (12) között oldható kötés, előnyösen csavarkötés van.Device according to Claim 10, characterized in that there is a releasable connection, preferably a screw connection, between the support frame (8) and the fixing frame (12). 12. A 7. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy betétje (3) egy furatokkal (9) ellátott lapból, valamint a furatokat (9) lezáró dugószerűen kialakított cserélhető membránokból (14) van kialakítva.Apparatus according to claim 7, characterized in that its insert (3) is formed of a plate with holes (9) and interchangeable diaphragms (14) which seal the holes (9). 13. A7-12. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy elektrolizálótere(i) (2, 5) egy laminális áramlást biztosító keverővei is el van(nak) látva.13. A7-12. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that its electrolysis space (s) (2, 5) is also provided with a laminar flow stirrer. 14. A 7-14. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálóter(ek) (2,5) beömlőnyílása (7) egy elosztófejjel is el van látva.14. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet (7) of the electrolyser (s) (2,5) is also provided with a distributor head. 15. A 7-14. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy U-alakú elektrolizálótere(i) (2, 5) van(nak).15. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a U-shaped electrolysis space (s) (2, 5).
HU662088A 1988-12-27 1988-12-27 Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters HU209828B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU662088A HU209828B (en) 1988-12-27 1988-12-27 Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU662088A HU209828B (en) 1988-12-27 1988-12-27 Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT57160A HUT57160A (en) 1991-11-28
HU209828B true HU209828B (en) 1994-11-28

Family

ID=10971863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU662088A HU209828B (en) 1988-12-27 1988-12-27 Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU209828B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HUT57160A (en) 1991-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5162079A (en) Process and apparatus for control of electroplating bath composition
US4028199A (en) Method of producing metal powder
US4306952A (en) Electrolytic process and apparatus
US3481851A (en) Apparatus and procedure for reconditioning metal treating solutions
US4585539A (en) Electrolytic reactor
MXPA01000932A (en) Alkali zinc nickel bath.
US5478448A (en) Process and apparatus for regenerating an aqueous solution containing metal ions and sulfuric acid
JPH0514799B2 (en)
CA1256819A (en) Process for reconditioning a used ammoniacal copper etching solution containing copper solute
JPH04254596A (en) Electrolytic cell and its operation
US4613416A (en) Process for the concentration of sulfuric acid
Trokhymenko et al. Study of the process of electro evolution of copper ions from waste regeneration solutions
US4906340A (en) Process for electroplating metals
RU2481424C2 (en) Method of regenerating solution from black chromating of zinc coats
EP0474936A1 (en) Electrochemical process for purifying chromium-containing wastes
USRE34191E (en) Process for electroplating metals
US5225054A (en) Method for the recovery of cyanide from solutions
CA1075635A (en) Metals
US4179348A (en) Removal of cyanide from waste water
JPH0780253A (en) Electrodialytic purifying method
KR960000306B1 (en) Membrane Electrolyzer and Metal Ion Removal Method Using the Device
HU209828B (en) Method and apparatous for deposition of metal ions from low metal ion contant waste waters
CA1257560A (en) Electrochemical removal of hypochlorites from chlorate cell liquors
JP2001137850A (en) Electrolysis method of water and produced water
US4310395A (en) Process for electrolytic recovery of nickel from solution

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee