RU2490375C2 - Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи - Google Patents
Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490375C2 RU2490375C2 RU2012128709/02A RU2012128709A RU2490375C2 RU 2490375 C2 RU2490375 C2 RU 2490375C2 RU 2012128709/02 A RU2012128709/02 A RU 2012128709/02A RU 2012128709 A RU2012128709 A RU 2012128709A RU 2490375 C2 RU2490375 C2 RU 2490375C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indium
- bath
- condensate
- cathode
- anode
- Prior art date
Links
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 15
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 8
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 4
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- -1 Indium cations Chemical class 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии. Электролизер включает обогреваемую анодную ванну, катодную ячейку в виде перфорированного цилиндра, имеющего две диафрагмы, токопровод и закрепленную на нем чашу для сбора извлеченного из расплава индия. В качестве анодной ванны он содержит приемную ванну расплава конденсата из вакуумной печи, содержащего свинец, висмут, олово и индий. Катодная ячейка выполнена в виде перфорированного цилиндра, обтянутого диафрагмой из кварцевой ткани, снабженного обечайкой и размещенной в нижней части цилиндрической вставкой из электроизоляционного материала. Обечайка и цилиндрическая вставка обтянуты диафрагмой из кварцевой ткани с образованием зазора между двумя диафрагмами 2-5 мм в виде кармана для заливки электролита. Изобретение повышает извлечение индия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к извлечений индия электролизом в расплаве солей.
В процессе вакуумного рафинирования олова [1] индий наряду с другими летучими примесями испаряются из олова, и очищенное олово стекает по оловопроводу в бачок и разливается в блоки готовой продукции. Примеси конденсируются на холодных экранах и стекают по барометрической трубе в приемный бачок, а потом разливаются в блоки свинцово-висмутового сплава, который содержит индий.
В известном устройстве [2] свинцово-висмутовый сплав расплавляется и перемешивается с солевым расплавом хлористого цинка для извлечения индия из расплавленного конденсата вакуумного рафинирования в солевой расплав. Индий экстрагируется в солевой расплав на основе хлористого цинка. Солевой расплав сливают и растворяют в кислой среде, а из раствора цементируют индий на цинковых листах. Индиевую губку переплавляют в черновой индиевый сплав.
В известном электролизере [3] черновой индиевый сплав рафинируют электролизом в расплаве на основе хлористого цинка.
Недостатком известных устройств в высоких затратах из-за многостадийности процесса.
Известен и принят за прототип [4] электролизер, содержащий обогреваемые катодную и анодную ванны, разделенные пористыми диафрагмами, пропитанными электролитом, характеризующийся тем, что катодная ванна выполнена в виде перфорированного цилиндра, на котором закреплено два слоя диафрагмы из кварцевой ткани, и вертикально погружена в сплав анодной ванны, а внутри катодной ванны вставлена чаша, закрепленная на катодном токоподводе. Электролизер значительно сокращается число переделов.
Недостатком указанного прототипа электролизера в том, что для его работы необходимы отдельные переделы выделения и плавления блоков конденсата с печи, электролиза и разливки анодного сплава, частой замены диафрагм из-за испарения электролита, что становится неэкономичной переработкой конденсата с содержанием индия менее 0,05%.
Технической задачей изобретения является устранение операции плавки сплава и повышение извлечения индия путем вовлечения сплава с любым низким содержанием индия.
Сущность предлагаемого электролизера состоит в том, что в качестве анодной ванны он содержит обогреваемую приемную ванну расплава конденсата из вакуумной печи, содержащего свинец, висмут, олово и индий. Катодная ячейка выполнена в виде перфорированного цилиндра, обтянутого диафрагмой из кварцевой ткани, снабженного обечайкой и размещенной в нижней части цилиндрической вставкой из электроизоляционного материала. При этом обечайка и цилиндрическая вставка обтянуты диафрагмой из кварцевой ткани с образованием зазора между двумя диафрагмами 2-5 мм в виде кармана для заливки электролита.
Технический результат достигается тем, что электролизер с анодом приемной ванной на выпуске конденсата ваккумной печи позволяет получать катодный черновой индий без операций розлива, переплавки. Карман заливки электролита между слоями диафрагмы и периодической разгрузкой накопившегося катодного металла в согласовании с непрерывной работой вакуумной печи и повысить общее извлечение индия.
На чертежах фиг.1 приведен общий вид электролизера, а на фиг.2 - монтаж электролизера на вакуумной печи.
Электролизер содержит анодную ванну 1 (приемная ванна конденсата) и катодный токоподвод 2, подключенный к отрицательному полюсу выпрямителя постоянного тока. В нижней части токоподвод снабжен чашей-катодом 3. Токоподвод 2 с чашей 3 погружены в пефорированый цилиндр 4, обтянутый диафрагмой 5 из кварцевой ткани марки КТ-11 с8/3ТО, закрепленной хомутом 6 на перфорированном цилиндре 4. Перфорированный цилиндр 4, обтянутый тканью 5, вставлен в обечайку 7 с карманом 8. Обечайка 7 обтянута диафрагмой 9 из кварцевой ткани КТ с некоторым зазором 2-5 мм от диафрагмы 5, и закрепленной подобным хомутом 6.
В нижней части диафрагма 9 формируется на цилиндрической вставке 10 из электроизоляционного материала, например из фторопласта. Узлы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 в сборе образуют катодную ячейку 11, которая погружается в расплав анодного металла в приемную ванну 1, на электроизолирующей подставке 12.
Приемная анодная ванна 1 снабжена лотком 13 слива расплава, конденсирующих примесей с вакуумной печи фиг.2. В приемную анодную ванну 1 погружена барометрическая труба конденсата 14 стока летучих примесей, содержащих индий 18, барометрическую трубу 19 отрафинированного олова и приемный бачек 20 слива олова.
Электролизер работает следующим образом.
В приемную ванну 1, служащей анодом (фиг.1), непрерывно стекает жидкий конденсат, содержащий свинец, висмут, олово и 0,03-0,1% индия. В расплав приемной анодной ванны 1 погружают катодную ячейку 11 на подставке 12. В карман 8 обечайки 7 в зазор (2-5 мм) между диафрагмами 5, 9 для пропитки тканей заливают электролит, содержащий хлориды цинка, калия, натрия. Электролит же смачивает ткань диафрагм 5, 9, натянутых на перфорированный цилиндр 4 и обичайку 7. Ткань КТ становится способной для переноса ионов металлов электролита. Ткань не смачивается металлом и не проницаема для металла (давление проницаемости 10 кг/см2 ткани). Через электроды включают постоянный ток напряжением 1-30 В с плотностью тока 0,02-0,2 A\см2. Катионы индия диффундируют через электролит в капиллярах двух слоев ткани и разряжаются на катоде-чаше 3, и скапливаются в цилиндре 4, обтянутым диафрагмой 5. Более положительный висмут, как правило, в присутствии индия, свинца не ионизируются.
По мере наполнения катодной ячейки 11 индием в сплаве со свинцом периодически чашу 3 на катодном токоподводе 2 извлекают и выливают индий. Периодически раз в сутки в карман 8 добавляют электролит. Операцию слива катодного индиевого сплава повторяют до прекращении наполнения чаши 3. Непрерывно с приемной ванны-анода 1 сливается анодный свинцово висмутовый сплав (с удаленным индием) через лоток 13 в изложницы как готовый продукт.
Технический результат предлагаемого электролизера в том, что снижаются затраты на передел плавления и повышается извлечение индия из сплава, за счет того, что индий извлекается из любого по содержанию состава без подготовительных операций.
Пример: Навеску 1 кг конденсат сплава, содержащего 0,03% индия; 8% олова; 87% свинца; 2% висмута; 3% сурьмы, заливают в модель анодной ванны и поддерживают температуру 400 град. В расплав анодной ванны опускают катодную ячейку. В катодную ячейку в зазор между диафрагмами кварцевой ткани марки КТ-11 с8/3ТО заливают 25 г электролита, предварительно проплавленной смеси солей 49% хлористого цинка, 44% хлористого калия, 7% хлористого натрия. Включают постоянный ток силой 1 А напряжением 5 В и ведут электролиз в течение 3 часов. Через каждый час добавляют в слитках 1 кг исходного сплава. Одновременно из модели ванны стекает избыток отработанного анодного сплава. Всего за 3 часа загружено 3 кг сплава конденсата. Катодную ячейку поднимают и сливают катодный металл.
Результаты испытаний экстракции индия из сплава-конденсата с разным содержанием индия приведены в таблице.
| Таблица | ||
| Результаты опытов примера по вариантам | ||
| № опыта | 1 | 2 |
| Содержание In% в аноде | 0,03 | 0,13 |
| Вес исходного конденсата сплава, кг | 3 | 3 |
| Сила тока, А | 1 | 1 |
| Длительность, ч | 3 | 3 |
| Вес катодного сплава, г | 6 | 8,2 |
| Содержание In % в катоде | 14,4 | 46,6 |
| Конечное содержание In% в аноде | 0,002 | 0,003 |
| Извлечение % In из анода | 93,3 | 97,7 |
Пример показывает, что предлагаемый электролизер позволяет повысить извлечение индия из сплава конденсата как с бедным, так и с богатым содержанием индия без операций гидрометаллургической переработки.
Таким образом, предлагаемый электролизер позволяет повысить извлечение и снизить общие затраты на попутное извлечение индия.
Список аналогов
[1] Пат. России - №1489195 - Мкл. С22в 9/04 - Вакуумный аппарат для рафинирования олова.
[2] Пат. России - №1401903 - С22В 58/00 - Аппарат извлечения индия из расплавленных металлов.
[3] Пат. России - 1482248 - МКИ С25С 7/00 - Электролизер для рафинирования легкоплавких металлов.
[4] Заявка России - №2011132432 - С25С 7/04, опубл. - 10.12.2011.
Claims (2)
1. Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава, включающий обогреваемую анодную ванну, катодную ячейку в виде перфорированного цилиндра, имеющего две диафрагмы из кварцевой ткани, токопровод и закрепленную на нем чашу для сбора извлеченного из расплава индия, отличающийся тем, что в качестве анодной ванны он содержит приемную ванну расплава конденсата из вакуумной печи, содержащего свинец, висмут, олово и индий, катодная ячейка выполнена в виде перфорированного цилиндра, обтянутого диафрагмой из кварцевой ткани, снабженного обечайкой и размещенной в нижней части цилиндрической вставкой из электроизоляционного материала, при этом обечайка и цилиндрическая вставка обтянуты диафрагмой из кварцевой ткани с образованием зазора между двумя диафрагмами 2-5 мм в виде кармана для заливки электролита.
2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катодная ячейка размещена в анодной ванне на электроизолирующей подставке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128709/02A RU2490375C2 (ru) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128709/02A RU2490375C2 (ru) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012128709A RU2012128709A (ru) | 2012-10-27 |
| RU2490375C2 true RU2490375C2 (ru) | 2013-08-20 |
Family
ID=47147092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012128709/02A RU2490375C2 (ru) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2490375C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2595302C2 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-08-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Электролизер экстракции индия из расплава конденсата на выпуске из вакуумной печи |
| RU2755498C1 (ru) * | 2021-03-25 | 2021-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Способ переработки остатков от магнетронного распыления мишени |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543031A (en) * | 1994-08-19 | 1996-08-06 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Method for recovering indium by electrowinning and apparatus therefor |
| JP2005298870A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Shinko Kagaku Kogyo Kk | 電解採取による金属インジウムの回収方法 |
| WO2006080565A1 (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Dowa Metals & Mining Co., Ltd. | インジウムの回収方法 |
| UA79019C2 (en) * | 2005-05-17 | 2007-05-10 | Vernadskyi Inst For General An | Method for indium extraction from indium-tin alloy and device for realization the same |
| RU2011132432A (ru) * | 2011-08-01 | 2011-12-10 | Виталий Евгеньевич Дьяков (RU) | Электролизер извлечения индия из расплавов |
| US20120034153A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrolytic recycling of compounds |
-
2012
- 2012-07-09 RU RU2012128709/02A patent/RU2490375C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543031A (en) * | 1994-08-19 | 1996-08-06 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Method for recovering indium by electrowinning and apparatus therefor |
| JP2005298870A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Shinko Kagaku Kogyo Kk | 電解採取による金属インジウムの回収方法 |
| WO2006080565A1 (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Dowa Metals & Mining Co., Ltd. | インジウムの回収方法 |
| UA79019C2 (en) * | 2005-05-17 | 2007-05-10 | Vernadskyi Inst For General An | Method for indium extraction from indium-tin alloy and device for realization the same |
| US20120034153A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrolytic recycling of compounds |
| RU2011132432A (ru) * | 2011-08-01 | 2011-12-10 | Виталий Евгеньевич Дьяков (RU) | Электролизер извлечения индия из расплавов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2595302C2 (ru) * | 2015-04-09 | 2016-08-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Электролизер экстракции индия из расплава конденсата на выпуске из вакуумной печи |
| RU2755498C1 (ru) * | 2021-03-25 | 2021-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Способ переработки остатков от магнетронного распыления мишени |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012128709A (ru) | 2012-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8992758B2 (en) | Apparatus and method for reduction of a solid feedstock | |
| EP0217438B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lithiummetall hoher Reinheit durch Schmelzflusselektrolyse | |
| RU2490375C2 (ru) | Электролизер для извлечения индия из индийсодержащего расплава в виде конденсата из вакуумной печи | |
| US12180602B2 (en) | Process for production of refined lithium metal | |
| CN104593614A (zh) | 高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法 | |
| WO2011145760A1 (ko) | 무기 과립 폐촉매로부터 귀금속을 추출하는 방법 및 그 장치 | |
| RU2463388C2 (ru) | Электролизер для извлечения индия из расплава индийсодержащих сплавов | |
| RU2400548C1 (ru) | Способ извлечения индия из отходов сплавов, электролит для извлечения индия из отходов сплавов и аппарат для осуществления способа | |
| CN104109766A (zh) | 一种从铅铋合金中分离提纯铋的工艺 | |
| RU2512724C2 (ru) | Электролизер для разделения легкоплавких сплавов электролизом в расплаве солей на селективные концентраты | |
| RU2689475C1 (ru) | Устройство для производства алюминия высокой чистоты с безуглеродными анодами электролизом и способ его осуществления | |
| RU2595302C2 (ru) | Электролизер экстракции индия из расплава конденсата на выпуске из вакуумной печи | |
| RU2597832C2 (ru) | Электролизер для экстракции индия из расплавленных сплавов | |
| RU2563060C2 (ru) | Электролизер для рафинирования висмута в расплаве солей | |
| US1449462A (en) | Method and apparatus for the electrolytic recovery of copper | |
| RU2090660C1 (ru) | Электролизер для рафинирования легкоплавких металлов | |
| RU2610095C2 (ru) | Электролизер для разделения легкоплавких сплавов электролизом в расплаве солей | |
| RU2682502C2 (ru) | Способ рафинирования олова от мышьяка и электролизер для его осуществления | |
| RU2419660C1 (ru) | Способ разделения металлов из отходов легкоплавких сплавов электролизом | |
| RU2522920C1 (ru) | Электролизер для тонкослойного электролитического рафинирования металлического свинца | |
| CN209702881U (zh) | 一种稀土熔盐电解炉 | |
| RU2727365C2 (ru) | Электролизер для разделения легкоплавких сплавов электролизом в расплаве солей | |
| JPS625233B2 (ru) | ||
| JP2012193439A (ja) | 金属マンガン電解採取のための電解槽設備 | |
| JP2016507011A (ja) | 電解精錬工程用の再使用可能なアノードシステム |