DK158157B - Fremgangsmaade til genvinding af aedelmetaller fra slam, affald eller andet materiale ved elektrolyse - Google Patents

Description

DK 158157 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til genvinding af ædelmetaller fra slam, affald eller andet materiale, som indeholder ædelmetaller, ved elektrolyse. Opfindelsen er især nyttig til genvinding af ædelmetaller, hovedsagelig sølv og guld, fra materialer af 5 forskellig type, fx spildevand fra guldsmede- og sølvsmede industrier og fra affald, støv og brugte slibemidler, der er baseret på papireller tekstilbærestof, og tørre polervokser og "chips", hvilké produkter indeholder partikler af ædelmetaller.

Spildevandet fra sådanne industrier er på den ene side vaskevand, som 10 også indeholder ammoniak, fra slibe- og tumblingprocesser, på den anden side cyanidholdige væsker fra sølv- og guldbelægning og den såkaldte afplettering ("deplating"). Ved driften af denne type industri dannes spildprodukter, fx støv og opfejet materiale og brugte slibemidler såsom polervokser og polerskiver af papir- eller tekstil-15 materiale. De faste spildprodukter indeholder så store mængder ædelmetalpartikler, at en genvinding deraf er særdeles vigtig ud fra økonomiske synspunkter, især i lyset af vore dages priser på ædelmetaller. I guld- og sølvsmedeværksteder af gennemsnitsstørrelse er spildmængden af størrelsesordenen 250 1/dag med et guldindhold på op 20 til 140 mg/1 og et sølvindhold på op til 20 mg/1.

Hvis alle ædelmetaller i disse spildprodukter havde været i form af opløselige salte, ville sædvanlig elektrolyse have været en nærliggende løsning på problemet med genvinding af metallerne. Dette er imidlertid ikke tilfældet, idet størstedelen af de ædle metaller 25 forekommer som faste metalpartikler.

På denne baggrund er det ønskværdigt at finde en enkel og økonomisk fremgangsmåde, ved hvilken de ædle metaller kan genvindes fra flydende spildprodukter, i hvilke metallerne delvis foreligger i ionisk form, samt i spildprodukter, hvor metallerne forekommer i form af 30 faste partikler. En løsning på dette problem kan naturligvis også anvendes på slam- og spildprodukter fra ædelmetalminer og malmkoncentrerende værker, hvor stofferne indeholder ædelmetaller i form af faste partikler.

2

DK 158157 B

Elektrolyse til genvinding af ædelmetaller fra opløsning har været kendt i lang tid, og der er flere patentbeskrivelser, der daterer sig så langt tilbage som til før århundredskiftet, hvor sådan teknik er beskrevet. Som eksempler herpå kan nævnes svensk patentskrift nr. 735 5 og britisk patentskrift nr. 3873/1883 og 2493 samt 18177/1895. De kendte teknikker til at elektrolysere stoffer for at genvinde ædelmetaller er imidlertid ikke anvendelige til at løse det problem, der ligger til grund for den foreliggende opfindelse, i hvilke der indgår et complext materiale.

10 Løsningen på det ovennævnte problem ligger i en fremgangsmåde til genvinding af ædelmetaller fra slam, affald eller andet materiale, som indeholder ædelmetaller, ved elektrolyse til afsætning af metallerne på katoden, hvilken elektrolyse udføres i en elektrolysebeholder i form af en stående cylinder, hvis vægge udgør anoden, og som 15 indeholder mindst én katode, der er anbragt i en afstand fra væggene, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at materialet indeholdende ædelmetaller i beholderen iblandes en opløsning indeholdende anion-er, der er i stand til at danne vandopløselige salte med de ædelmetaller, der skal genvindes, og blandingen bibringes en sådan roter-20 ende bevægelse, at ædelmetalpartiklerne transporteres ud på beholderens vægge, der virker som anode, medens blandingen underkastes elektrolyse for at bringe de ædle metaller i opløsning ved anoden ved anodisk oxidation og afsætte dem på katoden ved katodisk reduktion. Opfindelsen er baseret på den overraskende erkendelse, at der ved at 25 bibringe blandingen en rotationsbevægelse af en sådan størrelse, at ædelmetalpartiklerne transporteres ud til væggene i beholderen, der virker som anode, opnås en effektiv opløsning af ædelmetallerne ved anodisk oxidation på beholdervæggene. Ved at udnytte centrifugalkraften i en roterende blanding af stoffer, der skal elektrolyseres, 30 slynges de i opløsningen dispergerede ædelmetalpartikler ud på in-dervæggene i elektrolysebeholderen og udgør en del af anodeoverfladen.

Efter at være bragt i opløsning overføres ædelmetalkationerne til katoden, hvor de reduceres ved katodisk reduktion og af lej res på 35 katoden.

3

DK 158157 B

Det foretrækkes at anvende omrøring til at bibringe den opslæmning, der skal elektrolyseres, den roterende bevægelse, og det foretrækkes især at anvende en propeller, som drives med en sådan hastighed, at der suges luft ind i blandingen af de materialer, der skal elektroly-5 seres.

Opfindelsen er især velegnet til anvendelse ved en fremgangsmåde som skitseret ovenfor, hvor det materiale, der skal elektrolyseres, indeholder cyanidioner. I dette tilfælde tilføjes der et yderligere trin, hvor katoden med aflej rede ædelmetaller erstattes med en anden elek-10 trode, og strømretningen vendes for at sønderdele cyanidionerne ved anodisk oxidation til aflejring af kul på anoden. I dette sidste elektrolysetrin opretholdes, intens blanding i beholderen. På denne måde kan elektrolyseperioden reduceres væsentligt, og det har overraskende nok vist sig, at kul aflej res på anoden.

15 Ved aflejring af ædelmetaller ved elektrolyse på katoden ligger den anvendte spænding fortrinsvis inden for området mellem 3 og 16 volt, og strømtætheden ligger hensigtsmæssigt på 1-1,5 ampere/dm^. Ved det sidste trin til sønderdeling af cyanidionerne ligger en egnet strøm-tæthed på 3-3,5 ampere/dm^.

20 Opfindelsen belyses nærmere ved nedenstående eksempel:

EKSEMPEL

I nærværende eksempel henvises der til tegningerne, hvor fig. 1 viser et lodret snit gennem en elektrolysator ifølge opfindelsen; 25 fig. 2 viser en opstalt af elektrolysatoren til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge fig. 1; og fig. 3 viser et vandret snit gennem elektrolysatoren ifølge fig. 1.

På tegningen er elektrolysatoren som helhed vist som 1. Elektrolysatoren 1 omfatter en vertikal cylindrisk beholder 3, der er fastgjort 30 på et stativ eller en stander 5. Beholderen 3 indeholder vertikalt anbragte katodeplader 7 og 9, hvorimod selve beholderen 3 udgør ano- 4

DK 158157 B

den. Beholderen 3 er forbundet til den positive elektrode i en direkte strømkilde, og katodepladerne 7 og 9 er forbundet til den negative elektrode. Alle disse træk er sædvanlige inden for området og er derfor ikke vist på tegningen.

5 Beholderen 3 indeholder en centralt anbragt propeller 11, der er forbundet med en aksel 13 til en motor 15 til drift deraf. I bunden af beholderen 3 er der et afløbsror 17.

Alle de dele af elektrolysatoren 1, der kommer i kontakt med den opløsning eller det materiale, der skal elektrolyseres, er fremstil-10 let af syreresistent stål.

I nærværende eksempel har elektrolysebeholderen 3 et rumfang på ca.

300 1, og propelleren 11 er anbragt ca. 10 cm over bunden af beholderen 3.

I elektrolysatoren 1 behandles flydende og fast affald fra et guld-15 og sølvsmedeværksted. Det daglige rumfang af flydende affald er ca.

200 1. Til det samlede affald sættes 1 kg natriumcyanid, hvilket resulterer i et cyanidindhold på ca. 0,5 vægtprocent. Propelleren 11 startes for at fremskynde opløsningen af cyanidet og for at disper-gere de faste spildprodukter. Propelleren drives med en sådan hastig-20 hed, at der suges luft ind i væsken, og partiklerne, der er suspenderet i væsken, slynges mod bunden og sidevæggene i beholderen 3 med en kraft, der er tilstrækkelig til at bringe partiklerne i kontakt med de vægge, der fungerer som anode. I dette tilfælde har en propellerhastighed på ca. 900 omdrejninger/minut vist sig at være velegnet.

25 Strømtætheden til elektrolysen er 150-200 ampere, og spændingen er ca. 16 volt under anvendelse af et totalt katodeareal på 1,6 m^, der dannes af fire katodeplader, der hver har dimensionen 1,0 x 0,2 m.

Ved at anvende fremgangsmåden og elektrolysatoren ifølge opfindelsen er det på denne måde muligt at udvinde et stort udbytte af sølv og 30 guld fra affaldet som aflejring på katodepladerne. Når metallerne er blevet genvundet, er der dannet en residualelektrolytopløsning, som indeholder cyanider, som skal destrueres, før opløsningen kan ledes ud i det offentlige kloaksystem. Denne destruktion kan udføres på 5

DK 158157 B

sædvanlig måde ved oxidation af cyaniderae til cyanater under anvendelse af fx natriumhypochlorit eller ved anodisk oxidation. Det foretrækkes imidlertid at udføre destruktionen som beskrevet i DK 1046/82 på følgende måde: 5 Til den i beholderen 3 tilbageværende elektrolyt sættes et alkalime-talhalogenid, fortrinsvis natriumchlorid, til en koncentration på ca.

1 vægtprocent og en base, fortrinsvis natriumhydroxid, til dannelse af en pH-værdi på ca. 11 i opløsningen. Katodepladerne 7 og 9, hvorpå der er aflej ret ædelmetaller, erstattes med nye elektrodeplader, og 10 strømretningen vendes, så at de nye elektrodeplader bliver anoder, og beholdervæggene 3 fungerer som katode. Omrøringen under anvendelse af propelleren 11 opretholdes, og elektrolysen udføres under anvendelse af en strømtæthed på 4-500 ampere ved 16 volt. Efter en periode på ca. 15 minutter er opløsningens cyanidindhold destrueret ved anodisk 15 oxidation, og der er på anodepladerne aflej ret et lag rent kul.

Som anioner i elektrolytten kan der anvendes vilkårlige anioner, der danner vandopløselige salte med de pågældende ædelmetaller, fx cyanid-, sulfat- eller nitrationer, hvilke ioner anvendes i en koncentration, der svarer til den, der anvendes i elektrolytten i forbin-20 delse med elektrolytisk raffinering af ædelmetaller.

Opfindelsen kan generelt anvendes til genvinding af findelte ædelmetalpartikler fra slam og dispersioner. Endvidere kan en vilkårlig cyanidholdig opløsning indeholdende ædelmetaller behandles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til genvinding af ædelmetaller fra slam, affald eller andet materiale, som indeholder ædelmetaller, ved elektrolyse til afsætning af metallerne på katoden, hvilken elektrolyse udføres i 5 en elektrolysebeholder i form af en stående cylinder, hvis vægge udgør anoden, og som indeholder mindst én katode, der er anbragt i en afstand fra væggene, kendetegnet ved, at materialet indeholdende ædelmetaller i beholderen iblandes en opløsning indeholdende anioner, der er i stand 10 til at danne vandopløselige salte med de ædelmetaller, der skal genvindes, og blandingen bibringes en sådan roterende bevægelse, at ædelmetalpartiklerne transporteres ud på beholderens vægge, der virker som anode, medens blandingen underkastes elektrolyse for at bringe de ædle metaller i opløsning ved anoden ved anodisk oxidation 15 og afsætte dem på katoden ved katodisk reduktion.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at blandingen elektrolyseres ved en spænding på 3-16 volt og en strømtæthed på 1-1,5 ampere/dm^.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, 20 kendetegnet ved, at der anvendes omrøring for at bibringe den roterende bevægelse.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der anvendes en propeller, som drives med en sådan hastighed, at der suges luft ind i blandingen.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, hvor det materiale, der skal elektrolyseres, indeholder cyanidioner, kendetegnet ved, at katoden med de afsatte ædelmetaller i et yderligere trin erstattes med en anden elektrode, og at strømretningen vendes for at destruere cyanidionerne ved anodisk oxidation 30 til afsætning af kul på anoden, medens intens omrøring opretholdes i beholderen. DK 158157 B

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at der i det yderligere trin anvendes en strømtæthed på 3-3,5 ampere/dm^.