[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU194300U1 - VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS - Google Patents

VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS Download PDF

Info

Publication number
RU194300U1
RU194300U1 RU2018146834U RU2018146834U RU194300U1 RU 194300 U1 RU194300 U1 RU 194300U1 RU 2018146834 U RU2018146834 U RU 2018146834U RU 2018146834 U RU2018146834 U RU 2018146834U RU 194300 U1 RU194300 U1 RU 194300U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metals
electrode
noble metals
extraction
pores
Prior art date
Application number
RU2018146834U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Антонов
Николай Николаевич Самотаев
Григорий Александрович Царев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority to RU2018146834U priority Critical patent/RU194300U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU194300U1 publication Critical patent/RU194300U1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00Obtaining noble metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/20Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of noble metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электрохимии благородных металлов, в частности электрохлоринации, и может быть использована при переработке вторичных металлов платиновой группы, включая катализаторы, а также их концентратов и аффинированных металлов. Объемный электрод переменного тока для извлечения благородных металлов из катализаторов на основе пористой керамики включает керамическую пористую частицу основы катализатора с расположенными в ее порах благородными металлами. При этом в порах он дополнительно содержит нерасходуемые частицы с электронной проводимостью в виде диспергированных частиц нанографита. Техническим результатом является увеличение процента извлечения благородных металлов на катоде за счет полной электрохлоринации всего объема перерабатываемого сырья. 1 ил., 2 пр.The utility model relates to the electrochemistry of noble metals, in particular electrochlorination, and can be used in the processing of secondary metals of the platinum group, including catalysts, as well as their concentrates and refined metals. A volumetric alternating current electrode for extracting precious metals from porous ceramic catalysts includes a ceramic porous catalyst base particle with noble metals located in its pores. Moreover, in the pores, it additionally contains non-consumable particles with electronic conductivity in the form of dispersed particles of nanographite. The technical result is an increase in the percentage of extraction of precious metals at the cathode due to the complete electrochlorination of the entire volume of processed raw materials. 1 ill., 2 ave.

Description

Полезная модель относится к электрохимии благородных металлов, в частности электрохлоринации, и может быть использована при переработке вторичных металлов платиновой группы (МПГ), включая катализаторы, а также их концентратов и аффинированных металлов. В основе этих методов лежат процессы извлечения МПГ из сырья и выделения их на катоде (Монография: Максимов В.И. «Электрохлоринация как метод комплексного извлечения металлов», Москва, Металлургия. 1955).The utility model relates to the electrochemistry of noble metals, in particular electrochlorination, and can be used in the processing of secondary metals of the platinum group (PGM), including catalysts, as well as their concentrates and refined metals. These methods are based on the processes of extracting PGMs from raw materials and isolating them at the cathode (Monograph: VI Maksimov “Electrochlorination as a method of complex metal extraction”, Moscow, Metallurgy. 1955).

Известно применение суспензии (кислоты и диспергированного в ней наноматериала) в качестве электролита в гальванических способах получения модифицированных наноматериалом электрохимических оксидных покрытий. В данных методах электролит - суспензия используется для повышения изностойкости и микротвердости покрытий.It is known to use a suspension (acid and nanomaterial dispersed in it) as an electrolyte in galvanic methods for producing electrochemical oxide coatings modified with nanomaterial. In these methods, the electrolyte - suspension is used to increase the wear resistance and microhardness of the coatings.

Известно (патент РФ №2607075) применение суспензии - серной кислоты и порошка углеродного наноматериала в качестве электролита в гальванике постоянного тока для увеличения микротвердости получаемых анодных покрытий. В качестве анода используется деталь из алюминия. В качестве нанодисперсного материала используют фуллереноподобные углеродные нано трубки. Использование данной суспензии в качестве объемного электрода неприменимо для извлечения вторичных благородных металлов, где осаждение металлов происходит на катоде, а выщелачивание их из сырья за счет образования хлор-иона.It is known (RF patent No. 2607075) the use of a suspension of sulfuric acid and carbon nanomaterial powder as an electrolyte in direct current electroplating to increase the microhardness of the obtained anode coatings. As an anode, an aluminum part is used. Fullerene-like carbon nanotubes are used as the nanodispersed material. The use of this suspension as a volume electrode is not applicable for the extraction of secondary noble metals, where the deposition of metals occurs at the cathode, and their leaching from raw materials due to the formation of a chlorine ion.

Известно применение суспензии - раствора (г/л) - K2CO3 /20-35; KCNS /150-200, содержащий ионы Ag/ 20-36 и модифицированный 5-30%-ной азотной кислотой наноуглерод-алмазный материал 0.2-2.0 в качестве электролита для получения электрохимического серебро-наноуглерод-алмазного катодного покрытия (патент РФ № RU 2599473) с повышенной изностойкостью за счет внедрения в серебряное покрытие модифицированного наноуглерод-алмазного материала. Расходуемый анод - серебряная пластина.It is known to use a suspension - solution (g / l) - K2CO3 / 20-35; KCNS / 150-200, containing Ag / 20-36 ions and modified with 5-30% nitric acid, nanocarbon-diamond material 0.2-2.0 as an electrolyte to obtain an electrochemical silver-nanocarbon-diamond cathode coating (RF patent No. RU 2599473) with increased wear resistance due to the introduction of a modified nanocarbon-diamond material into the silver coating. The sacrificial anode is a silver plate.

Данная суспензии не применима в качестве объемного электрода для переработки скрапа с содержанием благородных металлов 0.05-0,5% и непроводящей основой (катализаторы, платы электроники и т.д.), т.к. для выщелачивания благородных металлов необходима их анодная поляризация. Кроме того, данный электролит не содержит хлор-иона для выщелачивания МПГ и их электроосаждения.This suspension is not applicable as a volume electrode for scrap processing with a noble metal content of 0.05-0.5% and a non-conductive base (catalysts, electronics boards, etc.), because leaching of precious metals requires their anodic polarization. In addition, this electrolyte does not contain chlorine ion for the leaching of PGMs and their electrodeposition.

Известен объемно-пористый электрод (анод или катод) для проточного электролизера (патент РФ №№2178017), состоящий из нетканых волокон металлизированнго синтепона с высокоразвитой удельной поверхностью в качестве основы, обладающий электронной проводимостью, а также снабжена одним или несколькими слоями неметаллизированного синтепона, имеющими горизонтальные уплотнения. Данный электрод имеет токоподвод к металлизированной матрице. Представленный электрод предназначен для более полного осаждения металлов из раствора уже содержащего благородные металлы. Однако он бесполезен для начального извлечения (выщелачивания) из скрапа благородного металла в раствор с целью его последующего электроосаждения. Таким образом, его полезные свойства реализуются только на втором этапе при электроосаждении.Known volume-porous electrode (anode or cathode) for a flow electrolyzer (RF patent No. 2178017), consisting of non-woven fibers metallized syntepon with a highly developed specific surface as a base, having electronic conductivity, and is also equipped with one or more layers of non-metallized syntepon having horizontal seals. This electrode has a current lead to a metallized matrix. The presented electrode is intended for a more complete deposition of metals from a solution already containing noble metals. However, it is useless for the initial extraction (leaching) from scrap of a noble metal into a solution for the purpose of its subsequent electrodeposition. Thus, its useful properties are realized only in the second stage during electrodeposition.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции электрода (прототип) является объемный электрод переменного тока в описанный в (патент РФ №2198947). Наличие даже небольшого количества металлической фазы (до 0.2 мас %) в керамическом сырье (катализаторе), расположенного в межэлектродном пространстве в условиях внешнего переменного тока приводит к переменной поляризации активных металлических центров, превращая их в диполь. При этом вся масса насыпного материала начинает представлять собой объемный многополярный электрод, обеспечивающий анодное растворение металла во всем объеме сырья и последующее выделение на катоде при наложении прямого тока. Причем при низкой частоте тока полярность диполя попеременно во времени меняется. За время существования частицы в качестве анода на нем происходит разложение электролита и выделяется активный хлор-ион. Активный хлор вскрывает пассивную форму МПГ и происходит его растворение, однако эффективность данного электрода быстро падает в условиях постоянного растворения активных металлических центров (исходных МПГ), что приводит к снижению скорости растворения остаточных МПГ и увеличению времени всего процесса.Closest to the proposed electrode design (prototype) is a volumetric AC electrode described in (RF patent No. 2198947). The presence of even a small amount of the metal phase (up to 0.2 wt%) in the ceramic raw material (catalyst) located in the interelectrode space under external alternating current leads to alternating polarization of the active metal centers, turning them into a dipole. In this case, the entire bulk of the bulk material begins to be a volumetric multipolar electrode, providing anodic dissolution of the metal in the entire volume of the raw material and subsequent separation on the cathode when applying direct current. Moreover, at a low frequency of the current, the polarity of the dipole changes alternately in time. During the existence of a particle as an anode, electrolyte decomposition occurs on it and active chlorine ion is released. Active chlorine reveals the passive form of PGM and its dissolution occurs, however, the efficiency of this electrode rapidly decreases under conditions of constant dissolution of active metal centers (initial PGMs), which leads to a decrease in the rate of dissolution of residual PGMs and an increase in the time of the whole process.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса извлечения благородных металлов, в частности МПГ, с получением технического результата, заключающегося в повышении производительности процесса и высокого процента извлечения благородных металлов.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the process of extraction of precious metals, in particular PGM, with obtaining a technical result, which consists in increasing the productivity of the process and a high percentage of recovery of precious metals.

Технический результат достигается тем, что в качестве объемного электрода используют суспензию на основе раствора соляной кислоты, а в качестве частиц нанографита с электронной проводимостью.The technical result is achieved by the fact that a suspension based on a solution of hydrochloric acid is used as a volume electrode, and nanographite particles with electronic conductivity are used.

Предложенная суспензия проникает в поры керамического носителя, а также находится в каналах и пустотах непосредственно в объеме засыпки. При наложении переменного тока частицы графита при анодной поляризации генерируют активный хлор в непосредственной близости от МПГ во всем объеме и порах. Причем углеродные частицы не расходуются в процессе и эффективно действуют за все время процесса, депассивируя и хлорируя остаточные благородные металлы.The proposed suspension penetrates into the pores of the ceramic carrier, and is also located in the channels and voids directly in the volume of the backfill. When an alternating current is applied, graphite particles at anodic polarization generate active chlorine in the immediate vicinity of the PGM in the entire volume and pores. Moreover, carbon particles are not consumed in the process and effectively act throughout the entire process, depassivating and chlorinating residual noble metals.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется Фиг. 1.A proposed utility model is illustrated in FIG. one.

На Фиг. 1 изображен объемный электрод переменного тока для извлечения благородных металлов.In FIG. 1 shows a volumetric AC electrode for the extraction of precious metals.

На Фиг. 1 используются следующие обозначения. 1 - графитовые электроды переменного тока. 2 - пористая частица катализатора с МПГ. 3 - разложение HCl на частице графита с образованием атомов Cl и Н.In FIG. 1, the following notation is used. 1 - graphite electrodes of alternating current. 2 - porous catalyst particle with PGM. 3 - decomposition of HCl on a graphite particle with the formation of Cl and N.

Пример 1.Example 1

Отработанный автомобильный катализатор с содержанием платины 0.1%, палладия 0.1%, родия 0.035% по массе после помола загружали в межэлектродное пространство электролизера в количестве 0.5 кг. Далее приготавливали суспензию на основе водного раствора соляной кислоты и нанографита. Перемешивание суспензии осуществляли ультразвуковым генератором. Приготовленную суспензию заливали в электролизер с катализатором в объемном соотношении твердое / жидкое как 1 / 1.5. Далее включали переменный ток (I=25 A, U=12 В) и при помощи его разогревали систему до 95-100°С. Электроды переменного тока были изготовлены из графита. Одновременно в электролизер подавали постоянный ток (I=20 А, U=1,7 В) от независимого источника на электроды постоянного тока (катод из титана, анод графит). В течение 5 часов проводилась электрохлоринация переменным током и одновременное электроосаждение МПГ на катод в прямом токе. По окончании процесса электроосаждения методами рентгено-фотоэлектронной спектроскопии анализировалось остаточное содержание МПГ на носителе. Результатом были следующие концентрации Pt=70ppm, Pd=50ppm и Rh=40ppm. После промывки обработанного хвоста катализатора остаточное содержание составило Pt=12 ppm, Pd=8 ppm и Rh=20 ppm.Spent automotive catalyst with a platinum content of 0.1%, palladium 0.1%, rhodium 0.035% by weight after grinding was loaded into the interelectrode space of the electrolyzer in an amount of 0.5 kg. Next, a suspension was prepared on the basis of an aqueous solution of hydrochloric acid and nanographite. Mixing of the suspension was carried out by an ultrasonic generator. The prepared suspension was poured into the electrolyzer with a catalyst in a solid / liquid volume ratio of 1 / 1.5. Then, alternating current was switched on (I = 25 A, U = 12 V) and with the help of it the system was heated to 95-100 ° С. The AC electrodes were made of graphite. At the same time, direct current (I = 20 A, U = 1.7 V) was supplied to the electrolyzer from an independent source to direct current electrodes (titanium cathode, graphite anode). Electrochlorination with alternating current and simultaneous electrodeposition of PGMs on the cathode in direct current were carried out for 5 hours. At the end of the electrodeposition process by X-ray photoelectron spectroscopy, the residual content of PGMs on the support was analyzed. The result was the following concentrations of Pt = 70ppm, Pd = 50ppm and Rh = 40ppm. After washing the treated tail of the catalyst, the residual content was Pt = 12 ppm, Pd = 8 ppm and Rh = 20 ppm.

Пример 2.Example 2

Тот же катализатор при тех же параметрах обрабатывали в солянокислом электролите той же концентрации без добавления нанографита. Практически аналогичные остаточные содержания МПГ были получены после 11 час обработки.The same catalyst with the same parameters was treated in a hydrochloric acid electrolyte of the same concentration without the addition of nanographite. Almost the same residual PGM content was obtained after 11 hours of treatment.

Таким образом, сравнения результатов опытов показывает на более эффективное хлорирование и выщелачивание МПГ за счет добавки в электролит нанографита, который в данном случае работает как объемный электрод.Thus, comparison of experimental results indicates a more efficient chlorination and leaching of PGMs due to the addition of nanographite to the electrolyte, which in this case works as a volume electrode.

Claims (1)

Объемный электрод переменного тока для извлечения благородных металлов из катализаторов на основе пористой керамики, содержащий керамическую пористую частицу основы катализатора с расположенными в ее порах благородными металлами, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в порах нерасходуемые частицы с электронной проводимостью в виде диспергированных частиц нанографита.A volumetric AC electrode for extracting precious metals from porous ceramic-based catalysts containing a ceramic porous catalyst base particle with noble metals located in its pores, characterized in that it additionally contains non-consumable particles with electronic conductivity in the form of dispersed particles of nanographite.
RU2018146834U 2018-12-27 2018-12-27 VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS RU194300U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146834U RU194300U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146834U RU194300U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU194300U1 true RU194300U1 (en) 2019-12-05

Family

ID=68834613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146834U RU194300U1 (en) 2018-12-27 2018-12-27 VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU194300U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198947C2 (en) * 2000-09-12 2003-02-20 Антонов Андрей Александрович Technology of removal of noble metals
WO2008060038A1 (en) * 2006-11-13 2008-05-22 In-Soo Jin Method of extracting platinum group metals from waste catalists through electrochemical process
RU2540251C1 (en) * 2014-02-26 2015-02-10 Закрытое акционерное общество "Техноатом" Method of electrochemical extraction of noble metals
CN105593407A (en) * 2013-07-31 2016-05-18 奥克海德莱克斯控股有限公司 Modular electrochemical cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198947C2 (en) * 2000-09-12 2003-02-20 Антонов Андрей Александрович Technology of removal of noble metals
WO2008060038A1 (en) * 2006-11-13 2008-05-22 In-Soo Jin Method of extracting platinum group metals from waste catalists through electrochemical process
CN105593407A (en) * 2013-07-31 2016-05-18 奥克海德莱克斯控股有限公司 Modular electrochemical cells
RU2540251C1 (en) * 2014-02-26 2015-02-10 Закрытое акционерное общество "Техноатом" Method of electrochemical extraction of noble metals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fogarasi et al. Copper recovery and gold enrichment from waste printed circuit boards by mediated electrochemical oxidation
US10544481B2 (en) Method for the recovery of precious metal
US20100065436A1 (en) Method of extracting platinum group metals from waste catalysts through electrochemical process
Issabayeva et al. Electrodeposition of copper and lead on palm shell activated carbon in a flow-through electrolytic cell
Kim et al. Fabrication of Ti/Ir-Ru electrode by spin coating method for electrochemical removal of copper
US3650925A (en) Recovery of metals from solution
KR910001950B1 (en) Electrode structure and process for fabricating the same
Bazan et al. Electrochemical removal of tin from dilute aqueous sulfate solutions using a rotating cylinder electrode of expanded metal
RU194300U1 (en) VOLUME AC ELECTRODE FOR EXTRACTION OF NOBLE METALS
RU2540251C1 (en) Method of electrochemical extraction of noble metals
CN110073037B (en) Method and apparatus for manufacturing electrolytic aluminum foil
EP3650585A1 (en) Electrolytic cell and procedure for the preparation of graphene by means of electrochemical exfoliation
CN109312481B (en) Electrolytic purification of crude gold
RU2469111C1 (en) Method of producing copper powder from copper-containing ammoniate wastes
He et al. Preparation and electrochemical properties of Pb-0.3 wt% Ag/Pb-WC composite inert anodes
Nikolić et al. The ionic equilibrium in the CuSO4-H2SO4-H2O system and the formation of the honeycomb-like structure during copper electrodeposition
Lee et al. Study of electrochemical redox of gold for refining in non-aqueous electrolyte
Suah et al. A closed-loop electrogenerative recycling process for recovery of silver from a diluted cyanide solution
RU2258768C1 (en) Method of extraction of gold and silver from polymetallic raw material
Oishi et al. Effect of silver particles electrodeposited on reticulated vitreous carbon for nitrate reduction
RU2599476C2 (en) Method of producing copper powder from wastes
JP7428574B2 (en) How to recover gold from ion exchange resin
JP2594802B2 (en) Electrolytic reduction method
EA035935B1 (en) Method of recovering gold from a gold-bearing concentrated copper chloride solution
Varentsov et al. Electrodeposition of metals and their oxides on electrochemically modified three-dimensional carbon nanotubes

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210324

Effective date: 20210324

QZ91 Changes in the licence of utility model

Effective date: 20210324