Способ регенерации олова из отходов белой жести
Владельцы патента RU 2294401:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU)
Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к гидрометаллургии, и предназначено для совершенствования технологии регенерации и утилизации олова из отходов белой жести. Предложен способ регенерации олова, в котором процесс обезлуживания отходов осуществляют сначала электролитически, растворяя их в станнитном электролите, а затем путем химического растворения в водном растворе гидроксида натрия. Это позволяет уменьшить концентрацию олова в электролите до 3-6 г/л и снизить массоунос олова с обезлуженными отходами жести и в атмосферу в 7-14 раз, обеспечить получение компактных оловянных осадков на катоде и снизить энергозатраты. 1 табл.
Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к гидрометаллургии, и предназначено для совершенствования технологии регенерации и утилизации олова из отходов белой жести.
Известен широко применяемый в промышленности электрохимический способ регенерации олова, который заключается в анодном растворении его в 120 г/л растворе гидроксида натрия, нагретом до 70°С /Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. - М.: Металлургия, 1977. - С.139-142/.
Однако при этом способе регенерации на катодах осаждаются губчатые оловянные осадки. Кроме того, необходим подогрев электролита.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации олова из отходов белой жести, заключающийся в электролитическом обезлуживании в электролите, содержащем 100-120 г/л гидроксида натрия и 40-45 г/л олова (в пересчете на металл) /А.с. №61908 СССР. Способ электролитического обезлуживания отходов белой жести /Федотьев Н.П., Евстюхин А.И. - Заявл. 11.03.41; Опубл. 25.08.42, Бюл. №9/. Электролит непрерывно донасыщают путем химического растворения олова с отходов белой жести в отдельном аппарате. Для химического растворения используют вращающийся перфорированный стальной барабан.
Недостатками этого способа являются: высокий массоунос с обезлуженными отходами жести вследствие высокой концентрации олова в электролите, а также получение губчатых осадков олова.
Задача данного изобретения - снижение массоуноса соединений олова с обезлуженными отходами жести и в атмосферу, получение компактных осадков олова, уменьшение энергозатрат.
Решение поставленной задачи достигается тем, что процесс обезлуживания олова осуществляют в станнитном электролите, дополнительно содержащем полиэтиленимин, при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроксид натрия 110-130, гидроксид олова (II) в пересчете на металл 3-6, полиэтиленимин 4-6 г/л, а затем путем химического растворения олова во вращающемся перфорированном барабане, погруженном в водный раствор 100-130 г/л гидроксида натрия. Электролиз проводят при температуре 15-30°С и катодной плотности тока 0,5-3,0 А/дм2. В качестве катода используют луженую жесть. Добавка полиэтиленимина обеспечивает перезарядку и агрегативную устойчивость коллоидных соединений олова, присутствующих в электролите и участвующих в процессе электролиза, что позволяет уменьшить концентрацию олова в растворе до 3-6 г/л, а следовательно, снизить его массоунос с обезлуженными отходами жести и в атмосферу в 7-14 раз, обеспечивая получение компактных оловянных осадков на катоде.
Время электролитического обезлуживания рассчитывается, исходя из толщины оловянного слоя на жести, и с учетом того, что для предотвращения окисления станнитного электролита выделяющимся кислородом на жести необходимо оставить слой олова толщиной 0,5 мкм.
Оставшееся на жести олово снимают путем химического растворения его во вращающемся перфорированном стальном барабане, погруженном в водный раствор 100-130 г/л гидроксида натрия, при температуре 18-30°С, что позволяет уменьшить энергозатраты на снятие олова. Скорость химического растворения олова в этом растворе составляет 0,2-0,3 г/(ч·м2).
Пример 1. Процесс регенерации олова с отходов осуществляют в две стадии. Сначала проводят электролитическое растворение в станнитном электролите, который готовят на дистиллированной или деионизированной воде, используя реактивы марки "х.ч." или "ч.". Для приготовления 1 л станнитного электролита необходимо 3 г свежеприготовленного гидроксида олова (II), 110 г NaOH и 4 г добавки полиэтиленимина.
Электролиз проводят при температуре 15-30°С и катодной плотности тока 0,5-3,0 А/дм2.
Электролитическое растворение олова проводят до толщины слоя 0,5 мкм. Затем оставшееся на жести олово химически растворяют, помещая отходы в перфорированный стальной барабан, погруженный в водный раствор 100-130 г/л гидроксида натрия при температуре 18-30°С.
Пример 2. Процесс регенерации олова с отходов осуществляют способом, аналогичным описанному в примере 1. Для приготовления 1 л станнитного электролита необходимо 6 г свежеприготовленного гидроксида олова (II), 130 г NaOH и 6 г добавки полиэтиленимина.
Электролиз проводят при температуре 15-30°С и катодной плотности тока 0,5-3,0 А/дм2.
Примеры составов электролитов для проведения процесса регенерации олова из отходов белой жести предлагаемым способом и способом прототипа, а также их характеристики приведены в таблице. Примеры даны на предельные и запредельные значения компонентов.
Граничные концентрации компонентов электролита определены экспериментально. За пределами граничных концентраций (составы электролитов I и V) осадки получаются неравномерные, темные и губчатые.
Сравнение предлагаемого способа регенерации олова и способа прототипа позволяет сделать следующее заключение: массоунос соединений олова с обезлуженными отходами жести для предлагаемого способа регенерации в 7-14 раз меньше, чем для способа прототипа, а осадки олова компактные, крупнозернистые, последующее химическое растворение олова позволяет снизить энергозатраты.
Исследования способа регенерации олова, проведенные в лабораториях ЮРГТУ (НПИ), выявили его высокие технико-экономические показатели и эффективность применения для регенерации и утилизации олова из отходов белой жести.
| Компоненты электролита и его характеристики | Состав электролита (в г/л) и значения характеристик | |||||
| при предлагаемом способе регенерации олова | при способе прототипа | |||||
| I | II | III | IV | V | ||
| Гидроксид олова (II) (в пересчете на металл) | 2,9 | 3 | 4,5 | 6 | 6,1 | 40-45 |
| Гидроксид натрия | 109 | 110 | 120 | 130 | 131 | 100-120 |
| Полиэтиленимин | 3,9 | 4 | 5 | 6 | 6,1 | - |
| Температура электролита, °C | 15 | 15 | 25 | 30 | 30 | 18-35 |
| Катодная плотность тока, А/дм2 | 0,50 | 0,50 | 1,75 | 3,00 | 3,00 | 0,5-0,1 |
| Выход по току олова, % | 90 | 90 | 85 | 80 | 80 | 90-95 |
| Внешний вид осадка | неравномерный, губчатый | компактный, крупнозернистый | компактный, крупнозернистый | компактный, крупнозернистый | неравномерный, губчатый | неравномерный, губчатый |
| Массоунос соединений олова, г/м2 | 0,609 | 0,630 | 0,945 | 1,260 | 1,81 | 8,925 |
Способ регенерации олова из отходов белой жести, включающий электролитическое обезлуживание в водном станнитном электролите, содержащем гидроксид натрия и гидроксид олова (II), и химическое растворение олова во вращающемся перфорированном барабане, отличающийся тем, что водный станнитный электролит для электролитического обезлуживания дополнительно содержит полиэтиленимин при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроксид натрия 110-130, гидроксид олова (II) в пересчете на металл 3-6, полиэтиленимин 4-6, а химическое растворение олова осуществляют во вращающемся перфорированном барабане, погруженном в водный раствор 100-130 г/л гидроксида натрия.
