178964. lajstromszámú szabadalom • Eljárás réztetraminklorid alapú, rézfóliák maratásához használt kimerült maratószerek réztartalmának kinyerésére elektrolízissel
3 178964 4 vállalatoknál alkalmazható regenerálási és anyagviszszanyerési, valamint szennyvízközömbösítési korszerű technológiák, Magyar Híradástechnikai Egyesülés Technológiai Osztály kiadványa (1975). Az ismertetett megoldások mindegyike bonyolult, sok lépéses eljárás, melyeknek közös hátránya, hogy végrehajtásukhoz szükséges vegyszerek (alumínium forgács, nátrium-szulfid stb.) és berendezések nem állnak rendelkezésre egy maratóüzemben, ezeket külön kell beszerezni. A megoldandó feladat olyan új eljárás kidolgozása volt, mellyel az ismert módszerek hátrányai kiküszöbölhetők, és az elhasznált lúgos maratóoldatokból a réz egyszerűen, gazdaságosan nyerhető vissza. Meglepő módon azt találtuk, hogy az elhasznált maratóoldat megfelelő hígításával és a körülmények megfelelő megválasztásával a réztartalom az oldat elektrolizálásával kinyerhető. Ismeretes az elektrolízis alkalmazása savas réz-klorid maratóoldatok réztartalmának kinyerésére, az elektrolízis végrehajtása során külön kell választani az anód- és a katódteret a Mórgáz-fejlődés megakadályozása céljából. Lúgos maraíóoldatok réztartalmának kinyerésére még nem kísérelték meg elektrolízis alkalmazását. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az elhasznált maratóoldat réz(II)-ion koncentrációját hígítással legfeljebb 30g/literre, előnyösen 10—15 g/literre állítjuk, az oldatot a hígítatlan maratóoldat térfogatára számított 30—50 térfogat%, előnyösen 35—40 térfogat% koncentrált kénsavval ekvivalens mennyiségű savval megsavanyítjuk, a megsavanyított oldat grafit anód- és katódkosárral körülvett fém-, előnyösen vörösréz katód között, az anód- és ka tód tér érintkezése mellett 15A/dm2-nél kisebb, előnyösen 5—10A/dm2 katódos, és 27A/dm2-nél kisebb, előnyösen 9—18 A/dm2 anódos áramsűrűséggel elektrolizáljuk, majd a katódkosárban összegyűlt rézszemcséket semlegesre mossuk és szárítjuk. A hígítás mértékének meghatározásánál figyelembe kell venni, hogy 15 g/liternél nagyobb réz(II)-ion koncentráció esetén az elektrolizálandó oldat savas maratóként működik és visszamaró hatást fejt ki a katódon, ezáltal rontva az áramkihasználást, és csökkentve a hatásfokot. 30 g/liternél nagyobb réz(II)-ion koncentrációjú oldat elektrolizálása ezért már gazdaságtalan. Az elektrolízist grafit anód alkalmazásával végezzük, mert a közeg annyira korrozív, hogy bármely más anyag beoldódna. A katód bármilyen fém lehet, legelőnyösebb a vörösréz alkalmazása. Az mód- és a katódfelűtet aránya előnyösen 1 :1,8. Az oldat maximális áramterhelése 2 Afl. A bírt elektrolízis körülmények között a réz a katódon durvaszemcsés formában válik ki. Az elektrolízis során klórgáz-fejlődést egyáltalán nem tapasztaltunk, így az anód- és katódteret nem kell elválasztani egymástól. Az oldat kloridion tartalma állandó, ami szintén a klórgáz-fejlődés hiányát bizonyítja. A klórgáz-fejlődés hiánya az irodalmi adatok alapján meglepő és nem várt tény, mely a találmány szerinti módszernek igen nagy előnye. A kálódról lepergő rézszemcsék összegyűjtése érdekében a katódot az 1. ábra szerinti katódkosárral vesszük körül. Régebben ismert és alkalmazott eszköz az anódzsák, mely oldódó anódra erősítve az oldhatatlan szennyezések felfogására szolgál. A találmányunk szerinti katódkosár anyaga korrózióálló műanyag. Oldalai közül a két-két szemközti korrózióálló műanyaglapból (1), illetve korrózióálló szitaszövetből (2) áll. A katódkosárnak szitaszövetből készült, leválasztható alja (3) van. A műanyaglaphói álló oldalak biztosítják a katódkosár megfelelő szilárdságát, a leválasztható katódkosáralja lehetővé teszi a rézszemcsék semlegesre mosását. A korrózióálló műanyag szitaszövet sűrűsége 45-90 szál/cm. Ennél sűrűbb szitaszövet gátolja az elektrolízist, mely így a hidrogénfejlődés felé tolódik el, nagyobb lyukbőségű szitaszövet viszont azért nem alkalmazható, mert azon a rézszemcsék átesnének. Az elektrolízist 1 g/liter réztartalomig folytatjuk, ekkor a katódokat majd a katódkosarakat kiemeljük. A katódkosár alját leválasztjuk, és ebben mossuk semlegesre a rézszemcséket csapvízzel. A rézszemcséket ezután szárítjuk. ^ A következő adag rézmentesfieni kívánt maratóoldatot a már kielektrolizált oldathoz öntjük. Amennyiben a kielektrolizált oldat savatartalma nem elegendő az újabb adag maratóoldat átsavazásához, annyi savat — előnyösen kénsavat - öntünk az oldathoz, hogy pH-ja 2-3 között legyen. Ezután az elektrolízist a már leírt körülmények közt végezzük. Ezt a ciklust addig folytathatjuk, míg az újabb adag maratóoldat hozzáadása után az oldat intenzív zöld színű nem lesz a képződő rézklorokomplex miatt. Ekkor az elektrolízist teljes kimerítésig folytatjuk, és az elektrolízis befejeztével az egész oldatot elengedjük. A rézklorokomplex színének megjelenése után azért kell új elektrolizálandó oldatot készíteni, mert az elektrolízis energiaigénye a következő adagok hozzáöntése után lényegesen megnő. A találmány szerinti új eljárás előnyei összefoglalva a következők: 1. A maratóoldatok réztartalma viszonylag egyszerű, kevés lépésből álló eljárással nyerhető vissza. 2. Az elektrolízis során nem keletkeznek nehezen elhelyezhető vagy nehezen semlegesíthető, mérgező anyagok. 3. Az anód- és katódteret az eljárás során nem kell elválasztani egymástól, mert az ismertetett elektrolizálási körülmények közt klórgáz nem fejlődik. 4. Az eljáráshoz nem szükséges külön vegyszerek vagy berendezések beszerzése, mivel az a maratóüzemekben egyébként is rendelkezésre álló anyagokkal és berendezésekkel végrehajtható. 5. A rezet durvaszemcsés formában nyerjük viszsza, az előállított réz 95—98%-os tisztaságú. A találmány szerinti megoldást a következő példával szemléltetjük, anélkül, hogy oltalmi körét a pádára akarnánk korlátozni. 1. példa Naponta 100 liter 120 g/liter réz(II>ion tartalmú elhasznált maratóoldat réztartalmát akarjuk elektrolízfcel kinyerni. Az elhasznált maratóoldatot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
