Станнитный электролит-коллоид для регенерации и утилизации олова

Станнитный электролит-коллоид для регенерации и утилизации олова

Реферат

Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к гидрометаллургии, и предназначено для совершенствования технологии регенерации и утилизации олова из отходов белой жести.

Известен электролит, который содержит, г/л: гидроксид натрия 70 - 90 и воду /Ильин В.А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание /под ред. Вячеславова П.М., вып. 2. - Л.: Машиностроение, 1973. - с.52, 68-69/.

Однако в этом электролите осадки олова получаются темными, губчатыми, плохо сцепленными с поверхностью основы. Кроме того, необходим подогрев электролита до температуры 60-70°С.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электролит следующего состава, г/л: гидроксид натрия 120 и вода - остальное /Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. - М.: Металлургия, 1977. - С.139-142/.

Недостатками этого электролита являются небольшая производительность процесса (катодная плотность тока 0,5-1,0 А/дм²) и низкий выход по току олова (50-70%); высокая температура раствора (70°С). Кроме того, на катоде образуется губчатый осадок, дальнейшая переработка которого требует применения специальной технологии и дополнительных материалов.

Задача данного изобретения - повышение производительности процесса регенерации и утилизации олова, получение компактных осадков и снижение энергетических и материальных затрат.

Решение поставленной задачи достигается тем, что станнитный электролит-коллоид содержит гидроксид олова (II), гидроксид натрия, полиэтиленимин и воду при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроксид натрия 110-130, гидроксид олова (в пересчете на металл) 3-6, полиэтиленимин 4-6, вода - остальное. Электролит готовят, добавляя небольшими порциями при перемешивании и нагревании водную суспензию свежеприготовленного гидроксида олова (II) к раствору гидроксида натрия, и водой доводят объем электролита до заданного. Оптимальные режимы электролиза: катодная плотность тока 0,50-3,00 А/дм², температура 15-30°С. Использование добавки полиэтиленимина позволяет получить компактные, крупнозернистые осадки олова при более высоких по сравнению с электролитом прототипа катодных плотностях тока и с более высоким выходом по току олова, что обеспечивает снижение материальных и энергетических затрат, а также интенсификацию процесса регенерации и утилизации олова.

Это достигается тем, что предлагаемая добавка обеспечивает перезарядку и агрегативную устойчивость коллоидных соединений олова, присутствующих в электролите и участвующих в процессе электролиза. Это, в свою очередь, позволяет повысить производительность процесса регенерации олова в 3 раза и получить компактные оловянные осадки. Кроме того, электролит работает при комнатной температуре, а выход по току олова повышается до 80-90%.

Электролит готовят, используя реактивы марки "х.ч." и "ч." на дистиллированной или деионизированной воде.

Пример 1. Для приготовления 1 л станнитного электролита-коллоида необходимо 4,6 г свежеприготовленного гидроксида олова (II), для получения которого 6,8 г хлорида олова (II) растворяют в 0,2 л воды и приливают 22 мл 10% раствора аммиака. Полученную суспензию гидроксида олова тщательно промывают водой и отделяют декантацией до отсутствия реакции на ион Cl^-. Из-за потерь олова при декантации количество исходных компонентов должно быть увеличено на 20%.

Электролит готовят, добавляя небольшими порциями при перемешивании и нагревании водную суспензию гидроксида олова (II) к раствору гидроксида натрия, приготовленному растворением 120 г NaOH в 0,3 л дистиллированной воды. После этого электролит охлаждают до комнатной температуры и вводят 4 г добавки полиэтиленимина. Затем объем электролита доводят водой до 1 л.

Электролиз проводят при температуре 15°С и катодной плотности тока 0,50-3,00 А/дм².

Пример 2. Для приготовления 1 л станнитного электролита-коллоида необходимо 9,2 г свежеприготовленного гидроксида олова (II), 120 г гидроксида натрия и 6 г полиэтиленимина. Гидроксид олова (II) готовят, используя 13,6 г хлорида олова (II) и 44 мл 10% раствора аммиака. Методики приготовления электролита и гидроксида олова (II) аналогичны описанным в примере 1.

Электролиз проводят при температуре 30°С и катодной плотности тока 0,50-3,00 А/дм².

Электролит стабилен в работе, после пропускания 30 А·ч/л количества электричества его необходимо корректировать полиэтиленимином в количестве, равном половине рецептурного.

Примеры составов предлагаемого электролита, прототипа и 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, губчатые.

Сравнение составов и эксплуатационных характеристик предлагаемого электролита и прототипа позволяет сделать следующее заключение: предлагаемый электролит обеспечивает снижение энергетических и материальных затрат, повышение производительности процесса регенерации и утилизации олова в 3 раза, а также позволяет получить компактные, крупнозернистые осадки олова с выходом по току до 90%.

Исследования электролита, 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	Состав электролита (в г/л) и значения характеристик
характеристики	заявляемого объекта	прототипа
	I	11	III	IV	V
Гидроксид олова (II) (в пересчете на металл)	2,9	3	4,5	6	6,1	-
Гидроксид натрия	109	110	120	130	131	120
Полиэтиленимин	3,9	4	5	6	6,1	-
Температура электролита, °С	15	15	25	30	30	70
Катодная плотность тока, А/дм2	0,50	0,50	1,75	3,00	3,00	0,5-1,0
Выход по току олова, %	90	90	85	80	80	50-70
Внешний вид осадка	неравномерный, губчатый	компактный, крупнозернистый	компактный, крупнозернистый	компактный, крупнозернистый	неравномерный, губчатый	губчатый, темный, некомпактный

Станнитный электролит-коллоид для регенерации и утилизации олова, содержащий гидроксид натрия и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроксид олова (II) и полиэтиленимин при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроксид натрия 110-130, гидроксид олова в пересчете на металл 3-6, полиэтиленимин 4-6, вода - остальное.