PL238274B1 - Sposób oczyszczania kwasu fosforowego - Google Patents
Sposób oczyszczania kwasu fosforowego Download PDFInfo
- Publication number
- PL238274B1 PL238274B1 PL428687A PL42868719A PL238274B1 PL 238274 B1 PL238274 B1 PL 238274B1 PL 428687 A PL428687 A PL 428687A PL 42868719 A PL42868719 A PL 42868719A PL 238274 B1 PL238274 B1 PL 238274B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cathode
- electrolysis
- titanium
- pulse
- mesh
- Prior art date
Links
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 57
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims description 35
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 53
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 51
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 150000002739 metals Chemical group 0.000 claims description 28
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ZACYQVZHFIYKMW-UHFFFAOYSA-N iridium titanium Chemical compound [Ti].[Ir] ZACYQVZHFIYKMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 36
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 34
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 17
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000000705 flame atomic absorption spectrometry Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910017489 Cu I Inorganic materials 0.000 description 1
- FPWJLQXCGHQXLL-UHFFFAOYSA-N [P].OP(O)(O)=O Chemical compound [P].OP(O)(O)=O FPWJLQXCGHQXLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania kwasu fosforowego z zanieczyszczeń jonami metali, zwłaszcza metali ciężkich, z roztworów przemysłowych. Procesowi temu można poddawać zanieczyszczone roztwory zawierające kwas fosforowy pochodzący z procesu ługowania fosforytów i apatytów, przeznaczone do produkcji nawozów sztucznych lub innych związków zawierających fosfor kwasu fosforowego pochodzącego z procesu ługowania fosforytów i apatytów, przeznaczonego do produkcji nawozów sztucznych lub innych związków zawierających fosfor.
Średnia zawartość pierwiastków śladowych w nawozach bazujących na kwasie fosforowym wymieniona w malejącej kolejności jest następująca: Cd < Cu < Pb < Ni < Zn. Pod względem największej toksyczności i najwyższej zdolności do mobilności w glebie największe zagrożenie dla biosfery stanowi kadm, dlatego bardzo istotne jest usuwanie tego pierwiastka z nawozów fosforowych i surowców do ich produkcji.
Z danych literaturowych wynika, że w ostatnich latach nie nastąpił istotny rozwój technologii dotyczących odkadmiania fosforytów. W publikacjach B. Cichy, H. Jaroszek, A. Paszek, A. Tarnowska, CHEMIK 2014, 68, 10, 837-842; Decadmiation Workshop, Fertilizer International, 458, January-February 2014; Terry L. Roberts, Procedia Engineering, 2014, 83, 52-59, opisano metody usuwania kadmu z surowca fosforowego. Istnieją dwie realne możliwości zmniejszania zawartości kadmu w nawozach fosforowych: oczyszczanie surowca fosforowego przed przeróbką lub oczyszczanie półproduktu (ekstrakcyjny kwas fosforowy). Obie wymagają przerobu dużych strumieni zawierających relatywnie małe ilości kadmu, dlatego, choć wydajne, wiążą się ze znacznymi kosztami.
Efektywną metodą usuwania kadmu z surowca fosforowego jest kalcynacja, a postać, w jakiej usuwany jest kadm zależy od warunków ogrzewania. Proces ten był przez pewien czas stosowany w przemyśle do oczyszczania fosforytu Nauru ze względu na specyfikę jego składu. Kalcynacja może prowadzić do zmniejszenia reaktywności fosforytu i emisji kadmu do atmosfery i obecnie jest uznawana za nieekonomiczną.
Wśród metod usuwania kadmu z kwasu ekstrakcyjnego, najczęściej wymieniane są: współstrącanie, strącanie, ekstrakcja i wymiana jonowa. Obecnie brakuje informacji o ich wdrożeniach na skalę przemysłową w produkcji nawozów.
Aktualnie prezentowane na świecie technologie zmniejszania zawartości kadmu w nawozach mineralnych pokazują, że w ciągu ostatnich 30 lat nie dokonał się w tej kwestii istotny postęp. Przedstawiane metody dotyczą głównie badań laboratoryjnych, których przydatność technologiczna i efektywność ekonomiczna jest trudna do oceny.
Metoda elektrochemicznego odkadmiania z wykorzystaniem katody w postaci złoża fluidalnego została przedstawiona w opisie patentowym US 4,975,162. Metoda ta jednak nie znalazła zastosowania praktycznego głównie ze względu na skomplikowany i kosztowny charakter elektrolizy z zast osowaniem złoża fluidalnego.
Z polskiego opisu patentowego PL 212865 znany jest sposób otrzymywania proszków i nanoproszków miedzi metodą elektrolizy potencjostatycznej (elektrolizy z kontrolowanym potencjałem) z elektrolitów przemysłowych, także stanowiących odpady z galwanizerni, z przemysłu chemicznego, wydobywczego i hutniczego.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie metody oczyszczania kwasu fosforowego, bez konieczności stosowania kosztownych i złożonych metod oczyszczania kwasu fosforowego, często generujących dodatkowe odpady.
Nieoczekiwanie okazało się, że zanieczyszczone roztwory zawierające kwas fosforowy można skutecznie oczyszczać z jonów metali, w tym metali ciężkich, jeśli podda się je elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu, z zastosowaniem ultramikroelektrod, zespołów ultramikroelektrod lub elektrod o konwencjonalnych rozmiarach.
Sposób oczyszczania kwasu fosforowego z jonów metali, zwłaszcza metali ciężkich, z elektrolitów przemysłowych, przez elektrochemiczne osadzanie metali, tlenków metali lub ich soli na katodzie lub w postaci osadu tlenków i soli tych metali według wynalazku polega na tym, że roztwór elektrolitu zawierający kwas fosforowy o stężeniu P2O5 w zakresie od 25 do 52% oraz zanieczyszczenia metaliczne o łącznej zawartości w zakresie od 0,5 do 50 g/L poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu, przy zastosowaniu katody o wartości potencjału katody znajdującym się w zakresie wydzielania wodoru, wynoszącym od -2,0 V do -10,0 V, przy czym korzystnie jako katodę stosuje się obrotową lub statyczną ultramikroelektrodę, zespół ultramikroelektrod lub elek
PL 238 274 B1 trodę z drutu, siatki, blachy lub folii ze złota, platyny, aluminium, miedzi, grafitu lub ze stali kwasoodpornej, oraz anody, gdzie jako anodę korzystnie stosuje się blachę lub siatkę tytanową lub irydowo-tytanową. Proces elektrolizy prowadzi się w temperaturze od 15 do 50°C, w czasie trwania pulsu katodowego powyżej 1 s.
Korzystnie w sposobie według wynalazku roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego od 1 s do 72 h.
Korzystnym jest również w sposobie według wynalazku, że roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie tk od 1 s do 24 h, powtarzając cykl elektrolizy po wymianie katody, przy czym ilość powtórzeń cykli może wynosić od 2 do 1000 razy.
Korzystnie również w sposobie według wynalazku roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie tk od 1 s do 24 h, powtarzając cykl elektrolizy z przerwą między cyklami wynoszącą od 1 min do 1 h, przy czym ilość powtórzeń cykli może wynosić od 2 do 1000 razy.
W sposobie według wynalazku można stosować elektrody o standardowych rozmiarach, tj. o powierzchni co najmniej 1 cm2, zaś ultramikroelektrody mogą mieć średnicę od 10 do 100 μm. Suma powierzchni zespołu takich ultramikroelektrod może wynosić od 1-10-6 cm2 do 10 000 cm2. Zespoły ultramikroelektrod w postaci blaszek mogą mieć powierzchnię od 1 cm2 do 10 000 cm2. Czas przebywania w elektrolicie katody zarówno obrotowej, jak i statycznej, równy jest czasowi jednorazowego cyklu elektrolizy.
Proces elektrolizy kontrolowany jest przez proces wymiany ładunku pomiędzy elektrod ą metaliczną a jonami, transportem masy i jonów do elektrody oraz reakcjami chemicznymi towarzyszącymi procesowi wydzielania wodoru gazowego in statu nascendi.
Znaczącą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że w tym samym procesie elektrolitycznego oczyszczania roztworu kwasu fosforowego można usunąć Cd do stężenia 1 mg/l, oraz w znacznym stopniu inne metale takie jak: Fe, Mg, Al, Cu, As, Mn, Zn, Ni, Cr i As.
Produkty elektrolizy, tj. osadzone na katodzie metale, tlenki metali lub ich sole mogą być usuwane z powierzchni elektrody za pomocą silnego strumienia wprowadzonego pod ciśnieniem inertnego gazu lub cieczy lub może być usuwany z powierzchni elektrody mechanicznie za pomocą urządzenia zbierającego o ostrej krawędzi. Część produktów elektrolizy stanowią osady tlenków metali i ich sole na dnie elektrolizera, skąd są zbierane.
Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest zastosowanie bardzo szerokiego zakresu potencjałów, tj. -2,0 V * -10,0 V, mimo, że zwykle wydzielanie metali prowadzi się przy potencjałach katodowych niższych, czyli w zakresie potencjałów kiedy nie zachodzi współwydzielanie wodoru. Współwydzielanie wodoru w procesie oczyszczania kwasu fosforowego jest zjawiskiem bardzo korzystnym, ponieważ możliwa jest redukcja jonów metali wodorem in statu nascendi, a przy tym dodatkowo podwyższenie pH w przestrzeni katodowej powoduje, że wytrącają się osady zawierające metale, tlenki metali i sole, które opadają na dno elektrolizera skąd mogą być zbierane mechanicznie. Tak powstające do dalszej przeróbki koncentraty metali można poddać dalszej obróbce hydrometalurgicznej i elektrometalurgicznej prowadzącej do otrzymania czystych metali lub tlenków (np. MgO czy AI2O3) o znaczeniu komercyjnym. Otrzymanie takich cennych produktów może przynieść dodatkowy przychód dla producentów kwasu fosforowego lub nawozów azotowych.
Istotną zaletą metody według wynalazku jest brak odpadów, ponieważ na katodzie wydzielają się metale i wodór, a na anodzie tlen. Metoda nie wymaga stosowania żadnych dodatkowych, kosztownych odczynników, jak ma to miejsce w metodach ekstrakcji rozpuszczalnikowej, wytrącania osadu czy w wymianie jonowej.
Proces elektrooczyszczania kwasu fosforowego (H3PO4) z roztworów przemysłowych można prowadzić w układzie dwuelektrodowym otwartym oraz z zastosowaniem materiałów katodowych takich jak: platyna, aluminium, złoto, stal kwasoodporna, grafit, miedź. Czas przebywania katod w elektrolicie równy jest czasowi jednorazowego cyklu elektrolizy. Po każdym cyklu elektroda jest usuwana z roztworu i oczyszczana z osadu katodowego i może zostać ponownie użyta w kolejnym cyklu, bądź nowa elektroda jest zanurzana do roztworu kwasu fosforowego. Rodzaje pulsów potencjałowych sto
PL 238 274 Β1 sowanych w sposobie elektrolitycznego oczyszczania kwasu fosforowego, przedstawiono poniżej na rysunku, gdzie:
Ek- potencjał pulsu katodowego, tk- czas trwania pulsu katodowego.
- w części a): impuls w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V 4- -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej i w czasie trwania pulsu katodowego, oznaczonego jako tk, od 1 s do 72 h, - w części b): impuls w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V 4- -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego, oznaczonego jako tk, od 1 s do 24 h, po wymienieniu katody i powtórzeniu elektrolizy,
- w części c): impuls w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V 4- -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego, oznaczonego jako tk, od 1 s do 24 h, po powtórzeniu elektrolizy z przerwą między cyklami elektrolizy wynoszącą od 1 min do 1 h w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V 4- -10,0 V.
Największą efektywność oczyszczania z metali roztworów kwasu fosforowego osiąga się prowadząc sposób według wynalazku przy użyciu ultramikroelektrod lub zespołów ultramikroelektrod, ponieważ ze względu na zwiększoną szybkość transportu jonów do tych elektrod (na skutek dyfuzji nieliniowej) można na nich wydzielić więcej metali niż w przypadku elektrod o konwencjonalnych rozmiarach. Gęstość prądu uzyskiwana na ultramikroelektrodach jest o kilka rzędów wielkości większa niż w przypadku elektrod konwencjonalnych i silnie zależy od rozmiaru ultramikroelektrody.
Elektrochemicznym sposobem według wynalazku, możliwe jest oczyszczenie kwasu fosforowego z kadmu nawet do poziomu ok. 1 mg/L (albo poniżej 4% zawartości początkowej) nawet w warunkach laboratoryjnych. Przy czym kadm w procesie elektrolizy z kontrolowanym potencjałem wydziela się głównie jako metal na katodzie.
Oczyszczanie kwasu fosforowego sposobem według wynalazku zilustrowano w poniższych przykładach.
Przykład I
Proces oczyszczania 26% roztworu kwasu fosforowego o zawartości metali jak w Tabeli 1 realizowano w układzie dwuelektrodowym, otwartym, o objętości elektrolitu wynoszącej 200 ml, w warunkach braku mieszania elektrolitu i w temperaturze pokojowej.
Tabela 1. Zawartość metali w roztworze wyjściowym.
| Cd || Cu I! Zn li Ni |[~ Cr || As j Fe Al Mg _______ m^g _____ | 27,1 || 6,5 Γ 249 || 18,7 |l 292 Γ 4.76 || 7040 2300] 747θ|
Badana próbka została poddana elektrolizie potencjostatycznej pulsowej przy użyciu drutu i siatki platynowej jako katod o rozmiarach podanych w Tabeli 2. Elektrody były podłączone do urządzenia mierniczego - potencjostatu kontrolowanego za pomocą specjalnego programu komputerowego. Po elektrochemicznym osadzeniu metali, po każdym pulsie zbadano strukturę i skład osadu katodowego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JOEL JSM-6490 LV z mikroanalizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Na podstawie otrzymanych wyników w osadzie katodowym stwierdzono obecność: miedzi, kadmu, żelaza, cynku, niklu, arsenu oraz niewielkie ilości tlenu, fosforu, siarki. Oznacza to, że zawartość wyżej wymienionych pierwiastków odpowiednio zmniejszyła się w badanej próbce kwasu fosforowego.
PL 238 274 Β1
Warunki procesu, ilość pulsów, potencjał i czas trwania pulsu - przedstawia Tabela 2.
Tabela 2. Warunki procesów elektrowydzielania metali z próbki roztworu kwasu fosforowego o zawartościach metali jak w Tabeli 1.
| L.p. | 1 Katoda | Anoda | Potencjał q | Czas | Analiza EDS osadu | ||
| katodowego | |||||||
| Materiał | Powierz | Materiał | Powierz | ||||
| 11 chnia | chnia | ||||||
| 1 | Pt (siatka) | -20 cm2 | TiPt (siatka) | - 80 cm2 | -5,0 V | 24h | Cd:35-46%; Cu:30-40%; As:5-10%; |
| 2 | Pt (siatka) | —20 cm2 | TiPt (siatka) | - 80 cm2 | -4,0 V | 72h | Cd:32-46%; Cu:27-48%; As:20-27% |
| 3 | Pt (siatka) | -19 cm2 | TiPt (siatka) | - 160 cm2 | -4,0 V | 46h | Cu: 80-94%; Cd:3-5%; Si:2-9%; 0:2-6% |
| 4 | Pt (siatka) | —19 cm2 | TiPt (siatka) | -160 cm2 | -4,0 V | 9,5h | Cu:55-64%; Cd: 14-34%; Si:3-17%; 0:2-11% |
| 5 | Pt (drut) | -5 cm2 | TiPt (siatka) | -160 cm2 | -4,0 V | 24h | Cu:43-64%; Cd:23-25%; Fe:4-5%; Si:3-13%; 0:3-14% |
| 6 | Pt (drut) | -1 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 160 cm2 | -5,0 V | 19h | Cu:55-59%; Cd:4-16%; Si:16-23%; 0:13-14% |
| 7 | Pt (drut) | -1 cm2 | TiPt (siatka) | - 160 cm2 | -5,0 V | 0,5h | Cu:3-5%; Cd:6-7%; Fe:56-59%; Zn:26-27%;0:4-5% |
Zawartość wybranych metali przed i po elektrolitycznym oczyszczaniu roztworu kwasu fosforowego według sposobu przedstawionego w Tabeli 2 przedstawia Tabela 3.
Tabela 3. Wyniki analiz metodą FAAS porównujące zawartości metali w próbce przed i po elektrolizach.
| Próbka przed elektrolizami PO elektrolizach | Zawartość [mg/I] | ||||||||
| Al 2320 [ 2075 | Mg 8000 6890 | Zn 248 211 j | Cr 302 254 | Fe j 6980 5690 | Cu 6,2 11 N 4,5 | Mn 142 130 | Ni μ 20,9 18,0 | Cd 27,8 7,3 | |
| Zawartość metali po elektrolizach względem próbki przed elektrolizami | |||||||||
| 89% | 86% | 85% | 84% | 81% | 72% | 92% | 86% 1 | 26% |
Przykład II
Proces oczyszczania 26% roztworu kwasu fosforowego o zawartości metali jak w Tabeli 4 realizowano w układzie dwuelektrodowym, otwartym, o objętości elektrolitu wynoszącej 200 ml, w warunkach braku mieszania elektrolitu i w temperaturze pokojowej.
Tabela 4. Zawartość metali w roztworze wyjściowym.
Cd Cu Zn NflĘgrCr As Fe Γ Al ! Mg mg/kg
23,2 15,6 'i 308 55,7 289 1 17,8 8400 4020 4300 |
Badana próbka została poddana elektrolizie potencjostatycznej pulsowej przy wykorzystaniu drutów platynowych jako katod oraz siatki platynowo-tytanowej jako anody o rozmiarach podanych w Tabeli 5. Elektrody były podłączone do urządzenia mierniczego - potencjostatu kontrolowanego za pomocą specjalnego programu komputerowego. Po elektrochemicznym osadzaniu metali, po
PL 238 274 Β1 pierwszych 3 pulsach zbadano strukturę i skład osadu katodowego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JOEL JSM-6490 LV z mikroanalizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Następnie badana próbka została poddana 14 dwugodzinnym pulsom potencjostatycznym przy zastosowaniu oczyszczonej powierzchni katody, którą był drut platynowy.
Na podstawie otrzymanych wyników w osadach katodowych stwierdzono obecność: miedzi, kadmu, żelaza, cynku, niklu, arsenu oraz niewielkie ilości tlenu, fosforu, siarki. Oznacza to, że zawartość wyżej wymienionych pierwiastków odpowiednio zmniejszyła się w badanej próbce kwasu fosforowego.
Warunki procesu, ilość pulsów, potencjał i czas trwania pulsu - przedstawia Tabela 5.
Tabela 5. Warunki procesów elektrowydzielania metali z próbki roztworu kwasu fosforowego o zawartościach metali jak w Tabeli 4.
| Obszar z obrazu [ SEM | Katoda | Anoda | Napięcie ' 1 | Czas | । Analiza EDS | osadu katodowego | ||
| Matę riał | Powierz chnia | Materiał 1 r | Powierz chnia | ||||
| Fe:46%; Cd:28%; | |||||||
| 1 | Pt (drut) | ~1 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 160 cm2 | -5,0 V | 2h | Cu: 18%; As:5%; Ni:l%; Zn:l%; pozostałe (O, C, S) |
| Cd:43%; Cu:31%; | |||||||
| 2 | Pt (drut) | ~1 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 160 cm2 | -5,0 V | 2h | Fe: 13%; As:5%; Ni:l%; |
| pozostałe (O, C, S) Fe:42-51%; Cd: 18- | |||||||
| 3 | Pt (drut) | ~1 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 160 cm2 | -5,0 V | 3h | 25%; Cu: 17-21%; As:7-9%; Ni:2%; pozostałe (O, C): 34% |
| 4-17 | Pt (drut) | ~1 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 160 cm2 | -5,0 V | 2h |
Zawartość wybranych metali przed i po elektrolitycznym oczyszczaniu według sposobu przedstawionego w Tabeli 5 przedstawia Tabela 6.
Tabela 6. Wyniki analiz metodą FAAS porównujące zawartości metali w próbce przed i po elektrolizach.
| Próbka | Al | Mg | Zn | Zawartość Cr | [mg/l] Fe | Cu | Ni | Cd |
| przed elektrolizami | 4020 | 4300 | 308 | 289 | 8410 | 15,6 | 55,7 | 23,2 |
| Ρθ elektrolizach | 4060 | 4050 | 271 | 268 | 7140 | 0,94 | 49,7 | 0,91 |
| Zawartość metali po elektrolizach względem próbki przed elektrolizami | ||||||||
| - | 94% | 88% | 92% | 85% | 6% | 89% | 4% |
Przykład III
Proces oczyszczania 26% roztworu kwasu fosforowego o zawartości metali jak w Tabeli 7 realizowano w układzie dwuelektrodowym, otwartym, w elektrolizerze z rozdzieloną przestrzenią anodową i katodową w warunkach braku mieszania elektrolitu i w temperaturze pokojowej. Objętość elektrolitu w każdej przestrzeni wynosiła 100 ml.
PL 238 274 Β1
| Tabela 7. | Zawartość metali w roztworze wyjściowym. | |
| Cd | Cu Zn | Ni | Cr , As | Fe Al Mg |
| mg/kg | ||
| 30,8 | 10.5 303 | 48.7 I) 374 |i 6,15 | I0800 5530 7230 |
Badana próbka została poddana elektrolizie potencjostatycznej pulsowej przy wykorzystaniu zespołów uktramikroelektrod stalowych, blachy stalowej oraz drutu platynowego jako katod oraz siatki platynowo-tytanowej jako anody o rozmiarach podanych w Tabeli 8. Elektrody były podłączone do urządzenia mierniczego - potencjostatu kontrolowanego za pomocą specjalnego programu komputerowego. Po elektrochemicznym osadzaniu metali, po pierwszych trzech pulsach zbadano strukturę i skład osadu katodowego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JOEL JSM-6490 LV z mikroanalizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Następnie badaną próbkę poddano czterem dwugodzinnym pulsom potencjostatycznym w potencjale -4,2 V używając czystych zespołów ultramikroelektrod stalowych z aktywną elektrochemicznie drugą stroną, którą była powierzchnia stalowa oraz dwóm trzygodzinnym pulsom używając czystych zespołów ultramikroelektrod stalowych z aktywną elektrochemicznie drugą stroną, którą była powierzchnia stalowa. W dalszym etapie zastosowano jeden trzygodzinny puls w potencjale -4,5 V używając drutu platynowego jako katody.
Na podstawie otrzymanych wyników w osadach katodowych stwierdzono obecność: miedzi, kadmu, żelaza, cynku, niklu, arsenu oraz niewielkie ilości tlenu, fosforu, siarki. Oznacza to, że zawartość wyżej wymienionych pierwiastków odpowiednio zmniejszyła się w badanej próbce kwasu fosforowego.
Warunki procesu, ilość pulsów, potencjał i czas trwania pulsu - przedstawia Tabela 8.
Tabela 8. Warunki procesów elektrowydzielania metali z próbki roztworu kwasu fosforowego o zawartościach metali jak w Tabeli 7.
| L.pJ | Katoda | Anoda | Potenc jał | Czas | Analiza EDS osadu katodowego | ||
| Materiał | Powie rzchnia | Materi. । ał | Powierzch nia | ||||
| 1 | Zespół ultramikroelektrod oraz blacha stalowa (druga strona zespołu ultramikroelektrod) | 4 cm2 | TiPt (siatka) | 160 cm2 | -4,2 V | 2h | Osad zdjęty:Cd:7075%; Cu: 12-15%; As: 1-2%; Pozostałe (O, C, P) |
| Osad zdjęty:Cd:65%; | |||||||
| 2 | Blacha stalowa | 4 cm2 | TiPt (siatka) TiPt (siatka) | 160 cm2 | -4,2 V | 2h | Cu:25%; Fe: 1-2%, As: 1-2%; Pozostałe (O, C, P) Cd, Cu, As, Zn oraz |
| 3 | Blacha stalowa | 4 cm2 | 160 cm2 | -4,0 V | 2h | Fe, Cr, Ni (z podłoża) | |
| pozostałe (O, C, P) | |||||||
| Zespół | |||||||
| ultramikroelektrod oraz | TiPt (siatka) | Osad zdjęty:Cd:50%; | |||||
| 4-9 | blacha stalowa (druga | 160 cm2 | -4,2 V | 2h | Cu:32-38%; Zn: 1-2%; | ||
| strona zespołu | Pozostałe (O, C, P)) | ||||||
| ultramikroelektrod) | Cd:6-8%; Cu:6-10%; | ||||||
| 10 | Drut platynowy | —1 cm2 | TiPt (siatka) | 100 cm2 | -4,5 V | 3h | Fe: 37-40%; As: 1-3%; Zn: 1-3%. Ni:0.5-l%: |
| pozostałe (O, C, P) |
Zawartość wybranych metali przed i po elektrolitycznym oczyszczaniu według sposobu przedstawionego w Tabeli 8 przedstawia Tabela 9.
PL 238 274 Β1
Tabela 9. Wyniki analiz metodą FAAS porównujące zawartości metali w próbce przed i po elektrolizach.
| Próbka przed elektrolizami po elektrolizach _l-6 | Al 5530 4170 2970 Źawartoś 54% | Mg i 7230 5480 । | Zn 303 241 _________________________________________________1 | Zawartość [m Cr Fe 374 10800 268 , 6090 li _ | g/i|__ Cu 10,5 3,55 | Mn 288 239 | [ Ni Cd 48,7 30,8 44,4 5,7 |
| po elektrolizach 1-10 | । i 4490 || 195 189 | ć metali po elektrolizach wzgl 62% 64% 50% | 3800 2,1 ędem próbki przed 35% 20% | 1 182 39,0 ll 1,7 elektrolizami __ 63% 80% 5% |
Przykład IV
Proces oczyszczania 26% roztworu kwasu fosforowego o zawartości metali jak w Tabeli 10 realizowano w układzie dwuelektrodowym, otwartym, o objętości elektrolitu wynoszącej 200 ml w warunkach braku mieszania elektrolitu i w temperaturze pokojowej.
Tabela 10. Zawartość metali w roztworze wyjściowym.
I Cd ,............Cu |[~zE i Ni ' Cr As T~Fe | Al Mg mg/kg ______
Γ 20,4 | 23,1 |l 298 I’ 39,4 ' 298 15,2 f 8300 i 2690 | 5030 |
Badana próbka została poddana elektrolizie potencjostatycznej pulsowej przy wykorzystaniu drutów platynowych jako katod oraz siatki platynowo-tytanowej jako anody o rozmiarach podanych w Tabeli 11. Elektrody były podłączone do urządzenia mierniczego - potencjostatu kontrolowanego za pomocą specjalnego programu komputerowego. Po elektrochemicznym osadzaniu metali, po każdym pulsie zbadano strukturę i skład osadu katodowego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JOEL JSM-6490 LV z mikroanalizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Na podstawie otrzymanych wyników w osadach katodowych stwierdzono obecność: miedzi, kadmu, żelaza, cynku, niklu, arsenu oraz niewielkie ilości tlenu, fosforu, siarki. Oznacza to, że zawartość wyżej wymienionych pierwiastków odpowiednio zmniejszyła się w badanej próbce kwasu fosforowego.
Warunki procesu, ilość pulsów, potencjał i czas trwania pulsu - przedstawia Tabela 11.
Tabela 11. Warunki procesów elektrowydzielania metali z próbki roztworu kwasu fosforowego o zawartościach metali jak w Tabeli 10.
Ł.p. Katoda Anoda Napięcie Czas Analiza EDS osadu
| i 1 | __ | Materiał | .. J Powierz chnia ~160 cm2 | -4,0 V | 8h | katodowego Cd:47-50%; Cu:3540%; Fe:l%; pozostałe (O, C, P) | |
| Materiał Pt (drut) | 1 Powierz chnia | ||||||
| —1,5 cm2 | TiPt (siatka) | ||||||
| 2 | Pt (drut) | -1,5 cm2 | TiPt , (siatka) | - 160 cm2 | -4,0 V | 5,5h | Cd:32-34%; Cu:2528%; Fe:10-12%; pozostałe (O, C, P) |
| 3 | Pt (drut) | -1,5 cm2 | TiPt (siatka) | - 160 cm2 | -4,0 V | 5,5h | Cd:32-34%; Cu:2528%; Fe: 10-12%; pozostałe (O, C, P) |
| 4 | Pt (drut) | ~1,5 cm2 1 | TiPt (siatka) | 1 1 -160 cm2 1 | -4,0V | ......... 6,5h . | ; Cd:32-35%; Cu:30i 35%; Fe:12-14%; _ pozostałe(O, C, P |
| 5 | Pt (drut) | -1,5 cm2 | | . .. TiPt (siatka) | | ~ 160 cm2 | | 4,0 V | 8h | Cd:32-34%; Cu:3032%; Fe: 1-3%; pozostałe (O, C, P) |
PL 238 274 Β1
Zawartość wybranych metali przed i po elektrolitycznym oczyszczaniu według sposobu przedstawionego w Tabeli 11 przedstawia Tabela 12.
Tabela 12. Wyniki analiz metodą FAAS porównujące zawartości metali w próbce przed i po elektrolizach.
| Próbka | Zawartość [mg/1] | |||||||
| Al | Mg | Zn | Cr | Fe | 1 Cu | 1 Ni | Cd | |
| przed elektrolizami | 2690 | 5030 | 298 | 298 | 8300 | 23,1 | 39,4 | 20,4 |
| po elektrolizach | 2790 | 4750 1 | 304 | 296 | 7710 | 1 1,9 | 41,7 | 2,6 |
Zawartość metali po elektrolizach względem próbki przed elektrolizami
94% - - | 92% P 8% |i - , 13%
Przykład V
Proces oczyszczania 26% roztworu kwasu fosforowego o zawartości metali jak w Tabeli 13 realizowano w układzie dwuelektrodowym, otwartym, o objętości elektrolitu wynoszącej 60 ml w warunkach braku mieszania elektrolitu i w temperaturze pokojowej.
Tabela 13. Zawartość metali w roztworze wyjściowym.
| L cd | II Cu | Zn | Ni | II Cr 1 | As | | Fe | Al | Mg |
| mg/kg | ||||||||
| 1 27,1 | li 6,5 . | 249 | 18,7 | Π 292 | 4,76 | 7040 ll | 2300 | 7470 |
Badana próbka została poddana elektrolizie potencjostatycznej pulsowej w potencjałach z zakresu -2,0 V 4- -10,0 V, względem anody platynowo-tytanowej przy wykorzystaniu elektrod o konwencjonalnych rozmiarach, ultramikroelektrod oraz zespołów ultramikroelektrod z platyny, aluminium, złota, stali, grafitu o rozmiarach podanych w Tabeli 14. Elektrody były podłączone do urządzenia mierniczego - potencjostatu kontrolowanego za pomocą specjalnego programu komputerowego. Po elektrochemicznym osadzaniu metali, po każdym pulsie zbadano strukturę i skład osadu katodowego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JOEL JSM-6490 LV z mikroanalizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Na podstawie otrzymanych wyników w osadzie katodowym stwierdzono obecność: miedzi, kadmu, żelaza, cynku, niklu, arsenu oraz tlenu, fosforu, siarki.
Warunki procesu prowadzonego w różnych warunkach elektrochemicznych, potencjał i czas trwania pulsu - przedstawia Tabela 14.
Tabela 14. Warunki procesów elektrowydzielania metali z próbki roztworu kwasu fosforowego o zawartościach metali jak w Tabeli 13.
L.p. ______Katoda_____________Anoda
Napięcie Czas Analiza EDS osadu katodowego
| -2,0 V | 2h | Cu: 75-80%; pozostałe (O, C, ) |
| -2,5 V | 2h | d Cd: 10-15%; Cu:65-75%; |
| i| pozostałe (O, C) | ||
| -2,8V | 2h | Cd: 20-30%; Cu:48-58%; |
| 50°C | pozostałe (O, C) | |
| -4,0 V ]| 2h | Brak mieszania: Cd: 40-45%; Cu: 10-12%; Fe:25- 30%; As:l-3%; Zn:l-3%; pozostałe (O, C, S) | |
| -5,0 V | 2h | Brak mieszania: Cd: 24-31%; Cu:4-7%; Fe:35-50%; As:l-3%; Zn:7-13%; Ni 0,5-1% pozostałe(O, C, S) |
| -5,0 V | 2h | u Mieszanie Cd:41-45%; Cu:6-8%; Fe:40-46%; As:l-3%; Zn:2-3%; Pozostałe (O, C, S) |
PL 238 274 Β1
| 4 | UME Pt20 | TiPt (siatka) | 5 cm2 | -3,2 V | 3h | Cd:45-50%; Cu:30-35%; Fe:8-12%; As: 1-3%; Zn: 1-2%; Pozostałe (O, C, P) | |
| H | -3,5 V -4,2 V -4,5 V | 3h 3h 3h | Cd:28-33%; Cu:25-30%; Fe: 1519%; As: 1-3%; Zn:2-3%; Pozostałe (O, C, P) Cd:28-30%; Cu:30-32%; Fe: 1820%; As:l-3%; Zn:l-2%; Ni:0,5-l% Pozostałe (O, C, P) Cd:25-28%; Cu:27-30%; Fe:2529%; As:3-4%; Zn:3-5%; Ni 0,5-1% pozostałe(O, C, P) | ||||
| 8 9 H) | Au (drut) UME Au25 Stal | 0,19 cm2 2 cm2 | TiPt (siatka) TiPt (siatka) TiMMO | ~ 40 cm2 5 cm2 20 cm2 | -5,0 V -4,2 V -3,0 V | 4h 24h | Cd:44-67%; Cu:5-15%; Fe:10-36%; Al:2-11%; As:2-3%; 0:3-8% pozostałe(O, C) Cd:33-35%; Cu:27-30%; Fe: 1818%; As:l-2%; Ni:0,5-l%; Zn 2- 3%; pozostałe(O, C) Cd:70-72%; Cu:20-22%; Fe:l-1,3%; pozostałe (O, C, S) |
| 1 | Zespół ultramikro elektrod stalowych Al | 2 cm2 | TiPt (siatka TiPt (siatka) | ~ 80 cm2 5 cm2 | -4,0 V -10,0 V -7, 5V -4,5V | 2h 15min. 5 min Ih | Cd:70-75%; Cu:12-15%; As:l-2%; Cd: 8-16%; Fe:62-68%; Zn:1819%;; pozostałe(O, S):4-5% Cd: 19-22%; Cu:36-49%; Fe:2528%; Zn:6-13%; pozostałe (O, C, S):l-2% · Cu: 15%;Cd:34%;Fe:38%; Pozostałe (O, S) |
| 14 | Grafit | 2,64 cm2 | TiPt (siatka) | — 40 cm2 | -5,0 V | 4h : | Cd:59-70%; Fe: 14-20%; Cu:8-ll%; Ni:0,9-l,2%; 0:6-8% |
| 18 | Cu | 2 cm2 | TiPt (siatka) | ~ 40 cm2 | -5,0 V | 4h | Cd:74-79%; Fe: 15-18%; As:2-3%; Ni:0,8-l,2%; |
Pozostałe (O, C, S):2-5%
Claims (7)
1. Sposób oczyszczania kwasu fosforowego z jonów metali, zwłaszcza metali ciężkich, z elektrolitów przemysłowych, przez elektrochemiczne osadzanie metali, tlenków metali lub ich soli na katodzie i/lub w postaci osadu tlenków i soli tych metali, znamienny tym, że roztwór elektrolitu zawierający kwas fosforowy o stężeniu P2O5 w zakresie od 25 do 52% oraz zanieczyszczenia metaliczne o łącznej zawartości w zakresie od 0,5 do 50 g/L poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu, przy zastosowaniu katody o wartości potencjału katody znajdującym się w zakresie wydzielania wodoru, wynoszącym od -2,0 V do -10,0 V, i anody i w temperaturze od 15 do 50°C, oraz w czasie trwania pulsu katodowego powyżej 1 s.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katodę stosuje się obrotową lub statyczną ultramikroelektrodę, zespół ultramikroelektrod lub elektrodę o standardowych rozmiarach, z drutu, siatki, blachy lub folii ze złota, platyny, aluminium, miedzi, grafitu lub ze stali kwasoodpornej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako anodę stosuje się blachę lub siatkę tytanową lub irydowo-tytanową.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym
PL 238 274 B1
Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego od 1 s do 72 h.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego od 1 s do 24 h, powtarzając cykl elektrolizy po dokonaniu wymiany katody.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór elektrolitu poddaje się elektrolizie potencjostatycznej pulsowej bez zmiany kierunku prądu z impulsem w potencjale katodowym Ek z zakresu -2,0 V * -10,0 V, względem elektrody tytanowej lub irydowo-tytanowej, w czasie trwania pulsu katodowego od 1 s do 24 h, powtarzając cykl elektrolizy z przerwą między cyklami wynoszącą od 1 min do 1 h.
7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że cykl elektrolizy powtarza się od 2 do 1000 razy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428687A PL238274B1 (pl) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Sposób oczyszczania kwasu fosforowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428687A PL238274B1 (pl) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Sposób oczyszczania kwasu fosforowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL428687A1 PL428687A1 (pl) | 2020-08-10 |
| PL238274B1 true PL238274B1 (pl) | 2021-08-02 |
Family
ID=71943621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL428687A PL238274B1 (pl) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Sposób oczyszczania kwasu fosforowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238274B1 (pl) |
-
2019
- 2019-01-28 PL PL428687A patent/PL238274B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL428687A1 (pl) | 2020-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Veglio et al. | Recovery of valuable metals from electronic and galvanic industrial wastes by leaching and electrowinning | |
| Rudnik | Recovery of zinc from zinc ash by leaching in sulphuric acid and electrowinning | |
| Fornari et al. | Copper and nickel selective recovery by electrowinning from electronic and galvanic industrial solutions | |
| Halli et al. | Platinum recovery from industrial process solutions by electrodeposition–redox replacement | |
| Sharma et al. | Electrowinning of cobalt from sulphate solutions | |
| Thanu et al. | Electrochemical recovery of antimony and bismuth from spent electrolytes | |
| EP2408951B1 (en) | Method for obtaining copper powders and nanopowders from industrial electrolytes including waste industrial electrolytes | |
| US20240110301A1 (en) | Cobalt-copper nanoenabled electrodes | |
| Majuste et al. | Effect of organic impurities on the morphology and crystallographic texture of zinc electrodeposits | |
| Verbruggen et al. | Electrochemical codeposition of arsenic from acidic copper sulfate baths: The implications for sustainable copper electrometallurgy | |
| Wang et al. | Electrodialysis: An effective methodology to purify the leachate of spent Li-ion batteries | |
| Maruthamuthu et al. | Elecrokinetic separation of sulphate and lead from sludge of spent lead acid battery | |
| Giannopoulou et al. | Copper and nickel recovery from acidic polymetallic aqueous solutions | |
| US10934192B2 (en) | Method of recovering copper from a dilute metal containing solution | |
| Hernández-Pérez et al. | Increasing the sustainability of copper electrorefining: Selective electrodeposition of antimony in the presence of bismuth from highly concentrated hydrochloric acid effluents | |
| PL238274B1 (pl) | Sposób oczyszczania kwasu fosforowego | |
| Ahmadi et al. | Dechlorination from sulphate aqueous solutions of zinc electrolysis by electrochemical method | |
| Suriano et al. | Developing radiopure copper alloys for high strength low background applications | |
| Pissolati et al. | Morphology, roughness and microhardness of nickel electrodeposits produced in sulfate media on 316 L SS or Ti cathodes | |
| Mohammadi et al. | Failure investigation of stainless steel anodes used in gold electrowinning | |
| Mishra et al. | Electrowinning of cobalt from sulphate solutions contaminated with organic impurities | |
| WO2020245619A1 (en) | Method for copper and zinc separation from industrial electrolytes including waste industrial electrolytes | |
| Chernyshova et al. | Variants of electrochemical processing of rhenium-containing high-temperature alloy | |
| Xia et al. | Micro-galvanic driven selective leaching and pulsed electrodeposition of silver from multi-metallic waste systems and their mechanisms | |
| Samal et al. | Behaviour of arsenic (III) and antimony (III) during electrowinning of nickel from aqueous sulphate solutions |