Расчёт при электрохимическом выделении золота из тиомочевинного элюата

ПРИМЕР 6. На участок выделения золота из раствора электролизом поступает в сутки 50 м³ тиомочевинного элюата с содержанием 2 г/л Au, 80 г/л Thio, 20 г/л H₂SO₄. Осаждение ведут в электролизёрах ЭУ-1 с катионитовыми мембранами с числом катодных камер - 10, эффективной поверхностью одного катода – 40 м². Катодный выход по току – 10 %. Напряжение на ванне – 4,6 В. Плотность тока – 25 А/м². Извлечение золота из раствора – 98 %.
Определить необходимое число электролизёров, удельный расход электроэнергии, выход по энергии, изменение состава католита.

РЕШЕНИЕ:

1) масса золота, поступающего с раствором в электролизёры за сутки:
; ;

2) масса золота, которая должна практически выделиться на катоде за сутки:
; ;

3) т.к. золото в тиомочевинном элюате присутствует в виде комплексного иона [Au(thio)₂]⁺ и имеет степень окисления 1+, то:
;
ток, потребляемый на восстановление золота на катоде:
; ;

4) необходимая площадь катодов:
; ;

5) необходимое число катодных камер (n):
; ; ;

6) необходимое число электролизёров (N):
принимаем 1 электролизёр
Расчёт числа электролизёров может быть выполнен и по массе осаждённого золота в одном электролизёре, как это показано в примере 3

7) удельный расход электроэнергии:
; ;

8) выход по энергии:
; ;

9) остаточное содержание золота в католите:
; 10)изменение концентрации серной кислоты и тиомочевины в католите происходит в результате протекания на катоде электрохимических реакций (5.12 – 5.13) и переноса тока через катионитовую мембрану за счёт диффузии ионов из анолита в католит:
(5.12)
(5.13)
При катодном выходе по току равным 10 % в случае прохождения 1 Фарадея на катоде восстановится 0,1 моль золота и 0,9 молей ионов водорода и при этом высвободится в соответствии с реакцией (5.12) 0,2 моля Thio и 0,05 молей ионов . При прохождении через раствор 1 Фарадея из анолита в католит переходит 1 моль ионов , из 0,9 молей восстановится по реакции (5.13) и следовательно концентрация ионов в католите возрастёт на 0,1 моль. Таким образом католит при электролизе обедняется по Au и обогащается по и , причём при осаждении каждого моля Au в католите накапливается 2 моля и 0,5 молей . В расчёт на весь объём перерабатываемого раствора и восстановленного Au увеличение количества тиомочевины в растворе составит:
.
Концентрация тиомочевины в отработанном электролите станет равной:
.
Содержание серной кислоты в электролите повысится на следующую величину:

Концентрация серной кислоты в отработанном электролите будет равна:
.
Следовательно, состав отработанного электролита:
.

Поиск по сайту: