[发明专利]选择性还原电积设备和方法

权利要求书

1.回收金属的方法，其包括：

将电压或电流施加到电解池，所述电解池包括：

设置于阳极室内的阳极；

设置于阴极室内的阴极；

设置于所述阳极和所述阴极之间以便将所述阳极室和所述阴极室物理隔开的隔膜，所述隔膜允许所述阳极室和所述阴极室之间的离子传输；

设置于所述阳极室内的阳极液，所述阳极液包含牺牲性还原剂，其中所述阳极液具有碱性pH值；

设置于所述阴极室内的阴极液，所述阴极液包含溶解于其中的至少一种或多种金属离子，其中所述阴极液具有酸性pH值；以及

在所述阳极和所述阴极之间的电连接，其中所述电压或所述电流经由所述电连接跨越所述阴极和所述阳极而施加到所述电解池，其中所述电压或所述电流足以还原所述至少一种或多种金属离子，以在所述阴极处形成至少一种或多种元素金属种类，以及以在所述阳极处氧化所述牺牲性还原剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压或电流小于影响在所述阴极处氢气的实质的产生和/或在所述阳极处氧气的实质的产生所需的值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲性还原剂选自于由尿素、氨、乙醇、甲醇、和它们的组合所构成的组。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔膜包括阳离子导电聚合物，所述阳离子导电聚合物包括：

聚合物主链，所述聚合物主链包括聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯撑、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、含氟聚合物，或它们的组合；和

共价键合于所述聚合物主链的多个质子酸基团。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极或所述阴极包括独立地选自于由钴、铜、铁、镍、铂、铱、钌、铑以及它们的混合物和它们的合金所构成的组的材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极进一步包括载体材料，所述载体材料至少部分地层叠有一种或多种金属、金属混合物、或合金。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极液包括碱性电解质组合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碱性电解质组合物包括氢氧化物盐，所述氢氧化物盐选自于由下述所构成的组：氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钾、碳酸钠、以及它们的混合物。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碱性电解质组合物包括聚合物凝胶。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合物凝胶包括聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、磺化聚合物或它们的组合。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种或多种金属离子是选自于由下述所构成的组的金属的阳离子：锌、铬、钽、镓、铁、镉、铟、铊、钴、镍、锡、铅、铜、铋、银、汞、金、铬、铌、钒、锰、铝、以及它们的组合

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极液的pH为约8或更高。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解池在从约0℃至约80℃范围内的温度下操作。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极室进一步包括第一入口和第一出口，所述方法还包括：

使所述阳极液通过所述第一入口流入到所述阳极室内；

氧化所述阳极液中的至少部分的所述牺牲性还原剂以便形成改性的阳极液；

将所述改性的阳极液通过所述第一出口从所述阳极室排出；以及

任选地，使所述改性的阳极液再循环通过所述阳极室。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴极室进一步包括第二入口和第二出口，所述方法还包括：

使所述阴极液通过所述第二入口流入到所述阴极室内；

还原至少部分的所述至少一种或多种金属离子以便形成至少一种或多种元素金属种类，从而形成改性的阴极液；

将所述改性的阴极液通过所述第二出口从所述阴极室排出；以及

任选地，使所述改性的阴极液再循环通过所述阴极室。