AT236661B - Verfahren zur Gewinnung von Manganmetall - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung von Manganmetall 
Reines Manganmetall wird gegenwärtig fast ausschliesslich nach dem sogenannten Shelton-Verfahren durch elektrolytische Abscheidung des Mangans an Edelstahlkathoden erzeugt. Zur Erzielung hoher Strom- ausbeuten darf der Elektrolyt einen PH-Wert von 5 nicht unterschreiten, und er muss überdies zur Entfer- nung von Elektrolysegiften, als welche alle edleren Metalle zu wirken vermögen, einer Feinstreinigung unterzogen werden. Dem Elektrolyten werden zur Pufferung grössere Mengen von Ammonsulfat zugegeben und die Elektrolyse bei Temperaturen unter   300C   vorgenommen. An den Anoden bildet sich mit geringen Stromausbeuten Braunstein, der nur schlecht an den Anoden haftet und die Verwendung von Diaphragmen notwendig macht.

   Die bei der Elektrolyse freiwerdende Säure wird meist laufend mit gefälltem Mangankarbonat abgestumpft. Zum Laugen frischen Erzes ist der Elektrolyt infolge seines hohen PH-Wertes nicht geeignet. Man kann jedoch einen langsamen Strom des Elektrolyten vom Kathodenraum in den Anodenraum aufrecht erhalten und dann aus dem Anodenraum einen Elektrolyten mit höherem Gehalt an freier Säure abziehen, mit dem auch frisches Erz gelaugt werden kann. Jedoch hat sich zur Erzielung genügender Laugungsgeschwindigkeit ein Vorrösten des Erzes als notwendig erwiesen. 



   Hohe Stromausbeuten auch bei nicht feinstgereinigtem Elektrolyten sind nach den Angaben der brit. 



  Patentschrift   Nr. 597, 220 (Emil   Abel) durch Verwendung von umgepumptem oder gerührte Quecksilber als Kathodenmetall zu erzielen. Die Abscheidung des Mangans ist auch aus Elektrolyten mit einem   pH = l   noch mit guten Stromausbeuten möglich, wenn der Mangangehalt im Elektrolyten etwa 300 g Mangansulfat pro Liter beträgt. Will man die anodische Braunsteinbildung vermeiden, muss bei Temperaturen unter   30 C   gearbeitet und die Anoden müssen in Säcke aus Segeltuch eingenäht werden. Anodische Braunsteinbildung ist zumeist unerwünscht, da bei gleichzeitiger Manganabscheidung an der Kathode der Braunstein von nur geringer Qualität ist. an den Anoden schlecht haftet und dadurch Störungen des Elektrolysebetriebes bewirkt. Soll neben Manganamalgam auch Braunstein gewonnen werden, wird nach E.

   Abel bei Temperaturen über   850C   gearbeitet. wobei aber eine verringerte Stromausbeute in Kauf genommen werden muss. Wenn auch nach E. Abel die Manganabscheidung an Quecksilber auch bei hohen Temperaturen möglich ist, wird aus den angeführten Gründen bei Temperaturen unter   300C   gearbeitet. Die niedrige Arbeitstemperatur macht eine Kühlung der sich durch den Stromdurchgang erheblich erwärmenden Zellen notwendig. 



   Der Elektrolyt ist infolge seines überaus hohen Mangangehaltes, der fast einer gesättigten Mangansulfatlösung entspricht, trotz des relativ hohen Gehaltes an freier Säure zum Laugen frischen Erzes erst nach Aufheizen zu verwenden, jedoch geht die Laugung auch mit heissem Elektrolyten nur mit geringer Geschwindigkeit vor sich. Aufheizen vor dem Laugen und nachfolgendes Kühlen bringt aber eine schwere wirtschaftliche Belastung des Prozesses mit sich. 



   Es ist aus der   USA-Patentschrift Nr. 2, 542, 888 (Emil   Abel) ferner bekannt, die Elektrolyse z. B. bei 850C und mit Konzentrationen von   z. B.   300 g   MnSO'/1   durchzuführen. 



   Die Erfindung strebt die elektrolytische Abscheidung des Mangans an Quecksilberkathoden aus saurer Mangansulfatlösung mit Stromausbeuten über 90% auch bei hohen Temperaturen und niedrigem Mangangehalt an und sie erreicht dies dadurch, dass dem. Elektrolyten neben Mangansulfat Ammonsulfat in Konzentrationen von 20 bis 200 g/l, vorzugsweise 50 bis 100 g/l, zugesetzt wird. 

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   Wenn auch die günstige Wirkung von puffernden Zusätzen auf die Stromausbeute bei elektrolytischen Metallabscheidungen bekannt ist, werden beim Zusatz von Ammonsulfat zum Elektrolyten bei der elektrolytischen Manganabscheidung doch entscheidende Vorteile erreicht : der saure und heisse Elektrolyt, dessen Mangangehalt ohne Absinken der Stromausbeute bis auf 15 g Mn/l vermindert werden kann, lässt sich im Gegensatz zum   amrnonsulfatfreien   und hohen Mangangehalt aufweisenden Elektrolyten im AbelProzess zum Laugen frischen Erzes verwenden und kann nach dem Abstumpfen der freien Säure und Anreicherung mit Mangan wieder der Elektrolyse zugeführt werden.

   Ganz überraschend haben eingehende Untersuchungen gezeigt, dass ein Zusatz von Ammonsulfat zum Elektrolyten die Geschwindigkeit der Laugung sowohl von ungeröstetem, karbonatischem Erz als auch geröstetem   MnO-haltigen   Erz wesentlich verbessert. So benötigt man z. B. zum völligen Auslaugen des Mangans aus karbonatischem, ungeröstetem Erz mit ammonsulfatfreiem, saurem Elektrolyten nahezu die doppelte Zeit wie mit dem gleichen, aber mit 100 g Ammonsulfat pro Liter versetzten Elektrolyten. Auch bei geröstetem Erz ist die zur Laugung benötigte Zeit ohne Ammonsulfatzusatz um etwa   50-60% höher   als mit Ammonsulfatzusatz. 



   DieArbeitstemperatur von über   75 C, die   bei Gegenwart von Ammonsulfat keine messbare Stromasbeuteminderung gegenüber Normaltemperatur bewirkt, erlaubt auch eine stärkere Anreicherung des Ka- 
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Claims (1)

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   2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der abgearbeitete saure Elektrolyt zum Laugen frischen Erzes verwendet und nach dem dadurch bewirkten Abstumpfen der freien Säure und der Anreicherung mit Mangansalz wieder der Elektrolyse zugeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt mit solcher Strömungsgeschwindigkeit durch die Amalgamzelle geleitet wird, dass er beim Austritt einen Gehalt von 5 bis 20, vorzugsweise 10 - 15 g Schwefelsäure pro Liter aufweist.