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Procédé de raffinage du zinc.
Cette invention concerne un procédé perfectionné de raffinage du zinc,particulièrement du zinc électrolytique, et le but de l'invention est de produire du zinc d'un très haut degré de pureté, ayant un pourcentage minimum de plomb, cuivre, cadmium et fer.
Lorsque le zinc est raffiné par électrolyse en utilisant une solution de sulfate de zinc comme électrolyte, il se produit une réduction marquée de la quantité d'impuretés, et spécialement du plomb dans le zinc raffiné si le zinc impur, utilisé comme anode, est fortement impur. Lorsque des zincs de plus grande pu- reté sont utilisés comme anodes, cependant, l'action du raffina- ge devient moindre, et si on essaie de raffiner davantage du zinc de grande pureté, tel que celui produit par un procédé d'obten- tion de zinc par électrolyse, aucun raffinage marqué ne se produit* A
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Suivant la présente invention, le zinc,sous la forme de feuilles ou de plaques, pouvant être la forme sous laquelle le zinc est produit par un procédé électrolytique ordinaire, est d'abord amalgamé avec une petite quantité de mercure,
puis est utilisé comme anode soluble dans une cellule électrolytique, pendant le fonctionnement de laquelle le zinc raffiné est déposé sur la cathode, qui peut être en aluminium ou autre matière ap- propriée, une provision de mercure étant de préférence maintenue au contact de l'anode pendant l'obtention du dépôt.
Tout appareil approprié peut être utilisé pour l'exécu- tion du procédé. Sur le dessin annexé est représentée une forme de cellule électrolytique pouvant être utilisée.
Sur le dessin:
Figure 1 est une vue en plan d'une cellule électrolytique pouvant être utilisée pour l'exécution du procédé;
Figure 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ;
Figure 3 est une coupe longitudinale suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ;
Figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 1 et représentant le panier en place pour supporter l'électrode;
Figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 1;
Figure 6 est une coupe d'un détail du panier, représen- tant la disposition de l'anode et de la cathode.
Sur le dessin, les mêmes références indiquent des par- ties correspondantes sur toutes les figures.
A représente la cellule électrolytique, qui peut avanta- geusement être en bois recouvert de caoutchouc. Le fond 10 de la cellule est construit de manière à former une série de rigoles parallèles transversales à la cellule, dans lesquelles se logent - les extrémités inférieures des anodes. Chacune des rigoles 11 n
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est reliée d'un côté à une conduite 12 qui s'étend suivant la longueur de la cellule et communique à une extrémité avec une rigole extérieure 13 dans laquelle est placée l'électrode posi- tive et qui peut être maintenue pleine de mercure. On voit que si l'on introduit du mercure dans la rigole 13, la conduite 12 se remplit et des bassins de mercure sont maintenus dans les ri- goles 11.
B représente les anodes de la cellule, qui sont ou bien coulées ou bien découpées de zinc cathodique en feuille telles qu'on les obtient par électrolyse. Avant l'introduction des anodes dans la cellule, on les amalgame avec du mercure en les plongeant dans un bain de mercure et en laissant égoutter l'excès de mercure. Ces anodes amlagamées sont alors placées dans des paniers C en bois ou matière analogue, qui les maintiennent en position verticale, les paniers étant suspendus dans la cellule à des barres transversales 14 de manière que le zinc plonge dans le mercure dans les bassins 11. Les cathodes D de la cellule peuvent avoir toute forme ou être en toute matière appropriée, mais sont de préférence des feuilles d'aluminium. Les cathodes et anodes sont connectées au courant électrique de la manière or- dinaire.
Les paniers, tout en servant à maintenir les anodes de zinc en position lorsqu'elles sont dissoutes au cours du procédé de raffinage, n'empêchent pas l'électrolyte de circuler vers elles.
L'électrolyte peut être de l'électrolyte de hall d'électrolyse contenant du sulfate de zinc ou du chlorure de zinc comme dans le procédé électrolytique d'obtention de zinc, conte- nant environ 130 grammes de zinc par litre, et maintenu à une acidité d'environ 25 grammes d'acide sulfurique par litre par l'addition d'acide normal.
La densité de courant doit être maintenue au voisinage de 2,8 ampères par dm2 (25 ampères par pied carré) de surface de cathode et le voltage est compris entre 1,0 et 1,5 volts.
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L'électrolyte est maintenu constamment en circulation.
Pour l'exécution du procédé, des plaques de zinc telles que celles produites dans le procédé électrolytique d'obtention de zinc, peuvent être employées. Une analyse type d'un tel zinc est la suivante :
Plomb ......... 0,0021 %
Cuivre ........ 0,0015 %
Cadmium ....... 0,0005 %
Fer ........... 0,002 %
Les plaques de zinc peuvent être introduites dans la cellule électrolytique et l'électrolyse effectuée de la façon usuelle, de manière que le zinc soluble de l'anode soit déposé sur la cathode d'aluminium, dont il peut être enlevé par après.
Une analyse type du zinc produit dans la cellule électro- lytique est la suivante:
Mercure ....... 0,003 %
Plomb 0,0002 %
Cuivre........ 0,0004 %
Cadmium ....... 0,0001 %
Fer ........... 0,0001 %
Dans le but de maintenir une teneur en mercure faible dans le zinc raffiné, des précautions spéciales doivent être prises.
Le voltage doit être surveillé avec soin ; variations vers le haut peuvent signifier que du mercure passe en solution, tandis que des déviations vers le bas peuvent indiquer un court-circuit entre une anode et cathode, pouvant permettre au mercure de dif- fuser vers la cathode, Un trouble dans l'électrolyte doit être évité, car il indique que du mercure est passé dans la solution.
Dans un tel cas, l'électrolyte doit être filtré.
Différentes modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son esprit ou du domaine de ses reven- dications, et, par conséquent les formes exactes représentées doivent être considérées comme des exemples seulement, et non dans un sens limitatif.
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Zinc refining process.
This invention relates to an improved process for refining zinc, particularly electrolytic zinc, and the object of the invention is to produce zinc of a very high degree of purity, having a minimum percentage of lead, copper, cadmium and iron.
When zinc is refined by electrolysis using a solution of zinc sulfate as an electrolyte, there is a marked reduction in the amount of impurities, and especially of lead in the refined zinc if the impure zinc, used as an anode, is strongly reduced. impure. When zincs of higher purity are used as anodes, however, the action of refining becomes less, and if one attempts to further refine high purity zinc, such as that produced by a process of obtaining. Zinc tion by electrolysis, no marked refining occurs * A
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According to the present invention, zinc, in the form of sheets or plates, which may be the form in which zinc is produced by an ordinary electrolytic process, is first amalgamated with a small amount of mercury,
then is used as a soluble anode in an electrolytic cell, during the operation of which the refined zinc is deposited on the cathode, which may be of aluminum or other suitable material, a supply of mercury preferably being maintained in contact with the cathode. anode while obtaining the deposit.
Any suitable apparatus can be used for carrying out the process. In the accompanying drawing is shown one form of electrolytic cell which can be used.
On the drawing:
Figure 1 is a plan view of an electrolytic cell that can be used for performing the process;
Figure 2 is a longitudinal section taken on line 2-2 of Figure 1;
Figure 3 is a longitudinal section taken on line 3-3 of Figure 1;
Figure 4 is a cross section taken on line 4-4 of Figure 1 and showing the basket in place to support the electrode;
Figure 5 is a cross section taken on line 5-5 of Figure 1;
Figure 6 is a sectional view of a detail of the basket, showing the arrangement of the anode and the cathode.
In the drawing, like references indicate corresponding parts in all the figures.
A represents the electrolytic cell, which can advantageously be made of wood covered with rubber. The bottom 10 of the cell is constructed to form a series of parallel channels transverse to the cell, in which the lower ends of the anodes are housed. Each of the channels 11 n
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is connected on one side to a pipe 12 which extends along the length of the cell and communicates at one end with an outer channel 13 in which the positive electrode is placed and which can be kept full of mercury. It can be seen that if mercury is introduced into the channel 13, the line 12 fills up and mercury basins are maintained in the channels 11.
B represents the anodes of the cell, which are either cast or cut from cathodic zinc sheet as obtained by electrolysis. Before introducing the anodes into the cell, they are amalgamated with mercury by immersing them in a mercury bath and allowing the excess mercury to drain. These inflamed anodes are then placed in baskets C made of wood or similar material, which keep them in a vertical position, the baskets being suspended in the cell from transverse bars 14 so that the zinc plunges into the mercury in the basins 11. D cathodes of the cell may have any shape or be of any suitable material, but are preferably aluminum foil. Cathodes and anodes are connected to electric current in the usual way.
The baskets, while serving to hold the zinc anodes in position when dissolved during the refining process, do not prevent electrolyte from flowing to them.
The electrolyte may be electrolytic hall electrolyte containing zinc sulphate or zinc chloride as in the electrolytic process for obtaining zinc, containing about 130 grams of zinc per liter, and maintained at a acidity of about 25 grams of sulfuric acid per liter by the addition of normal acid.
The current density should be maintained in the vicinity of 2.8 amps per dm2 (25 amps per square foot) of cathode area and the voltage is between 1.0 and 1.5 volts.
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The electrolyte is constantly kept in circulation.
For carrying out the process, zinc plates such as those produced in the electrolytic process for obtaining zinc can be employed. A typical analysis of such zinc is as follows:
Lead ......... 0.0021%
Copper ........ 0.0015%
Cadmium ....... 0.0005%
Iron ........... 0.002%
The zinc plates can be introduced into the electrolytic cell and the electrolysis carried out in the usual way, so that the soluble zinc from the anode is deposited on the aluminum cathode, from which it can be removed afterwards.
A typical analysis of the zinc produced in the electrolyte cell is as follows:
Mercury ....... 0.003%
Lead 0.0002%
Copper ........ 0.0004%
Cadmium ....... 0.0001%
Iron ........... 0.0001%
In order to maintain a low mercury content in refined zinc, special precautions must be taken.
The voltage must be carefully monitored; upward variations may mean that mercury is going into solution, while downward deviations may indicate a short circuit between an anode and cathode, which may allow mercury to diffuse towards the cathode. A cloudiness in the electrolyte should be avoided, as it indicates that mercury has passed into the solution.
In such a case, the electrolyte must be filtered.
Various modifications can be made to the invention without departing from its spirit or the scope of its claims, and, therefore, the exact forms shown are to be considered as examples only, and not in a limiting sense.