DE14256C - Verfahren zur Abscheidung von metallischem Zink aus seinen Lösungen, behufs Gewinnung im Grofsen, mittelst des elektrischen Stromes - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

C. LUCKOW in DEUTZ.

Großen, mittelst des elektrischen Stromes.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. April 1880 ab.

Wenn man durch eine neutrale und fast neutral gehaltene Lösung eines Zinksälzes einen elektrischen Strom leitet, so scheidet sich bekanntlich am negativen Pol metallisches Zink ab.

Die Form, in welcher die Abscheidung des metallischen Zinks erfolgt, richtet sich vornehmlich nach der Concentration der Lösung und nach der Stärke des elektrischen Stromes; mit dem Wachsen beider geht die regulinische Form des abgeschiedenen Metalles bei gleichbleibender Gröfse und Entfernung der Pole mehr und mehr in die körnige bis feinkörnige über.

Da diese letztere Form für die massenhafte Abscheidung des Zinks die vortheilhafteste ist, und das körnig gefällte Metall auch zu manchen chemischen Zwecken eine passende Verwendung finden kann, da ferner concentrirte Lösungen den Strom besser leiten als verdünnte, so benutzt man zur Elektrolyse hauptsächlich concentrirte Zinklösungen bis zu einem Gehalt von 20 bis 30 pCt. Zink und stellt solche Lösungen her entweder durch Auflösen von Zink enthaltenden Erzen, Rost- oder Hüttenproducten in Säuren, oder z. B. das Chlorzink, nach dem Verfahren von D. Gurlt, oder aber auch mittelst der reducirenden oder der oxydirenden Wirkung des elektrischen Stromes, am vortheilhaftesten unter Mitwirkung der Wärme (siehe unten).

Als Behälter für die Elektrolyse solcher Lösungen wendet man längliche, viereckige Kästen, sogenannte Fällkästen oder Bottiche aus Holz, oder aber auch Tröge, aus Stein hergestellt, an.

Diese Kästen oder Tröge haben eine Höhe von etwa 1 bis 1,2 m, eine Breite von etwa ι m^und sind mindestens 3 bis 4 m lang.

In dieselben werden die negativen und positiven Pole, die Kathoden und Anoden, abwechselnd in passender Entfernung von ca. 0,25 m quer, also parallel mit den Breitseiten der Kästen eingestellt.

Als Kathoden benutzt man viereckige Metallbleche oder Platten, am besten aus Zink, oder aber auch die nachstehend beschriebenen, mit Koks gefüllten Gitterkästen oder korbartigen Behälter.

Die Kathoden haben eine solche Gröfse, dafs sie bequem in die Fällkästen hineinpassen, und, in dieselben eingesetzt, noch einige Decimeter über den oberen Rand der Kästen hervorragen.

Sie sind an ihrem überstehenden Theil zwischen zwei Latten befestigt, deren Enden in die Einschnitte eines hölzernen, auf dem oberen Rande der Fällkästen liegenden Rahmens eingesetzt werden.

Sowohl dieser Rahmen, wie jede einzelne Polplatte ist zum Aufziehen eingerichtet.

Die Anoden werden aus Gemengen von zinkhaltigen Erzen, Rost- und Hüttenproducten mit Kohle, oder auch aus Kohle allein hergestellt.

Als Kohle benutzt man am vorteilhaftesten aschenarme, harte, dichte und gut durchgeglühte Koks in Nufsgröfse und darunter.

Diese Gemenge, oder auch die Koks allein, werden in viereckigen, sogenannten Gitterkästen, oder in viereckigen, korbartigen Behältern dicht auf einander aufgeschüttet und oben mit schweren Metallstücken, an welchen die Pole befestigt werden, beschwert.

Die Kästen oder die Behälter für die Anoden haben eine Breite von etwa 0,3 bis 0,4 m, sind fast so lang wie der Fällkasten breit ist und stehen, parallel mit den Kathoden in die Fällkästen eingesetzt, etwas über den auf letzterem liegenden Rahmen hervor, auf dem sie mittelst zweier Sparren aufliegen. Auch sie sind mittelst geeigneter Vorrichtungen zum Aufziehen und Niederlassen an den Seiten der Fällkästen eingerichtet.

Um das unter den Kathoden sich ansammelnde metallische Zink leichter aus den Fällkästen herausnehmen zu können, befinden sich unter den negativen Polen sogenannte Sammelkästen.

Dieselben bestehen aus hölzernen, mit Blei beschwerten Rahmen von etwa 0,1 m Höhe und 0,4 bis 0,5 m Breite; sie sind unten mit einem starken Gewebe oder Flechtwerk überzogen und ebenfalls zum Aufziehen eingerichtet.

Wendet man statt der viereckigen Fällkästen hölzerne Bottiche an, so werden die den negativen Pol bildenden Bleche passend gebogen und an einem mit dem negativen Pol des Stromerzeugers verbundenen Metallstab befestigt, welcher. an dem inwendigen, oberen Rande des Bottichs herumläuft, während die Behälter für die Anoden aus cylinderförmigen Gitterkästen oder aus ähnlichen, korbartigen Behältern bestehen, wie die früher beim Sappiren benutzten sogenannten Wälzkörbe.

Der Gang des Betriebes ist nun folgender:

Nachdem die Sammelkästen an den für sie bestimmten Stellen in den Fällkasten eingesetzt worden sind, wird der Rahmen auf den letzteren aufgelegt, und werden die Anoden und Kathoden eingestellt. Darauf wird die Zinklösung langsam bis zur geeigneten Höhe in die Fällkästen eingelassen, und der Strom durch Befestigung der positiven und negativen Poldrähte an den Anoden und Kathoden geschlossen.

Sobald das an den Kathoden sich abscheidende, metallische Zink anfängt, warzen- oder baumartige Ansätze zu bilden, werden die letzteren abgestofsen, damit sich keine Brücke für den Strom nach den Anoden hin bilden kann. Der sich auf der Oberfläche der Zinklösung an den Polen bildende Schaum wird von Zeit zu Zeit in kleinere Behälter abgeschöpft, worin er langsam zerfliefst.

Hat sich eine reichliche Menge Zink in den Sammelkästen angehäuft, so werden zuerst die Kathoden, dann die Sammelkästen aufgezogen, das darin befindliche Zink wird gewaschen und in dünnen Schichten an der Luft getrocknet.

Nimmt man die Fällung des Zinks in Bottichen vor, so unterbricht man den Strom, wenn sich eine solche Menge von Zink auf dem Boden derselben angesammelt hat, dafs der Betrieb dadurch gestört wird, läfst die Lösung ab und zieht das gefällte Zink heraus.

Diese Unterbrechungen des Betriebes benutzt man zweckmäfsig dazu, die Zinklösung nöthigenfalls zu entsäuren und ihre frühere Concentration wieder herzustellen.

Unterwirft man schwefelsaure Zinklösungen der Elektrolyse, so ist auf das Neutralhalten der Lösungen ganz besonders zu achten, weniger nothwendig ist diese Vorsicht bei der Elektrolyse von Chlorzinklösungen, weil in diesen Lösungen selbst bei Anwendung von Anoden aus reiner Kohle nur eine geringe Menge von freier Salzsäure, hervorgerufen durch die Wirkung des Chlors und der Kohle auf Wasser, sich bildet. Die letztere wird in den Chloridlösungen merklich verzehrt.

Eine Unbequemlichkeit hat die Elektrolyse der Chloridlösungen bei Anwendung solcher Anoden aus Kohle derart, dafs infolge der Bildung des freien Chlors sich dasselbe zum Theil in der Lösung verbreitet, zum Theil sich verflüchtigt und dann in den Arbeitsräumen lästig wird.

Um das Chlor fortzuschaffen bezw. zu verwerthen, stehen zwei Methoden zur Verfügung, eine, welche auf einem rein mechanischen, eine andere, welche hauptsächlich auf einem chemischen Verfahren beruht.

Die erstere besteht in dem Einpressen von atmosphärischer Luft in die Lösung, und zwar am geeignetsten unter die Anoden, und Aufsaugen der Gase mittelst Trichterkästen, die mit Wasserglas imprägnirt sind und über den Anoden stehen; die andere in der Einführung von schwefliger Säure in die Lösung; beide Methoden dienen gleichzeitig dazu, die Wirkung der Polarisation abzuschwächen.

Das an den Anoden auftretende Chlor kann jedoch in einzelnen Fällen eine sehr passende Verwerthung finden.

Zunächst kann das bei der Elektrolyse von Salzsäure oder von schwach sauer gehaltenen Chloridlösungen auftretende Chlor dazu dienen, das in den Zinklösungen etwa vorkommende oder sich bildende Eisenoxydul in Oxyd überzuführen, in welcher Form das Eisen leicht aus den Zinklösungen abgeschieden werden kann, und ferner ist es bei Anwendung von Anoden, welche aus einem Gemenge von Kohle (Koks) mit Blende bestehen, möglich, mittelst Elektrolyse von Chloridlösungen das in den Blenden enthaltene Zink aufzulösen und in metallischer Form abzuscheiden.

Eine sehr passende Lösung für die Gewinnung des Zinks direct aus der Blende ist eine mäfsig concentrirte, schwach sauer gehaltene Kochsalzlösung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Neuerungen in der Abscheidung von metallischem Zink aus seinen Lösungen behufs seiner Gewinnung im Grofsen mittelst des elektrischen Stromes, und zwar unter Anwendung eines positiven Poles:

   ι. aus zinkhaltigen Erzen, Rost- und Hüttenproducten, gemengt mit Kohle (Koks), und 2. aus Kohle allein.