-
Verfahren zum Aufarbeiten von Gasen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Aufarbeiten von bei der chlorierenden Verflüchtigung von Zinn äus zinnhaltigen
Vorstoffen entstehenden Gasen.
-
'":19 ist bekannt, daB Zinn aus zinnhaltigen Vorstoffen durch
| loh*V£dAüchtigung entfernt werden kann. Als chlorierende |
Agenzien; wurden dabei sowohl Salze wie 0a0121 MgG12 oder peG12 als auch Gase wie
etwa C12 oder HCl vorgeschlagen.
-
Ein wesentliches Problem stellt sich bei der Weiterverarbeitung der
entstehenden chloridhaltigen Abgase. Es ist z.B. versucht. worden, aus diesen das
Zinn und weitere Wertstoffe durch. Xondeusatian durch Umsetzung mit 0a0 + 0 - sowie
durgh Fällung aus wäo eigen lösungen zu rekuperi,eren. Es ist weiterhin versucht
worden,, mit Hilfe von löslichen Ziaenanoden eine 3lektrolxse mit wäosr,gen T,öeungen
der aus der Gasen auegewaooheneu ohlori.de: durchzufurenR
Die genannten
Prozesse haben verschiedenartige Nachteile; so erzeugen, sie teilweise nur ein Zwischenprodukt,
nicht aber metallisches Zinn, teils erlauben sie keine Wiedergewinnung des eingesetzten
Chlors.
-
Die erwähnte Elektrolyse hatte vor allem mit den Schwierigkeiten eines
schnellen Dendritwaehstums zu kämpfen, das zu Kurzschlüssen führte und dadurch die
Elektrolyse unterbrach.
-
Dies konnte auch durch rotierende Kathoden nur unvollkommen vermieden
werden.
-
Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden.
Erfindungsgemäss wird der Gasstrom reit Wasser oder einer wässrigen Lösung ausgewaschen
und die erhaltene Waschlösung einer Elektrolyse unter Verwendung einer unlöslichen
Anode, vorzugsweise Kohle- oder Graphit-Anode, und einer Queckeilberkathode,unterworfen.
Bei der erfndusgemässen Arbeitsweise bildet das Zinn im Moment der elektrolytischen,
Absaheidungam Quecksilber ein Amalgam, das unter den gewählten Verfahrenabedinguxßen
flüssig bleibt und auch bei verhältnismässig hoben Strom.elautuen den Aufbau von
Dendriten und damit K=zeohlüase,vollständig vermeidet. Weiterhin besteht beim erfindungogem4asen
Prozeas die Möglichkeit, gleichzeitig das Chlor zurückzugewian?.en und, was besondere
vorteilhaft ist, es der Stufe der ohlorisxenden Yerflüohtigung von Zinn aua $ihaltgen
Vorato;ffen wieder zuzuführen.
-
Das Zinn kann aus dem ,lpm n einer der an sich bekten weiaext beispielsweise
durch Dsseilletione duro"@ _ .she Odex
elektrolytische Umsetzungen
wiedergewonnen werden.
-
Bei der Elektrolyse der Waschlösung bleiben entsprechend
ihren
Potentialen, unedle Metalle in-der Lösung zurück, während
edlere, soweit sie sich in der Lösung befinden, gemeinsam mit
dem Zinn abgeschieden werden; Blei kann, falls es erwünscht
ist, beispielsweise als Sulfat vor Beginn der Elektrolyse abgetrennt
werden.
-
Die Elektrolyse der Waschlösung wird zweckmässig
bei
Temperaturen von 50 bis 100°C durchgeführt, vorzugsweise
wählt
man Arbeitstemperaturen von 80 bis 90°C. Der Elektrolyt
wird dargestellt, indem man den Abgasirtrom der dhloriterenden
Verflüchtigung nach einer der an sich bekannten Methoden
mit
Wasser oder wässrigen Lösungen auswäscht. Vor der
Elektrolyse wird
er vorzugsweise von niedergeschlagenem oder mechanisch mitgerissenem
]Flugstaub durch Filtration befreit:
Vorteilhaft wird als Waschlösung
der Elektrolyt eingesetzt, dem in der Elektrolyse ganz
oder teilweise Zinn und Chlor entzogen worden ind: Es ist im allgemeinen
anzustreben, daaeim.Blektrolyt das gesamte Zinn ionisiert'jvorliegt; ein
hydrolytisch gebildeter Niederschlag kann gegebenenfalls
durch Zu$at$
von Bäuren in Lösung gebracht werden.
-
0 Die Zinnohloridkonzentration im Blektrolyfien
ist innerhalb grosser Bereiche frei wählbar, jedoch ist es
vAu$iehen, mit verhältnsmässig grossen Konzentrationen im Bereiohvon etwa
10 bis-40 4 Zinnchlorid, $u arbeiten. .-
Für die Wirtschaftlichkeit
den Verfahrens kann @es wesentlich sein, dass mit hohen Stromdichten gearbeitet
werden kann, ohne dass - aufgrund der sofortigen Amalgambildung -die kathodische
Zinnabseheidung nachteilig beeinflusst wird. Es wurde mit Erfolg im Bereich von
6,0 bis 50.,0 A/dm2 gearbeitet.
-
Das erfindungsgemässe Verfahran erlaubt eine weitgehende Abscheidung
des Zinns ( bis über 99 9& ) jedoch kann es vorteilhaft sein, zunächst jeweils
nur einen Teil des Zinns elektrolytisch abzuscheiden und die Restmenge des Zinns
im R Elektrolyten zur Peinigung von Abgasen der chlorierenden Verflüchtigung von
Zinn,im Kreislauf zu führen.
-
Weiterhin wurden Ohlorausbeu-ben von über 98 % und Stromausbeuten
von über 70 % erreicht. Es ist leicht durch einige Vorversuche zu ermitteln, welches
jeweils die günstigste Kombination der interdepentenden Grösse darstellt. Das erfindungsgemässe
Verfahren wird amh ,nd der naehstehenden Beispiele näher erläutert. Hierbei
wurden 2estlöaungen eingesetzt, wie nie beim Auswaschen von bei der
shlerierenden Verflüchtigung von Zinn. aus zinnhaltigen Vorstufen entstehenden Gasen
mit Wasser oder verarmtes Elektrolyt, anfallen.
-Beispiel
1
Q20 ml einer Lösung, die aus 23,5 g SnC12 x 2H20 + 100 ml Wasser + 7 ,ml
2nHO1 hergestellt worden war wurden als Blektrolyt eingesetzt. Als Kathode wurden
111,26 g Quecksilber eingesetzt. Die Kathodenfläche betrug 10 cm 2 , als
Anode diente Graphit.
-
Bei 8000 wurde während 130 Minuten ein Strom von 0,6 A bei einer Spannung
von 2,2 Y durchgeleitet. Hierbei ergab sich eine kathodisohe Stromdichte von 6,0
A/dm2. Es wurde eine Zinnausbringung von 96,3 % und eine Chlorausbeute von 98,3
yb erzielt. Dies bedeutet eine Stromausbeute von 70a7., Beispiel 2 20 ml .einer
Lösung, die aus 34,8g Sn012 in 100 ml Wasser hergestellt wurde, wurden als Elektrolyt
in eine Zelle entsprechend Beisspiel 1 eingesetzt. Bei 800C wurde während 90 Minuten
t bei einer kathodisohen Stromdichte von 34,0 A/dm2 elektrolysiert. Die Stromausbeute
betrug etwa 40 die Zinnausbringung 99,3, e die Ohlorausbringung '86,6 g&.
-
Beispiel 3 Eine Lösung wie in Beispiel 2 wurde bei einer kathodisohen
r Stromdichte von 50,0 A/dm2 während 25 Minuten elektrolyaier-b.
-
Die Stromausbeute betrug 67,5, die Zinnauebringung 71,5g&, g6.
-
die -Ohlorausbringung 8e0
Beispiel 4 Die bei Beispiel 3
erhaltene, noch etwa 92 % der ursprünglichen Chlormenge und 28,5 % der ursprünglicher:
Zinnmenge enthaltende Idol-mg wurde mit Zinnchlorid auf einen Gehalt von
4,70 g Zinn in einer Probe von 20 ml Blektrolyt aufgestärkt.
-
Eine weitere Blektrolyse bei einer kathodisahen Stromdichte von 39,5
A,/ dm 2 ergab eine Ausbeute von 98,0 % des Zinns und zugleich 62,0 % des Gesamtehlorgehalte.
Hieraus ergibt sich, dass auch bei extrem schlechter Ohlorausbringung im 1. Durchgang
eine insgesamt hohe iCOhlorausbringung erreicht werden kann, wenn der Blektrolyt
etwa über die Gaswäsche im Kreislauf geführt wird.