DE162785C

DE162785C -

Info

Publication number: DE162785C
Application number: DE1903162785D
Authority: DE
Filing date: 1903-11-20
Anticipated expiration: 1923-11-21

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Zinkgewinnung durch Elektrolyse von Zinksulfatlösungen mit unlöslichen Anoden wurde bisher beeinträchtigt durch die Bildung von Zinkschwamm und durch die Einwirkung der anodisch frei werdenden Schwefelsäure auf den Kathodenniederschlag.

Der Zinkschwamm entsteht unter anderem durch den Einfluß selbst geringer Mengen von Verunreinigungen in den Lösungen, die von

ίο Rohstoffen oder den Anoden herrühren, indem diese Verunreinigungen (Eisen, Mangan, Blei, Kupfer usw.) an der Kathode mitgefällt werden und zu sekundären Reaktionen Veranlassung geben. Auch die Bildung von Zinkwasserstoff an der Kathode ist eine Ursache der Zinkschwammbildung.

Die an der Anode frei werdende Schwefelsäure wirkt auf den Kathodenniederschlag besonders bei höheren Säurekonzentrationen, also schon weitgehender Zinkfällung" oder Entzinkung der Lauge, indem sie das schon gefällte Elektrolytzink wieder löst.

Ein Verfahren, diese schädlichen Einflüsse bei der elekt.rolytischen Zinkgewinnung zu vermeiden, ist Gegenstand vorliegender Erfindung. Es besteht darin, bei der Elektrolyse entweder auf der ganzen Oberfläche der unangreifbaren Anode oder an einzelnen Stellen derselben eine um ein Vielfaches höhere Stromdichte anzuwenden als an der Kathode. Es hat sich ergeben, daß eine 20 bis 50 fache Stromdichte an der Anode gegenüber der Stromdichte an der Kathode besonders vorteilhaft ist; also bei den praktisch erreichbaren Zinkkonzeiitrationen, bei denen. eine kathodische Stromdichte von rund 150 Amp. pro qm Kathodenfläche angewendet wird, würde die aiiodische Stromdichte entweder an der ganzen Oberfläche oder an einzelnen Stellen 3000 bis 7500 Amp. pro can Oberfläche betragen. Diese Zahlen sollen nur ein Beispiel ausgeführter Versuchsreihen geben, ohne daß sie als Grenzwerte zu gelten haben.

Es ist hierbei nebensächlich, welche Form die Anode hat, wesentlich ist, daß sie an ihrer ganzen Oberfläche oder an einzelnen Stellen mit einer vielfach höheren Stromdichte gegenüber der Kathode arbeitet. Zu dem Zwecke wird entweder die Anodenfläche um das erforderliche Maß kleiner gewählt, oder eine Anode von der gleichen Oberfläche wie die Kathode wird an einzelnen Stellen verstärkt, z. B. durch Bänder, Rippen, Drahteinlagen, so daß diese Stellen höhere Leitfähigkeit und daher höhere Stromdichte erhalten.

Es ist zwar ein Verfahren zur elektrooptischen Zinkgewinnung bekannt, bei dem die Anoden etwas kleiner sind als die Kathoden und von ihnen am Rande überragt werden. Dieses Verfahren bezweckt aber nur die Vermeidung der Knospenbildung an den Kathodenrändern; auch handelt es sich dabei nur um eine Erhöhung der anodischen Stromdichte um wenige Prozente.

Ist andererseits die Anwendung wesentlich verschiedener Stromdichten an den Elektroden bei einzelnen elektrolytisch en Verfahren (Persulfatdarstellung, Chloraterzeugung usw.) bekannt, so ist sie doch für metallurgische, elektrolytische Verfahren neu und besonders

für die Elektrolyse von Zinksulfatlosungen von großem und unerwartetem Werte durch die Verbesserung des erhaltenen Zinks. Denn es wird dadurch ein kristallinisches, vollständig dichtes, glattes, schwamm- und knospenfreies Elektrolytzink erhalten, das eine ähnliche äußere Beschaffenheit hat wie das elektrolytisch raffinierte Kupfer.

Diese Erfolge erklären sich aus folgenden

ίο Ursachen: Durch die Steigerung der Stromdichte an der Anode wird in schwefelsauren Lösungen die Bildung von Ozon und. Überschwefelsäure wesentlich befördert, und diese ν. Verbindungen wirken oxydierend auf den i^_x kathodischen Wasserstoff. Außerdem er- \möglicht das Verfahren, Anoden aus Platin öder Platinlegierungen zu verwenden, wodurch eine Verunreinigung der Lauge während der Elektrolyse durch Bestandteile der Anode vollständig vermieden wird. Die chemische Reinheit des Niederschlages hat des weiteren die günstige Wirkung, der Wiederauflösung des Elektrolytzinks durch die an der Anode frei werdende Schwefelsäure zu widerstehen.

Platin oder seine Legierungen waren bisher bei der Elektrolyse von Zinksulfaten im gewerblichen Betriebe praktisch unmöglich, weil solche Anoden von der bisher notwendigen Größe viel zu teuer in der Anlage gewesen wären. Bei dem vorliegenden Verfahren sind jedoch nur so kleine Anoden erforderlich, daß Platin oder Platinlegierungen dafür verwendet werden können, ohne durch die Amortisationsquote solcher Anoden die Gestehungskosten des Elektrolytzinks erheblich zu steigern.

Claims

Pate nt-Ansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Sulfatlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte der Anode entweder an der ganzen Oberfläche oder an einzelnen Stellen ein Vielfaches der Stromdichte an der Kathode beträgt.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Platin oder Platinlegierungen als Anoden.