DE1907523A1

DE1907523A1 - Process for the extractive electrolysis of zinc from its sulfuric acid solutions

Info

Publication number: DE1907523A1
Application number: DE19691907523
Authority: DE
Inventors: Haralampiew Georgi Alexandrow; Entschew Iwan Dimitrow; Stojanow Jossif Gentschew; Smillenow Todor Iwanow; Alexandrow Alexander Mintschew; Kuntschew Nikola Tzanow
Original assignee: NIIZM ASSENOWGRADSKO SCHOSSE
Current assignee: NIIZM ASSENOWGRADSKO SCHOSSE
Priority date: 1968-02-14
Filing date: 1969-02-14
Publication date: 1969-09-18
Also published as: DE1907523B2; CA923845A; DE1907523C3

Description

Beschreibung Verfahren zur extraktiven Elektrolyse von Zink aus seinen schwefel sauren Lösungen.Description Process for the extractive electrolysis of zinc from its sulphurous acidic solutions.

(Priorität 14. 2.1968 - Bulgarien - Nr. 9407) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus schwefelsauren Lösungen. (Priority 14.2.1968 - Bulgaria - No. 9407) The invention relates to a process for the electrolytic production of zinc from sulfuric acid solutions.

Bis ist bekannt, dass geqenwärtig die elektrolytische Zinkgewinnung nach dem "Standardschema" mit einer Stromdichte von 350 - 540 a/m² in schwefelsauren Lösungen erfolgt. Zur Zeit arbeitet nur ein Werk in der Welt und zwar "Silver King" (USA) nach Teinten's Schema bei einer Stromdichte von etwa 1000 a/m² und einem hohen Säuregrad des Elektrolyten (250 g/l H2So4) von ausserordentlich grosser Reinheit.(Das Zink wird jede 10 Stunden von der Kathode abgezogen). Until now it is known that electrolytic zinc production according to the "standard scheme" with a current density of 350 - 540 a / m² in sulfuric acid Solutions takes place. At the moment there is only one plant in the world and that is "Silver King" (USA) according to Teinten's scheme at a current density of about 1000 a / m² and a high Acidity of the electrolyte (250 g / l H2So4) of extraordinary high purity (the zinc is removed from the cathode every 10 hours).

Es sind viele Untersuchungen durchgeführt und verschiedene Elektrolysevorrichtungen geprüft worden, um das Verfahren zu mechanisieren, automatisieren und intensivieren, doch lassen die grossen technisch-ökonomischen und teschnologischen Schwierigkeiten es nicht zu, dies in die Produktion einzuführen. Many studies have been carried out and various electrolytic devices have been made been examined to mechanize, automate and intensify the process, but leave the great technical, economic and technical difficulties it is not necessary to introduce this into production.

Weiterhin ist bekannt, dass die Metallausbaute durch die Stromdichteerhöhung gesteigert werden kann. Die Anwendung des letzteren stösst jedoch bei der Elektrolyse auf grosse Schwierigkeiten. It is also known that the metal structures are caused by the increase in current density can be increased. However, the use of the latter comes up against electrolysis to great difficulties.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Zinkgewinnung unter effektivieren Prozessparametern zu ermöglichen, hohe Stromdichten anzuwenden und entsprechend die extraktive Elektrolyse des Zinks zu intensivieren. The object of the invention is to make the production of zinc more effective To enable process parameters to apply high current densities and accordingly to intensify the extractive electrolysis of zinc.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass die extraktive Elektrolyse des Zinks unter Anwendung reversiblen Stromes ausgeführt wird, bei einer dauer der umgekehrter Elektrodenpolarität von 0,5 bis 3,5 % der ganzen Stromperiode und Umkehrfrequenz von 2,0 bis 6,0 mal pro Minuten Die Stromumkehrung erfolgt mit Hilfe eines Stromgleichrichters vom Tyristor.Typ und entsprechender Autor matik. The inventive method consists in that the extractive Electrolysis of zinc using reversible application Stromes running with a duration of the reversed electrode polarity of 0.5 to 3.5% of the whole current period and reversal frequency of 2.0 to 6.0 times per minute The current reversal takes place with the help of a current rectifier of the tyristor type and corresponding Author matik.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird auf folgende Weise durchgeführt: Der Arbeitselektrolyt in der Zusammensetzung: 100 - 220 g/l Schwefelsäure, 40 - 65 g/l Zinkionen und andere Zusätze sowie für diese Elekrolyseart übliche Beimengungen werden bei Temperaturen von 35°C bis 50°C einer extraktiven Elektrolyse unterworfen. Der Elektrolyt kann "schräg" oder "kanalartig" mit einer für die Stromdichte entsprechenden Geschwindigkeit umlaufen. das Kathodenmaterial kann aus reinem Aluminium oder seiner Legierung mit Titan, Silizium oder Chrom und für die Anoden - einer Legierung aus reinem Blei ~ mit Silber, Kobalt und Antimon oder Tellur sein. The method according to the invention is carried out in the following way: The working electrolyte in the composition: 100 - 220 g / l sulfuric acid, 40 - 65 g / l zinc ions and other additives as well as the usual additions for this type of electrolysis are subjected to an extractive electrolysis at temperatures of 35 ° C to 50 ° C. The electrolyte can be "sloping" or "channel-like" with an appropriate current density Speed around. the cathode material can be made of pure aluminum or its Alloy with titanium, silicon or chromium and for the anodes - an alloy made of be pure lead ~ with silver, cobalt and antimony or tellurium.

Beispiel: Extraktive Elektrolyse von Zink mit einer Strom dichte von 1500 a/m².Example: Extractive electrolysis of zinc with a current density of 1500 a / m².

In ,diesem Fall ist der von positivem Kathodenimpuls 0,5 - 2,5 1. der ganzen Periode und die Frequenzver#nderung der Polarität von 3 bis 4 mal pro Minute.In, in this case it is of positive cathode pulse 0.5 - 2.5 1. of the whole period and the frequency change of polarity from 3 to 4 times per minute.

Elektrolytzusammensetzung 150 - 160 g/l Schwefelsäure und 50 d 60 g/l Zinkionen; die Temperatur wird auf ca. 40 - 45°C gehalten. Als Zusatz eines oberflächenaktiven Stoffes wird Uranin in einer Menge von ca. 30 mg/l oder 75 mg/l Leim angewendet. Die Zirkulation erfolgt mit einer 3 mal grösseren Geschwindigkeit der Lösung als die technologisch notwendige für eine Stromdichte von 1500 a/m². Der Abstand zwischen den unterschiedlichen Elektroden beträgt von 25 bis 30 mm. Das Abziehen des Zinks erfolgt jede 24 ° 30 Stunden.Electrolyte composition 150 - 160 g / l sulfuric acid and 50 d 60 g / l zinc ions; the temperature is kept at approx. 40-45 ° C. As an addition to a surface-active substance, uranine is used in an amount of approx. 30 mg / l or 75 mg / l glue. The solution is circulated at a speed 3 times greater than that technologically necessary for a current density of 1500 a / m². The distance between the different electrodes is from 25 to 30 mm. The zinc is drawn off every 24 ° 30 hours.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur extraktiven Elektrolyse des Zinks unter Anwendung einer -reversiblen Strompolarität ist rentabel und mit einem grossen,technisch ökonomischen Effekt verbunden. Im Vergleich zu den anderen, bislang bekannten Methoden weist es folgende Vorteile auf: Der Prozess wird intensiviert, d.h. die "Standarddichte" des Stromes wird um das 4 - 5-fache erhöht und die Produktion wächst stark an. Die optimale Verfahrensdauer, d.h. die Zeit vom Ansetzen bis zum Abziehen des Zinks wird um das Doppelte verlängert. Dies führt zur Verminderung der relativen Anzahl der Arbeitskräfte1 Yerminw derung der Metalloxydierung, leichteres Abziehen des Zinks und einer stabileren Technologie. The method according to the invention for the extractive electrolysis of zinc using a reversible current polarity is profitable and with a large, technical associated economic effect. Compared to the other previously known methods it has the following advantages: The process is intensified, i.e. the "standard density" of the current is increased by 4 - 5 times and the production grows strongly. The optimal duration of the procedure, i.e. the time from preparation to Stripping the zinc is doubled in length. This leads to a reduction the relative number of workers1 Yermin change of metal oxidation, easier Stripping the zinc and a more stable technology.

DarUberhinaus wird eine feinkristalline, dendrittenlose Struktur des Kathodenzinks mit hoher Metallausbeute bei einer Stromwirksamkeit von 92 - 94 % gewonnen. Es wird die schädliche Wirkung der Permanganat- und Ferriionen, die durch die periodische Stromumkehr reduziert werden, herabgesetzt. Die Konzentrationspolarisation fällt und damit auch die Wannenspannung; der relative Energieaufwand sinkt um etwa 50 kwh/t Zink. In addition, it has a finely crystalline, thirdless structure of cathode zinc with a high metal yield with a current efficiency of 92 - 94 % won. It gets the harmful effects of permanganate and ferric ions, which are reduced by the periodic current reversal. The concentration polarization falls and with it the tub voltage; the relative energy consumption drops by about 50 kWh / t zinc.

Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet den Prozess in den bestehenden Betrieben mit stationären Elektrolyseeinrichtungen bei einer Stromdichte von 500 bis 2500 a/m² zu führen, d.h. die Standard-Zink-Hydrometallurgie kann wesentlich intensiviert werden. The inventive method allows the process in the existing Operated with stationary electrolysers at a current density of 500 up to 2500 a / m², i.e. the standard zinc hydrometallurgy can be essential be intensified.

Patentansprüche Claims

Claims

Claims 1. A method for the extractive electrolysis of zinc at high current density, characterized in that the extractive electrolysis of zinc using occurs with a duration of the inversion of 0.5 to 3.5% of the entire current period and a reversal frequency of 2.0 to 6.0 times per minute.

2. A method for the extractive electrolysis of zinc according to claim 1, it is noted that electrolysis takes place at temperatures of 35 to 50 ° C and an electrolyte composition of 100 to 220 g / l H2SO4 and 40 up to 65 g / l zinc ions and up to 100 mg / l permitted admixtures, e.g. such as chlorine ions is carried out.

3. A method for the extractive electrolysis of zinc according to claim 1 or 2, noting that the circulation of the solution is "inclined" or "channel-like" from bottom to top, with a three times higher as a technologically necessary speed.

4. A method for the extractive electrolysis of zinc according to one of the Claims 1, 2 or 3, characterized in that the solution as Surfactant Glue in amounts of approx. 100 mg / l or uranine is added in amounts of approx. 35 mg / l.

5. A method for the extractive electrolysis of zinc according to one of the Claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the current is reversed by means of a thyristor current equalizer and a corresponding automatic system.