DE2428062A1 - Verfahren zur kali- und zinkoxydrueckgewinnung ausgehend von kaliumzinkatloesungen - Google Patents
Verfahren zur kali- und zinkoxydrueckgewinnung ausgehend von kaliumzinkatloesungenInfo
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DL/F/RCH Patentanwälte
Manitz, Firsicrwcid & Gramkow
F 8804 8 München 22. Robert-Koch-Str.1
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H Mit Telefon (089) 224211
SAFT-SOCIETE DES ACCUMULATEURS FIXES ET DE TRACTION
156, avenue de Met?, 93230 ROMAINVILLE (Frankreich)
und
COMPAGNIE ROYALE ASTURIENNE DES MINES 12 Place de la Liberty, BRUXELLES (Belgien)
VERFAHREN ZUR KALI- UND ZINKOXYDRÜCKGEWINNUNG AUSGEHEND VON
KALIUMZINKATLOSUNGEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kali- und Zinkoxydrückgewinnung aus Zinkatlösungen. Sie findet insbesondere
Anwendung auf die Rückgewinnung von in Batteriezellen mit negativer Zinkelektrode verwendeten Elektrolyten,
Im Rahmen des Kampfes gegen die Umweltverschmutzung wurde vorgeschlagen, Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren
durch elektrisch angetriebene Fahrzeuge zu ersetzen. Das grösste Hindernis dabei bildet der schwere und nur langsam
wiederaufladbare Stromgenerator. Kürzlich wurden für diesen
Stromgenerator Luftdepolarisationszellen mit negativer Zinkelektrode
vorgeschlagen, wobei das Zink in Form einer Pulver-
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suspension im in der Zelle fliessenden ELektrolyten vorliegen
konnte. Das Aufladen des Generators geschieht dann durch Austausch des verbrauchten Elektrolyten, der aus einer Lösung von
Kaliumzinkat besteht, und dessen Ersetzen durch einen frischen
Elektrolyten, der aus einer Zinksuspension in Kalilauge gebildet wird. Dabei stellt sich die Frage der Rückgewinnung des
Zinks und des Elektrolyten ausgehend von den die verbrauchten Elektrolyten bildenden Kaliumzinkatlösungen. Im allgemeinen
wurde vorgeschlagen, diese Lösungen zur Rückgewinnung des Zinks einer Elektrolyse zu unterziehen· Jedoch ist es bei jeglichem
Rückgewinnungsverfahren sicher, dass es nicht in den Pflegedienststationen, die das Aufladen der Generatoren vornehmen,
durchgeführt werden kann. Die Arbeitsgänge sind zu kompliziert und erfordern eine überwachung, die nur von Spezialisten erwartet
werden kann. Diese Zinkatlösungen müssen also in spezielle Werke gesandt werden, und der Transport bildet einen erheblichen
Kostenfaktor bei der Bearbeitung dieser Lösungen.
Die Erfindung will diesen Nachteil beheben und zielt darauf ab, ein einfaches und wenig kostspieliges Elektrolytrückgewinnungsverfahren
einzusetzen, das in den Pflegedienststationen angewendet und bei dem gleichzeitig festes Zinkoxyd,
das leicht transportierbar ist, erhalten werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Kalilauge und Zinkoxyd ausgehend von Kaliumzinkat
lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zinkatlösung
ein für die Kalilauge spezifisches, mit Wasser mischbares Lo-
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sungsmittel zugesetzt wird, dass das so erhaltene ausfallende Zinkoxyd gefiltert wird und dass die Mutterlaugen zur Trennung
der Kalilaugelosung und des Lösungsmittels behandelt werden.
Gemäss einer Ausführungsfora der Erfindung besteht
das spazifisehe Lösungsmittel aus Äthanol oder vorzugsweise Methanol.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
geschieht die Trennung der Kalilaugelösung und des Lösungsmittels durch fraktionierte Destillation.
Der Anteil von Methanol im Verhältnis zur Kalizinkatlösung
liegt vorteilhafterweise volumenmässig zwischen 1 und und vorzugsweise bei 3.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen
verdeutlicht.
Es wurde ein in einem elektrochemischen Zink-Luft-Generator verwendeter Elektrolyt untersucht, der im wesentlichen
aus einer Zinksuspension in Kalilauge besteht. Wahrend des Entladens des Generators wird das in Suspension befindliche
Zink bei Berührung des Trägers der negativen Elektrode oxydiert, und es bildet sich darüber hinaus Kaliumkarbonat infolge der
Kohlendioxydaufnähme durch die Kalilauge.
Die Tabelle I gibt ein Beispiel für die Zusammensetzung eines Liters eines solchen verbrauchten Elektrolyten:
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| K | 496 g |
| Zn | 330 g |
| co|" | 2,06 g |
Die Lösung kann ferner Verunreinigungen wie beispielsweise Blei, Siliziumoxyd, Vanadiumoxyd usw. enthalten.
Einer Raumeinheit einer solchen Lösung werden unter starkem Schütteln 1 bis 5 Volumeneinheiten Methanol hinzugefügt.
Man erhält einerseits eine aus einer Lösung von Kalilauge in Methanol bestehende flüssige Phase und andererseits eine
Feststoffphase, die ausgefälltes Zinkoxyd, Kaliumkarbonat,
Siliziumoxyd, einen Zinkrückstand und einige Verunreinigungen enthalt.
Die Kalilauge wird vom Methanol durch Destillation ge~
trennt, wobei das Methanol sofort für die Regeneration einer weiteren Menge von verbrauchtem Elektrolyt verwendet werden
kann.
Das Zinkoxyd wird weiter verarbeitet, um das Zink daraus zu gewinnen, beispielsweise durch Wärmebehandlung mit
Kohlenstoff, mit indirekter Wärmebehandlung oder durch Elektrolyse .
Die Tabelle II gibt die herausgezogene Menge von Kalilauge in Mol/Liter und die maximale in der Lösung verbleibende
Menge von Zinkrückstand in Gramm/Liter für verschiedene einer
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Volumeneinheit der zu behandelnden Lösung hinzugefügte Methanolmengen
an·
| Methanol volumeii- einheit |
Kalilauge Mol/Liter |
Zink Gramm/Liter |
| 2 | 10,40 | 5β,9 |
| 3 | 10,70 | 13,1 |
| 4 | 10,30 | 7,2 |
| 5 | 9,85 | 4,0 |
Tabelle III zeigt das Ergebnis der Rückgewinnungsbehandlung der Anfangslösung nach dem Auswaschen der Ausfällung:
Wirkungsgrad für Kalilauge
Zinkverlust
Es lässt sich feststellen, dass die Verluste an Kalilauge und Zink sehr gering sind.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es also möglich,
auf einfache, wirkungsvolle und wirtschaftliche Weise einen aus einer Zinksuspension in Kalilauge bestehenden Elektrolyten
zurückzugewinnen. Es muss darauf hingewiesen werden, dass, wenn die Regenerationsreaktion nicht vollständig ist,
das Verbleiben eines Zinkatrasts im Elelctrolyten wenig störend wirkt.
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Ferner bietet das Verfahren den enormen Vorteil, eine
kohlensäurefreie Kalilaugelösung zu liefern, ohne dass eine zusätzliche schwierige und teuere Nachbehandlung notwendig ist.
Das Verfahren kann bei automatischen Anlagen in Pflegestationen eingesetzt werden, die das Aufladen von Generatoren
durchführen.
Im Rahmen der Erfindung kann jegliches für die Kalilauge
spezifische Lösungsmittel, beispielsweise Äthanol, oder jegliche geeignete Mischung verwendet werden.
Die Erfindung kann für alle elektrochemischen Generatoren
mit negativer Zinkelektrode verwendet werden, deren Elektrolyt zur Rückgewinnung gereinigt werden soll.
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Claims (5)
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Kalilauge und Zinkoxyd ausgehend von Kaliumsinkatlösungen, dadurch
gekennzeichnet, dass der Zinkatlösung ein für die Kalilauge spezifisches, mit Wasser mischbares Lösungsmittel
zugesetzt wird, dass das so erhaltene ausfallende Zinkoxyd gefiltert wird und dass die Mutterlaugen zur Trennung der
Kaiilaugelösung und des Lösungsmittels behandelt werden.
2. Verfahren gemass Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das spezifische Lösungsmittel unter der Gruppe von Stoffen ausgewählt wird, die aus
Äthanola Methanol und ihren Mischungen gebildet wird.
3. Verfahren gemlss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Methanolanteil im Verhältnis
zur Kaliumzinkatlösung volumenmässig zwischen 1 und 5 ' liegt.
4. Verfahren gemass Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Methanolanteil im Verhältnis
zur Kaliumzinkatlösung volumenmassig 3 beträgt.
5. Verfahren gemass einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Kalilaugelösung und des Lösungsmittels mit Hilfe von
fraktionierter Destillation geschieht.
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