DE2534712A1

DE2534712A1 - Anlage zur automatischen und kontinuierlichen messung der zink- und schwefelsaeurekonzentration im umlaufelektrolyten einer zinkgewinnungsanlage

Info

Publication number: DE2534712A1
Application number: DE19752534712
Authority: DE
Inventors: Satoshi Mukae; Kiyosi Yokokawa
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1974-08-05
Filing date: 1975-08-04
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FI58698C; NO752729L; DE2534712C3; US4023022A; DE2534712B2; FI58698B; GB1507515A; FI751843A; ES440498A1; CA1037561A; NO143594B; NO143594C; FR2281566A1; NL7508439A; FR2281566B1

Description

ANNASTRASSE 19 FERNSPRECHER: (0611) 555061 TELEGRAMME: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 50007149 POSTSCHECK-KONTO FFM. 1667-(S09

Mitsui !lining & Smelting Co., Ltd.

1-1, 2-chome, Nihonbashi-Muromachi, Cnuo-ku, Tokyo, Japan

Anlage zur automatischen und kontinuierlichen Messung der Zink- und Schwefelsäurekonsentration im Umlaufelektrolyten einer Zinkgewinnungsanlage

In der Elektrolyseabteilung von Anlagen zur hydrometallurgischen Gewinnung von Zink wird eine neutrale Lösung, die in den Laugungs- und Reinigungsabteilungen gelaugt und gereinigt wurde, mit dem Umlaufelektrolyten gemischt, um diesen aufzufrischen und ihm die für die Elektrolyse erwünschte Zusammensetzung bzw. Konzentration zu geben. Dieser aufgefrischte Elektrolyt fließt dann zurück in die Elektrolysezellen, wo das metallische Zink als Ablagerung an den Kathoden gewonnen wird. Die Zinkkonzentration des Elektrolyten wird mit fortschreitender Elektrolyse laufend verringert und deshalb muß frische neutrale Laugungslösung zugeführt werden. Nach allgemeiner Praxis wird eine bestimmte Menge von aus der Elektrolyse kommendem Elektrolyt in die Laugungsabteilung geleitet,und eine entsprechende Menge von gereinigter frischer Laugungslösung wird dem restlichen Elektrolyten zugemischt, so daß man einen aufgefrischten Elektrolyten mit der erforderlichen Zinkkonzentration erhält, der im Kreislauf in die Elektrolysezellen geleitet wird.

Fig. 1 zeigt schematisch den Verfahrensgang zur Aufbereitung des Elektrolyten. Bei der hydrometallurgischen Gewinnung von Zink ist also die Messung der Zinkkonzentration des Umlauf-

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elektrolyten eine wichtige haßnahme für den Verlauf des elektrolytisches! Prozesses. Die automatische nessung der Zinkkonzentra« tion des durch die Zellen laufenden Elektrolyten z.S. mittels eines Strömungsfluoreszenzrüntgenanalysators erfolgen. Die Verwendung eines solchen Gerätes bringt jedoch verschiedene Probleme mit sich. Vor allem kann dieser Analysator nicht ohne Schwierigkeiten an der ließstelle installiert werden, da er eine viel Raum beanspruchende heßkammer erfordert. Weiter müssen erhebliche Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen sein wegen der hohen Spannung und der Röntgenstrahlengefährdung. Ferner muß die Röntgenröhre periodisch erneuert werden, was Wartungsarbeiten und Betriebsschwierigkeiten verursacht. Schließlich ist die Ana« lysiereinrichtung sehr kostspielig, was wirtschaftlichen Gesichtspunkben entgegensteht. Wegen dieser Beschränkungen hat der Fluoreszenz-Röntgenanalysator keine weite Verbreitung gefunden.

Für Schwefelsäureanlagen ist ein Gerät zur automatischen Messung der Schwefelsäurekonzentration bekannt. Da aber bei diesem Gerät eine Platinelektrode verwendet wird, würden Metalle, im vorliegenden Fall Zink , sich auf der Platinelektrode abscheiden, wodurch die liessung gestört würde. Dieses Gerät kann also für die vorliegenden Zwecke nicht zuverlässig arbeiten.

Für die Analysierung von Lösungen sind induktive Losungsanalysator en bekannt. Diese haben den Vorteil einer leichten Wartung. Ein solcher Analysator kann aber für die automatische liessung der Zinkkonzentration im Umlaufelektrolyten der Zinkgewinnungs— anlage nicht direkt eingesetzt werden, da der Konzentrationswert auf Basis einer Annäherungsgleichung berechnet werden muß. Zur automatischen Kessung der Zinkkonzentration im Umlaufeiek— trolyten muß nun diese Konzentrationsberechnung auf Grundlage einer Annäherungsformel automatisch durchgeführt werden. Ferner müssen Suspensionsabscheidungen am ließwertgeber des Analysators und das Eindringen von Blasen vermieden werden, da sonst eine kontinuierliche automatische Messung nicht zuverlässig ausgeführt werden kann. Aus den obigen Gründen konnte die begehrte kontinuierliche und automatische Messung der Zinkkonzentration

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des Umlaufelektrolyten noch nicht in den praktischen Betrieb eingeführt werden.

In Fig. 2 ist ein "bekannter induktiver Lösungsanalysator mit einem Meßwertgeber vom Nebenstromtyp dargestellt. Der Wandlerteil des Meßwertgebers ist in einem Gehäuse 3 angeordnet. Das Gehäuse 3 hat eine Einlaßöffnung 1 an seinem Boden und eine Auslaßöffnung 2 in seiner Seitenwand. Die Meßlösung streut aufwärts durch das Gehäuse 3. J¹Ur eine Messung der Zinkkonzentration im Umlaufelektrolyten ist bei diesem Analysator nachteilig, daß durch sich ablagernde Suspensionsteilchen und Blasen unkontrollierbare Meßfehler entstehen. Infolge des Aufwärtsströmens der Meßlösung sinken Ausfällungen zum Boden hin. Da der Innendurchmesser des Gehäuses erheblich größer als der der Einlaß- und Auslaßöffnung ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Meßlösung klein und die Trübekonzentration erhöht sich fortlaufend in der Umgebung des Meßwertgebers, wodurch Ablagerungen begünstigt werden. Ferner neigen die zahlreichen im Elektrolyten enthaltenen Blasen dazu, sich an der Wandung des Flüssigkeitsdurchgangs des Wandlerteils anzusetzen. Mit einem solchen Analysator kann daher eine kontinuierliche Messung nicht zuverlässig durchgeführt xverden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, das befähigt ist, die Zink— und Schwefelsäurekonzentration des Umlaufelektrolyten kontinuierlich und automatisch zu messen, indem die Leitfähigkeit des Umlaufelektrolyten mittels eines induktiven Lösungsanalysators ermittelt wird und Störungen durch Ansetzen von Trüb et eilchen und Blasen an den meßwichtigen Teilen des Analysators vermieden werden.

Erfindungsgemäß enthält das Meßsystem einen induktiven Lösungsanalysator mit einem Meßwertgeber und eine im Wege des kontinuierlich umlaufenden Elektrolyten angeordnete Meßzelle, die eine Entschäumungskammer, eine Meßkammer und eine Überlaufkammer aufweist. Diese durch Teilungswände abgegrenztevKammern stehen miteinander in Verbindung. Der Meßwertgeber ist in der Meßkammer angeordnet. Die Meßkammer ist durch einen Überlauf und einen Durchbrucn im mittleren Teil der Teilungswand mit der Ent—

ROPRn P. /Π77 "-

schäumungskammer verbunden. Zur Verbindung von Meßkammer und

Uberlaufkammer ist ein Durchbruch im unteren Teil der Teilungswand vorgesehen. Infolge dieser Merkmale durchfließt der Umlaufelektrolyt die Heßkammer in einer abwärts gerichteten Strö—

Beim Meßsystem gemäß der Erfindung dient die kontinuierlich fest> gestellte Leitfähigkeit als ein Parameter unter dessen Verwendung die Zink-und Schwefelsäurekonzentration auf Basis von vorbestimmten Annäherungsformeln automatisch berechnet werden kann.

Each einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Signal, das repräsentativ für die vom Analysator festgestellte Leitfähigkeit ist, über einen Analogdigitalumsetzer an einen elektronischen Computer gegeben, der automatisch die Zink- und Schwefelsäurekonzentration berechnet. Die hierzu verwendeten Haherungsformeln sind:

x«A.cf+B./~t-Zn_7+C

y » D . cf + E . /~t - Zn J + F

In den Formeln bedeuten:

χ die Zinkkonzentration des Umlaufelektrolyten, y die Schwefelsäurekonzentration des Umlaufelektrolyten, 6 die gemessene Leitfähigkeit,
A bis F sind Konstanten und

/~t - Zn_7 ist die totale Zinkkonzentration im Umlaufelektrolyten.

Fig. 1 zeigt das Schema der Elektrolyseabteilung einer Anlage

zur elektrolytischen Gewinnung von Zink. B¹Xg. 2 ist ein Schnitt eines bekannten induktiven Lösungsanaly-

sators mit einer Meßzelle vom Up-flow-Typ, Fig. 3 ist das Schema einer automatisch und kontinuierlich

arbeitenden ileßanlage gemäß der Erfindung. Fig. 4 ist der Schnitt einer Meßzelle gemäß der Erfindung. Fig. 5 ist eine Draufsicht der Meßzellegemäß Fig.4. Die Fig. 6 und 7 sind graphische Darstellungen der Ergebnisse der automatischen kontinuierlichen Messungen.

Gemail Fig. 1 s&römt der Abgangs- oder Umlauf elektrolyt (Zellensäure) über die Leitung 14 von den Elektrolysezellen 11 in die Kreislauf tanks 12 und 13. Ein Teil des Umlaufelektrolyten wird aus den Kreislaufcanks 12 und 1J der Laugungsabteilung zugeführt, während eine entsprechende Lenge gereinigter, frischer, neutraler Laugungslösung dem restlichen Umlaufelektrolyben beigemischt wira, so daß man frischen Elektrolyten erhält, der im Kreislauf in die Elektrolysezellen 11 fließt.

Von der Leitung 14- ist eine Nebenleitung 15 abgezweigt. In dieser Nebenleitung 15 ist eine Pumpe 16 angeordnet, um einen Teil des Umlaufelektrolyten aus der Leitung 14 abzuziehen, ü'srner befindet eich in der Eebenieitung 15 der induktive Lösungsanalysator 17,mit dein die Konzentration an Zink und Schwefelsäure gemessen wird. Der Lösungsanalysator 17 ist zum Seil eingelassen in die Keßzelle 13, durch die der von der Pumpe 16 geförderte UmI auf elektrolyt kontinuierlich fließt, so ds.il die Zinkte und Schwefelsäurekonzentration laufend gemessen werden kann. Um Fehler der heßwerte infolge des Fließens eines äußeren Stromes zur Heßzelle 18 hin zu vermeiden, sind zur Unterbindung eines äußeren Stroms in der Nebenleitung 15 zwei G-rapnitrohre 19 und 20 vor und hint ex¹ der Keßzelle angeordnet. Die beiden Graphibrolire 1y und 20 sind durch den Leiter 21 verbunden, so daß ein äußerer Strom kurzgeschlossen ist. Diese Maßnahme ist nicht erforderlich, wenn das Auftreten eines äußeren Stroms ausgeschlossen ist. Die Hohre 19 und 20 können aus irgendeinem zweckmäßigen Material bestehen, das elektrisch leitend und korrosionsbeständig ist. Auf die beschriebene Weise xtfird ein Teil des Umlaufelektrolyten mittels der Pumpe 16 aus der Leitung 14 in die Hebenleitung 15 gebracht und über das zwischengeschaltete Graphitrohr 15 der Heßzelle 18 zugeführt.

Nach den Fig. 4 und 5 ist der Innenraum der Meßzelle 18 durch die Teilungswand 22 unterteilt in eine Entschäumungskammer 23, eine Meßkammer 24 und eine Ub er lauf kammer 25· Die Heßkammer 24 hat zylindrische Gestalt und in ihrem Innenraum ist der Wandlerteil 27 (transformer) des Meßwertgebers 26 (transmitter) des induktiven Lösungsanalysators 17 angeordnet. Ein zentraler

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Durchgang 28 für die Flüssigkeit erstreckt sich im wesentlichen horizontal durch den Wandlerteil 27, so daß der abgezweigte Umlaufelektrolyt hindurchfließen kann. Die Entschäumungskammer

t!

steht durch den Überlauf 29 und den üurchbruch 30 in der Tei-

Il

lungswand 22 mit der Keßksmmer in Verbindung. Der überlauf 29 befindet sich in Höhe des Flüssigkeitsspiegels in der Entscnäumungskarnmer 23, während der .Durchbruch 30 in einem mittleren Teil der Teilungswand 22 angeordnet ist. Als Verbindung zwischen

ti

der Ileßkammer 24 und der Uberlaufkammer 25 ist der Durchbruch 31 in der Teilungswand 22 vorgesehen. Der Durchbruch 31 liegt tie-

fer als der Überlauf 29 und der Durchbruch 30 im Bodenteil der

ti

Teilungswand 25· ■&·& der Außenwand 32 der Ub erlauf kammer 25 bett

findet sich in Höhe des Flüssigkeitsspiegels der Uberlaufkammer 25 der Auslauf 33·

Der Umlaufelektrolyt fließt zuerst in die Entschäumungskammer 23, in der im Elektrolyt enthaltene Blasen entfernt werden, um das Eindringen von störenden Blasen in den Durchgang 28 des Wandlerteiles 27 zu vermeidender Umlaufelektrolyt fließt nicht über

den Überlauf 29 aus der heßkaminer 24 ab, er strömt in die Heßkammer durch den Durchbruch 30 ein,und ein Teil von ihm fließt

Il

durch den Durchgang 28. Der weitere weg führt in die Überlauf~ kamraer 25· Da der dorthin führende Durchbruch 31 tiefer als der Durchbruch 30 gelegen ist, fließt der Umlaufelektrolyt immer abwärts bzw. in der gleichen Hichtung wie die ausfallende Trübe. Deshalb wird die Trübe fortlaufend zum Durchbruch 31 weggeführt, und es entstehen keine Ablagerungen im Durchgang 28, Infolgedessen kann man die Konzentrationsmessung kontinuierlich und mit hoher Genauigkeit durchführen. Der Umlaufelektrolyt veBläßt

tt

schließlich die KeBzelle 18 durch die Uberlaufkammer 25 und den Auslauf 33 und wird über die Nebenleitung 15 mit dem zwischen— geschalteten Graphitrohr 20 zur Leitung 14 zurückgeführt.

Die Leitfähigkeit des kontinuierlich die Meßzelle 18 durchströmenden Umlaufelektrolyten wird mittels des induktiven Lösungsanalysators 17 nach bekannten Meßverfahren bestimmt. Der Lösungsanalysator 17 ist mit einem Nebenstrommeßwertgeber ausgestattet. Es kann jedqch auch ein Eintauchmeßwertgeber (immersed t^pe)

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2 5 3 Λ 7 1 2

verwendet werden.

Der erfindungsgemäß zu verwendende induktive Lcsungsanalysator hat z.B. folgende Kenndaten:

1) Leistung (output): Gleichstrom 4 mA "bis 20 mü.,

2) Meßbereich: 0,2 V/cm bis 0,5 V/cm bei 40°G,

3) Temperaturkompensation: 40⁰G + 10⁰G

Der Meßwertgeber 26 enthält ein Thermistorthermometer, um die Temperatur des Elektrolyten für die Temperaturkompensation auf Basis der Meßergebnisse festzustellen. Der Temperaturkoeffizient beträgt etwa 0,005 V/cm°C.

Mit dem Lösungsanalysator 17 ist ein elektronischer Computer über einen Analogdigitalumsetzer 34 verbunden. Dieser Umsetzer muß den Eigenschaften des Analysators angepaßt wein. Wenn z.B. der Analysator die oben angegebenen Kenndataa aufweist, muß der Umsetzer folgende Eigenschaften haben:

1) Temperaturkompensation: Temperaturfestsetzung + 10⁰G,

2) Umgebungstemperatur: O⁰G bis 40⁰G,

3) Stromversorgung: Wechselstrom 100 V + 10 V, 50 oder

60 Hz,

4) Ausgang: 0 mV bis 10 mV mit einem Ausgangswiderstand kleiner

als 50 <C» 10 mA bis 50 mA mit einem maximalen Belastungswider st and von 400-Ω. , mA-Ausgang 4 bis

, 20 mA, 2 bis 10 mA oder 1 bis 5 mA, meistens 4 bis

20 mA mit maximalem Belastungswiderstand von 800 S<~..

Der verwendete Computer 35₅ ei*¹ Prozeßcomputer mit 16 Werten Kernspeicher und 128 Worten Trommelspeicher, ist ausreichend. ' Es können auch andere Typen verwendet werden.

An den Stromkreis, der den Umsetzer 34 mit dem Computer 35 ver- _: bindet, ist ein Anzeigegerät 36 und ein Aufzeichner 37 angeschlossen. Ein weiteres Thermometer 38 ist in der Iießzelle 18 zur Feststellung der Temperatur des zirkulierenden Elektrolyten angeordnet. Dieses Thermometer 38 ist mit dem Aufzeichner 37 verbunden. Das Anzeigegerät 36 zeigt die Leitfähigkeit des zirkulierenden Elektrolyten an,und der Aufzeichner 37 registriert die

Leitfähigkeit und die Temperatur des Elektrolyten. Die Leitfähig·« keitsinformation, die der vom Analysator 17 festgestellten Leitfähigkeit entspricht, geht in den Computer 35·

Bei der Konzentrationsmessung mit einem solchen induktiven Lösungsanalysator ist es erforderlich, sowohl die Zinkkonzentration als auch die Schwefelsäurekonzentration des Elektrolyten zu berechnen, denn die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist abhängig von dem gegenseitigen Verhältnis zwischen Zink- und Schwefel-

tl

Säurekonzentration. Die Leitfähigkeit ändert sich mit den Änderungen der Schwefelsäurekonzentration, selbst wenn die Zinkkonzentration konstant bleibt. Wenn ferner die totale Zinkkonzentration konstant bleibt, ist das Verhältnis zwischen Zinkkonzentration oder Schwefelsäurekonzentration und der Leitfähigkeit nicht immer linear über den gesamten Bereich und die Leitfähigkeit des Elektrolyten weicht ab· von der Normalleitfähigkeit von Schwefelsäure. Dieses Verhältnis kann Jedoch im wesentlichen linear angenähert werden innerhalb des praktischen Konzentrationsbereichs.

Die Zink- und Schwefelsäurekonzentration kann daher auf Basis der folgenden angenäherten Ausdrücke berechnet werden, wobei die totale Zinkkonzentration in Rechnung gestellt ist:

χ = A.<f+ B . /~t - Zn _7 + C

y = D.fcf + E . '£"t - Zn_7 + S¹

; In den Gleichungen bedeuten:

χ die Zinkkonzentration und y die Schwefelsäurekonzentration im '■■ Elektrolyten,

ο die Leitfähigkeit des Elektrolyten.

A, B, C, D , E und F.sind Konstanten und /~t· - Zn_J ist die

■ totale Zinkkonzentration des Elektrolyten. Diese totale Zinkkon-' zentration ist gegeben durch t - Zn = χ + Ky, wobei K das Verhältnis zwischen dem Atomgewicht des Zinks ..

: und dem Molekulargewicht der Schwefelsäure bedeu-

■ tet.

' Die Zahlenwerte für die Konstanten A bis.i¹ findet man durch Ana-' lyse verschiedener nach anderen Methoden gemessener Konzentra- ; tionswerte. Diese Werte sind z.B. A = -277,3, B = 0,108,

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C = 1JO,2,D = 415,0, E = 1,350, ϊ = -197,0. Lie auf Basis der N. äherungsgleichungen ermittelten Konz en tr atiorien für Zink und Schwefelsäure werden zyklisch in vorbestimmten Zeitatständen an der Schalbkonsole 39 angezeigt.

Mit dem automatisch und kontinuierlich arbeitenden Meßsystem gemäß der Erfindung kann die Zink- und Schwefelsüurekonzcntration im Umlauflektrolyten mit hoher Präzision gemessen werden, indem lediglich die Leitfähigkeit des Elektrolyten festgestellt wird. Ergebnisse dieser automatischen Messungen und der Vergleichsmessungen mit"cels Titration sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle

Mes	Zn	(k/D	HpbO.	(g/1)	t .	Zn (gl)
sung
Nr.
	automa	Titra	automa	Ti tra-	automa	Titra
	tische	tion	tische	τΐοη	tische	tion
Messung		Messung		Messung,·

62,41	62,7
58,12	58,4
7o,o4	7o,2
62,82	62,o
7o,85	69,9
62,77	62,o
60,80	6o,1
60,85	59,8
69,39	68,1
61,61	59,8
72,25	75,2

172,5

182,9 163,4 175,2 162,1 176,1 178,6 178,3 164,5 177,3 154,9

178,1 189,7 167,9 179,o 167,4

18o,5 179,0 181,4 168,8 181,4 155,8

179,8 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1 183,1

181,5

184,9

1Θ 2,2

181,5

181,6

182,4

179,4

180,7

180,8

179,1

Die Erfindung löst also verschiedene Probleme bei der automatischen Aufbereitung des Elektrolyten. .Ferner erhält man eine kontinuierliche .aufzeichnung der elektrolytischen Vorgänge, mittels der Aufzeichnung der Meßergebnisse im Aufzeichner 37· ^as Arbeiten der Anlage kann leicht überwacht werden, da die Meßerfeebnisse vom Computer an der Schaltkonsole 39 angezeigt iserden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung folgen Ausführungsbeispiele.

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Beispiel 1 ■ , .·■ .

Ein Teil des Umlaufelektrolyten der Elektrolyseabteilung einer Anlage zur hydrometallurgischen Gewinnung von Zink wurde zur heßung der Leitfähigkeit 5 (V/cm) mittels einer Diaphragmapumpe in die Meßzelle gepumpt. Die Fließgeschwindigkeit betrug 3,0 l/min. Der induktive Lösungsanalysator mit Bypass-Iießwertgeber hatte folgende. Kenndaten:

1) Leistung (output)s Gleichstrom 4 mA - 20 mü,

2) Meßbereich: 0,2 V/cm bis 0,5 V/cm bei 40⁰C,

3) Temperaturkompensation: 40⁰G + 10⁰C.

Das der gemessenen Leitfähigkeit entsprechende Signal wurde über den .analogdigialumsetzer an den elektronischen Computer gegeben zur Berechnung der Konzentration auf Grundlage der liäherungsfor— mein.

Der Umsetze!·, hatte folgende Kenndaten:

1) Temperaturkompensation: Temperaturfestsetzung + 10⁰C,

2) Umgebungstemperaturs O⁰C bis 40⁰C,

3) Stromversorgung: Wechselstrom 100 V + 10 V, 50 oder 60 Hz,

4) Ausgangs 0 mV bis 10 mV mit einem Ausgangswiderstand kleiner

als 5OX2 , 10 mA bis 50 mA mit einem maximalen Belastungswiderstand von 400X2-, 4 mA bis 20 mA mit einem maximalen Belastungswiderstand von ^Z

Es wurde ein Prozeßcomputer verwendet und mit folgenden Näherungs formeln gearbeitet:

x (s/l) - -277,3 .^(σ/cm) + 0,108 /~t-Zn_7 (g/l) + 130,2 y (g/l) = 415,0 . S (V/cm) + 1,350 Z~*t-Zn_7 (g/l) - 197,0

/~t-Zn_7 (g/l) ist die totale Zinkkonzentration und beträgt in diesem Fall 165 g/l«

Die Werte der Koeffizienten werden entsprechend geändert, wenn sich der Wert für /~*t—Zn__7 ändert. Der Meßbereich der Zinkkonzen- _;tration ist etwa 20 bis 85 g/l mit einer Fehlergrenze von etwa ;+ 0,2 g/l. Der Meßbereich der Schwefelsäurekonzentration ist etwa JI30 bis 220 g/l mit ..einer Fehlergrenze von etwa 0,5 g/l·

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Die Ergebnisse der Leitfähigkeitemessung sind in fig.6 darge-

tt

stellt. Die ZyMen der EleKcrolytenaufbereitung und die änderung der Leitfähigkeit sind aus der Kurve ersichtlich. Es zeigt sich, daß die Leitfähigkeit mit dem induktiven Lösungsanalysator präzise gemessen werden kann, !ferner ergibt sich, daß die Leitfähigkeit sich in jedem Zyklus linear ändert und daß die Berechnung der Zink- und Schwefelsäurekonzentration auf Grundlage der Nähe— rungsformeln äußerst zuverlässig ist.

Beispiel 2

Ein ieil des Umlaufelektrolyten wurde zur Messung der Leitfähigkeit S(V/cm) mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,0 l/min mittels einer Diaphragmapumpe in die Meßzelle gepumpt. Der induktive Lösungsanalysator mit Bypas^ließwertgeber und der Umsetzer hatten die gleichen Kenndaten wie in Beispiel 1. Es wurde ein Prozeßcomputer verwendet und mit folgenden Näherungsformeln gearbeitet: x (g/1) - -269,36 . 6" (Ü"/cm) + 0,194 Γ t-Zn_J (g/l) + 114,39 y (g/l) « 439,89 - SCir/cm) + 0,730 /_~t~ZnJ (g/l) - 100,71 .

Die totale Zinkkonzentration Ζ~^"*^^η_7 betrug in diesem Fall 165 g/l.

Die Werte der Koeffizienten wurden entsprechend geändert, wenn sich der Wert für /~"t-Zn_7 ändert. Der Meßbereich der Zinkkonzentration ist etwa 20 bis 85 g/l mit einer Fehlergrenze von etwa +0,2 g/l. Der Meßbereich der Schwefelsäurekonzentration ist etwa 130 bis 220 g/l mit einer Fehlergrenze von etwa 0,5 g/l·

Die Ergebnisse der Leitfähigkeitsmessung sind in Fig.7 darge—

Il

stellt. Die Zyklen der Elektrolytaufbereitung und die Änderungen der Leitfähigkeit sind aus der Kurve ersichtlich. Es zeigt sich, daß die Leitfähigkeit mit dem induktiven Lösungsanalysator präzise gemessen werden kann. Ferner ergibt sich, daß die Leitfähigkeit sich innerhalb jedes Zyklus linear ändert und daß die Berechnung der Zink- und Schwefelsäurekonzentration mittels der iläherungsformeln äußerst zuverlässig ist.

Im Beispiel 2 beträgt die Stromdichte weniger als die Hälfte von

der im Beispiel 1, hingegen ist die Zeitperiode der Elektrolytaufbereitung länger.

Claims

Pat ent anspräche

-12-

1)/Anlage zur automatischen und kontinuierlichen Messung der Zink- und Schwefelsäurekonzentration im Umlaufelektrolyten der Elektrolyseabteilung einer Anlage zur hydrometallurgischen Zinkgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des kontinuierlich fließenden UmIaufelektrolyten ein dessen Leitfähigkeit messender induktiver Lösungsanalysator (17) mit einem Meßwertgeber (26) und eine Meßzelle (18) angeordnet ist, wobei diese rießzelle durch eine Teilungswand (22) in eine Entschäumungskammer (23), eine Meßkammer (24) und eine Uberlaufkammer (25) aufgeteilt und der Meßwertgeber (26) in der Meßkammer (24) angeordnet ist und die Teilungs— wand (22) zwischen Entschäumungskammer (23) und Meßkammer (24) einen oberen Überlauf (29) und einen im mittleren Teil gelegenen Durchbruch (JO) aufweist und die Teilungswand zwischen Meßkammer

Il

(24) und Uberlaufkammer (25) einen im unteren Teil (d.h. tiefer als der Durchbruch 30) gelegenen Durchbruch (31) für den Flüssigkeit sdurchlauf aufweist.¹

2) Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem Lösungsanalysator (1?) über einen Analogdigitalumsetzer (34) verbundenen Computer (35) ·> der ein vom Lösungsanalysator (34) ausgehendes und der gemessenen Leitfähigkeit entsprechendes Signal aufnimmt und die Zink- und Schwefelsäurekonzentration auf Basis der vorbestimmten Käherungsformelns
_; χ = A . <£ + B . /~t - Zn_7 + C und
y = D . cT + E . /~t - Zn_7 + i¹

berechnet, wobei in den IPormeln bedeuten:

χ die Zinkkonzentration des Umlaufelektrolyten, y die Schwefelsäurekonzentration des Umlaufelektrolyten, S die gemessene Leitfähigkeit,

A, B, G, D, E und F Konstanten,

/~t-Zn_7 die totale Zinkkonzentration im Umlaufelektrolyten.

5) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Konstanten folgende Werte eingesetzt sind:

A = -277,3, ß = 0,108, G = 130,2, D = 415,0, E = 1,350, JT- -197,0.

4·) Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Konstanten folgende Werte eingesetzt sind: L = -269,36, B = 0,19^, C = 114,39, D = 4-39,89, h - Ü,73O, iⁿ - -100,71.

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