DE2539137C3

DE2539137C3 - Verfahren zum elektrolytischen Gewinnen von Nickel und Zink sowie Elektrolysezelle hierfür

Info

Publication number: DE2539137C3
Application number: DE2539137A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ANGLO-TRANSVAAL CONSOLIDATED INVESTMENT Co Ltd JOHANNESBURG (SUEDAFRIKA)
Current assignee: Anglovaal Ltd Johannesburg Za
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1980-10-09
Also published as: NO752982L; DE2539137B2; DE2539137A1; NO146208C; US4073709A; FI59819B; ZA745625B; BE833017A; JPS559955B2; JPS5150808A; SE406778B; CA1059064A; SE7509763L; NO146208B; FI752476A; AU8445075A; FI59819C

Description

Die l.iliiklung bcinlfl die elektrolytische (iewinniiiig von Nickel und /ink aus | i'isungen derselbi'n Derartige Verfahren und dabei verwendete l.lektrolysezellensind bereits bekannt (HS-PS 2 4.SII77 I iinil 2 57S.S.I'»).

Hei elektiolvtisehen Verlahren enthält die Losung, aus der das Metall gewonnen wird, im allgemeinen die Anionen tier Sam.:, die zur Langling der Metalle in tlic Losung verwendet wurden, und - um das Verfahren wirtschaftlich /u gestalten wird these Saure vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, m der Llcktrolvsc/ellc regeneriert. Damit dieses /iei erreich I wiril. soll tlas ()\;tlalionspoleniial tier genannten Anioneu hoher sein als das /erset/iingspotenlial von Wasser bei normalen lictricbsbcdingungcn. um eine ()\idatiou der Anionen und damit eine Vernichtung tier I ahigkeil. tlie l.aiigiingssäurc zu regcnerie ich. /u unleibiinlen

Ausilem obeiigenaniileu (ii uiul wertlcn Nickel und /ink im allgemeinen unter Verwendung von Schwefelsaure gelaugt, da das Sullalion ein hohes ()\idationspotenlial besitzt und daher die Hydrolyse des W assers an tie ι Anode ν ι n del ( K id a I ion der SnII al n > neu cilolnt.

Ls ist jedoch aiii Ii si him bekannI. Llektrolysczcllen ties I )i ei kam nie ι - I \>\ zu ν ei wenden, um in em lathe ι Weise LlekiioKie vom SuIIaI Ivp mit vcilialtiusuia ßiu kleinen Mengen von ( hloi idioiien zwecks (lew in llung von Nickel /Ii elcktrolvsieieii. Dabei sind die ΛηοιΙι uk.mimciii iiuJ Kalhodi ,ik.iininei η tliueli Mit iclk.inimei ii fclreunl i'iiil die kammein von Di,ι phii'igincii muh Ivp von (nwiben iimgicuzl. Dt ι St 'hwelels,im e Aiinlvt wild mil HiIIe del zweikeiil "pieilieiid eingeslellien I ullhohe dazu gcbiaehl. iliiith die die Aiiodt nkaiiiiiiiMi iimgienzentleii Dia plii.iniiien Iniiiliiitli in die Miilclkaiiiiiieni zu iließcn. um zu \ei hniilei ii d,iß ( him ulioiieii the Anoden ei ich heu. Da diese /eilen die St liw elelsaure rege nc ι ie ieii. beeinllul'il die Slioiiiimg des Anolvlcn ihiieh d.is I >i,ipliragma nielli he I -igenst Ιι,ιΙΙ tier Wiedeivei w eiiilba ι keil des geblaut bleu I lekliolv len. tlei seine' ( il Iiiiiliialiii n.iili dem Siill.d l\|) anueliol! l'ei I nei riev ι ι hl ,im h. del mil einem Siillals\s|cm \<.i blinden ist i--l |cdi>th sein i:inß. vi -, 11111 (>.~> \ nil aiii .- uv«, enden, um -me Sti oindii Ii Ie ν η η 11.11 < ΐ \ ι η pe n ι ιη ,".ι el ί ηΐ'ι η νΛ ei'.en ιIeι pel ιικ ableii Ν,ιΙιιι ιIeι I )iapli: aiMiien. die /ill I iiirienziiiii: del An.ulenk.iin iiieiii \eiuendei w, i.len. wuidi¹ eine dei.iilii'e /eile w ι 11 Ii is -em in be i:' .nil du eic kl ti >lv I lsi he Ihuiii

llung von Nickel aus im wesentlichen reinen Chloridlosiuigeii, unil /war aufgriiiul tier Verunreinigung der regenerierten Säure mit Schwefelsäure aus den Anodenkammern.

Darüber hinaus ist es hekannt (HS-I¹S Λ(172 545 |. bei einer ähnliehen Zelle, di·· /ur Regenerierung um gebrauchten Bei/laugen dient, die separate Anodenkanimer da/u zu henut/en. daß die Oxidation um oxidierbaren K.'-('.ionen an der Anode verhindert wird. In diesem (-'all sind die Anodenkanimern von loneiiaiistatisch-Diaphragmen umgren/l. was ilie Strömung iles An.)l>tendurch die Diaphragmen hindurch unterbindet, fiinc solche Zelle ist aber für eine rentable (ievvinnung von Metallen deshalb nicht brauchbar, weil die lonenaustausch-Diaphragmen einen hohen elektrischen Widerstand hcMt/cn und demzufolge der linergiehedarf außerordentlich groß ist.

Die Aufgabe der Erfindung bestellt aber darin, daß Nickel und Zink in wirtschaftlicher Weise aus ChIoridlosungen zu gewinnen ist.

Pie !.rlindung ist im Anspruch I hinsiehtlieli des Verfahrens und im Anspruch 1(1 liiiisieMich der Elektrolysezelle beansprucht. In Unteranspi uchen Kind weitere Ausbildungen beansprucht.

Der 1 lussigkeitsspiegel in der Aiiodenkammer wird nui .int' einer betriebstechnisch vernünltigeii Hohe Über dem flüssigkeitsspiegel in der hlekiroktkammer gehallen, um /u verhindern, daß sich ein merklicher Druck ausbildet, tier eine Strömung des Anokten (ti ei Vorzugsweise aus Schwefelsaure besteht) in die I-.lektlolytkammcr bewirken konnte, denn eine derartige Slii)mung würde die icgcncriertc Sal/säure verunreinigen. I is isi auch empfehlenswert, daß das spezifische Ciew icht des Aiiolvten soweit w ie möglich dein je η ige π des Elektrolyten angeglichen wird, um /i\ verhindern, «laß unterschiedliche Diucke auf das Diaphragma ausgeübt werden, welches die Aiiodenkammer his unit· η umgrenzt. Im die 1 ircichung dieses Zieles ist Sch w e I els a ure gut geeignet auf ( ί πι nil des I 'ms la iides. dall I OMiHgI¹¹I derselben in W asser so eingestellt werden können, daß sie eine giolie Vielfalt von spezifischen Cievvichten je nach der Koii/ciitialion der Sau fclosuiig liefern.

I )a auch ein poröses I )iaphragina mil gel iiiüc! l'er nieabilital bis zu einem gewissen (iracl pcrmcabel lsi. »iickcrn kle-nc Mengen von Chloiid. inen in die Ann •teilkammer ein. I Im die ()\idalion solchci ( lilondio neu zu ( hloigas zu vei hindern, wird ikm Anolvleii eine geringe Menge einei loslieheu \ ei bindung ein »ei leibt; diese Verbindung wild imlei dem (ic-ichls punkl atisgcwahll. daß bei der Reaktion mit dem ί ΙιΙοικΙίοη ein Niederschl.ig uebildel wild. Ilei Verwendung von Schwefelsäure als Anolvt kann Im diesen Zweck Silhei siill al vei wendet weiden, da der entsuchende Silberchloi id Niederschlag piaklisch unlöslich ist.

Das I iiaphiagnia. welches die Anoden kam mci um gicnzl. weist vorzugsweise eine hohe l'oio-ilal aiii, die im ( üeichgew icht /u hallen ist mit einei l'ei iiieabi Kiiil. die so klein wie möglich sein soll W ic gehmden w iiide. sind ge'.v isse ungl.isiei le I or/ieuel odei pl.il hu. welche die ei loi de ι Ik lie ι hem lsi he W idei slam K l.ilugkeil gegeniibei den llcdiniMingcn in ilei /elk aul w eisen, liir diesen Zwei-k gill geeignet, l-s ist insbc so πι le ie ιηοιΊιιΙι. so Ir lie /iciiel ode ι I¹Ia I ten del. 111 zu tabl izicl c π. da Li mc ι ine IΌ los 11,11 von !ι ι' < .luiw eisen und dauebi'il doch ζιίγΙ'Ίι h dim I ilmdciius cm. ι niedrigen l'eimeabililai i'enii.'eu SnK he Ziegel odi ι !Matten werden vvcit.-i unten naliei eil.uileit. I ■ im hervorzuheben, daß die Reaktion, die ,hi dei Anode slaltlindel. in der I luli.;lvse des Wassers besieht und nicht in del ( Kulation irgendeines Animis. das al·, -.niches anwesend ist. und daß die gebililelen Wa--..! slolliouen imstande sein müssen, du.'ell das |-.cu i-e Dia ρ Ii rag in a zu w andern ode ι dm eh dieses ,. i.i- pu eilend den von (i ro [ I Ii us ent vv ickelteii \ οι SIe₁IiHu¹L η hiiiiluichziilielcn. wie es lininei auch del 1 ,dl -..-in mag Solche Diaphiauincii heilt/eil, vv ic .veilel Ic-'iic- -teilt vv 111 de. einen a η lie Il ill I Ii Ii medi Igen elekti ι-^ heu Wulcisiand. was erwünscht ist.

Das Diaphragma, welches die kathi.dcnkaiiimei UIiIgIeIi.''. he-Iehι einfach aus einem knnv c ntioiieIlen. ziemlich gut pci nieableii I )iapliragma. z. Ii einem gewebten Sinti iider delülciclleil

Die m tier 1 lckliolv ikamiiier vorhandenen \\;i. sctsloll !onen treten, wie man annehmen k.iiin. mit dem Wa-sei zu komplexen um ei Ii ι Ii linie, .on I Iv .Ii.' iiiuiii-loneii zu-..tinmen, die geiii.i¹'- iLm (iinlHiu. Mechanismus zur Kai hm I₁.- u.iiwjrr!· !lie- 1 ·■_■·.!■_ >> !·_! daß ihre Rewcglichkeil !iiol'ier al- die von / Ii ( liioliilioneii ist. und so bildet siili eine reine licwcjiiiii; von Wassersiollioiien /ui Kathode hin ..π- Ii₁, die-ZU veihmdem. wiul der Spiegel des Katholvlen i:i tiei Kalliotienkanmier aul einer voihesunimlen I μ Iu Uher derjenigen des I:lekIronien behalten, m. daß -in positiv er |· hiss igk ei NsI ίο in darch das K. U hnden Di ι phragnia mit einer ( lesehvv iiuligkeit lh'.-ΙΊΐ. die -.iioi'.ci ist als die Wände: ,iiiü-iieschw iiiihnkeii Uli W.1--1.1 stollionei¹ zur Kalhode hin 1 - wird daher die I in speisung von I rise Ii er I .iimiiiiiisl hiss ml·, ι ·ιι si ι i_L -uuiu-r 1. i\:\\\ die I uldiolie in de! k.iliiodenkanmn. ι aiii .lein gewiinschten Wert neiialieii wiul

I )a ( hloiidlosiingcu be--eie I lektiizitat-leitei -inn als Sullallosungen (die in del Reed /111 ( icw i.iniint; von Nickel und Zink verwendet '.·. erden 1. v.urde jeluiiden. daß erstens Metalle au- ( nioi idln-.mucn w 11 Ischalllichei gewonnen weiden können, umi ii.il¹> zweitens die Metalle mit iiioßeiei ί i; -;. h \ ii'diL'k, 11 Id. Ί. bei lioliercii Siioiiidic'iteii I abuv-sehiiiie;; wi; den können, al- es mit Siillatlo-in'Lii. :; .-<\ ,! 1 I ^pil w 'ckluilg von Wassclstoll an del katli.nl.■ <<\i>^i\- Ii 1 -I

Die I insel zui ig. die an del K, it hod:· -·ΐ.ιί;.ιηι!, ι. ι-1 die gleiche mil ei no; malen Ilen leb-beilau'iiiii'L:: !■>:■! zwar iinal'haiiLMiz davon, wcklic· \nioi. in dei 1Ί-..· sihickiiiigslosiing anwc-eiid ist. >ia die-. I in-·, ■ iihl' ciiilach in der Reduktion del Suk·. ln-nen ur.l, : Ί\ι\ dung von nielalhscliL 111 \ickel. da- ri >! ; I I. . MiI₁ abri'si, liieden wird. be-Ichl

I )ii' I iiisclzuiig ,.Ii del \nodc del /JL '· ami ικ· von zwei möglichen Reaktionen -im. iiamliih d,. 11 vdiolvsi· von W .issi· 1 und die < KuIa 1 n ui ιIi■- \ιΐί. ni-Il: I alle eines SuIIaI A 1110 ns linde! 11111 die I I ν. h ■ Ί ν -ι von W ,isser slat! ( Slaiidaid I'oleiili;A ■ 1 ' ^; \ oil ι Λ.ι d.i·- ( )\ld.ilions|)oleiilial dc - Sullalii ·η- ν κ i In iliei Ί'··'.Ά Die Nickelsiill.il/ι lie w 11 d 111 del Ki 1:1 I !v el w · -. ~ bis >.S Voll hi M leben

In den I allen. ¹¹I di neu eine \ii keil hloi idl.i-.um· gc 111 al'i del I ein e dei voi liem in Ie 11 I 11 iiiduni: ν ei ν ν en di'l vv 11 d. mill' d.is \ mim in del \ noileiir. iimnei i-iiU ι I ie I 1K k .!ι h I lull nt', di 1 μ 1¹I-1 ii r.v.: Ii 1 tie 11 I 1' -.ti Iu 1' 11)·- gew ,ilill w ei den

WeHiK I 'iiislaiii Ie. de in 11 Ulan Iu- ■ I. 1 \ u λ ml ili s \iiti|\len R₁I h '.mi¹ Ιι.ιιίίι Mini', -niil hi n-h'. di η I lie \ el I ι !U Iu 1 Il: ill ill·' me ! ι Il I. Ii i_: ■ '· ν Il a ι ■.', λ , ι sen. die ι Iw ,1 ι !ίίι-ι > "I ■ ι Γ. - ie ι nli I 11. · Ii :Ί οΓ>. ι a Ι-die Ii Hive des I Ii k!l ol V tell ι I |- I du ■■ ill-. IiI . i. ι I al!

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I l.lil!! ;'Λ Il! ι If I V¹. 11 I M 11.1 ί! I K ' \ ( Ί ! C 11 ( I I Η I υ Ii 1 Vi i,l I t !. Mtl . \ IiU ι I M I U I k: 11, 'Ik I ι ! ( ι 11 ill Um I If I .I I ll I ι 11 Ά III I

(Ir: mil '.Ui \ π w fin Iu iiü mi ( ΙιΙι hu !Ii >Μ!ΐιι:ι*η \ ι. ι '; \ ί'< -If Hl. ιί.ιΙΊ cln I'm ι'--it ,ι I ahn, ι hm ■ ■ 11 ■! --κ Ii >;ι

himdi π ι-.Ι . \ ι ι l"un I >a \ nn m df s \ m > K If η ι μΓ> " ί ;ιη ,ιΙίΙιΙ.ιΙ , πι .ρ ι, , ^;κ in I ν ei inilidci te I I κ-υ ι,

ι γι ί i \ ida ί ι, iiispnte nt ι;ιί ;π;; w f iⁱ-f η. d;i'- u f It ι liv ι t if πι *■< ' μ f η. 11 i .ι πι if 111 π , ι. ι Ii η ■■ 11 ϊι cm / if f f I \ ο

/f isf t/univ-i'i'tf iitiiil \<ίι \\,is>.fi 11C^-1; ι zw-ckcntspu , hciidri |Ί n ι μι,ιΙ und ΙΊ- mn ,ibililat ιι

I lu.is \ roh I und im Hifi in 11 if I · If I- In ■ I ·> t kalium ι einet rn >l>c η \ if I. -.ι Ii I von I oik· π .mil In.¹1 An« ■ ■ 111! ;η

Μι kein, und wenn dfi i:t l'i ,im ΙιΙι ί I !iinkl wu gccigi tei I ι mpci aim f η lierstellen InKf Jcdiul

ι- Im lcw olmlifli del I ,ill M Im du· Km kliiln um: "-lu'ji 11 ei flfktitsihf W nie island m mif iw ιιη··ι. liti ιι

in den I .in iMiiuiskicislaul w ie de ι \e iwcnd I weiden \iisnial'' ,in.

■ nil. sii f ι μι hl vK h als logische I οΙμυ. il.fi 1 di. ι A noIy I ( 'hemische 'I ests. die mit den Ziegeln dmehgel iihi cntwedci emc Vcibmdung sein muH. die den I au w luden, ergaben, daß 5(1'i ige ((lew . \ öl. I Schw elel gimg'-pio/el.'i iinhl beeiiiliaeliligt. odei dall ei eine saun· bei fi(l ( einen elfcktiven Verschleiß .ml den \ eihindiing daistelll. die leicht einlernt w-eiden kann Ziegel in einem Aquiv aientmaß von li.ii hihi Iah

\ on den Zeichiiungeii \ eraiisehaulichl hervoiriel. wählend eine Kl'iigc ((i c w . \ol.| IKI

I ig. I das Schema einei Versuchs/eile, die /in I .listing bei der gleichen 1 cmpcratiii einen ellcktivei

I )iii e hl U Ii ι ti ng \ on praktischen I ests i;cinnß de ι I ein c Verschleiß in einem Aquiv a Ie η I maß von o.> mm .Iah

dei Mti liegenden |-!limiting verwendet wurde, und ausloste. I )iese Zahlen wurden aus dem in einem Mc

Betrieb, die nach den ΙΊ in/ipien dci \ οι liegenden Ir- diesem (irunde wurde die chemische W'iilcMandsl.i

tindung betlieben weiden kann. ' iiigkeit tier Ziegel als befriedigend erachtet.

Hei dei bevoi/tiglen Methode zur Durchl iihrung I 'ic benotigte Diaphragma-Hache w uide dann d, ι

del I ilinduiig winde das Diaphragma, daß /i.u I in- durch geschliffen, daß man so viel Ziegel, wie eiloi

gien/uiig dei Anodcnkaminci \eiweiiil t wurde, in de, lieh sind, in eine Art I enslerrahm' ιι einbaute um

dei lolgeiulen Weise heigesielll die Ziegel in ihrer I agc mittels eines chemisch-w idei

Das Diapliiagma wurde aus einem IOn üclertiut. stanilslahigen keramischen Kitts, wie ei im ΙΙ.ιιιΊ.

del im H π lederst 11 hi m-(t c biet der Republik Sud.it rika ei hai 11 ich ist. linierte.

voi kommt. Dei I on w uide /ιι Hegiiin mil MH) e I H(I Die ^x eisuelisergebnisse w tu dnc in I ests gewonnen

in einer Menge \on 2(111 cm Same pro KK) μ lon ge bei denen eine Zelle, wie sie in I ig. I abgebildet ist

laugt. Die I .angling erlolgle durch 24stundiges Sieden \ eiwendet w uide. wobei die verwendete Vorrichtim:

unter Kueklluß. Diese Behandlung hewukte einen aus einem Behälter 1. der in die drei Kammern 1. .

(iew iehts\eiliist \oii Ii)', und eine Änderung der und 4 unterteilt war. bestand. In die kammer 2. wcl

\nal\senwei Ie. wie sie unten m I a bei le I angegeben ehe /ui Aul nähme der Anode diente, vaicn die lon

ist. Diese Behandlung wurde durchgefühlt, um die ziegel als Diaphragma 5 eingebaut, wahrend dci Bc

nicht s.miebestaiHligen Tonhestandlcile und das haltet teil, der die kathodenkammer 4 darstellte, mi

Ilsen /u entfernen. einem konventionellen Diaphragma ft ausgestalte

24 g des behandelten Alum i nium si heat In dl at-1 ons wai. d. is aus einem Webst off oiler einem ,ihn I ich pci

von dei in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung meablen Ciebilde bestaikl. Ijne 1 augungslosung voi

und 27 μ Rohi/uckct wurden giundlieh gemischt und Niekelehlorid. die 75 g I Nickel und 55 μ Ι Natrium

aiii eine Siebleinheit von 2>25 Maschen ( ItI(IS) ehlorid sowie KIg I Borsäure enthielt, wurde in eti<

ν ei mahlen. · kathoilenkainmer derart eingespeist, daß der I liissi^

Tabelle I keitsspicgcl darin auf einer gewünschten I lohe gelud

An.dvse des Diaphragma-Materials ι Alummium- ten w „nie. die über derjenigen ιη Her I lektrolytKam

siiiciilndi tt 1 ' tnei 3 lag. uir. so die gewiinsehtc Stromuiigsgesehw in

— ■' digkeil durch das Diaphragma (> hindurch /ur I nei

Bestandteil \oi der Saure- Nach der Saure- : chung der obenerwähnten technischen Zwecke .ml

behandlung', behandlung'; reehtzuei hallen. Durch !'rollieren wurde eine Stm

.\l () ~Ü7[~) ^¹TTi niungsgescliwindigkcit ermittelt, die so groß war. dal

^₁(J 4,Sl) ^5"" die Nicke'.kon/entriitionim lilektrolyteniiul 50g Ihei

■ jj i) _(l j κ abgeseizt wai. Diese I lisung strömt dann in die katho Ciluhverliist ~'^ d0 denkammer durch das Diaphragma ein und us ik

'Z- T^ Mittel- oder Hektrolytkammer heraus.

Das pulverlormi.e Cicmisch wurde dann in eine ^[)f^r Nüssigkcilsspicgcl in der Anodenkamme

(,esenklormeei.ebern.derenMaßSx 15 χ 15 cm be- ^x _t ^vi!^rdc· Γ^{lc ohcn} _r angcgfcn. mit einer ,4 ,,ge,

trimen. wobei die S cm die tiefe der I orm darstell- Schwefelsäure aufrechterhalten, da das spezifisch,

_lc,,~ (icwieht dieser Lösung im wesentlichen mit dem de

^L"Diis l'ulvc, wurde mittels einer hvdraulischen l^lrohten identisch war.

Presse unter einem Druck von 250 atm (250 U em I . /. ^₁ zu verhindern, daß die kleine Menge von ( hl,,

auf emc Dicke von O.n cm /usammenceprel.lt. Das ge- "Ί'»"«·'"· <*_Κ durch das Anoden-Diaphragma eins.k

preßte Material wurde aus der I orm herauseenom- Werten, zu fhlorgasoxKhert wurde, wurden dem Ano

men i„u. 24 Stunden bei 1000 C _ECCliiht. Danach ' ^lstcn. „⁴ - '}t:™' ?\° }^At*!. ^zuf"^ct"\ ^{unl dl},

wurden die physikalischen Eigenschaften der Ton- Auslallung des C hlorids als Chlorsilbcr sicherzustel

Diaphracniaplatte bestimmt, und die Porosität betruiz. ⁿ, . ... . .

wie ectunden wurde. .Wi und die Permeabilität be, ^Dic Stromausbeute betrug he. der oben angegebe

normalem Druck 0.01 ml Std. cnr. ^ncn Strömungsgeschwindigkeit über 9? ^f-^ⁿⁿ J¹"

■ ' H.IIL l'LI ,», V ΐιΐιΐ,ί,^π tiuiut.. im !^!^.,^.-.tiinV.^.

I ahelle 11 konventionellen Sulfatliisungcn. bei denen die Grenz

Porosität Wr stromdichte größenordnungsmiißg bei 0.02 A cm

Permeabilität (l.OI ml Std. cm Iieet. wurde keine merkliche Abnahme der Stromaus

Ih nie heohachtet. wenn Nickel ,ms ('hloridlosungen hei SlionulKhti.il liher 11.« ι-Ι ,Λ cm Kathode abgeschieden w un.l··

Im falle tics beschriebenen Nchwelelsaiiie-Anols ten wii re η J!. 7 Volt crfnnfcrlich. um eine Stromdichte von I).(P A em zu er/engen, wohingegen *.() Volt erforilerliel·. waren, um eine Stromdichte son (1.(14 A em /u er/engen. D;is Durehsiekerii ion < I Ionen betrug, wie gefunden wurde. 0.4';. bezogen aiii die regenerierte Siiure und berechnet ims dem (κ sämige- ■" wicht an Silberehlorid. das innerhalb eines spe/ifisehen Zeitraums gebildet worden war.

Hie Konzentration der Salzsäure, die durch die Elektrolyse regeneriert worden war. belief sich, wie festgestellt wurde, auf etwa .1Og I

Der technische Vorteil, der mit der Verwenduim eines Chlorid-Systems und damit einer Sal/säure"-l.augung verbunden ist. besteht offensichtlich in folgendem.

[3a die Reaktivität von Salzsäure größer als die von jh Schwefelsäure ist. ist es zunächst einmal generell die Salzsäure, die sich für l.augungsrcaktionen bevorzugt anbietet. Dies gilt insbesondere für die Laugung von gewissen südafrikanischen Nickel-Kupfer-Rohsteinmassen, bei denen eine Nickel-Extraktion von über .·-. W,r. mit der stöchiometrisehen Menge Salzsäure erzielt werden kann. Unter analogen Laugungsbedingutigen muß bei Verwendung von Schwefelsäure ein mindev'ens 100%iger Überschuß an dieser Säure aufgewendet werden, um das gleiche Ergebnis zu errei- m chen.

Zum zweiten folgt aus der Tatsache, daß Nickel bei niedrigeren Potentialen aus Chloridlösungen abgeschieden werden kann, daß für eine gegebene Stromdichte die elektrolytisehe Gewinnung von Nickel aus r> Chloridlösungen wirtschaftlicher durchgeführt werden kann (weniger kWh pro Nickel-Einheit), und bzw. oderdaß-da die Grenzstromdichte für Chloridlösungen höher liegt - die Größe der elektrolytischen Metallgewinnungsanlage, die bei Chloriden benötigt j<> wird. Kleiner als hei Sulfaten bemessen werden kann bei einem gegebenen Potential.

Is ist daiaul hinzuweisen, daß die Ai' vilsteclimk. \\ ie si,· oben Im Nickelchlorid beschrieben wurde, in .!!Kilnger Weise zur (ies·. innimi: '.im Zink ans Zink· chloridlösimgcn angewendet weiden kann.

I.in lest, der mit eier oben beschriebenen Zelle iinlei Verwendung son Zinkchlorid durchgefühlt w uide. Meierte die lolgenden I-.rgebnisse:

In diesem besonderen I all enthielt die in die Kathode η kammer eingespeiste Beschick iingslösung 55 g I Zink als Chlorid. 3(1 g I freie Salzsäure. 50 g I Natriumchlorid und 10g I Borsäure. (Da die Überspannung von Wasserstoff an Zink weit höher als an Nickel ist. kann eine gewisse Menge son freier Saure in der Kathodenkanimer zugelassen werden.)

Hie Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Beschickungslösung in die Kathodenkammer eingespeist svIirde. ss ar so einpestelh. daß die 7ink-Konzentrat ion im Elektrolyter auf 23 g/l herabgesetzt wurde. Die Zelle wurde bei einer Temperatur von 40 C betrieben.

Die Stromausbeute betrug bei der obenerwähnten Strömungsgeschsvindigkeit über 92 ^r'r im Vergleich zu einem Wert von X2.5^r£. den man unter analogen Bedingungen (d. h. Konzentration an freier Säure) normalerweise bei Sulfatlösungen erreicht.

Die Spannung, die erforderlich war, um eine Stromdichte von 0,045 A/cm^: zu erreichen, wurde zu 2.6 Volt ermittelt, wohingegen eine Spannung von 3.45 Volt benötigt wurde, um eine Stromdichte von 0.45 A'cnr bei Sulfatlösungen unter analogen Bedingungen einzustellen.

Es treten auch keine Schwierigkeiten auf, wenn man eine große Zahl von Elektrolysezellen nebeneinanderliegend anordnet und in Betrieb nimmt, wie es in der Elektrolysetechnik an sich üblich ist. In einem solchen Fall hat jede Kathodenkammer 11 - svie es in Fig. 2 veranschaulicht ist - eine Elektrolytkammer 12 auf jeder Seite neben sich, und in entsprechender Weise hat jede Anodenkammer 13 eine Elektrolytkammer auf jeder Seite neben sich, abgesehen von jener Kammer 14, die an jedem Ende des Zellenverbandes angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: I. Verfahren zum elektrolv tischen Gewinn um Nickel oder Zink aus wäßrigen Chloridlösungen mit Hilfe einer aus drei durch Diaphragmen voneinander getrennten Kammern bestehenden Llekirolyse/ellen, d ad u r ch ge ke η η/e ich net. daß die Lösung in eine Kalhodenkamnier der hlektrolysezelle eingeführt wird, bei der eine äußere Kammer die Anodenkammer, eine andere äußere Kammer die Kaihodenkammer und die da/wischen angeordnete Kammer eine Hlektrolytkammer bilden, die um tier Anodenkammer durch ein poröses Diaphragma geringer Permeabilität getrennt ist. daß ein Annlyt verwendet wird, tier aus einer Losung besteht, die Anionen enthüll, welche ein (Kidalionspotential aufweisen, das hoch genug ist. um /u gewährleisten, daß im wesentlichen vj;* die Zersetzung um Wasser an der Anode unter ι/en Betriebsbedingungen stattfindet. Inul ilaß eine Kathodenkammer verwendet wird, »he von einem Diaphragma von verhältnismäßig lioher Permeabilität umgren/i ist.

1. Verlahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsspiegel in der AtuKlenkanimer auf einem Niveau gehalten wird, «las hoher ist als dasjenige in der benachbarten l-lekliolvlkummc.r

^;. \ erlahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch fckcmi/eichni't. dall der AuIIi ischuugs-AnoKl li.ι. h Maßgabe ties Itcdai K in tlic Anoilenkanimer eingespeist wird.

I Verlahren nach A.ispruch .'. dadurch gekennzeichnel. da H ilie Aull'riscl uigslosung wählend ties Betriebe-, in die Anodenkainmer eiiige- »peisl uiul aus dci llcktroly !kammer legenerierle Saure abgezogen wird.

5. Verfahren nach einem der voiangehenden A nspiüi he. dad'.i ι ch gc keil nzcii. h ncl. daß das spezifische (iewiehl ties Annieten so gewühlt wird, •laß es im u ese nt liehe η genauso giol.'> w te liasjenige in tier benachbarten I k kliolvtkammci ist.

(i \ erlahren nach einem der voiaiuehendcn Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus liner Schwclclsauiclosiini: bestchendei Aiiolyt teiwcndel winl.

7. \eilahreu nach einem del voiaiigt hciiilcii AnspiiKhe. tladnrch gckeuuzeichnel. d.iß dem Aiiolvlcu eine Substanz cinvi ilcibt wild, die im si,nule ist. sah mil den ( hli uulioncn. die im die Auodcnkammer emliclcn. /u veibindcn. lim s₍₎ »ine < Kiddlion mui ( him nlioiicn au del Anode /η \ei linidei η.

.'s, Stil,linen nach A nspi in Ii 7. dadiiith ge leim/t nlinel. d.illdie ehie .ms eiikni loslii lien SiI fceis.ilz be-ilehcudc Snhslan/ dem Anoklcn ein 1 e 11 e ι b t winl

'' \ eil.linen iiath einem dei \oi beigebenden Aii^piuihc. d.iduitli gekennzeichnet, daß del T'leklll M tie Sl i IiIII Ii. Hi-. poi I diiiili il.is piiinse I )|,i l'hiaLin.i iliiith die W ,iiiilei ting win W .isseisloll mn Ii :'' ¹Ui.ill dem ( in>illuis Met li.ini-iiins beem 11111', I \\ 1111

In I ITkIiIiKSeZtIIe ίιι I )iiu hl ulii mir de . \ ei I linen, η. 11 Ii einem ι Ii ι ν ι μ lie I Γ' lie ι nie π \ ιι^ριιι ilie. die .¹UIe \ not Ie 111. .ι Ii ι πκ ι. eine kathoden k.iuiiih ι und da/w lsi heu t ine ι Im ι Ii I > ι, 11 > 111 ,innen gelrennle llcktrolytkamnier aufweist, dadurch gekennzeichnet, tlal.i die Anodenkummer (2; U) ein poröses liiaphragnia (5) mit geringer Permeabilität und die Kaihodenkamiiier (4; II) ein Diaphragma (6) mit verhültnisniaßig hoher Permeabilität begrenzen.

il. Elektrolysezelle nach Anspruch III. dadurch gekennzeichnet, dall das die Anodenkammer umgrenzende Diaphragma (5) aus unglasierten I onziegeln oder -platten besteht.

1 2. Kleklrolvsczelle nach Anspruch I Dotier I I. dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Diaphragma (5) eine Porosität von etwa .'11'» aulvveisl.