DE29900C

DE29900C - Zinkgewinnung durch Elektrolyse

Info

Publication number: DE29900C
Application number: DENDAT29900D
Authority: DE
Original assignee: M. KlLIANI in München
Anticipated expiration: 1904-03-11

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

MARTIN KILIANI in MÜNCHEN. Zinkgewinnung durch Elektrolyse.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 11. März 1884 ab.

Eine mit Ammoniumcarbonat versetzte Ammoniaklösung wird mit den zinkischen Materialien (präcipitirtem Zinkoxyd, Galmei, Zinkasche, Zinkstaub, zinkischen Ofenbrüchen) in mit Blei ausgekleideten Holzbottichen digerirt und gelangt dann, nach der Sättigung mit Zink, durch geeignete Filter in ein Reservoir, aus dem sie continuirlich in die einzelnen Elektrolysirkästen geleitet wird.

Hier wird durch den elektrischen Strom ein Theil des Zinks in metallischem compacten Zustande auf der Kathode abgeschieden, während sich an der Anode eine dem abgeschiedenen Zink äquivalente Menge Sauerstoff entwickelt. Die Kathoden sind Zink- oder Messing-, die Anoden Eisenbleche. Die Lauge passirt die Elektrolysirkästen in continuirlicher Circulation mit einer Geschwindigkeit, die von ihrem Zinkgehalt und der Stromdichte an den Elektroden abhängig ist.

Die aus den Elektrolysirkästen abfliefsende" Lauge wird hierauf in einem tiefer liegenden Reservoir gesammelt und durch Pumpen wieder in die mit den zinkischen Materialien gefüllten Sättigungskästen zurückgeschafft.

Sämmtliche Kästen und Reservoirs sind bedeckt oder luftdicht verschlossen.

Das erhaltene Zink ist bei Anwendung gröfserer Stromdichten krystallinisch von weifsem Glanz, bei geringeren Stromdichten mattgrau. Ueberschreitet die Stromdichte ein bestimmtes Maximum und Minimum, welches abhängig ist von der Concentration und dem Zinkgehalt der Lösung, so tritt von Wasserstoffentwickelung begleitete Schwammbildung ein. Das gewonnene Zink ist von grofser Reinheit.

Reicher Galmei, Zinkasche, Zinkstaub und zinkhaltige Ofenbrüche können nach entsprechender Zerkleinerung direct verarbeitet werden. Bei sehr armen Galmeisorten, deren Verunreinigungen zu viel Ammoniak festhalten und dem Procefs entziehen würden, mufs das Zink unter Anwendung billigerer Extractionsmittel (z. B. Chlorcalcium nach Junghann, Zeitschr. f. d. Berg-, Hütten- und Salinenwesen im preufs. Staate, Bd. 15, S. 238) extrahirt und dann in Zinkoxyd übergeführt werden. Zinkvitriol- und Chlorzinklaugen jeder Concentration werden (erstere nach vorheriger Abscheidung der Schwefelsäure mit Chlorcalcium nach Riviere de la Souchere) mit Aetzkalk gefällt, der Niederschlag in Filterpressen von der Chlorcalciumlauge möglichst befreit und dann in der ammoniakalischen Lauge gelöst. Zinkhaltige Kiesabbrände werden chlorirend geröstet, ausgelaugt und die Lauge dem gleichen Verfahren unterworfen.

Da die bei den letzteren Materialien resultirenden Zinkoxydniederschläge nie ganz von Chlorcalcium zu befreien sind, so wird sich allmälig Chlorammonium im Bade ansammeln und dies nach längerer Zeit unbrauchbar werden. Ist dieser Fall eingetreten, so wird die Lauge behufs Wiedergewinnung des Ammoniaks und Zinks einer Destillation unter Zusatz von Aetzkalk unterworfen. Es tritt jedoch dies Unbrauchbarwerden der Lauge beim Ammoniakprocefs erst nach langer Zeit ein, viel später als bei Anwendung neutraler Bäder.

Claims

Zinkblende mufs erst nach irgend einer der ■bisher durchgeführten oder vorgeschlagenen Methoden auf trockenem oder nassem Wege in Zinkoxyd übergeführt werden.

Das Ammoniakverfahren unter Anwendung von Eisenanoden soll (nach Angabe des Erfinders) gegenüber den bisher patentirten elektrolytischen Zinkgewinnungsverfahren aus neutralen Salzen hauptsächlich folgende Vortheile bieten:

ι. Die Fällung aus neutralen Zinksalzen gestattet bei der Durchführung im Grofsen als Material für die Anoden nur künstliche Kohlenplatten oder Koks. Erstere werden sehr rasch zerstört und sind zu kostspielig, letztere bieten grofse Schwierigkeiten in Bezug auf die Herstellung des genügenden Contactes. Das Ammoniakverfahren dagegen erlaubt die Anwendung von Anoden aus gewöhnlichem Eisenblech und wird dadurch einfacher, reinlicher und billiger. Die Eisenanoden bleiben, so lange das Bad keine zu grofsen Mengen von Chlorammonium enthält, vollständig intact, höchstens bedecken sie sich nach längerer Zeit mit einem von selbst abfallenden oder leicht abwischbaren Ueberzuge von flockigem Oxyd, ohne dafs dabei Eisen in das Bad und den Niederschlag übergeht.
2. Bei der Elektrolyse von Zinksulfat- und Zinkchloridlösungen darf der Gehalt der Bäder an freier Säure nur ein sehr geringer sein, wenn nicht der Niederschlag schwammig werden und durch Wiederauflösung theilweise verloren gehen soll. Die Laugen müssen also sehr schnell durch die Bäder circuliren und enthalten bei ihrem Uebertritt aus den Elektrolysirkästen in die Neutralisirbottiche noch sehr viel Zink und nur äufserst wenig freie Säure. So schwach saure Lösungen aber werden nur sehr schwer und langsam neutralism. Beim. Ammoniakprocefs hingegen ist das Auftreten von freier Säure ganz ausgeschlossen, es kann die Lauge viel weiter entzinkt und die Circulation sehr verlangsamt werden. Wohl wirkt auch Ammoniak lösend auf metallisches Zink, doch, bei weitem nicht in dem Mafse, wie Schwefelsäure oder Chlor.
3. Bei Ausscheidung von Zink aus Zinksulfat oder Zinkchlorid mufs die Stromdichte eine verhältnifsmäfsig grofse sein, und dementsprechend ist die Spannungsdifferenz an den Bädern eine sehr bedeutende, dadurch aber auch die mit einem bestimmten Arbeitsaufwand gewonnene Zinkmenge verhältnifsmäfsig gering. Bei Anwendung ammoniakalischer Bäder dagegen sinkt die Spannung an den Bädern ganz bedeutend dadurch, dafs viel geringere Stromdichten angewendet werden können; es kann im Ammoniakverfahren bei gegebener Polspannung der Dynamomaschine, eine gröfsere Anzahl von Bädern hinter einander geschaltet und der Ertrag im Ganzen dementsprechend gesteigert werden.

Pateντ-Anspruch:

Die Benutzung von Eisenanoden bei einem· elektrolytischen Verfahren zur Zinkgewinnung aus ammoniakalischen Lösungen von Zink, welche frei von Schwefelsäure sind.