DE3141584C2

DE3141584C2 - Korrosionsbeständige Anode aus legiertem Blei

Info

Publication number: DE3141584C2
Application number: DE3141584A
Authority: DE
Inventors: Renato Venezia Mestre Guerriero
Original assignee: SAMIM AZIONARIA MINERO-METALLURGICA SpA ROM/ROMA IT Soc
Current assignee: SAMIM AZIONARIA MINERO-METALLURGICA SpA ROM/ROMA IT Soc
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1985-08-22
Also published as: JPS5794541A; FR2492415A1; US4517065A; AU7622281A; AU545170B2; ES506901A0; IT8025458A0; IT1133952B; ES8206669A1; FR2492415B1; DE3141584A1; BE890763A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige Anode aus einer planaren Platte aus legiertem Blei für industrielle Zellen, in denen saure Lösungen zirkulieren, zur elektrolytischen Gewinnung von nichteisenhaltigen Metallen wie Zink und Kadmium, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 98,9 bis 99,9% Blei, 0,1 bis 1% Calcium und 0 bis 0,1% Silber besteht.

Description

Stromdichte, A/m² Zn, g/l H₂SO₄, g/l Klebmittel, g/l Die Testergebnls«e sind:	450 65 122 0,005	Anode Typ Nr. I 2	0,010 0.0033	3	4
		0,0024 0.0013		0,010 0.0033	0,0022 0,0013
Pb in den gebildeten Kathoden, % Pb in der aus den Zellen abgeführte	tu Lösung, g/1

demjenigen des Bleis konstant zunimmt. Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung für die erfindungsgemäße Anode besitzt einen Bleigehalt von 985 bis 99,9%, einen Calciumgehalt von 0,1 bis 1 % und einen Silbergehalt
von 0 bis 0,1% auf Gewichtsbasis.

Als Beispiel werden nachstehend einige Daten für die Leistungsfähigkeit von Versuchszellen für die Elektrolyse von Zink enthaltenden Lösungen gegeben, wobei die Zusammensetzungen der Anoden wie folgt sind: 5

Anode Typ Nr. 1 — herkömmliche Anoden (Pb 99.15% — Ag 0,85%)

Anode Typ Nr.2 — Anode mit geringem Ag-Gehali (Pb 99,9% — Ag0,10%)

Anode Typ Nr. 3 — lediglich mit Ca legierte Anoden (Pb 99,5% — Ca 0,5%)

Anode Typ Nr. 4 - Ca-Ag-Iegierte Anoden (Pb 99,4% - Ca 0.5% -AgO.1%) 10

Die Betriebsparameter der Zellen waren für sämtliche untersuchte Anoden:

Claims

Patentanspruch:

Korrosionsbeständige Anode aus einer mit Calcium legierten Bleiplatte für industrielle Elektrolysezellen, in denen saure Lösungen zirkulieren, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 983 bis 993% Blei,0,1 bis 1 % Calcium und 0 bis 0,1 % Silber (Angaben in Gew.-%) besteht und zur elektrolytischen Gewinnung von Zink dient.

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer korrosionsbeständigen Anode, hergestellt aus einer planaren Platte einer Bleilegierung für industrielle Zellen, in denen saure Lösungen für die Elektro-Gewinnung von nichteisenhaltigen Metallen, (Zn, Cd und dergleichen) strömen.

Es ist bekannt, daß in industriellen Elektrolysezellen, die für die Herstellung von Metallen durch Elektrolyse, z. B. für die Herstellung von Zink, vorgesehen sind, die Anoden die folgenden Eigenschaften besitzen müssen:
die planaren Platten müssen eine geeignete Steifigkeit, um Deformationen zu verhindern, und eine ^-.«ignete Härte, um die mechanische Erosion so klein als möglich zu halten, aufweisen;

derartige Anoden müssen praktisch immun gegenüber einem Angriff durch saure Lösungen, die den Elektrolysezellen zugeführt werden, sein und außerdem

darf das Anoden-bildende Material keine Verunreinigungen enthalten, die zu einer Verunreinigung des Elektrolyten und somit des Endprodukts, nämlich der kathodischen Abscheidung, oder zu einer Verminderung der faradischen und energetischen Effizienz der Elektrolyse führen können.

Das Material, das üblicherweise verwendet wird, ist eine binäre Legierung aus Blei und Silber mit einem

Silbergehalt, der von 1 bis 0,75% variieren kann. Diese Legierung kann in eine planare Standardform mit den erforderlichen Dimensionen gegossen werden oder sie kann in Platten gegossen werden und dann gewalzt werden, um planare Folien mit der gewünschten Dicke zu erhalten, die anschließend in der gewünschten Größe aufgetrennt werden.

Unabhängig davon wie sie erhalten wurden, werden die Platten dann an die Sammelschienen geschweißt (bleiüberzogene Kupferstäbe).

Zusammengefaßt ist die Pb-Ag-Legierung der eingetauchte Teil herkömmlicher Anoden in direktem Kontakt mit dem zirkulierenden Elektrolyten (aktive Anode) und besitzt die vorstehend angegebenen mechanischen und p-iysikochemischen Merkmale.

Für je 100 kg Pb-Ag-Legierung werden 0,75 kg bis 1,00 kg reines Silber verwendet. Die durchschnittliche

Nutzungsdauer bzw. Lebensdauer einer Anode beträgt 2 Jahre, wonach sie ausgetauscht wird, da sie etwa die

J5 Häiite ihres Gewichts verloren hat und ein- bzw. umgeschmoizen wird, um eine neue Legierung zu ergeben.

Insbesondere ist beim Silber der Teil, der direkt zurückgewonnen werden kann, lediglich die Hälfte der Menge, die ursprünglich verwendet wurde.

Aus dem Artikel Billiter, Technische Elektrochemie I. Bd, 1952. S. 98 bis 103 und 192 bis 195 ist zwar die elektrolytische Gewinnung von Zink bekannt, wobei die Anoden zusätzlich zu Blei und Silber Antimon oder Wismut enthalten können. Calcium ist jedoch nicht genannt. Auch bei der elektrolytischen Kupfergewinnung ist angegeben, daß die Anode im wesentlichen einen Silberzusatz zu dem Blei enthält.

Ferner ist aus der DE-OS 25 08 538 eine elektrolytische Kupfergewinnung bekannt, wobei die Anode aus einer Blei-Legierung besteht,die 0,025 bis 0,10 Gew.-% Calcium enthält.

Schließlich ist aus der DE-PS 4 66 279 die elektrolytische Zinkgewinnung bekannt, wobei die Bleianode 4> mindestens 0,1% Silber enthalten soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zu finden, teilweise (oder vollständig) das Silber durch ein anderes legierendes Metall, das billiger ist, zu ersetzen, wobei die mechanischen und physikochemischen Eigenschaften der Anode beibehalten (und verbessert) werden und jegliche Verschmutzung des Elektrolyten vermieden wird, indem man nämlich eine reine kathodische Abscheidung und eine zufriedenstellende faradaysche und energetische Effizienz der Zelle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs gelöst.
Insbesondere wurde ermittelt, daß die Verwendung von Calcium, legiert mit geringen Werten bzw. Anteilen anderer Elemente, beispielsweise Silber selbst, zur Bildung einer ternären Legierung führt, die mit Hilfe der vorstehend angegebenen Methoden in Anoden übergeführt werden kann.

Die Erfindung betrifft daher eine korrosionsbeständige Anode aus einer mit Calcium legierten Bleiplatte für industrielle Elektrolysezellen, in denen saure Lösungen zirkuliert werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus 98,9 bis 99,9% Blei. 0,1 bis 1% Calcium undd 0 bis 0,1% Silber (Angaben in Gew.-%) besteht und zur elektrolytischen Gewinnung von Zink dient.

Es ist jedoch völlig unerwartet, daß man bei der elektrolytischen Gewinnung von Zink Blei-Calcium- Legierungen, die auch silberfrei sein können, verwenden kann. Es ist ferner überraschend, daß der Calcium-Gehalt größer sein muß im Vergleich zu einer Anode, die zur elektrolytischen Kupfergewinnung verwendet wird.

Die erfindungsgemäßen Anoden erwiesen sich als Ergebnis von Feld-Untersuchungen als ebenso wertvoll wie

die herkömmlichen Pb-Ag-Anoden, wenn nicht besser, insoweit als sie die gleichen mechanischen Eigenschaften, die gleiche faradaysche und energetische Zelleneffizienz, die gleiche Korrosionsbeständigkeit, die gleiche oder eine verminderte Verunreinigung der Kaihoden und die gleiche oder eine längere Nutzungsdauer besitzen im Vergleich zu den bisherigen gebräuchlichen Anoden.

Es wurde gefunden, daß die Kosten einer so hergestellten Anode um 20 bis 25% geringer sind als die Kosten einer herkömmlichen Anode, wenn man berücksichtigt, daß der gegenwärtige Silberpreis im Vergleich zu