DE3433587C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anode für die elektrolytische Ge­ winnung von Zink aus wäßriger Lösung, umfassend ein silberhaltiges Blei­ blech und eine bleiummantelte, aus Kupfer bestehende Tragstange mit einem Ansatz, mit dem das Bleiblech durch Schweißen oder Schmelzen verbunden ist.

Zink kann auf verschiedene Art als Metall gewonnen werden. Ein wichtiges Verfahren zur Gewinnung von Zink ist eine elektrolytische Abscheidung aus wäßrigen Zinksalzlösungen. Bei diesem Verfahren werden Elektrolysezellen verwendet, die meistens aus säurefest geschütztem Beton bestehen mit einer Kathode aus Aluminiumblech und einer Anode aus einem Bleiblech, das bis zu 1,1% Silber enthält. Dieser Silbergehalt in der Anode bewirkt eine besondere Korrosionsbeständigkeit der Anode und führt dazu, daß im Kathodenzink niedrigere Bleigehalte auftreten als bei Anoden aus Reinblei und bringt weitere Vorteile. Die Anode ist an ihrem oberen Ende oder an ihrem oberen Rand mit einer Tragstange aus Kupfer versehen, die mit ihren Enden auf dem Elektrolysenzellenrand aufliegt und den Anoden­ stromanschluß trägt.

Es ist bekannt (GB-OS 20 01 347), die Tragstange für eine Anode bei der elektrolytischen Gewinnung von Blei zu verstärken. Die Tragstange besteht ansonsten aus Kupfer. Die Verstärkung wiederum kann aus Stahl oder aus Glasfaser verstärktem Kunststoff bestehen.

Die verstärkte Kupferstange ist dann mit einer Bleischicht um­ gossen, welche einen Flansch aufweist, in dann das eigentliche Anodenblech befestigt ist, beispielsweise durch Angießen oder Schweißen. Das Kupfer­ blech kann aber auch um die Kupferstange gegossen sein und eine Einheit mit der Ummantelung der Kupferstange bilden.

Aus der US-PS 41 24 482 ist ein ähnlicher Aufbau beschrieben, wobei das Anodenblech mit der Ummantelung der stromzuführenden Kupfer­ stange eine Einheit bildet und einen Anteil an Kalzium enthält. Außer Kalzium kann das Anodenblech auch kleine Teile von Silber, Kupfer, Zink, Antimon, Eisen und Wismut enthalten.

In der Regel ist die Höhe oder der Pegel des Elektrolyten in der Zelle so gehalten, daß zwischen Pegelstand und oberem Rand der Zelle ein beträchtlicher freier Raum verbleibt. Das die Anode bildende Blech ist aber um die aus Kupfer bestehende Tragstange herumgegossen, das be­ deutet, daß von dem silberhaltigen, die Anode bildenden Bleiblech nur ein Anteil in den Elektrolysten eintaucht, der restliche Teil hingegen sich außerhalb des Elektrolyten befindet und weder korrodieren noch Blei in den Elektrolyten abgeben kann, welches zur Kathode wandern könnte. Der Anteil Silber in jenem Teil der Anode, der nicht in den Elektrolyten eintaucht, ist also praktisch verschwendet und nutzlos.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anode für die Zinkelektrolyse aus wäßrigen Zinksalzlösungen zu schaffen, die aus einem Bleiblech mit einer Tragstange aus Kupfer besteht, bei der Silber nur in jenem Teil der Anode enthalten ist, die in den Elektrolyten eintaucht und die gegenüber der herkömmlichen Anode kostengünstiger ist, wertvolles, sel­ tener werdendes Edelmetall einspart und in einer Weise herstellbar ist, die technisch fortschrittlicher ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß nur das in den Elektro­ lyten eintauchende Anodenblech ein silberhaltiges Blech ist, das strangge­ gossen oder gewalzt ist, während die Bleiummantelung der aus Kupfer be­ stehenden Tragstange silberfrei ist.

Das in den Elektrolyten eintauchende Teil der Anode ist vorzugs­ weise oberflächenstrukturiert oder mit Durchbrechungen versehen.

Die aus Kupfer bestehende Tragstange ist länger als das Anoden­ blech breit ist und liegt mit ihren freien beiden Enden auf den oberen gegen­ überliegenden Ränder der Elektrolysezelle auf. Die Stromzufuhr erfolgt unter Verwendung an sich bekannter Einrichtungen zu einem Ende der aus Kupfer bestehenden Tragstange.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anode für die Zinkelektro­ lyse geht man so vor, daß von dem gegossenen, stranggegossenen oder gewalzten silberhaltigen Blech, welches die Anode bilden soll, ein ent­ sprechendes die Anode bildendes Stück in eine geeignete Vorrichtung eingebracht wird zusammen mit der aus Kupfer bestehenden Tragstange, wobei zwischen einem Ende des silberhaltigen Anodenbleches und der Kupferstange ein solcher Abstand verbleibt wie unter Berücksichtigung der Höhe des Elektrolytpegels in der Zelle, bezogen auf den oberen Rand der Zelle, erforderlich und worauf dann die Verbindung zwischen silberhaltigem Anodenblech und Kupferstange durch Umgießen mit silber­ freiem Blei hergestellt wird.

Auf diese Weise wird nicht nur der Silbergehalt, der in den Ano­ den erforderlich ist, beträchtlich verringert, etwa um 12 bis 18%, son­ dern die Aufarbeitung gebrauchter und verbrauchter Anoden und die Herstellung neuer Anoden wird erheblich vereinfacht.

Für die Aufarbeitung der Anoden brauchte an sich nur jener Teil abgetrennt zu werden, der durch die Angußnaht begrenzt ist und der Silber enthält.

Der Kopf der Anode mit dem silberfreien Angußblei und der aus Kupfer bestehenden Tragstange könnte sogar wieder verwendet werden, indem man nur das in den Elektrolyten eintauchende silberhaltige, die Anode bildende Bleiblech an den verbliebenen Kopf und an der Trenn­ oder Schnittstelle wieder angießt mit silberfreiem Blei.

Da die Anode eine beträchtliche Dicke hat, wirkt das Angießen wie das Anschweißen oder Anlöten im sonstigen Metallbau, wobei die Ränder der zu verbindenden Teile entsprechend herkömmlicher Schweiß­ technik angefast sein können.

Man kann natürlich auch einen frischen Kopf unter Verwendung einer neuen Kupfertragstange angießen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die ein Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt, näher erläutert:

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 eine Ansicht einer Anode gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anode nach Fig. 1 mit der eingegossenen Tragstange,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Anode und

Fig. 4 einen Schnitt auf der Linie A-B der Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1 die Wände der Elektroly­ sezelle und die Bezugszeichen 2 die oberen Ränder, auf denen die Anode 3 mit ihrer Tragstange 4 aufliegt. Die gestrichelte Linie 5 bezeichnet den Pegel des Elektrolyten in der Zelle und zeigt weiter, daß von der gesam­ ten Anode 3 nur jenes Stück in den Elektrolyten eintaucht, was unter­ halb der gestrichelten Linie 5 liegt. Dieses in den Elektrolyten einge­ tauchte Teil der Anode enthält Oberflächenstrukturierungen 6 und Ausneh­ mungen 7 zum Zwecke der besseren Zirkulierbarkeit des Elektrolyten bei angelegter Spannung und zum Einsetzen von Anodenabstandshaltern. Bei 8 ist schematisch der Stromanschluß für die Anode gezeigt, der an der Kupferstange 4 befestigt ist. Die Anode kann vermittels nicht dargestell­ ter Einrichtungen am oberen Rand 2 der Elektrolysezelle gesichert oder zusätzlich gehalten sein, um eine seitliche Verschiebung zu verhindern.

Erfindungsgemäß ist nun jener Teil der Anode, der mit 3′ bezeich­ net ist und der unterhalb der gestrichelten Linie 5 liegt, aus einem sil­ berhaltigen Blei hergestellt, wie eingangs beschrieben, während das an­ dere Teil oberhalb der gestrichelten Linie 5 silberfreies Blei ist. Die Ver­ bindung des silberhaltigen Anodenteiles mit dem silberfreien Kopfteil einschließlich Tragstange erfolgt auf der gestrichelten Linie, beispiels­ weise unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer Form, die so ausgestaltet ist, daß die Form gerade den oberen Rand an der gestrichelten Linie des silberhal­ tigen Anodenbleches aufnimmt sowie in entsprechendem Abstand dazu die Tragstange 4, und daß dann der Hohlraum, der der Konfiguration wie in Fig. 4 etwa entspricht, mit Blei ausgegossen wird.

Die Umgießung der Tragstange aus Kupfer mit dem Bezugszeichen 4 ist deutlich aus Fig. 4 zu ersehen und hat keulenförmige Gestalt mit einem daran sich anschließenden Ansatz 9, der der Dicke des Anoden­ bleches entspricht. Auf der Linie 5 folgt dann die Verbindung mit dem Teil 3′. Die Form zur Herstellung eines solchen Kopfteiles und seine Verbindung mit dem silberhaltigen Anodenblech unterhalb der Linie 5 an dem Rand bei 5 könnte also unter Verwendung einer Form geschehen, die dieser Konfiguration entspricht und in die die Tragstange so einge­ legt ist, daß das Ende mit dem elektrischen Anschluß 8 herausschaut, während das andere Ende ebenfalls umgossen ist. Die umgossene Blei­ schicht ist in den Figuren mit 10 bezeichnet.

Bei Anbringung des Kopfteiles, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, an dem silberhaltigen Teil der Anode durch Schweißen oder Löten ist eine Form der oben beschriebenen Art nicht erforderlich, weil die Ver­ bindung dann im näheren Bereich der Linie 5 erfolgt. Zu diesem Zweck könnte das Kopfteil als auch der entsprechende zugekehrte Rand des silberhaltigen Anodenbleches abgefast sein, beispielsweise wie in Fig. 4 durch die gestrichelten Linien bei 11 angedeutet, so daß sich eine große Verbindungsfläche ergibt.

Es soll hier noch erwähnt werden, daß die Trennungslinie zwi­ schen silberhaltigem Anodenteil und silberfreiem Kopfteil in Abhängigkeit von dem Pegelstand des Elektrolyten variieren kann, jedoch sollte darauf geachtet werden, daß diese Trennungslinie immer außerhalb des Elektrolyten liegt.

Durch diese erfindungsgemäße Anode und ihr besonderes Her­ stellungsverfahren wird wichtiger Rohstoff eingespart und eine wirt­ schaftliche Fertigungsweise erhalten, die auch in erheblichem Maße Energie einspart, verbunden mit einer Reduzierung des Schmelzverlustes.

Claims (1)

1. Anode für die elektrolytische Gewinnung von Zink aus wäßriger Lösung, umfassend ein silberhaltiges Bleiblech und eine bleiummantelte, aus Kupfer bestehende Tragstange mit einem Ansatz, mit dem das Bleiblech durch Schweißen oder Schmelzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur das in den Elektrolyten eintauchende Anodenblech ein silberhaltiges Blech ist, das stranggegossen oder gewalzt ist, während die Bleium­ mantelung der aus Kupfer bestehenden Tragstange (4) silberfrei ist.