DE356166C - Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigenRohmaterialien - Google Patents

Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigenRohmaterialien

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DE356166C
DE356166C DET20468A DET0020468A DE356166C DE 356166 C DE356166 C DE 356166C DE T20468 A DET20468 A DE T20468A DE T0020468 A DET0020468 A DE T0020468A DE 356166 C DE356166 C DE 356166C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/16Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of zinc, cadmium or mercury

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Description

  • Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigen Rohmaterialien. Die Erfindung betrifft ein elektrolytisches Verfahren zur Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigen. Rohmaterialien. Es ist bekannt, Zink elektrolytisch aus seinen Lösungen niederzuschlagen, nachdem man denselben eine verhältnismäßig große Menge Säure und ein Kolloid zugesetzt hat. Die elektrolytische Ausfällung des Zinks aus dieser Lösung erfolgt durch einen Strom von hoher Stromdichte.
  • Wenn man dieses Verfahren auf die Zinkgewinnungaus Erzen in der Weise anwenden will, daß der gebrauchte Elektrolyt stets wieder benutzt wird, um frisches Erz auszulaugen, so daß man einen Kreisprozeß erhält, so ergeben sich bei den üblichen Arbeitsweisen Schwierigkeiten, die die praktische Durchführbarkeit ausschließen.
  • Wenn man den gesamten Elektrolyten zur Auslaugung des Erzes derart benutzen wollte, laß man ihn dabei vollständig absättigt, so müßte man für die neue Elektrolyse, um den gewünschten hohen Säuregehalt zu erreichen, sehr erhebliche Mengen frischer Säure zusetzen, was mit Rücksicht auf den Säureverbrauch und die fortgesetzte Vermehrung der zu behandelnden Flüssigkeitsmenge unzweckmäßig und praktisch nicht durchführbar sein würde.
  • Wollte man andererseits beim Auslaugen die Neutralisation des hierzu benutzten Elektrolyten nur so weit treiben, daß die Flüssigkeit den gewünschten hohen Säuregehalt behält, so würden infolge dieses' hohen Säuregehaltes die Pumpen, Filter und sonstigen zur, weiteren Behandlung der Lösung vor der neuen Elektrolyse notwendigen Einrichtungen a i igcgriffen g werden. Außerdem würden bei Anwesenheit freier Säuren Eisen und andere Verunreinigungen durch das Zinkoxyd des Erzes nicht niedergeschlagen werden können, sie würden Säure verbrauchen und sich schließlich so weit anreichern, daß die Durchführbarkeit der Elektrolyse beeinträchtigt werden würde. Endlich würde bei Erzen mit silikathaltiger Gangart eine verhältnismäßig große Menge kolloidaler Kieselsäure in die saure Lösung übergehen. Hierdurch würde die Lösung gallertartig und unter Umständen sogar halbfest werden, so daß sie überhaupt nicht weiter behandelt werden kann.
  • Alle diese I: mständ:e werden gemäß der Erfin hing dadurch vermieden, daß der Elektro-Ivt nach der Ausfällung des Zinks in zwei Teile .teilt wird, von denen der eine zur Behandlung frischen Erzes dient, wobei die Lösung durch Zink vollständig neutralisiert wird. Darauf wird dieser Teil wieder mit .::lein zweiten .Teil des Elektrolyten gemischt, so daß man wiederum eine saure Lösung erhält. Das Verhältnis der beiden Teile, in die der durch die Elektrolyse stark mit Säure angereicherte geteilt wird, wird .dabei so bemessen, daß die Säuremenge in dem nicht zur Auslau-un- frischen Erzes benutzten Teil so groß ist wie die Säuremenge, die nach beendigter Auslaugung und Wiedervereinigung -der beiden Anteile in der gesamten Flüssigkeit vorhanden sein soll.
  • Man erhält auf diese Weise ohne Zusatz frischer Säure stets wie der einen Elektrolyten von dem gewünschten hohen Säuregehalt. Dabei wir d die bei je ler Elektrolyse gebildete Säure vollständig ausgenutzt, andererseit's aber ein Angriff der Pumpen usw. oder das Eintreten der vorher erwähnten Nachteile vermieden, da bei der 2uslaugung eine vollständige Neutralisation stattfindet. Der Kreisprozeß kann immer aufs neue wiederholt werden, ohne daß der Zusatz eines Kolloids notwendig ist, da durch die Einwirkung der Säure auf die Erze in der Regel kolloidale Kieselsäure gebildet wird. Man kann aber gewünachtenfalls auch noch Kolloide zusetzen.
  • Der Säuregehalt des Elektrolyten, wie er bei ler Mischung der beiden Anteile erhalten wird, kann etwa 5 bis 3o Prozent betragen, rin Stromdichte bei der Elektrolyse etwa 50o bis Io ooo Amp./qm.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise die nachfolgend beschriebene. Das Erz oder sonstige zinkhaltige Gut, aus welchen das Zink extrahiert werden soll, wird zuerst durch Zerkleinern in eine für die Extraktion geeignete Form gebracht. Zweckinäßigerweise wird das Erz zu ziemlich feinem Pulver zermahlen, so daß es mit der hinzugefügten Lösung einen leicht durchführbaren Brei bildet. Im Falle der Anwendung von Sulfid oder anderen Zinkerzen röstet man las zerkleinerte Material, um dann das Zink in eine durch Säuren leichtlösliche Form überzuführen.
  • Darauf wird glas Erz mit einer Säure, beispiels weise Schwefelsäure, behandelt. Dies kann geschehen auf dem Wege der Durchseihung oder des Einsumpfens oder durch Einrühren der Säure.. Das letztere Verfahren wird deshalb in der Regel angewendet werden, weil es das rascheste Arbeiten gestattet. Die Säure wird in der eben ausreichenden Menge hinzugefügt, um das Zink aus dem Erz aufzunehmen und eine neutrale Lösung zu bilden. Sie wird hierauf erforderlichenfalls durch Filtrieren oder Absitzenlassen von der aufgeschlämmten festen Substanz ,getrennt und danach mittels einer weiteren Menge Säure angesäuert. Es ist wünschenswert, die Lösung in heißem Zustande zu filtrieren, um ein Ausscheiden des Zinksulfats während der Filtration zu verhindern. Es ist vorteilhaft, die Konzentration der Lösung so zu wählen, daß sowohl der Zink- wie der Säuregehalt ein ziemlich hoher ist, z. B. I4o g Zink pro Liter und 5o bis 300 g Schwefelsäure pro Liter. Besonders zweckmäßig hat sich ein Schwefelsäuregehakt von etwa 5o g freier Schwefelsäure pro Liter erwiesen. Die saure Lösung wird dann mit Hilfe unlöslicher Anoden und geeigneter Kathoden elektrolysiert. Als Anoden dienen z. B. Bleiplatten. Die Stromdichte wählt man bei der Elektrolyse ziemlich hoch, nämlich etwa 5oo bis 3 ooo Ampere pro Quadratmeter, und setzt die Elektrolyse fort, bis lie genügende Menge Zink niedergeschlagen ist. Gewöhnlich ist dies der Fall, wenn ungefähr 6o b pro Liter ausgeschieden sind, womit dann eine entsprechende Erhöhung des Säuregehalts auf etwa I5o bis I70 g Schwefelsäure pro Liter verbunden ist.
  • Die Regenerierun g der Lösungen nach den Niederschlagen des Zinks geschieht dann in folgender Weise. plan teilt diese Lösung in zwei Teile, derart, däß der eine Teil gerade so viel freie Säure enthält wie die ursprüngliche Lösung. Dies nag durch folgendes Beispiel näher erläutert werden.
  • Es sei angenommen, daß die ursprüngliche Lösung pro Liter 75g" freie Säure enthalte und der Säuregehalt bei gleichbleibendem Volumen schließlich auf I5o g pro Liter gestiegen ist. Von einer derartigen Lösung wäre alsdann gerade die eine Hälfte abzuteilen. Die eine Hälfte wird beiseite bestellt, während man die zweite zum Auflösen von Zink aus einer frischen Erzbeschickung braucht. Die hierbei benutzte Erzmenge wird so bemessen, daß sie gerade zur Neutralisierung :?.er gesamten Säure hinreicht. Sobald _lie Lösung nahezu neutral ist, füge man noch eine kleine :Menge frischen Erzes zu, um die Neutralisierung zu vervollständigen und Eisen auszufällen. Die Lösung wird dann vorn Rückstande :getrennt und nun mit der vorher beiseite gestellten stark, sauren Lösung vereinigt. Hierdurch wird der Säuregehalt der gemischten Lösung wieder auf die ursprüngliche Konzentration gebracht. Die Lösung wird hierauf von neuem elektrolysiert,worauf sich dann der gleiche Kreisprozeß wiederholt.
  • Obgleich die Gegenwart von Eisen in der Lösung den physikalischen Charakter des niederbeschlagenen Zinks nicht nachteilig, beeinfußt, könnte doch in dem Kreislaufprozeß des vorliegenden Verfahrens die Menge des Eisens -im Elektrolvten nach und nach derart zunehmen und einen solchen Grad erreichen, aß Verunreinigungen des niedergeschlagenen Zinks herbeigeführt werden können. Fernerhin könnte bei lange fortgesetzter Elektrolyse ler Eisengehalt auch dazu beitragen, die «% irksam1ieit des Verfahrens zu -beeinträchtigen. Es ist deshalb zu empfehlen, das Eisen aus ler Lösung durch Zugabe von Erz niederzuschlagen.
  • Die Beschaffenheit des niedergeschlagenen Zinks ist nach dieser Arbeitsweise eine sehr gute, so daß es direkt .als Galvanisierungsschickt zum Schutz von Eisen gegen Korrosion benutzt werden kann. Will man aber das Zink in der Form massiven Mletalls gewinnen, so benutzt man eine Kathode, von der der Zinkniederschlag leicht ablösbar ist, wie z. B. eine Aluminiumelektrode oder eine geölte oder mit Graphit bedeckte Kupferelektrode. Das abgelöste Zink kann dann eingeschmolzen und vergossen wenden. Man kann aber auch das Zink auf dünnen Blättern von Zinkfolie niederschlagen, die man dann ohne Abtr ennung im ganzen einschmilzt. Schließlich kann auch eine Kathode aus Eisen oder anderem Material von hohem Schmelzpunkt benutzt werden, von der man den Zinkniederschla urch Eintauchen der Kathode in ein Bad von geschmolzenem Zink oder geschmolzenem Zinkchlorid entfernt, so daß die Kathode selbst wieder in den Fällungsbehälter eingesetzt werden kann.
  • Wenn die verbrauchte Schwefelsäuremenge lie von dem Erz theoretisch benötigte übersteigt, so ist es wünschenswert, das Erzrösten so durchzuführen, daß ein Teil des Schwefelgehalts in der Form von Sulfat oder basischem Sulfat zurückbleibt. Durch Abänderung der Bedingungen beim Rösten kann dieser Sulfatgehalt so geregelt werden, um Säureüberschuß oder -verlust beim Lösen auszugleichen.
  • Die Vorteile, welche mit Hilfe des vorliegen@len Verfahrens in seiner Anwendung auf die elektrolytische Behandlung einer stark sauren Zinklösung mittels eines Stromes von Hoher Dichte erzielt werden können, sind folgende: a) Die besonderen günstigen Umstände, welche die Anwendung einer hohen Stromdichte und eines hohen Säuregehalts und die Gegenwart eines Eolloids mit sich bringen, lassen sich auf das beste ausnutzen unter unmittelbarer Benutzung der aus Erzen und anderen Rohsubstanzen erhaltenen Lösungen und ohne Verlust an Säure oder Anhäufung von Verunreinigungen.
  • b) Es ist die Möglichkeit geboten, das Zinkmetall direkt aus den Erzen zu extrahieren und unmittelbar in einer Form niederzuschlagen, in welcher es als schützende Überzugaschicht für Eisen oder Stahl gebraucht werden kann. Dies war im Großbetrieb bei den bisher bekannten Verfahren nicht möglich.
  • e) Infolge des hohen Säuregehaltes der zur Extraktion der Erze dienenden Lösungen geht das Zink rasch in Lösung, und die zur Durchführung dieser Operation benötigte Anlage kann verhältnismäßig sehr klein sein. Auch für Niederschlagung des Zinks ist infolge der angewandten hohen Stromdichte nur eine kleine Anlage erforderlich, ebenso braucht die Anzahl der Elektroden und sonstigen Zubehörteile nur gering zu sein. d) Es wird ermöglicht, eine große Menge Zink aus der Lösung ohne Regenerierung der-Selben zugewinnen. Bisher war, wie besonlers betont werden muß, gerade dies die-Hauptschwierigkeit, da die Stromleistung bei der Zinkeleltrolvse in den Maße, wie der Säuregehalt anstieg, rasch fiel. Aus dieseln Grunde war man bisher, um die Elektrolvse fortsetzen zu können, immer auf die Zuhilfenahme besonderer Mittel zur Verhinderung der Ansammlung von Spure in der Lösung angewiesen, wie z. B. die Anwendung von Diaphragmen, löslichen Anoden o. dgl. Mit der nach diesem Verfahren benutzten Lösung läßt sich hingegen eine sehr große Ausbeute an Zink erreichen, da die Anreicherung der Säure keinen Nachlaß in der Winksamkeit verursacht. Auch hiermit ist wieder der Vorteil einer verhältnismäßig kleineren Anlage verbunden.
  • e) Bei der Behandlung von eisen- und manganhaltigen Erzen kann durch Neutralisierung der Lösung und nachfolgendes Hinzufügen einer kleinen E rzmenge alles vorhandene Eisen ausgefällt werden. Auch das Mangan, das bisher als ein unüberwindliches Hindernis angesehen wurde wegen der Bildung von Übermangansäure und darauffolgender Wiederlösung des Zinks, wirr tortlaufend bei der Elektrolvse ausgeschaltet. Es konnte nämlich festgestellt werden, daß unter den beschriebenen Bedingungen Mangan kontinuierlich an den Ano len als Mangandioxyd ausfällt und, leicht von der Lösung durch Filtration oder Absitzenlassen ausgeschie-_len werden kann. Die Ansammlung von Man.g.aasalzen in der Lösung wird hierdurch verhindert, und die Gegenwart von Mangan in den Erzen übt deshalb keine irgendwie schädigende Wirkung auf die Eigenschaft des erhaltenen Niederschlages aus.
  • f) Das Verfahron macht es möglich, bei vielen Arten von Erzen die Beschaffenheit der Niederschläge mi ändern, indem man die Kieselsäure ,nutzbar macht, die durch di,e Einwirkung der sauren Lösungen auf die Silikate der Erze entsteht. Diese Kieselsäure kann .an Stelle eins anderen Kolloids wirken, welches man anderenfalls zur Bildung glänzen-ler Zinkniederschläge hätte besonders ztisetzen müssen.
  • g) Da die Rückstände der Extraktion aus den neutralen Lösungen abgeschieden werden, stellen sich keine schädigenden Säurewirkungen auf Pumpen, Filter und sonstige Teile der Anlage ein, die zum Umfüllen und Leiten der Lösungen gebraucht werden, Die nach dem vorliegenden Verfahren bereitete Lösung, nämlich eine solche von hohem Säuregehalt, würde bei irgendeinem der anderen bekannten Prozesse praktisch nutzlos sein, sie läßt sich eben nur verwenden für las hier beschriebene Verfahren,@weil es bisher nicht möglich war, nach den üblichei Arbeitsweisen Zin kirietall, aus einer Lösung-von höhem Prozentgehalt an freier Säure und mit Gehalt an anderen len Zink gegenüber elektronegativen Metallen abzuscheiden.

Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Zink aus Er zen un dI anderen zinkhaltigen Roh-Materialien durch Elektrolyse stark saurer Lösungen mittels eines Stromes von hoher Dichte und unter Wiederbenutzung des an Säure angereicherten Elektrolyten zum auslaugen von frischem Zinkerz, dadurch gekeenazeichnet, daß der gebrauchte Elektrolyt in zwei Teile geteilt wird, deren einer so viel Säure enthält, als dem gewünschten Gesamtsäuregehalt des neuen Elektrolyten entspricht, während der anlere zum Auslaugen frischen Erzes verwendet und nach vollständiger Neutralisierung seines Säuregehaltes mit dein zuvor abgetrennten sauren Anteil wieder vereinigt wird.
DET20468A 1915-08-16 1915-08-31 Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigenRohmaterialien Expired DE356166C (de)

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DET20468A DE356166C (de) 1915-08-16 1915-08-31 Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus Erzen und anderen zinkhaltigenRohmaterialien

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2476149A1 (fr) * 1980-02-19 1981-08-21 Cominco Ltd Perfectionnements apportes aux procedes et installations pour l'obtention de zinc par voie electrolytique

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2476149A1 (fr) * 1980-02-19 1981-08-21 Cominco Ltd Perfectionnements apportes aux procedes et installations pour l'obtention de zinc par voie electrolytique

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