DE531673C

DE531673C - Production of poorly soluble basic metal compounds by electrolytic means

Info

Publication number: DE531673C
Application number: DEJ32071D
Authority: DE
Original assignee: LEOPOLD JUNGFER DR
Current assignee: LEOPOLD JUNGFER DR
Priority date: 1927-08-30
Filing date: 1927-08-30
Publication date: 1931-08-13

Description

Herstellung schwerlöslicher basischer Metallverbindungen auf elektrolytischem Wege Die Herstellung schwerlöslicher basischer Metallverbindungen mit Hilfe der Elektrolyse ist bekannt. Zu diesem Z-#veck wird das Metall, dessen schwerlösliche basische Verbindung man herstellen will, ano,disch gelöst und durch die im Elektrolyten vorhandenen Fällungsionen niedergeschlagen. Letztere werden zum Teil während der Elektrolyse gebildet und zum Teil von außen zugeführt. BeispielsNveise geschieht diese Zuführung bei der Bildung von basischen Metallcarbonaten durch Einleiten von Kohlensäure in den Elektrolyten. Der Elektrolyt besteht aus einer wäßrigen Lösung fällender und lösender Salze.Production of poorly soluble basic metal compounds on an electrolytic basis Ways The production of sparingly soluble basic metal compounds with the help of Electrolysis is known. The metal, its poorly soluble basic connection one wants to establish, ano, disbonded and through the in the electrolyte precipitated ions present. The latter are partly during the Electrolysis formed and partly supplied from the outside. Example happens this feed in the formation of basic metal carbonates by introducing Carbon dioxide in the electrolyte. The electrolyte consists of an aqueous solution precipitating and dissolving salts.

Alle derartigen bisher bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die mit ihnen unter Einhaltung normaler Stromdichten erzeugten Produkte nicht als einheitliche chem#.sche Verbindungen ausfallen und selbst bei Anwendung niedrigster Stromdichten das gefällte Endprodukt nicht einheitlich ist. Bei der Verwendung höherer Stromdichten als der normalen treten außer diesem Übelstande noch weitere Nebenreaktionen ein, die wie die Bildung schwerlöslicher Sperrschichten an der Anode den Stromverbrauch erhöhen oder die wie die Bildung von Metallnebeln an der Anode ein rationelles Arbeiten unmöglich machen. Ferner weisen die nach den bisherigen Verfahren hergestellten Produkte schlechte physikalische Eigenschaften auf, die durch die hohe Aktivität der bei der Fällung beteiligten Ionen bedingt sind und die .eine technische Verwendung der so hergestellten basischen Metallverbindungen erschweren.All such previously known methods have the disadvantage that the products generated with them in compliance with normal current densities are not considered uniform chemical compounds fail and even when the lowest Current densities the precipitated end product is not uniform. When using higher In addition to this inconvenience, other side reactions occur with current densities than normal one that, like the formation of poorly soluble barrier layers on the anode, reduces power consumption increase or which work efficiently like the formation of metal mist at the anode to make impossible. Furthermore, those produced by the previous methods Products have poor physical properties due to high activity the ions involved in the precipitation are conditional and the .a technical use of the basic metal compounds produced in this way.

Alle obigen Nachteile werden nach der vorliegenden Erfindung dadurch beseitigt, daß dem Elektrolyten katalytisch wirkende organische Stoffe, beispielsweise -Äthylenglykol, zugesetzt werden, die imstande sind, die Affinität der einzelnen Ionen zueinander zu regeln und mit einem oder .mehreren Ionen, die während der Elektrolyse vorhanden sind, im Elektrolyten lösliche Zwischenverbindungen zu bilden. Diese so gebildeten Zwischenprodukte, die gegenüber ihren eigenen Ionen stabil sind, werden durch die betreffenden anderen (Fällungs-) Ionen zersetzt, und-zwar derart, daß die schwerlöslichen basischen Metallverbindungen in reiner Form ausgefällt werden und eine Rückbildung der organischen Katalysatoren eintritt. Konzentrationsschwankungen eines Ions oder mehrerer Ionen, wie sie während einer technischen Elektrolyse eintreten, üben keinen Einfluß auf die chemische Zusammensetzung der schwerlöslichen basischen Metallverbindung aus, da .das Ionengleichgewicht durch die organischen Zwischenverbindungen aufrechterhalten bleibt. Es ergibt sich weiter der Vorteil, daß bei höheren Stromdichten gearbeitet werden kann, wobei die zugesetzten organischen Katalysatoren sowohl die Bildung von Sperrschichten wie .auch das Abreißen von Anodenmaterial und die Bildung von Metällnebeln wirksam verhindern. Durch die Menge der zugesetzten organischen Stoffe wird ferner die Dispersität der scli*erlöslichen' häsischen Metallverbindungen mitbestimmt und verändert, und es werden Niederschläge" erzielt, die auch in ihrer Struktur für den technischen Verwendungszweck brauchbarer und angepaßt sind. Für die chemische Fällung von Bleiweiß sowie von Zinksulfid und Lithopon -aus, den entsprechenden Metallsalzlösungen sind gemäß Patent 76 236, K1. 22, und Patent 178 983, K,1. 22 f, Verfahren bekannt geworden, die durch Zusatz von Glycerin bzw. Zuckerarten einen möglichst hohen Dispersitätsgrad der niederzuschlagenden Stoffe erzielen wollen. Demgegenüber wird der Gegenstand vorliegender Erfindung dahin klargestellt, daß es sich hier um die elektrolytische Herstellung basischer Metallverbindungen handelt, die in chemisch reiner Form erhalten werden sollen.All of the above disadvantages are eliminated according to the present invention by adding catalytically active organic substances, for example ethylene glycol, to the electrolyte, which are able to regulate the affinity of the individual ions for each other and with one or more ions that are present during the electrolysis are present to form soluble interconnects in the electrolyte. These intermediate products formed in this way, which are stable to their own ions, are decomposed by the other (precipitation) ions concerned, in such a way that the sparingly soluble basic metal compounds are precipitated in pure form and the organic catalysts are regressed. Fluctuations in the concentration of one or more ions, such as those that occur during industrial electrolysis, have no effect on the chemical composition of the sparingly soluble basic metal compound, since the ionic balance is maintained by the organic intermediate compounds. There is also the advantage that it is possible to work at higher current densities, the added organic catalysts effectively preventing both the formation of barrier layers as well as the tearing off of anode material and the formation of metal mist. The amount of organic substances added also determines and changes the dispersity of the soluble metallic compounds, and precipitates are obtained whose structure is also more useful and adapted to the technical application. For the chemical precipitation of white lead as well of zinc sulfide and lithopone -aus, the appropriate metal salt solutions are according to Patent 76236, K1. 22 and Patent 178983, K, 1. 22 f, known methods the highest possible degree of dispersion by the addition of glycerin or sugars of the low slamming In contrast, the subject matter of the present invention is clarified to the effect that it is a question of the electrolytic production of basic metal compounds which are to be obtained in chemically pure form.

Außer Äthylenglykol können als Katalysatoren noch beispielsweise Verwendung finden: Trichlorphenol, Saccharose, p-Nitroanilin, n-Butylalkohol, Acetamid, Glycerin und Gemische hiervon.In addition to ethylene glycol, catalysts can also be used, for example find: trichlorophenol, sucrose, p-nitroaniline, n-butyl alcohol, acetamide, glycerine and mixtures thereof.

Soll beispielsweise nach dem beschriebenen Verfahren Bleiweiß (basisches Bleicarbonat) hergestellt werden, so elektrolysiert :man in einem Elektrolyseur, der als Kathoden und Anoden Weichbleiplatten von 2 cm Dicke enthält und die sich im Abstande von 3 cm voneinander befinden. Die arbeitende Fläche der Bleianoden, die aus Weichblei, Markei Tadanad!, mit 99,99 °/11 Pb bestehen, ist 9,4 qdcm groß; der Strom beträgt 47.Amp., die Stromdichte 5 Amp./qdcm. Der Elektrolyt besteht aus 8 1 einer 211/11igen wäßrigen Lösung eines - Salzgemisches, das zu 9o 11/11 aus Natriumchlorat und zu io 111, aus. Natriumcarbonat besteht. Diesem Grundelektrolyten werden z,211/11 Äthylenglykol zugesetzt. Bei der Dauerelektrolyse muß nach Maßgabe des Verbrauchs Kohlensäure und Wasser zugeführt werden. Es wird ein Bleiweiß mit 86,211/11Pb0 rein weißer Farbe und ohne freies Pb (OH), erhalten. Benutzt man unter obigen Bedingungen .den Grundelektrolyten ohne Äthylenzusatz, so -wird ein graues, durch Bleistücke und Bleinebel verunreinigtes Gemisch von PbC0, und* Pb (0H)2 wechselnder Zusammensetzung erhalten. Soll beispielsweise nach obigem Verfahren Cadmiumhydroxyd hergestellt werden, so wird obige Einrichtung unter sinngemäßer Abänderung benutzt. Anoden und Kathoden bestehen aus destilliertem Cachnium mit 99,7 11/11 Cd, Marke Marquart. Der Elektrolyt besteht aus reiner, bei Zimmertemperatur gesättigter Natriumchloridlösung, die ihrerseits mit n-Butylalkohol gesättigt wird. Die Stromdichte beträgt 4 Amp./qdcm. Es entfällt ein reines, gut auswaschbares, chlorfreies Cad#miumhydroxyd, das rein weiß ist und sich direkt oder als Ausgangsmaterial für andere Cd-Verbindungen in der Praxis verwenden läßt. Ohne Katalysatorzusatz wird ein graues, chlorhaltiges Produkt erhalten, dem keine Verwendbarkeit zukommt. Bei längerer Elektrolyse ist Wasser nach Maßgrabe des Verbrauchs zu ersetzen.If, for example, white lead (basic Lead carbonate) are produced as follows: one in an electrolyser, which contains soft lead plates of 2 cm thickness as cathodes and anodes and which at a distance of 3 cm from each other. The working surface of the lead anodes, which are made of soft lead, Markei Tadanad !, with 99.99 ° / 11 Pb, is 9.4 square centimeters in size; the current is 47 amps and the current density is 5 amps / qdcm. The electrolyte consists of 8 1 of a 211/11 aqueous solution of a salt mixture resulting in 9o 11/11 Sodium chlorate and to io 111. Consists of sodium carbonate. This basic electrolyte z, 211/11 ethylene glycol are added. In the case of permanent electrolysis must be in accordance with of consumption carbonic acid and water are added. It will be a white lead with 86.211 / 11Pb0 pure white color and without free Pb (OH). Is used under above conditions .the base electrolyte without the addition of ethylene, then a gray, Mixture of PbC0, and * Pb (OH) 2, contaminated by pieces of lead and lead fog, varying Preserved composition. Should, for example, cadmium hydroxide according to the above procedure are produced, the above device is used with a corresponding modification. The anodes and cathodes are made of distilled cachnium with 99.7 11/11 Cd, brand Marquart. The electrolyte consists of pure sodium chloride solution that is saturated at room temperature, which in turn is saturated with n-butyl alcohol. The current density is 4 Amp./qdcm. There is no pure, easily washable, chlorine-free cad # mium hydroxide that is pure is white and can be used directly or as a starting material for other Cd compounds in can be used in practice. Without the addition of a catalyst, a gray, chlorine-containing Received product that is not suitable for use. With prolonged electrolysis is Replace water according to consumption.

Die .in obigen Beispielen erläuterte katalytische Wirkung organischer Zusatzstoffe kann nicht in Parallele gesetzt werden zu den bekannten Arbeiten, elektrolytische Vorgänge durch Zusatz von Methyl- und Äthylalkohol zu beeinflussen (L e B 1 a n c, Lehrb. der Elektrochemie, B. Aufl. S. 3i4 und S. 348) Eine Steigerung der Polarisationsspannung wird durch die nach vorliegender Erfindung gemachten organischen Zusätze nicht hervorgerufen, und eine solche würde für den technischen Effekt und die Energieausbeute auch sehr schädlich sein. Es handelt sich hier ferner um .anodische Vorgänge, nicht um die Beeinflussung von kathodischen Reduktionspotentialen durch organische Depolarisatoren.The catalytic effect explained in the above examples is organic Additives cannot be put in parallel with the known work, electrolytic To influence processes by adding methyl and ethyl alcohol (L e B 1 a n c, apprentice der Elektrochemie, B. Ed. P. 3i4 and P. 348) An increase in the polarization voltage is not caused by the organic additives made according to the present invention, and such a would also be great for the technical effect and the energy yield be harmful. We are also dealing here with .anodic processes, not with Influence of cathodic reduction potentials by organic depolarizers.

Claims

PATENT CLAIM: Production of sparingly soluble basic metal compounds electrolytically, characterized in that the electrolyte is organic Catalysts, for example ethylene glycol, are added to the anodic with the Dissolved metal in the electrolyte can form soluble interconnections that in turn under the influence of the precipitation ion with regression of the organic ones Additives disintegrate and the desired poorly soluble basic metal compound result.