DE584550C

DE584550C - Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Chrom und Ferrochrom sowie zur Erzeugung von Chromsaeure

Info

Publication number: DE584550C
Application number: DE1930584550D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-11-26
Filing date: 1930-11-26
Publication date: 1933-09-21

Description

Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Chrom und Ferrochrom sowie zur Erzeugung von Chromsäure Die vorliegende Erfindung bezweckt die Raffination vomhüttenmännisch oder nachdem aluminothermischen Verfahren hergestelltem Chrom sowie von Chromlegierungen, insbesondere von Ferrochrom mit beliebigem Gehalt an Chrom; endlich dient sie gleichzeitig zur Erzeugung von Chromsäure: Die Erfindung besteht darin, -daß zur Elektrolyse -Bäder benutzt werden, welche Bernsteinsäure enthalten: Es hat sich gezeigt, daß das Chrom in wäßrigen Lösungen der Bernsteinsäure sechswertig in Lösung geht,'dann aber auch, daß in .Bädern, welsche Bernsteinsäure enthalten und in denen Chromsäure und Eisenverbindungen enthalten sind,, insbesondere bei Erwärmung das Eisen zu einem hohen Prozentsatze ausfällt. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei gleichzeitiger Anwesenheit eines löslichen Succinates; z. B. von Natriumsuccinat, die Fällung des Eisens auch ohne- Erwärmung - besser -jedoch bei Erwärmung - so gesteigert werden kann, daß das Eisen so gut wie-quantitativ ausfällt. Es tritt zwar dabei eine Bildung von Natriumchromat bzw. Biehromat-auf, die jedoch bei geeigneter Wahl des .Mengenverhältnisses die kathodische Abscheidung von Chrom nicht stört. Noch geeigneter ist die Verwendung von Caleiumsuccinat bzw. die ,gleichzeitige Verwendung einer Calciumverbindung, wie Calciumliydroxyd öder Calciumcarbonat und Bernsteinsäure.
Der Prozeß, kann so geleitet werden, daß sich bei der anodischen Auflösung von Eisen-Chrom-Legierungen das Eisen, als dichter Schlamm auf dem Boden des- Badgefäßes absetzt, während darüber die reine Chromsäure bleibt, aus der bei richtig gehaltenem Konzentrationsverhältnis der Bernsteinsäure zur Chromsäure gleichzeitig Chrom auf der Kathode abgeschieden werden kann.
Es kann die zur Abscheidung nötige geringe Azidität des Bades entweder durch hohe Konzentrationen an Bernsteinsäure (etwa 30 °/o, bezogen auf Cr0g) oder auch dadurch erreicht werden, daß ein Teil der Bernsteinsäure durch eine andere wirksame Säure ersetzt wird: Als eine derartige wirksame Säure kommt besonders die Flußsäure in Betracht, weil sie zugleich erhöhend auf das anodische Potential wirkt. In letzterem Sinne wirken auch.die Perchlorsäure, die Chlorsäure, deren Wirksamkeit hinsichtlich der Chromabscheidungbereits untersucht ist, sowie die Perschwefelsäure und die Carosche Säure. Ihr Zusatz empfiehlt sich daher ergänzend zu dem Zusatz von Schwefelsäure als ,für- die Chromabscheidung wirksamer Säure, da die Schwefelsäure - an sich unter Verunedelung des anodischen Potentiales dazu neigt, Chromi-Chromat-Bildung an der Anode hervorzurufen.
Statt der Säuren können natürlich auch deren Salze Verwendung finden, sofern sie in der gleichen Weise wirken.
Es ist zu Beginn des Verfahrens notwendig, die Temperatur auf etwa q.o bis 50° C zu erhöhen, damit die Bernsteinsäure gelöst bleibt; im -Betriebe genügt im allgemeinen die Stromwärme, um die Bernsteinsäure gelöst zu halten. Statt das Bad sich erst durch Auflösung der Anode an Chromsäure anreichern zu lassen, kann man natürlich von vornherein auch gleich Chromsäure zusetzen.
Diese Maßregel empfiehlt sich auch aus dem Grunde, um die Leitfähigkeit des Bades von Anfang an so zu halten, daß man gleich mit 4 bis 5 Volt Badspannung arbeiten kann. Tut man das nicht, beginnt also mit einer reinen wäßrigen Lösung von Bernsteinsäure, so sind anfänglich Spannungen von 4o bis 5o Volt erforderlich, um Stromstärken von i bis 2 Amp. durch das Bad hindurchgehen zu lassen; infolge Zunahme der Leitfähigkeit sinkt jedoch die Spannung rasch. Im Betriebe empfiehlt es sich, bei einer Badspannung von etwa 4 bis 5 Volt die kathodische Stromdichte auf etwa 5 bis io Amp.jqdcm und die anodische Stromdichte auf etwa den gleichen Betrag zu halten; letztere kann aber auch ohne Schaden höher oder niedriger gehalten werden.
Die Ausführung des Verfahrens richtet sich jeweilig nach dem angestrebten Zweck; es ist daher verschieden zu verfahren, je nachdem man reine Chromsäure erzielen oder technisches Chrom oder eine Chromlegierung raffinieren will.
Die nachfolgenden Beispiele mögen dies erläutern.
i. Erzeugung reiner Chromsäure: Man löst in i 1 Wasser 25o g Bernsteinsäure unter Erwärmung auf. Dieses noch etwa 50° warme Bad wird zur Elektrolyse benutzt, indem man als Anode ein Stück Chrom beliebiger Herkunft oder mehrere solche Stücke auf einem aus V2-A-Stahl hergestellten Sieb oder in einem Netz aus solchem Material verwendet. An Stelle des V2-A-Stahles läßt sich auch mit Bleisuperoxyd oder mit Bleichromat überzogenes Blei oder ein geeignetes sonstiges Material verwenden. Die anodische Stromdichte ist an keine bestimmte Grenze gebunden, ebensowenig die kathodische, doch wird man, - wenn man eine kathodische Abscheidung von Chrom vermeiden will, diese letztere so niedrig halten, daß sich kein Chrom auf der Kathode abscheiden.kann, d. h. etwa unter 2 Arnp./qdcm.
Das Bad bleibt bei einer Badspannung von etwa ,3 bis 4 Volt im Betriebe, wobei es auf einer Temperatur zu halten ist; die genügt, um die Bernsteinsäure in Lösung zu halten. Bei der vorgenannten Konzentration des Bades an Bernsteinsäure genügt eine Temperatur von 3o bis 40°, welche für gewöhnlich durch die Stromwärme erzielt wird.
2. Raffination von technischem Chrom: Man verwendet das unter i beschriebene Bad, hält jedoch die kathodische Stromlichte so,. daß Chrom abgeschieden werden kann.
Verwendet man ein Bad, -das nur die Hälfte der unter- i angegebenen Menge an Bernsteinsäure enthält, so gibt man, sobald die Chromsäurekonzentration etwa Zoo g im Liter beträgt, etwa i g konzentrierte Schwefelsäure und i g Perchlorsäure pro Liter hinzu oder statt dieser beiden Säuren i g Flußsäure und regelt die anodische auf dem Chrom lastende Stromdichte durch Verwendung parallel geschlossener Bleianoden so, daß ungefähr .gleich viel Chrom abgeschieden wie gelöst wird.
3. Raffination von Eisen-Chrom-Legierungen: Man löst in 11 Wasser unter Erwärmung 25o g Bernsteinsäure und` 300 g Natriumsuccinat und benutzt diese Lösung als Badflüssigkeit. Als Anode wird z. B. Ferro-Chrom von beliebigem Gehalt an Chrom in der unter i beschriebenen Weise verwandt, als Kathode beispielsweise ein zylinderförmig ges Blech aus Eisen oder einem anderen Material, von dem das Chrom leicht abspringt. Die Spannung beträgt anfänglich 4o bis 5o Volt und geht dann bald auf 5 bis 6 Volt herunter. Die anodische Stromdichte kann beliebig gehalten werden, die kathodische soll ungefähr 5 bis 8 Amp.Iqdcm betragen. Nach ungefähr ioö Amperestunden zeigt sich die erste Ausfällung von Eisen, die dann im weiteren Verlauf der Elektrolyse zunimmt. Eine Verschlammung der Kathode wird vermieden, indem man die Anode auf dem Boden des Ba.dgefäßes und die Kathode darüber anordnet.
Setzt man dem Bade gleich von Anfang an Chromsäure, etwa ioo g pro Liter zu, so vermeidet man die Einregulierung der Spannung; im übrigen verfährt man in genau der gleichen Weise:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: a. Verfahren zur elektrolytischen Raffinatiön von Chrom und Ferrochrom bzw. zur Herstellung von Chromsäure, dadurch gekennzeichnet, daß in Bädern elektrolysiert wird, welche Bernsteinsäure oder bernsteinsaure Salze enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß den Bädern gleichzeitig andere Säuren, insbesondere Perchlorsäure, Chlorsäure, Perschwefelsäure oder Carosche Säure oder deren Salze zugegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch- gekennzeichnet, daß den Bädern von vornherein Chromsäure zugegeben wird.