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Verfahren zur Verhinderung der Oxydbildung beim Arbeiten mit flüssigen
Zinkamalgamen Für die technische Verarbeitung von Zinkamalgamen ist es notwendig,
das Amalgam gegebenenfalls umzuwälzen, durch Rohrleitungen zu führen und mengenmäßig
scharf zu bemessen; derartige Maßnahmen und überhaupt die Durchführung fortlaufender
Verfahren haben eine gute Fließfähigkeit der Zinkamalgame zur Voraussetzung. Insbesondere
wird eine gute Fließfähigkeit auch bei der elektrolytischen Herstellung der Amalgame
verlangt; dies hat man dadurch zu erreichen versucht, daß man in einer inerten Gas-,
insbesondere Stickstoffatmosphäre arbeitete; um eine Oxydbildung zu verhindern.
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Es wurde .nun überraschenderweise gefunden, daß man besonders vorteilhaft,
mit Sicherheit und dauernd, die Oxydhildung beim Arbeiten mit Zinkamalgam dadurch
verhindern kann, daß man das Zinkamalgam mit Lösungen in Berührung bringt, welche
die Eigenschaft besitzen, Zinkoxyd aufzulösen, vorzugsweise mit wäßrigen Lösungen.
Es kann bei gewöhnlicher oder höherer Temperatur gearbeitet wer den. In vielen Fällen
ist es zweck-_mäßig, das, Amalgam mit den Lösungen zu üb.erschichten; beispielsweise
wird Amalgam, das .in bekannter Weise in einer Horizontalzelle, wie sie in der Chloralkalielektrolyse
benutzt wird, hergestellt und zur Kreislaufführung von der Zelle über eine Rücklaufrinne
zu der Umlaufpumpe zurückgeführt wird, in der Weise mit Lösungen in Berührung gebracht,
daß man das Lösungsmittel in die Pumpen einspritzt und von dort durch eine Rinne
zurückleitet, wobei das Amalgam von den Lösungen überdeckt wird. Als Lösungen können
mit besonderem Vorteil wäßrige verdünnte Salzsäure- und Schwefelsäufelösungen verwendet
werden; beispielsweise benutzt man 1/l0 n-Salzsäurelösungen.a Man kann aber auch
alkalische Lösungen verwenden, z. B. Ammoniak und Ammoniumcarbonät. Ferner kann
man Lösungen verwenden, die freies Chlor enthalten. Die verwendeten verdünnten w
äßeigen Lösungen nehmen nur so kleine Mengen Zink auf, daß diese gegenüber den Zinkgehalten
der Amalgame vernachlässigt werden können. Es ist unzweckmäßig, konzentrierte Säuren
zu verwenden, jedenfalls muß in einem solchen Fall,' soweit er aus technischen Gründen
erforderlich ist, die Berührungszeit auf :ein" Mindestmaß gedrückt werden. Vorteilhaft
führt man die Lösungen mit geringer Strömung über das Amalgam, so daß die Lösung
ständig erneuert wird. Man kann aucht nichtwäßrige, 'beispielsweise ätherische und
alkoholische Lösungen verwenden, z. B. solche von Chlor- und Bromwasserstoff. Auch
bereits oxydierte Amalgame erhalten beim Behandeln mit Lösungen im Sinne des vorliegenden
Verfahrens ihre Fließfähigkeit im vollen Umfang wieder. '
Beispiel
1 In einer der bekannten Amalgamzellen, wie sie in der großtechnischen Chloralkalielektrolyse
allgemein benutzt werden, von ungefähr 1/2m Breite und ungefähr 6 m Länge, fließt
auf dessen Boden das als Kathode dienende Quecksilber langsam unter dem Elektrolyten
von einem Ende zum anderen. Aus einer bedeutend schmäleren Rücklaufrinne fließt
das gebildete Amalgam wieder_zum anderen Ende, um mittels einer Umlaufpumpe wieder
in die eigentliche Zelle befördert zu werden, so daß ein ununterbrochener Kreislauf
des Quecksilbers bzw. Amalgams erfolgt. Von dem unablässig kreisenden Amalgam wurde
dauernd ein der angewandten Strommenge entsprechender Teil des Zinkamalgams in geeigneter
Weise abgezweigt und in gewünschter Weise verarbeitet, während am anderen Ende dauernd
eine entsprechende Menge frischen Quecksilbers zufließt.
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Im gesamten nicht stromführenden Teil der Zelle wird das Amalgam mit
9o° heißer 1/ jo n-Salzsäure überrieselt. Die Säure wird zu diesem Zweck in das
Innere der Umlaufpumpe gespritzt, von wo aus sie in die Rücklaufrinne überfließt,
die - sie der ganzen Läng e nach durchfließt, um am anderen Ende der Rinne durch
einen Überlauf abzufließen. Die Zulaufgeschwindigkeit beträgt 3o bis 6o 1 je Stunde.
Der Erfolg dieser Maßnahme ist so vollständig, daß nach 3 Monate langem Betrieb
das Amalgam noch genau so blank war wie vorher. Dieses Ergebnis wird ohne Füllung
der Vorrichtung mit indifferenten Gasen erzielt. Fernhaltung des Luftsauerstoffs
erweist sich als überflüssig. Beispiel 2 Es wird wie in Beispiel 1 gearb,eiteot,
doch wird zur Berieselung des Amalgams schwach mit Schwefelsäure angesäuerter Elektrolyt
genommen. Über der Stelle, wo der heiße Elektrolyt in den stromführenden Teil der
Zelle einfließt, wird sein Teil abgezweigt und mit einer geringen Menge Schwefelsäure
zusammen in die Umlaufpumpe eingeführt. Der Gehalt des so eingeführten Elektrolyten
an Schwefelsäure ist 1/2o normal. Nach mehrtägigem Betrieb ist auch hier das Amalgam
vollkommen blank. Beispiel 3 In einem mit einer Schöpfvorrichtung versehenen, gegen
die Außenluft abgeschlossenen Trog zur S eigerung fließt 5 % iges, 75' warmes
Zinkamalgam; derselbe Trog wird auch von einer auf -f- 5° gekühlten 4 n-Ammoncarbonatlösung
durchströmt, die im Kreislauf zwischen diesem Trog und einem Wärmeaustauscher umgepumpt.wird.
Man zieht mittels der Schöpfvorrichtung ein knetbar festes Amalgam mit einem durchschnittlichen
Zinkgehalt von i o % aus der Vorrichtung, während durch einen Überlauf etwa il/2oloiges,
leichtflüssiges Amalgam abfließt. Die mit Zink angereicherte Ammoncarbonatlösung
wird von Zeit zu Zeit, etwa alle 8 Tage, aus dein Verfahren gezogen, das Ammoncarbonat
durch Abtreiben mit Dampf und Einleiten von Kohlensäure regeneriert und das anfallende
basische Zinkcarbonat als Nebenerzeugnis gew- onnen.
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Beispiel q.
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Es wird gearbeitet, wie in Beispiel i angegeben, jedoch unter Verwendung
des aus dem stromführenden Teil der Zelle ablaufenden, freies Chlor enthaltenden
Elektrolyten an Stelle der Salzsäure. Beispiel 5 Eine Vorrichtung zur Destillation
von Zinkamalgam wird von einem gußeisernen Gefäß aus gespeist, in welchem 75° warmes,
5 %iges Zinkamalgam mit i o %iger Natronlauge überschichbet ist; die Natronlauge
wird von Zeit zu Zeit abgezogen und durch frische ersetzt.
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Beispiel 6 Vor .ein. .zur Bemessung von Zinkamalgam bestimmtes Ventil
wird ein zylindrisches Gefäß, das mit Syphonablauf versehen ist, vorgesetzt; das
in diesem Gefäß befindliche Amalgam wird mit Wasser überschichtet, durch welches
ein Teil des in der Zelle erzeugten Chlorgases langsam durchgeleitet wird.
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Beispiel 7 Vor ein zur Bemessung von Zinkamalgam bestimmtes Ventil-
wird ein zylindrisches Gefäß geschaltet, das mit einem Syphonablauf versehen ist.
Das in dieseln Gefäß befindliche Amalgam wird mit i-normaler ätherischer Salzsäure
überschichtet.