DE741746C - Verfahren zur Gewinnung von Zink ueber Zinkamalgam - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Zink über Zinkamalgam. Die elektrolytische Gewinnung von reinstem Zink wird bekanntlich in der Weise ausgeübt, daß oxydische oder carbonatische Zinkmaterialien mit schwefelsauren Lösungen gelaugt, cliese Laugen auf das sorgfältigste gereinigt und: daraufhin mit unlöslichen Anoden und. festen Kathodenblechen. elektrolysiert werden; unter der Voraussetzung, daß die Reinheit der Laugen den strengen Anforderungen genügt, scheidet sich das Zink an den Kathoden in Form dichter Bleche ab, die mit Messern von der Unterlage gelöst und eingeschmolzen werden können, während sich an den Anoden Schwefelsäure bildet, die zum: Laugen neuer Zinkerze dient. Das gewonnene Metall enthält meist 99,99% Zink neben kleinen Spuren von Verunreinigungen, die aus dem Elektrolyten stammen. Es ist auch bekannt, daß man mit besonderem technischen und wirtschaftlichen Vorteil das Zink zinkhaltiger Laugen dadurch gewinnen kann, daß man diese Laugen gegen Quecksilberkathoden @elektrolysiert und .ein Zinkamalgam gewinnt, welches dann in geeigneter Weise, beispielsweise durch Destillation oder Elektrolyse, auf Zink und Quecksilber aufgearbeitet wird. Die elektrolytische Aufarbeitung des Zinkamalgams wird nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag in der Weise vorgenommen, daß das Amalgam, zweckmäßig unter Verwendung senkrecht gestellter Trägerbleche, als Anode in einem hochgereinigten Zinksalzelektrolyten mit festen, beispielsweise aus Aluminium bestehenden Kathoden zusammengeschaltet wird; dabei wird das Amalgam entzinkt und an den Kathoden reinstes Zink in Form kompakter Bleche niedergeschlagen. Es erwies sich, daß bei derartigen Elektrolysen der Elektrolyt eigenartigerweise durch die Elektrolyse nicht etwa verunreinigt, sondern im Gegenteil immer reiner wird, so daß die erfhaltenen Zinkbleche immer dichter, glatter und gleichmäßiger werden und auch die Reinheit des abgeschiedenen Zinks auf ungewöhnliche Werte gesteigert wird.
• Für eine technisch einwandfreie Elektrolyse ist es auch bei Verwendung von Amalgamanoden erforderlich, daß der Elektrolyt einen bestimmten Gehalt an Säure und eine bestimmte Zinksalzkonzentration aufweist. Theoretisch sollte der Elektrolyt zwar durch die Elektrölyse nicht verbraucht werden, da ja für das kathodisch abgeschiedene Zink immer -wieder neue Zinkionen aus dem Anodenamalgam in Lösung gehen; tatsächlich muß der Elektrolyt aber recht häufig erneuert werden, da der Säuregehalt rasch absinkt und die Zinkkonzentration ansteigt, so daß der Elektrolyt gerade dann, wenn seine Reinheit besonders hoch geworden ist, aus dem Prozeß herausgenommen werden muß. Es ist allerdings möglich, einen Teil des Elektrolyten abzustoßen, den Rest mit Wasser zu verdünnen und frische Säure zuzugeben; der abgestoßene Elektrolyt kann eingedampft und zur Kristallisation gebracht werden, so daß Zinksulfat von sehr großer Reinheit als Nebenprodukt anfällt. Durch die Säure werden aber wieder neue Verunreinigungen in den Prozeß eingeschleppt, und es erscheint kaum möglich, in der sauren Lösung durch irgendeinen chemischen Prozeß die frühere Reinheit wiederherzustellen.
• Es wurde nun gefunden, daß man in überraschend einfacher Weise bei der elektrolvtischen Gewinnung von Zink aus Zinkamalgam die Zusammensetzung des Elektrolyten konstant halten und so seine Selbstreinigung im vollen Umfang zur Erzielung eines Zinkmetalls - von höchster Reinheit ausnutzen kann, -wenn man zwei Gruppen von mit festen Kathoden versehenen Elektrolysezellen verivendet,.von welchen die eine mit Amalgamanoden und die andere mit unlöslichen Anoden ausgestattet ist, und- zwischen ihnen die Elektrolyten laufend oder zeitweise austauscht. Es zeigt sich nämlich, daß der Abnahme der Säure in den Amalgamzellen eine genau äquivalente Zinksalzzunahme entspricht und daß andererseits in den mit unlöslichen Anoden ausgestatteten Zellen gerade eine solche Menge Säure gebildet wird, wie sie stöchiometrisch dem als Metall abgeschiedenen Zink entspricht, wobei es gleichgültig i ist, ob die Stromausbeuten in den Zellen hoch oder niedrig sind. Stellt man das zahlenmäßige Verhältnis der beiden Zellenarten bzw. das Verhältnis der auf sie fallenden Strommengen in geeigneter, von den beiden Stromausbeuten abhängender Weise ein und läl3t man den Elektrolyten im gleichmäßigen oder stoßweisen Kreislauf von den Amalgamzellen in die mit unlöslichen Anoden versehenen Zellen und von - dort wieder in die Amalgamzellen zurückgelangen, so bleibt die Zusammensetzung des Elektrolyten dauernd konstant, und das ganze im Amalgam vorhandene Zink wird restlos in auerreinstes Zinkmetall verwandelt, ohne daß der Elektrolyt jemals durch frischen ersetzt werden muß. Beispiel i 3o mit Amalgamanoden arbeitende Zeller. werden mit einer Stromausbeute von 9 i o o betrieben, wobei die Stromaufnahme jeder Zelle 600o Amp. beträgt. Der Elektrolyt enthält i 2o g!1 Zink als Zinksulfat und i oo g,'1 Schwefelsäure sowie ioo mg l Gummiarabikum und i 2o mg/1 Wasserglas; er wird dauernd aus den Amalgamzellen in drei mit 9oo!oiger Stromausbeute und ebenfalls mit 600o Amp. arbeitenden Taintonzellen gepumpt und von dort wieder den Amalgainzellen zugeleitet. Die Zusammensetzung des Elektrolyten bleibt innerhalb kleiner Schwankungen konstant; zeigt der Säuregehalt eine Neigung zur Zunahme, so werden einige neue Elektroden in die Taintonzellen eingehängt, beginnt er abzunehmen, so wird die Zahl der Elektroden verringert. Die verbrauchten Kolloide werden von Zeit zu Zeit ergänzt. Das gewonnene Zink hat eine Reinheit von mindestens 99,9950'0. Beispiel 2 Eine mit Amalgamanoden ausgestattete Elektrolysezelle, die mit i 5 ooo Amp. und einer Stromdichte von 85o Amp.im2 betrieben wird, wird von einem Elektrolyten mit einer Geschwindigkeit von 1500 ]'Stunde durchströmt; der Elektrolyt enthält 80g/1 Zn als Zinksulfat und Zoo g/1 freie Schwefelsäure. Die Arbeitstemperatur der Zelle liegt bei z1.5° C. Der Elektrolyt fließt in einen' Sammelbehälter ab, von dem er über einen kleinen Wärmeaustauscher, der die Elektrolyttemperatur auf 35'=' herunterkiihlt, in einen Hochbeh ltergepumpt -wird, von dem er der Amalgamzelle erneut zufließt. Aus diesem Hochbehälter -wird dauernd ein Teil des kreislaufgeführten Elektrolyten, und zwar 3oo1,"Stunde, abgezweigt und einer mit unlöslichen Anoden ausgestatteten zweiten Elektrolysezelle zugeleitet, die finit 90o Amp. Stromstärke bei einer Stromdichte von ebenfalls 85o Amp.,7m2 betrieben wird. Der in dieser Zelle regenerierte Anteil des Elektrolyten fließt in den gleichen Sammelbehälter ab, in dem auch der aus der Amalgamzelle abfließende Hauptstrom des Elektrolyten aufgefangen wird. Auf diese Weise bleibt die Zusammensetzung des gesamten Elektrolyten dauernd unverändert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink über Zinkamalgam, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von mit festen Kathoden versehenen Elektrolysezellen verwendet werden, von welchen die eine mit Amalgamanoden und die andere mit unlöslichen Anoden ausgestattet ist und zwischen welchen der Elektrolyt laufend oder zeitweise ausgetauscht wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: R. Müller »Allgemeine und technische Elektrometallurgie;<, Wien 1932, S. ¢09, Abs. 6.