DE746215C - Metallelektrolyse-Verfahren - Google Patents

Metallelektrolyse-Verfahren

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DE746215C
DE746215C DEI58729D DEI0058729D DE746215C DE 746215 C DE746215 C DE 746215C DE I58729 D DEI58729 D DE I58729D DE I0058729 D DEI0058729 D DE I0058729D DE 746215 C DE746215 C DE 746215C
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DE
Germany
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amalgam
mercury
metal
cadmium
bismuth
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Expired
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DEI58729D
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Inventor
Dr Hans Hohn
Dr Ernst Kuss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IG Farbenindustrie AG
Original Assignee
IG Farbenindustrie AG
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Publication date
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Application filed by IG Farbenindustrie AG filed Critical IG Farbenindustrie AG
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Expired legal-status Critical Current

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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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • MetallelektrolyseVerfahren Zusatz zum Patent 7.11 392 Durch,das Hauptpatent 7 1111392 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Laugen geschützt, nach dem auf elektrolytischem Wege bei erhöhter Temperatur ein gut fließfähiges Zinkamalgam hergestellt wird, worauf aus diesem Amalgam das Quecksilber durch Destillation abgetrennt und wieder in denProzeß zurückgeführtwird. Gut fließfähige Zinkamalgame,im Sinne -dieser Erfindung sind .solche Zinkamalgame; die keine festen Zinkamalgamteilchen enthalten, vollständig und homogen flüssig sind und in ihrer Fließfähigkeit :dem reinen Quecksilber gleichen. Man erreicht diese gute Fließfähigkeit dadurch, daß !die Zinkkonzentration der quecksilbernen Phasen niedrig und unterhalb gewisser, von der Arbeitstemperatur abhängiger Grenzen gehalten wird; diese Arbeitstemperaturen werden erfindungsgemäß hoch gehalten, um Störungen des Amalgamelektrolyseprozesses zu vermeiden, die bei niedrigen Temperaturen in Gestalt einer Schwammbildung und einer wellenförmigen schlagenden Bewegung der Quecksilberoberfläche auftreten können. Die erhaltenen gut fließfähigen Amalgame können ohne weiteres der Destillation zugeführt werden, die mit besonderem Vorteil kontinuierlich und im Vakuum durchgeführt wird; die Destillationswärme kann bei der Kondensation wiedergewonnen und anderweitig verwertet werden. Als Nebenprodukt kann beim Einsatz. von Chloridlösungen Chlor gewonnen werden, ohne daß die Verwendung von Diaphragmen erforderlich wäre: an die Laugenreinigung «-erden geringere Anforderungen gestellt als bei den bisher üblichen Zinkelektrolysen.
  • Im Anschluß an dieses 7inl.:gewinnungsverfahren wurde nun gefunden, daß auch die Herstellung anderer Metalle durch Elektrolvse ihrer Metallsalzlösungen bei erhöhten Temperaturen und mittels Quecksilberkathoden, wobei ein gut fließfähiges Amalgam erzeugt wird, aus welchem durch nachfolgendes Abdestillieren das Quecksilber abgetrennt und in den Prozeß zurückgeleitet wird, technisch und wirtschaftlich vorteilhaft durchgeführt werden kann, sofern für das zu gewinnende Metall die folgenden Bedingungen zutreffen: i. Die Reaktionsfähigkeit seines Amalgams, insbesondere dessen Angreifbarkeit durch den Elektrolyten, soll kleiner oder zumindest nicht größer sein als die des reinen Metalls.
  • a. Das Amalgam soll bis zu verhältnismäßig hohen Konzentrationen noch fließfähig bleiben, so daß der Elektrolyseprozeß kontinuierlich und automatisch durchgeführt werden kann, ohne daß unwirtschaftlich große Quecksilbermengen zu verdampfen wären.
  • 3. Der Siedepunkt des Metalls soll von dem des Oueclzsilbers stark verschieden sein, und es sollen keine Verbindungen zwischen diesem Metall und Quecksilber existieren, deren Dampfdruck kleiner als der der höher siedenden Komponente oder größer als der der niedriger siedenden Komponente ist.
  • Diese Voraussetzungen treffen vorzugsweise beim Kadmium, Wismut und Blei ztt, die sich zum Teil noch günstiger als Zink verhalten. So ist bei einer gelösten Metallmenge von 5 Gewichtsprozent das Zinkamalgatn noch bei 59°, das Bleiamalgam noch bei 5%1, das Wismutamalgant noch bei q.5° und das Kadmiumamalgam noch bei i3° vollkommen flüssig; beim Siedepunkt des Quecksilbers ist der Dampfdruck des Kadmiums 0,3 mm, des Zinks 0,02 mm.
  • des Wismuts nicht mehr meßbar und des Bleis ebenfalls nicht mehr meßbar. Bei vielen Metallen ist das Verfahren der mit einer Destillation gekoppelten Amalgamelektrolyse jedoch nicht oder nicht mit Vorteil durchführbar, so nicht bei Aluminium, dessen Amalgam viel reaktionsfähiger als das reine Metall ist, oder bei den Alkali- und Edelmetallen, welche keine fließfähigenAmalgatne von höherer Konzentration bilden können.
  • Erfindungsgemäl"") wird bei der Herstellung von Metallen durch Amalgamelektrolyse in der Weise verfahren, daß Metallsalzlösungen, eventue11 nach vorheriger Reinigung, ohne oder nach Zugabe von Säuren und anderen Agentien, mittels sauerstoff- oder chlorbeständigen oder anderen Anoden und mittels fließfähigen Quecksilber- bzw. Amalgamkathoden elektrolysiert werden, wobei sich zweckmäßig Quecksilber und Elektrolyt, insbesondere in ihrer Phasengrenze, gegeneinander bewegen und Stromdichten angewendet werden, welche einerseits für eine hohe Stromausbeute, andererseits für die Reinheit des Amalgams vorteilhaft sind. Die gewonnenen Amalgame werden, nötigenfalls nach vorheriger iroclznung, durch Destillation aufgearbeitet, wobei die hierzu nötige Wärme direkt oder indirekt zugeführt und die Destillation im Vakuum oder unter geeigneten Drucken ausgeführt werden kann; mit besonderem Vorteil wird sie kQntinuierlich betrieben. Es ist vorteilhaft, die Destillation in Stufen vorzunehmen, wobei die Temperatur in derEndstufe bis überden Sclimelzpunkt des zu gewinnenden Metalles getrieben wird. Das Quecksilberdestillat, welches geringe Mengen -des zu gewinnenden Metalles noch enthalten darf, wird wieder der ElektrolySe zugeführt, und es wird dafür Sorge getragen, doll im Quecksilberkreislauf keine nennenswerten Verluste auftreten können.
  • Die Herstellung verschiedener Metalle über elektrolytischgewonnene Amalgame, diedurch Destillation zersetzt «-erden, ist zwar schon wiederholt vorgeschlagen und in derLiteratur beschrieben worden, beispielsweise für Zinn und Mangan; hierbei wurde jedoch nicht erkannt, dati die Verwendung gilt fließfähiger Amalgame bei derartigen Prozessen besondere Vorteile bietet. Auch die Anwendung erhöhter Temperaturen bei elektrolytischen Prozessen zur Gewinnung von Metallen ist bereits bekannt; da sich die diesbezüglichen Vorschläge aber nicht auf die Herstellung von Blei, Wismut und Kadmium über deren Amalgame beziehen und für viele Elektrolysen gerade hohe Temperaturen besonders nachteilig sind, konnte nicht erwartet werden, daß die Anwendung -höherer Temperaturen den Eintritt von Störeffekten bei der elektrolytischen Gewinnung von Blei-, Kadmium- und Wismutamalgam verhindert. Beispiele i. Ein bei der nassen Verarbeitung von zinl,snlfidhaltigemAusgangsmaterial anfallendes, mit Kalle gefälltes Kadmiumhydrat wird in Schwefelsäure gelöst und der so gewonnene Elektrolyt, der einen Litergehalt von go g Kadmium aufweist, bei 4o° und mit einer Stromdichte von o,og Arnp./cm= unter Verwendung einer Ouecksilberkathode und einer Taitonanode elektrolysiert. Ein Teil des Elektrolyten wird abgezweigt und im steten Kreislauf zum Lösen von weiterem Ausgangsmaterial unter gleichzeitiger Neutralisation der elektrolytisch gebildeten Schwefelsäureverwendet. Im kontinuierlichen hlusse fällt ein Amalgam mit einem Gehalt von 6,7°/o Kadmium an, welches getrocknet und in einer Kammerapparatur -ebenfalls kontinuierlich durch Vakuumdestillation bis auf einen Gehalt von etwa 8o'/, Kadmium aufkonzentriert wird. Schließlich wird das Quecksilber his auf den letzten Rest unter Änwendung des Rückflußprinzips bei 570' abgetrieben, das Kadmium abgestochen und in Schmelzformen abgelassen.
  • 2. Aus bleihaltigem Ausgangsmaterial, wie es bei der chlorierenden Röstung von Kiesabbränden in Form von Purpurerz anfällt, wird mit Kochsalz-Chlorcalciumlaugen das Blei ausgezogen und ein Elektrolyt gewonnen, der durchschnittlich 9 bis io g Blei neben etwa ioo g Chlor in komplexer Form gelöst enthält. Dieser Elektrolyt wird z`vischen einer Quecksilberkathode und einer Graphitanode bei 70° und mit einer Stromdichte von o,oo2 Amp./cm2 elektrolysiert, wobei darauf geachtet wird, daß der Elektrolyt in der Elektrolysezelle gut durchgemischt wird. Das anodisch entwickelte Chlor wird durch einen Trockenturm geleitet, verdichtet und im eigenen Betriebe verbraucht. Der verarmte Elektrolyt wird im Kreislauf zur Laugüng von neuem Ausgangsmaterial verwendet. Auf diese Weise wird ein 5,2°/oiges Amalgam gewonnen, welches getrocknet und auf kontinuierlichemWege in einer ausmehrerenKarnmern bestehenden Vakuumapparatur in ein Quecksilberdestillat und in reines geschmolzenes Blei zerlegt wird. Die Endtemperatur bei der Destillation beträgt 56o°. 3. Eine salzsaure Wismutchloridlösung mit 9S g Wismut im Liter und i i4 g Salzsäure im Liter wird mit 6 g gepulvertem Wismutmetall im Liter mehrere Stunden hindurch gerührt und dann mit einer Stromdichte von o, i Amp./cm2 bei 40° zwischen einer Quecksilberkathode und einer Gr aphitanode in einer abgeschlossenen Zelle und ohne Verwendung von Diaphragmen elektrolysiert; neben dem anodisch entwickelten Chlor wird auf diese Weise ein 4.3°/oiges Amalgam gewonnen, welchcs,durch die übliche kontinuierliche Vakuumdestillation in Quecksilber und geschmolzenes metallisches Wismut mit einer Reinheit von 99,9 °/o zerlegt wird. Der an Wismut verarmte Elektrolyt wird abgezogen und unter Einleiten von Salzsäuregas mit einer solchen Menge des Ausgangsmaterials, einer Oxychloridfällung, zusammengerührt, daß er wieder .die ursprüngliche Konzentration erreicht und nach vorheriger Reinigung abermals der Elektrolyse zugeführt werden kann.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCIi Anwendung des Verfahrens zur Gewinnung von Zink über gut fließfähiges, bei erhöhten Temperaturen elektrolytisch hergestelltes Amalgam gemäß Patent 711 392 auf die Metalle Blei, Wismut und Kadmium. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: .deutsche Patentschriften .... Nr. 184 516. 545 13o, 616 447, 630:290; USA.-Patentschrift ...... Nr. 2 08-2 362; Engelhardt, Handbuch der technischen Elektrochemie, I. Band, I. Teil (1931), ' S. 337 u. 338; Ledebur-Bauer, Die Legierungen Zig24), S. 410; 1-Ietall und Erz, 33. Jahrgang (1g36), S. 94 bis 99; Metall und Erz, 26. Jahrgang (1929), S.617.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE184516C (de) *
DE545130C (de) * 1928-08-28 1932-02-25 Knut Wilhelm Palmaer Verfahren zur Entfernung von Eisen und anderen Metallen der Eisengruppe aus Loesungen durch Elektrolyse unter Verwendung einer aus bewegtem Quecksilber bestehenden Kathode
DE616447C (de) * 1934-01-24 1935-07-27 Chem Fab Buckau Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zinn aus Zinnsalzloesungen
DE630290C (de) * 1931-05-08 1936-05-25 Knut Wilhelm Palmaer Kathode fuer die elektrolytische Abscheidung von Metallen
US2082362A (en) * 1935-06-17 1937-06-01 James L Stevens Method of producing finely divided metallic products

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