DE840002C

DE840002C - Verfahren zur Abscheidung von Nickel aus kobalthaltigen Loesungen

Info

Publication number: DE840002C
Application number: DES8178A
Authority: DE
Original assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Current assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Filing date: 1950-06-13
Publication date: 1952-05-26

Description

Verfahren zur Abscheidung von Nickel aus kobalthaltigen Lösungen Die Erfindung bezieht sich auf die Abscheidung von Nickel aus kobalthaltigen Lösungen.
Gemäß der Erfindung wird eine Kobalt und Nickel enthaltende Lösung der Elektrolyse mit einer Quecksilberkathode unterworfen.
Wenn andere Metalle, wie Kupfer, Kadmium, Zink, zugegen sind, die ein Kathodenpotential haben, das unter Betriebsbedingungen, das heißt gegenüber der Quecksilberkathode niedriger ist a1; das von Kobalt, werden auch diese 3letalle vorzugsweise abgelagert, wobei sie eine gewisse Menge Kobalt mit sich führen, die entsprechend dem anfänglichen Verhältnis von Kobalt zu Nickel sowie den angeführten anderen in der Lösung vorhandenen Metallen schwankt. Vorzugsweise wird die Elektrolyse unter Einhaltung eines bestimmten Kathodenpotentials und bestimmter Kathodenstromdichte ausgeführt. Je niedriger die Konzentration von Nickel und der anderen Metalle in der Kobaltlösung ist, um so niedriger ist die für die Elektrolyse angewendete Stromdichte einzustellen.
Die Elektrolyse kann mit Vorteil in Stufen ausgeführt werden, wobei die Stromdichte für jede Stufe der Konzentration, in der Nickel und andere Metalle mit niedrigem Kathodenpotential als dem von Kobalt in der Lösung vorliegen, angepaßt wird. Je niedriger diese Konzentration ist, um so geringer ist auch die erforderliche Stromdichte. Die Kathode kann aus einer Quecksilberschicht bestehen, die am Boden der elektrolytischen Zelle angeordnet ist. Es ist auch möglich, eine Einrichtung zur Vergrößerung der Kathodenoberfläche pro Gewichtseinheit des Quecksilbers zu verwenden, z. B. drehbare Scheiben, die teilweise in dem flüssigen Quecksilber eingetaucht sind. Das Quecksilber, das die abgeschiedenen Metalle enthält, kann während der Elektrolyse abgezogen und durch frisches Quecksilber ersetzt werden. Dieser Vorgang kann fortlaufend oder in zeitlichen Abständen vorgenommen werden.
Die der Abscheidung zu unterwerfende Lösung ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise von hoher Konzentration, z. B. 50 g Metall pro Liter,,und enthält Kobalt, Nickel und die anderen obenerwähnten Metalle in Gestalt löslicher Salze, z. B. als Sulfate, deren Anion keine schädlichen Sekundärreaktionen auslöst.
Die Anwesenheit der Kationen, die zur Reaktion mit metallhaltigem Quecksilber in der Lage sind, wird vorzugsweise vermieden.
Der Elektrolyt und das Quecksilber werden vorzugsweise in Bewegung gehalten.
Bei niedrigen Verhältnissen von Nickel sowie anderen Metallen in bezug auf Kobalt wird die Temperatur vorzugsweise über 5o° C gehalten.
Die zu behandelnde Lösung wird vorzugsweise sauer gehalten, ihre Azidität kann in weiten Grenzen schwanken.
Es kann entweder eine unlösliche Anode, z. B. eine Blei- oder Graphitanode, oder eine lösliche Anode, die Kobalt und gegebenenfalls auch Nickel und / oder andere Metalle enthält, verwendet werden. Im letzten Fall kann es notwendig sein, den Anoden- und den Kathodenraum mittels eines Diaphragmas zu trennen.
Die Abscheidung der genannten Metalle aus der Kobaltlösung kann nach Belieben mehr oder weniger vollständig vorgenommen werden. Mit Bezug auf Nickel kann z. B. ein Verhältnis von Nickel zu Kobalt von 0,05 : ioo oder weniger erreicht werden. Die Trennung der abgeschiedenen Metalle von der Quecksilberkathode wird vorzugsweise elektrolytisch ausgeführt, indem das Quecksilber als Anode verwendet wird und wodurch Quecksilber regeneriert wird.
Die Abscheidung von Nickel, Kobalt und der anderen Metalle kann auch durch Regelung des Anodenpotentials selektiv durchgeführt werden. Es ist möglich, nacheinander Nickel mit geringen mitüberführten Kobaltmengen und dann das verbleibende Kobalt ohne Wiederabscheidung von Metallen an der Kathode abzuscheiden, wenn Bedingungen, die für eine Erniedrigung des Abscheidungspotentials von Wasserstoff günstig sind, aufrechterhalten werden, d. h. indem die Entwicklung von Wasserstoff erleichtert wird, z. B. durch die Anwendung einer Kupferkathode, die elektrolytisch so verkupfert wurde, daß sie eine rauhe Oberfläche hat.
Die Amalgamanode kann am Boden der elektrolytischen Zelle angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, irgendeine Einrichtung zu verwenden, die die Anodenoberfläche vergrößert, z. B. rotierende Scheiben, die indem flüssigen Quecksilber eingetaucht sind. Das von den abgeschiedenen Metallen befreite Quecksilber kann abgezogen und durch zu behandelndes Amalgam ersetzt werden, welcher Vorgang in kontinuierlicher oder intermittierender Weise erfolgen kann.
Die Abscheidung der verschiedenen Metalle aus dem Amalgam kann aber auch so erfolgen, daß das Amalgam durch eine Reihe von Zellen geleitet wird,.deren jede mit einem bestimmten Anodenpotential und mit bestimmter Stromdichte an der Anode entsprechend den Abscheidungsbedingungen für das vorliegende Metall betrieben wird.
Der Elektrolyt und die obere Schicht des Amalgams werden in Bewegung gehalten.
Die Temperatur wird vorzugsweise auf mehr als 75'C eingestellt. Als Elektrolyt für eine saure Lösung wird N-Schwefelsäure vorgeschlagen. Beispiele i. Eine o,6 g Ni und 30 g Co als Sulfat im Liter enthaltende Lösung, für die ein Verhältnis von Ni zu Co von 2 : ioo gegeben ist, wird mit einem PH - 3 mit einer Quecksilberkathode und mit einer silberhaltigen Bleianode (5°/o Ag) elektrolytisch gespalten. Der Elektrolyt wird auf 65° C gehalten und kontinuierlich gerührt, ebenso wie das kathodische Quecksilber. Die Kathodenstromdichte wird auf 27 Amp. pro Quadratmeter gehalten, und das Verhältnis von Ni zu Co in der Lösung wird auf o,2 : ioo erniedrigt. Dann wird die Elektrolyse mit dergleichen Stromdichte fortgeführt, bis ein Verhältnis von Ni zu Co von o,o2 : ioo in der Lösung erreicht ist.
Die mit dem Ni zusammen abgeschiedene Co-Menge entspricht 3 Teile Co auf i Teil Ni, sobald das Verhältnis von Ni zu Co auf 0,2 : ioo herabgedrückt ist, und 6,5 Teile Co auf i Teil Ni, sobald das Verhältnis Ni zu Co von 2 : ioo auf 0,02 : ioo herabgesetzt ist.
2. Die Gewinnung von Ni und Co aus einem Amalgam, das o,ii°/o Ni und o,o9°/o Co enthält, wird elektrolytisch bei 75° C unter kontinuierlichem Rühren durchgeführt, wobei das Amalgam als Anode und N-Schwefelsäurelösung als Elektrolyt dient. Die Anodenstromdichte wird auf 12,5 Amp. pro Quadratmeter während der ersten Elektrolysestufe eingestellt, in deren Verlauf der größere Teil des Ni mit nur 2 Teilen Co auf ioo Teile Ni ausgeschieden wird. Nach der Entfernung der erhältenen Ni-Lösung und der Entfernung des Elektrolyts wird das Co. praktisch Ni-frei abgeschieden unter Anwendung einer auf 45 Amp. pro Quadratmeter erhöhten Anodenstromdichte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Abscheidung von Nickel aus kobalthaltigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung einer Elektrolyse mit einer Quecksilberkathode unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß andere Metalle als Nickel mit geringerem Abscheidungspotential an der Quecksilberkathode als dem von Kobalt nacheinander an der Kathode abgeschieden werden,
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse stufenweise ausgeführt wird, indem die Stromdichte für jede Stufe dem Verhältnis von Nickel und anderen :Metallen der Lösung angepaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend oder von Zeit zu Zeit das die abgeschiedenen Metalle enthaltende Quecksilber während der Elektrolyse abgezogen und durch frisches Quecksilber ersetzt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt und das Quecksilber in Bewegung gehalten werden.
6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt auf Temperaturen über 5o° C gehalten wird.
7. Verfahren zur Trennung des Kobalts, Nickels und gegebenenfalls auch andere Metalle enthaltenden Amalgams, dadurch gekennzeichnet, daß das Amalgam nach dem Abziehen gemäß dem Verfahren nach AnsFruch 4 elektrolytisch unter Verwendung des Amalgams als Anode getrennt wird. B.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse des Amalgams mit bestimmtem Anodenpotential und bestimmter Stromdichte zwecks Abscheidung der verschiedenen Metalle nacheinander durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse stufenweise ausgeführt wird, indem das Amalgam durch eine Reihe von elektrolytischen Zellen geführt wird, die alle mit einem Anodenstrom und einer Stromdichte betrieben werden, die der Abscheidung des vor- . liegenden Metalls angepaßt sind. io. Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt und die obere Schicht des Amalgams in Bewegung gehalten wird. ii. Verfahren nach Ansprüchen 7 bis. io, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur über 75° C gehalten wird.