FI65821C - Anvaendning av blylegering som anoder vid elektrolytisk tillvaratagning av zink - Google Patents

Description

1 65821

Lyijyseoksen käyttö anodeina sinkin elektrolyyttisessä talteenotossa

Sinkin hydrometallurginen talteenotto tapahtuu 5 tavallisesti menetelmäperiaatteen mukaan, joka käsittää sinkkivälkkeen pasutuksen, pasutetun materiaalin uuton, uutteen puhdistuksen, sinkin elektrolyyttisen eroittami-sen ja katodeilta poistetun sinkin sulattamisen. Elektrolyyttinen eroitus tapahtuu tällöin lähes yksinomaan rik-10 kihappoliuoksista alumiinikatodien ja lyijyanodien avulla.

Anodimateriaalit ovat yleensä ternäärisiä lyijy-seoksia, jotka usemmiten sisältävät 0,5 - 1,0 paino-% hopeaa. Kolmantena seoskomponenttina on tutkittu talliu-15 mia, telluria, seleeniä, vismuttia, kalsiumia, kultaa, elohopeata, strontiumia, bariumia, arseenia, tinaa ja kobolttia (The Journal of Applied Chemistry of the UdSSR - englanninkielinen käännös - osa 24 (1951) sivut 1429 ja edell.) sekä magnesiumia ja piitä (Journal 20 of Applied Chemistry of the UdSSR - englanninkielinen käännös - osa 26 (1953) sivut 847 ja edell.).

Tällöin on ilmennyt, että eri metalliseoksista valmistetuissa anodeissa tapahtuu elektrolyysin aikana huomattavia painohäviöitä, jotka -anodi-25 materiaalin nopean kulumisen lisäksi - ovat epäedullisia siksi, että voi muodostua merkittäviä lietemääriä tai että katodisesti eroittunut sinkki likaantuu voimakkaasti. Lisävaikeutena on edelleen se, että eri metalliseoksilla ei ole vaadittavaa mekaanista lujuutta 30 tai että ne käytön aikana menettävät alunperin esiintyvän lujuutensa. Tällöin voi esiintyä murtumia ja niiden seurauksena oikosulkuja ja palaneita kohtia.

Kuten erikoisesti myös selvitykset kirjassa "Blei und Bleilegierungen" (W.Hosmann, Springer-Verlag 2 65821 1962, sivu 285 ja edell.) osoittavat, ovat lyijystä eroavien seoskomponenttien vaikutukset moninaisia, osaksi ristiriitaisia ja käytännössä ennustamattomia. Lopuksi ovat myös metalliseoksen valmistukseen liitty-5 vät kustannukset merkitykseltään huomattavat, erikoisesti otettaessa huomioon, että nykyaikaisten sinkkielektro-lyysilaitosten allashalleissa käytetään suuruusluokkaa 1000 tonnia ja enemmän olevia lyijyseosmääriä.

Keksinnön kohteena on metalliseoksen valmistami-10 nen anodeja varten sinkin elektrolyyttisessä talteenotossa happamista liuoksista, missä metalliseoksessa ei esiinny tunnettujen metalliseosten epäkohtia, sen sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet ovat edulliset ja voidaan se valmistaa mahd oi li siiman edullisesti.

15 Tämän tehtävän ratkaisu perustuu lyijyseoksen, joka sisältää 0,05 - 0,25 paino-% strontiumia ja/tai 0,05 - 0,1 paino-% kalsiumia sekä 0,1 - 0,5 paino-% hopeaa loppuosan ollessa lyijyä, käyttöön anodeina sinkin elektrolyyttisessä talteenotossa happamista liuoksista.

20 Mikäli halutaan käyttää strontiumpitoisia me talliseoksia, tuleva kyseeseen edullisesti sellaiset metalliseokset, joiden strontiumpitoisuus on 0,05 - 0,1 paino-%.

Edellä mainituista metalliseoksista valmistettu-25 jen metalliseosten kovuus on huomattava ja niiden kimmoisuus suuri. Ne säilyttävät muotonsa niin, että niitä -tavanomaisiin anodeihin verrattuna - voidaan valmistaa pienemmin paksuuksin. Tähän liittyy yleisesti seosmate-riaalin säästöä ja erikoisesti hopean säästö on mahdollis-30 ta. Anodien vähäisen painon vuoksi voidaan liitososat, erikoisesti tukitangot, valmistaa keveämmiksi.

Anodien suuri muotonsapitävyys sallii elektrodien välisen etäisyyden pienentämisen niin, että saavutetaan säästöä energiankulutuksessa.

3 65821

Ykainkertaisen valmistuksen vuoksi käytetään tarkoituksenmukaisesti metalliseoksia, jotka sisältävät kalsiumia tai strontiumia. Ominaisuuksiensa suhteen ovat kuitenkin samanarvosia myös sellaiset, jotka sisältävät 5 molempia seostusaineosia.

Anodien valmistus voi tapahtua valssaamalla tai valamalla. Erikoisesti valumahdollisuus on erikoisen edullinen, koska anodit saavat tällöin välittömästi lopulliset mittansa ja - mikäli halutaan - voidaan ne 10 jo valussa varustaa läpikulkuaukoilla elektrolyyttiä varten. Metalliseoksen lujuus on niin suuri, että myöskään ei vaadita esimerkiksi stabiilisuussyistä paksujen anodien valmistusta niiden ollessa varustettujen läpikulkuaukoilla.

‘ 15 Valuanodeja valmistettaessa, joiden kovuus on yleensä suurempi kuin valssattujen anodien, on edullista käyttää hidasta jäähdytystä, koska tällöin nopeaan jäähdytykseen verrattuna saavutetaan kovuuden kasvua edelleen sekä parempi korrosionkesto.

20 Anodien korrosionkesto on niin suuri, että kulu mista ei käytännössä esiinny edes kuukausien pituisen käytön jälkeen. Tämä on yllättävää erikoisesti siksi, että oli pelättävissä, että hopeapitoisuuden vähentäminen metalliseoksessa aiheuttaisi korrosion kasvua.

25 Saatuja anodeja käytetään tavanomaisissa elektro- lyysiolosuhteissa, so. esimerkiksi virtatiheydellä 160-630 A/m^, 30-46°C lämpötilassa ja elektrolyytin rikkihappopitoisuuden ollessa 165-220 g/1 sekä elektrolyytin sinkkipitoisuuden ollessa 40-70 g/1.