FR2555203A1 - Lead alloy and anode for the electrolytic recovery of zinc - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale la production d'alliages de plomb et de façon plus spécifique des anodes qui sont faites à partir de tels alliages et qui conviennent pour la récupération électrolytique de métaux comme le zinc1 le cuivre et le nickel. The present invention relates generally to the production of lead alloys and more specifically to the anodes which are made from such alloys and which are suitable for the electrolytic recovery of metals such as zinc, copper and nickel.
On sait utiliser des anodes de plomb alliées avec de 0,5 à 1,0% d'argent dans la récupération électrolytique de zinc à partir d'une solution diluée d'acide sulfurique contenant du manganèse. La présence d'une certaine quantité de manganèse est bénéfique pour l'électrolyte mais des quantités excessivement larges de dioxyde de manganèse se déposent sur les anodes si la teneur en argent du plomb est trop faible, c'est-à-dire inférieure à 0,5%. It is known to use lead anodes alloyed with 0.5 to 1.0% silver in the electrolytic recovery of zinc from a dilute sulfuric acid solution containing manganese. The presence of a certain amount of manganese is beneficial for the electrolyte but excessively large amounts of manganese dioxide are deposited on the anodes if the silver content of lead is too low, i.e. less than 0 , 5%.
I1 apparaît que 0,5% d'argent suffit pour limiter le dépôt de dioxyde de manganèse et, en outre, que le processus de dépôt est plus facile à maitriser lorsque la teneur en argent de l'alliage augmente. It appears that 0.5% of silver is sufficient to limit the deposition of manganese dioxide and, moreover, that the deposition process is easier to control when the silver content of the alloy increases.
Cependant, étant donné que l'argent est cher, le coût de l'anode devient prohibitif lorsque la teneur en argent dépasse 1,0%.However, since silver is expensive, the cost of the anode becomes prohibitive when the silver content exceeds 1.0%.
Pour la raison mentionnée ci-dessus les anodes en alliage de plomb utilisées dans l'industrie ont généralement une teneur en argent de 0,5% à 1% en masse. Ces anodes, bien que relativement efficaces, présentent les inconvénients suivants: 1. L'alliage est comparativement doux et les anodes peuvent être courbées au cours de la manipulation ou peuvent se gauchir lorsqu'on utilise des densités de courant élevées. Des anodes gauchies ou irrégulières font varier la baisse de tension d'une cellule à vautre. For the reason mentioned above, lead alloy anodes used in industry generally have a silver content of 0.5% to 1% by mass. These anodes, although relatively effective, have the following drawbacks: 1. The alloy is comparatively soft and the anodes can be bent during handling or can warp when using high current densities. Warped or irregular anodes vary the drop in voltage of a wall cell.
2. I1 existe une tendance au dévot du zinc qui contient des quantités excessives de plomb, c'est-à-dire supérieures à 100 ppm.2. There is a tendency for the devotee of zinc which contains excessive amounts of lead, that is to say greater than 100 ppm.
3. Les anodes nécessitent un entretien considérable lorsqu'elles sont en circuit.3. The anodes require considerable maintenance when in circuit.
4. Les anodes peuvent être sujettes à une variation considérable de densité de courant à travers leur surface. Ceci provoque une croissance excessive de cristaux de zinc dans les zones de densité de courant élevée et finalement un court-circuit entre les anodes et les cathodes adjacentes. Cet accroissement rapide de la densité de courant en certains points aboutit à percer des trous dans les anodes et à faire partir du plomb en solution. La durée de vie de l'anode est naturellement grandement réduite.4. Anodes may be subject to considerable variation in current density across their surface. This causes excessive growth of zinc crystals in areas of high current density and ultimately a short circuit between the anodes and the adjacent cathodes. This rapid increase in current density at certain points results in drilling holes in the anodes and causing lead to dissolve. The life of the anode is naturally greatly reduced.
L'invention a pour objet de fournir un alliage perfectionné approprié à la production d'anodes. The object of the invention is to provide an improved alloy suitable for the production of anodes.
L'invention a également pour objet de fournir une anode de longue durée sans entretien, qui soit moins susceptible de se gauchir, même sous des densités de courant élevées. The object of the invention is also to provide a maintenance-free, long-lasting anode which is less likely to warp, even under high current densities.
L'invention a encore pour objet de fournir une anode qui réduit la tension de fonctionnement de la cellule dans laquelle elle est utilisée. Another object of the invention is to provide an anode which reduces the operating voltage of the cell in which it is used.
Ces objets de l'invention, ainsi que d'autres, sont atteints, d'une manière générale, par la fourniture d'un alliage de plomb qui comprend, sur une base massique
Ag: de 0,40% à 1,00% et
X : de 0,05% à 0,15%, où
X est Ca, Sr, ou Ca + Sr.These objects of the invention, as well as others, are achieved, in general, by the supply of a lead alloy which comprises, on a mass basis
Ag: from 0.40% to 1.00% and
X: from 0.05% to 0.15%, where
X is Ca, Sr, or Ca + Sr.
Une anode en alliage de plomb conçue pour la récupération électrolytique de zinc doit être pratiquement dépourvue d'antimoine, et selon un caractère pré féré de l'invention, la teneur en Sb, en masse, de l'alliage de l'invention est inférieure à 0,0002%. A lead alloy anode designed for the electrolytic recovery of zinc must be practically devoid of antimony, and according to a preferred character of the invention, the Sb content, by mass, of the alloy of the invention is lower at 0.0002%.
Une anode fabriquée à partir d'un tel alliage donne d'extrêmement bons résultats dans la récupération électrolytique du zinc. An anode made from such an alloy gives extremely good results in the electrolytic recovery of zinc.
La teneur en argent de l'alliage est normalement maintenue à l'extrémité inférieure de l'intervalle spécifié pour réduire au minimum les coûts, et , en règle généralé, 0,5% d'argent convient très bien. The silver content of the alloy is normally maintained at the lower end of the specified range to minimize costs, and, as a general rule, 0.5% silver is very suitable.
La solubilité du calcium dans le plomb est d'environ 0,07% à 327"C, mais même 0,05% de calcium accroit énormément la dureté et la résistance mécanique du plomb. Le plomb avec une teneur en calcium de 0,1% est aussi dur et résistant qu'un plomb ayant environ 6% d'antimoine. The solubility of calcium in lead is about 0.07% at 327 "C, but even 0.05% of calcium greatly increases the hardness and mechanical strength of lead. Lead with a calcium content of 0.1 % is as hard and resistant as a lead with about 6% antimony.
Pour les anodes qui sont susceptibles d'être soumises à une manipulation brutale et à des densités de courant élevées, un alliage avec 0,10% de calcium est tout à fait suffisant. L'alliage préféré pour la construction d'anodes visant à la récupération électrolytique de zinc est donc:
Ag : 0,50% + 0,02%
Ca : 0,10% + 0,01% (FORMULE I)
Sb : moins de 0,0002%, et
Pb : complément (Tous les pourcentages sont sur une base masse/masse).For anodes which are liable to be subjected to rough handling and to high current densities, an alloy with 0.10% calcium is quite sufficient. The preferred alloy for the construction of anodes aimed at the electrolytic recovery of zinc is therefore:
Ag: 0.50% + 0.02%
Ca: 0.10% + 0.01% (FORMULA I)
Sb: less than 0.0002%, and
Pb: complement (All percentages are on a mass / mass basis).
Dans la présente description on se réfère au plomb constituant le complément de l'alliage. Naturellement ce plomb peut inclure les impuretés normales et le terme employé doit être compris dans ce sens. In the present description, reference is made to lead constituting the complement of the alloy. Of course this lead can include normal impurities and the term used should be understood in this sense.
I1 y a d'autres métaux en-dehors du calcium qui accroissent d'une manière remarquable la résistance mécanique et la dureté du plomb. Deux métaux de ce genre sont particulièrement utiles comme constituant des alliages de plomb: le barium et le strontium. Le barium est en outre très utile comme désoxydant dans les alliages argent-calcium-plomb et les alliages argentstrontium-plomb. There are other metals besides calcium which remarkably increase the mechanical strength and hardness of lead. Two such metals are particularly useful as components of lead alloys: barium and strontium. The barium is also very useful as a deoxidizer in silver-calcium-lead alloys and silverstrontium-lead alloys.
Les expériences effectuées sur les alliages argent-strontium-plomb ont donné de meilleurs résultats, généralement, que les résultats obtenus à partir des alliages argent-calcium-plomb. Cependant, le strontium est plus coûteux que le calcium. C'est également un métal beaucoup plus rare. On peut trouver un compromis acceptable du point de vue de l'efficacité et du coût avec un alliage dont la composition, en masse, est la suivante:
Ag : 0,50% + 0,02%
Ca + Sr : 0,10% + 0,01%
Sb : moins de 0,0002%, et
Pb : complément.The experiments carried out on silver-strontium-lead alloys have given generally better results than the results obtained from silver-calcium-lead alloys. However, strontium is more expensive than calcium. It is also a much rarer metal. An acceptable compromise can be found from the point of view of efficiency and cost with an alloy whose composition, by mass, is as follows:
Ag: 0.50% + 0.02%
Ca + Sr: 0.10% + 0.01%
Sb: less than 0.0002%, and
Pb: complement.
Les alliages de plomb contenant du barium et du calcium sont particulièrement tenaces et résistants. The lead alloys containing barium and calcium are particularly tough and resistant.
En outre, comme il a été dit, le barium joue le rôle de désoxydant et empêche toute perte excessive de calcium au cours de la fusion des lingots et du moulage des anodes. Ceci est une excellente caractéristique qui permet de recycler les anodes avec des pertes significatives de calcium.In addition, as has been said, the barium acts as a deoxidizer and prevents excessive loss of calcium during the melting of the ingots and the molding of the anodes. This is an excellent characteristic which makes it possible to recycle the anodes with significant losses of calcium.
On trouvera ci-dessous un alliage dont le comportement est particulièrement bon:
Ag : 0,40% à 1,00% avec une valeur préférée de
0,50% + 0,02%,
X : 0,05% à 0,15% avec une valeur préférée de
0,10% + 0,01%
Ba : 0,02% à 0,10%,
Sb : inférieur à 0,0002%, et
Pb : complément, où
X = Ca, Sr, ou Ca + Sr.We find below an alloy whose behavior is particularly good:
Ag: 0.40% to 1.00% with a preferred value of
0.50% + 0.02%,
X: 0.05% to 0.15% with a preferred value of
0.10% + 0.01%
Ba: 0.02% to 0.10%,
Sb: less than 0.0002%, and
Pb: complement, where
X = Ca, Sr, or Ca + Sr.
Dans cet alliage les lingots peuvent avoir une teneur en barium allant jusqu'à 0,10% mais les anodes peuvent être refondues jusqu'à ce que la teneur en barium descende jusqu'à 0,02% ou même moins, sans affecter matériellement la teneur en calcium. In this alloy the ingots can have a barium content of up to 0.10% but the anodes can be remelted until the barium content drops to 0.02% or even less, without materially affecting the calcium content.
La demanderesse a beaucoup testé les alliages argent-calcium-plomb, les alliages argent-barium-plomb et les alliages argent-strontium-plomb dans les conditions de la production dans la récupération électrolytique du zinc. On a établi que les anodes d'alliages argent-barium-plomb présentent peu ou pas d'amélioration par rapport aux anodes des alliages classiques argentplomb et sont inférieures aux anodes des alliages argent-calcium/strontium-plomb de l'invention. The Applicant has extensively tested the silver-calcium-lead alloys, the silver-barium-lead alloys and the silver-strontium-lead alloys under the conditions of production in the electrolytic recovery of zinc. It has been established that the anodes of silver-barium-lead alloys show little or no improvement compared to the anodes of conventional silver-lead alloys and are inferior to the anodes of the silver-calcium / strontium-lead alloys of the invention.
L'addition de calcium et de s-trontium ou des deux à un alliage argent-plomb dans les proportions proposées par l'invention confère une bonne résistance mécanique, une bonne dureté, et éventuellement des caractéristiques de durcissement avec l'age au produit final. Ceci à son tour permet la construction d'anodes résistantes et non gauchies convenant pour la récupération électrolytique des métaux, en particulier du zinc. Comme les anodes sont mécaniquement résistantes on peut les concevoir avec une masse inférieure. Ceci aboutit à une économie considérable de matière. En outre les anodes se transportent, se manipulent et s'installent plus facilement et sont moins susceptibles d'être endommagées. The addition of calcium and s-trontium or both to a silver-lead alloy in the proportions proposed by the invention gives good mechanical strength, good hardness, and possibly hardening characteristics with age to the final product. . This in turn allows the construction of strong, non-warped anodes suitable for the electrolytic recovery of metals, especially zinc. As the anodes are mechanically strong, they can be designed with a lower mass. This results in a considerable saving of material. In addition, the anodes are easier to transport, handle and install and are less likely to be damaged.
Les anodes de l'invention présentent également d'exceptionnelles qualités électrolytiques qui aboutissent à une remarquable amélioration du comportement. The anodes of the invention also exhibit exceptional electrolytic qualities which lead to a remarkable improvement in behavior.
On a beaucoup testé des anodes construites dans l'alliage de FORMULE I dans des conditions contrôlées de production à grande échelle pendant une durée prolongée (6 mois) dans la récupération électrolytique du zinc à partir d'une solution de sulfate et elles se sont révélées très supérieures aux anodes existantes.Anodes built in the FORMULA I alloy have been extensively tested under controlled large-scale production conditions for an extended period of time (6 months) in the electrolytic recovery of zinc from a sulfate solution and have been found far superior to existing anodes.
La tension de fonctionnement d'une cellule électrolytique est de l'ordre de 3,3 volts à 4,0 volts et on trouvé que l'alliage de l'invention réduit la tension de fonctionnement d'environ 0,2 volts. Ceci représente une économie d'énergie électrique de 5 à 6% et, à l'usine en question, une substantielle réduction correspondante de la note annuelle d'électricité de l'ordre de 800 000 dollars américains. The operating voltage of an electrolytic cell is of the order of 3.3 volts to 4.0 volts and it has been found that the alloy of the invention reduces the operating voltage by approximately 0.2 volts. This represents an electrical energy saving of 5 to 6% and, at the plant in question, a substantial corresponding reduction in the annual electricity bill of the order of 800,000 US dollars.
L'invention concerne non seulement les anodes utilisées dans la récupération électrolytique de zinc1 mais aussi les anodes en plomb utilisées dans l'électrolyse d'autres métaux comme le cuivre, le nickel et le cobalt. The invention relates not only to the anodes used in the electrolytic recovery of zinc1 but also to the lead anodes used in the electrolysis of other metals such as copper, nickel and cobalt.
Le cuivre et le nickel sont par exemple habituellement récupérés en utilisant des anodes en plomb contenant 6% d'antimoine. L'antimoine n'est pas un bon conducteur de l'électricité, tandis que le calcium est un bon conducteur. En outre, l'antimoine tend à accroître la "surtension" à l'anode, tandis que le calcium semble la faire baisser. Ainsi un alliage de l'invention contenant 0,1% de Ca dans le plomb est aussi tenace que 6% de Sb dans le plomb mais supérieur sur d'autres plans. Copper and nickel are, for example, usually recovered using lead anodes containing 6% antimony. Antimony is not a good conductor of electricity, while calcium is a good conductor. In addition, antimony tends to increase the "overvoltage" at the anode, while calcium seems to decrease it. Thus an alloy of the invention containing 0.1% of Ca in lead is as tenacious as 6% of Sb in lead but superior in other respects.
Les alliages de l'invention, et les anodes, peuvent être fabriqués au moyens de techniques classiques, relevant de l'aptitude des spécialistes et qui ne sont donc pas décrits plus en détails. The alloys of the invention, and the anodes, can be manufactured by means of conventional techniques, falling within the competence of specialists and which are therefore not described in more detail.
Claims (9)
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| ZA838224A ZA838224B (en) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | The production of calcium-,barium-,strontium-,lead alloys |
| AU21013/83A AU2101383A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-07 | Silver, calcium, barium, stronthium, lead alloys |
| GB08329738A GB2149424A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-08 | Lead alloy with silver and alkaline-earth metal for electrolysis anodes |
| DE19833341011 DE3341011A1 (en) | 1983-11-04 | 1983-11-12 | Lead alloy and anode produced therefrom |
| JP58217038A JPS60114547A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-17 | Lead alloy and cathode manufactured therefrom |
| FR8318573A FR2555203A1 (en) | 1983-11-04 | 1983-11-22 | Lead alloy and anode for the electrolytic recovery of zinc |
Applications Claiming Priority (6)
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Publications (1)
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| FR2555203A1 true FR2555203A1 (en) | 1985-05-24 |
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ID=27542588
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110484770A (en) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 西北矿冶研究院 | A kind of anti-corrosion anode plate material of zinc electrolysis and preparation method thereof |
-
1983
- 1983-11-04 ZA ZA838224A patent/ZA838224B/en unknown
- 1983-11-07 AU AU21013/83A patent/AU2101383A/en not_active Abandoned
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- 1983-11-17 JP JP58217038A patent/JPS60114547A/en active Pending
- 1983-11-22 FR FR8318573A patent/FR2555203A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110484770A (en) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 西北矿冶研究院 | A kind of anti-corrosion anode plate material of zinc electrolysis and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2101383A (en) | 1985-05-16 |
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| ZA838224B (en) | 1984-06-27 |
| GB2149424A (en) | 1985-06-12 |
| JPS60114547A (en) | 1985-06-21 |
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