NL8602730A

NL8602730A - Werkwijze voor het electrolytisch vertinnen van blik met behulp van een onoplosbare anode.

Info

Publication number: NL8602730A
Application number: NL8602730A
Authority: NL
Original assignee: Hoogovens Groep Bv
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-16
Also published as: EP0268823A2; EP0268823B1; ES2019613B3; DE3767135D1; EP0268823A3; US4789439A

Description

τΐ- HO 624 NL

¥ WERKWIJZE VOOR HET ELECTROLYTISCH VERTINNEN VAN BLIK MET BEHULP VAN EEN ONOPLOSBARE ANODE.

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Huig BUNK te Beverwijk

Gijsbertus Comelis VAN HAASTRECHT te Beverwijk Joop Nicolaas MOOIJ te Castricum.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het electrolytisch vertinnen van blik met behulp van een onoplosbare anode, waarbij het blik in de vorm van band als kathode door een vertinningsbak met een tin-ionen bevattend vloeibaar, zuur electro-5 liet wordt gevoerd, waarbij tin-ionen uit het electroliet op de band worden neergeslagen, en waarbij het electroliet uit de vertinningsbak naar een zich buiten de vertinningsbak bevindende tin-ionenbron wordt gevoerd, waarbij het electroliet aldaar met tin-ionen wordt verrijkt en waarbij het electroliet vervolgens naar de 10 vertinningsbak wordt teruggevoerd en waarbij zodoende de concentratie van de tin-ionen van het electroliet op peil wordt gehouden.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit US 4,181,580. Hierbij wordt een met zuurstof werkende reactor toegepast waarin tin langs chemische weg wordt opgelost. Een groot nadeel van de bekende 2+ 4+ 15 werkwijze is dat daarbij de ongewenste volgreactie Sn —> Sn optreedt en dat daardoor ca. 4% van het tin wordt omgezet in sludge. Dit maakt een apart systeem voor sludge-verwijdering noodzakelijk.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze voor het electro-20 lytisch vertinnen van blik met behulp van een onoplosbare anode te verschaffen, waarbij er geen of nagenoeg geen vierwaardige tin-ionen ontstaan, en waarbij er geen of nagenoeg geen sludge ontstaat dat verwijderd moet worden.

Dit wordt bij de uitvinding bereikt doordat het electroliet met 25 tin-ionen wordt verrijkt in een electrolysecel omvattende een tin-anoderuimte met daarin een tin-anodesysteem, een kathoderuimte 6602730

-2- HO 624 NL

met daarin een onoplosbare kathode en een voor tin-ionen niet of nagenoeg niet permeabele wand daartussen zoals een membraan, waarbij het electroliet aan de tin-anoderuimte van de electrolyse-cel wordt toegevoerd, aldaar met tin-ionen wordt verrijkt en 5 vervolgens naar de vertinningsbak wordt teruggevoerd.

In de electrolysecel wordt tin langs electrolytische weg opgelost. Dit heeft de volgende voordelen: 1) De procesvoering is eenvoudiger dan bij de bekende werkwijze 10 omdat het bij de uitvinding benodigde electrische vermogen veel beter is te regelen dan de dosering van zuurstof in het electroliet van de bekende werkwijze.

2) Het tinoplosrendement is hoger dan bij de bekende werkwijze omdat alleen of nagenoeg alleen tweewaardige tin-ionen worden 15 gevormd. Er worden geen of nagenoeg geen vierwaardige tin-ionen gevormd, en er onstaat geen of nagenoeg geen sludge. Daardoor ontvalt ook de bij de bekende werkwijze noodzakelijke stap om de sludge voor hergebruik in een tin-oxydereductiestap, omvattende een reducerend gloeiproces in een oven, in metallisch tin 20 om te zetten.

3) De installatie, in het bijzonder de electrolysecel kan veel compacter en goedkoper zijn dan de met zuurstof werkende reactor van de bekende werkwijze.

4) Daarmee in verband staat dat de pompcapaciteit voor het rond- 25 pompen van het electroliet door de tin-ionenbron veel kleiner kan zijn dan bij de bekende werkwijze.

Bij voorkeur wordt het electroliet aan de tin-anoderuimte van de electrolysecel toegevoerd, waarbij het tin-anodesysteem een 30 onoplosbare anode en een bed van korrelig tinmateriaal omvat. Het voordeel hiervan is dat het in oplossing gegane tin doorlopend of van tijd tot tijd in de vorm van korrelig tinmateriaal kan worden gesuppleerd.

Eveneens bij voorkeur wordt het electroliet aan de tin-anode-35 ruimte van de electrolysecel toegevoerd aan de onderzijde daarvan aan een compartiment in de tin-anoderuimte dat aan de bovenzijde wordt begrensd door een het electroliet verdelende, en korrelig tinmateriaal ondersteunende geperforeerde plaat waarop het bed van korrelig tinmateriaal rust, en doorstroomt het electroliet de 0602730

-3- HO 624 NL

& tin-anoderuimte in opwaartse richting. Hiermede wordt met een relatief eenvoudige constructieve opbouw van de electrolysecel een goede stroomverdeling van het electroliet in de tin-anoderuimte verkregen.

5 Bij voorkeur doorstroomt het electroliet verder de tin-anode ruimte met een zodanige snelheid dat het bed van korrelig tin-materiaal wordt gefluïdiseerd. Een voordeel hiervan is dat de electrolysecel nog compacter kan worden gebouwd omdat in het fluid bed de stofoverdracht groter is. Tevens wordt een oxydehuid op de 10 tinkorrels in het fluid bed bij de voortdurende beweging van de korrels ten opzichte van elkaar waarbij de korrels elkaar raken gebroken en/of afgeschuurd.

Een ander voordeel is dat, hoewel de in de electrolysecel benodigde stroomsterkte hoog is, toch de stroomdichtheid, zijnde de 15 stroomsterkte betrokken op het grote anode-oppervlak van het korrelig tinmateriaal, laag is. Daardoor is de benodigde spanning en daarmee het energieverbruik laag.

Een ander gevolg van de lage stroomdichtheid is, dat de door-2+ oxydatie Sn Sn nog minder optreedt. Nog een ander voordeel is 20 dat bij het lage energieverbruik er slechts een kleine hoeveelheid warmte in de electrolysecel wordt ontwikkeld, waardoor de koelcapa-citeit klein kan zijn.

Ten slotte onderhoudt men bij voorkeur in de kathoderuimte van de electrolysecel tijdens bedrijf een hogere druk dan in de tin-25 anode ruimte. Hierdoor wordt het transport van tin-ionen door het membraan verder tegengegaan.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 toont een processchema van een uitvoeringsvorm van het 30 proces volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm van de electrolysecel te gebruiken bij het proces volgens de uitvinding.

In figuur 1 is met verwijzingscijfer 1 een band van blik aangegeven die als kathode met behulp van de omkeerrollen 2 door 35 een vertinningsbak 3 wordt gevoerd.

De in figuur 1 getoonde vertinningsbak 3 is van het radiale type, maar kan ook van een meer conventioneel type met vlakke anodes zijn. De getoonde radiale vertinningsbak 3 omvat een katho-derol 38 waarover de band I is gevoerd en een gebogen onoplosbare 8602730

-4- HO 624 NL

* anode 5 met tussen de band 1 en de anode 5 de spleet 35. Ter plaatse 36 wordt tin-ionen bevattend vloeibaar electroliet in de spleet 35 geperst, in welke spleet onder invloed van het electrisch veld tussen de band 1 als kathode en de anode 5 tin-ionen uit het 5 electroliet op de band 1 worden neergeslagen. Het uit de spleet 35 lopende electroliet verzamelt zich ter plaatse 4 onder in de vertinningsbak.

Aan het electroliet worden bij het vertinnen van de band 1 voortdurend tin-ionen onttrokken die in de electrolysecel 6 weer 10 worden aangevuld.

Daartoe wordt er door leiding 7 electroliet uit de vertinningsbak 3 naar de circulatietank 8 gevoerd en wordt er met pomp 10 door leiding 9 electroliet uit de circulatietank 8 naar de electrolysecel 6 gevoerd. De electrolysecel 6 omvat een tin-anoderuimte 11 en 15 een kathoderuimte 12 met een tin-ionen niet of nagenoeg niet doorlatende wand 13 ertussen.

Het electroliet wordt aan de anoderuimte 11 toegevoerd. Daar worden tin-ionen, die volgens de reactie

Sn-»Sn^+ + 2e 20 langs electrolytische weg worden gevormd aan het electroliet toegevoegd. Het electroliet wordt vervolgens via leiding 14 naar circulatietank 8 en vandaar via leiding 15 naar de vertinningsbak 3 teruggevoerd.

Het in de tin-anoderuimte 11 langs electrolytische weg opge-25 loste tin wordt via tin-granulaat doseerinrichting 17 gesuppleerd. De in de kathoderuimte 12 aanwezige katholiet wordt via leiding 18, overloopvat 19 en leiding 20 met behulp van pomp 21 rondgepompt. In de kathoderuimte 12 vindt eveneens een reactie plaats. Bijvoorbeeld in het katholiet volgens de reactie 30 2 H30+ + 2e“-»H2 + 2H20 langs electrolytische weg gevormd waterstof wordt bij 22 met ventilator 37 uit het overloopvat 19 afgezogen.

De in vertinningsbak 3 aan de anode 5 gevormde zuurstof ontwijkt uit de vertinningsbak 3 en verder bij 23 uit de circula-35 tietank 8.

De in figuur 2 getoonde electrolysecel 6 omvat een bak 24 met een kathoderuimte 12 met daarin een onoplosbare kathode 25, en anoderuimte 11 met daarin een tin-anodesysteem 26 bestaande uit een onoplosbare anode 27 en een tijdens bedrijf gefluïdiseerd bed van 8602730

-5- HO 624 NL

korrelig tin materiaal 28, en een geen of nagenoeg geen tin-ionen doorlatende wand 13 zoals een membraan. De anoderuimte heeft aan de onderzijde daarvan een compartiment 29, dat aan de bovenzijde wordt begrensd door een geperforeerde plaat 30, waarop het bed van 5 korrelig tinmateriaal 28 rust. Het anoliet wordt bij 31 aan het compartiment 29 van de anoderuimte 11 toegevoerd, wordt door geperforeerde plaat 30 gelijkmatig verdeeld aan het bed 28 toegevoerd, alwaar tweewaardige tin-ionen worden opgenomen en wordt bij 32 afgevoerd. Bij 33 wordt korrelig tinmateriaal gesuppleerd.

10 Het katholiet wordt bij 16 aan de kathoderuimte 12 toegevoerd en bij 34 afgevoerd. In de kathoderuimte 12 kan in afhankelijkheid van de wand 13 een hogere druk dan in de anoderuimte 11 heersen waardoor het transport van tin-ionen door de wand 13 wordt belemmerd.

15 20 25 30 35 860 2 7 'ó 0 --^gg

Claims

1. Werkwijze voor het electrolytisch vertinnen van blik met behulp 5 van een onoplosbare anode, waarbij het blik in de vorm van band als kathode door een vertinningsbak met een tin-ionen bevattend vloeibaar, zuur electroliet wordt gevoerd, waarbij tin-ionen uit het electroliet op de band worden neergeslagen, en waarbij het electroliet uit de vertinningsbak naar een zich buiten de 10 vertinningsbak bevindende tin-ionenbron wordt gevoerd, waarbij het electroliet aldaar met tin-ionen wordt verrijkt en waarbij het electroliet vervolgens naar de vertinningsbak wordt teruggevoerd en waarbij zodoende de concentratie van de tin-ionen van het electroliet op peil wordt gehouden, met het kenmerk, 15 dat het electroliet met tin-ionen wordt verrijkt in een elec- trolysecel omvattende een tin-anoderuimte met daarin een tin-anodesysteem, een kathoderuimte met daarin een onoplosbare kathode en een voor tin-ionen niet of nagenoeg niet permeabele wand daartussen zoals een membraan, waarbij het electroliet aan 20 de tin-anoderuimte van de electrolysecel wordt toegevoerd, aldaar met tin-ionen wordt verrijkt en vervolgens naar de vertinningsbak wordt teruggevoerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, mét het kenmerk, dat het elec- 25 troliet aan de tin-anoderuimte van de electrolysecel wordt toegevoerd, waarbij het tin-anodesysteem een onoplosbare anode en een bed van korrelig tinmateriaal omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het elec- 30 troliet aan de tin-anoderuimte van de electrolysecel wordt toegevoerd aan de onderzijde daarvan aan een compartiment in de tin-anoderuimte dat aan de bovenzijde wordt begrensd door een het electroliet verdelende, en korrelig tinmateriaal ondersteunende geperforeerde plaat waarop het bed van korrelig tin-35 materiaal rust, en dat het electroliet de tin-anoderuimte in opwaartse richting doorstroomt.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het electroliet de tin-anoderuimte met een zodanige snelheid 0602730 -7- HO 624 NL £ doorstroomt dat het bed van korrelig tinmateriaal wordt gefluï-diseerd.

5. Werkwijze volgens de voorgaande conclusies, met het kenmerk, 5 dat men in de kathoderuimte van de electrolysecel tijdens bedrijf een hogere druk onderhoudt dan in de tin-anoderuimte. 10 15 20 25 30 35 ------. - -a·1 8602730