DE1907523C3 - Process for the extractive electrolysis of zinc from its sulfuric acid solutions - Google Patents
Process for the extractive electrolysis of zinc from its sulfuric acid solutionsInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Zink aus schwefelsauren Lösungen.The invention relates to a method for the electrolytic production of zinc from sulfuric acid Solutions.
Es ist bekannt, daß gegenwärtig die elektrolytische Zinkgewinnung nach dem »Standardschema« mit einer Stromdichte von 350—540 a/m2 in schwefelsauren Lösungen erfolgt. Zur Zeit arbeitet nur ein Werk in der Welt und zwar »Silver King« (USA) nach Teintens Schema bei einer Stromdichte von etwa 1000 a/m2 und einem hohen Säuregrad des Elektrolyten (250 g/l H2SO4) von außerordentlich großer Reinheit. (Das Zink wird alle 10 Stunden von der Kathode abgezogen.)It is known that electrolytic zinc production is currently carried out according to the "standard scheme" with a current density of 350-540 a / m 2 in sulfuric acid solutions. At the moment there is only one plant in the world, namely "Silver King" (USA) according to Teintens' scheme with a current density of around 1000 a / m 2 and a high degree of acidity of the electrolyte (250 g / l H2SO4) of extremely high purity. (The zinc is drawn from the cathode every 10 hours.)
Es Kind viele Untersuchungen durchgeführt und verschiedene Elektrolysevorrichtungen geprüft worden, um das Verfahren zu mechanisieren, automatisieren und intensivieren, doch lassen die großen technisch-ökonomischen und technologischen Schwierigkeiten es nicht zu, dies in die Produktion einzuführen.There performed a lot of examinations and child Various electrolysers have been tested to mechanize, automate and process the process intensify, but the great technical, economic and technological difficulties do not allow it to introduce this into production.
Weiterhin ist bekannt, daß die Metallausbeute durch die Stromdichteerhöhung gesteigert werden kann. Die Anwendung des letzteren stößt jedoch bei der Elektrolyse auf große Schwierigkeiten.It is also known that the metal yield can be increased by increasing the current density. the However, application of the latter encounters great difficulties in electrolysis.
Aus der FR-PS 14 12 438 ist bereits ein Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Kupfer bekannt, bei dem zur Erhöhung der Stromdichten und damit der Kupferausbeute der durch das elektrolytische Bad fließende Gleichstrom periodisch umgeschaltet wird. Die Technologie der Herstellung von Kupfer durch elektrolytische Raffination, d. h. die Reinigung des rohen h·» Anodenkupfers unterscheidet sich doch grundsätzlich von der Technologie der extraktiven Elektrolyse vonFrom FR-PS 14 12 438 is already a method for known electrolytic extraction of copper, in which to increase the current densities and thus the Copper yield the direct current flowing through the electrolytic bath is switched periodically. The technology of producing copper by electrolytic refining, i.e. H. the cleaning of the raw h · » Anode copper is fundamentally different from the extractive electrolysis technology of
n oaavi luiuiigviin oaavi luiuiigvii
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zinkgewinnung unter wirtschaftlicheren Prozeßbedingungen zu ermöglichen, hohe Stromdichten anwenden zu können und entsprechend die extraktive Elektrolyse von Zink zu intensivieren.The invention is based on the object of obtaining zinc under more economical process conditions to enable high current densities to be used and, accordingly, extractive electrolysis intensify of zinc.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöstThis object is achieved according to the invention by the measures described in claim 1
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine beträchtliche Erhöhung der Stromdichte und eine Verlängerung der Dauer der Ablagerung des Metalls auf der Kathode erreicht werden. Der Wirkungsgrad der Zinkgewinnung ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders hoch. Der Aufwand an elektrischer Energie beträgt etwa 50 bis 100 kWh/t Zink.According to the method according to the invention, a considerable increase in the current density and a Extension of the duration of the deposition of the metal on the cathode can be achieved. The efficiency the zinc production is when using the invention Procedure particularly high. The consumption of electrical energy is around 50 to 100 kWh / t Zinc.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.Preferred configurations and developments of the method according to the invention are the subject matter of subclaims 2 to 5.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf folgende Weise durchgeführt:The method according to the invention is carried out in the following way:
Der Arbeitselektrolyt in der Zusammensetzung: 100—220 g/l Schwefelsäure, 40-65 g/l Zinkionen und andere Zusätze sowie für diese Elektrolyseart übliche Beimengungen werden bei Temperaturen von 35° C bis 500C einer extraktiven Elektrolyse unterworfen. Der Elektrolyt kann »schräg« oder »kanalartig« mit einer für die Stromdichte entsprechenden Geschwindigkeit umlaufen. Das Kathodenmaterial kann aus reinem Aluminium oder seiner Legierung mit Titan, Silizium oder Chrom und für die Anoden — einer Legierung aus reinem Blei — mit Silber, Kobalt und Antimion oder Tellur sein.The working electrolyte in the composition: 100-220 g / l sulfuric acid, 40-65 g / l of zinc ion and other additives and customary for this Elektrolyseart admixtures are subjected to temperatures of 35 ° C to 50 0 C to an extractive electrolysis. The electrolyte can circulate "obliquely" or "channel-like" at a speed appropriate for the current density. The cathode material can be made of pure aluminum or its alloy with titanium, silicon or chromium and for the anodes - an alloy of pure lead - with silver, cobalt and antimion or tellurium.
Extraktive Elektrolyse von Zink mit einer Stromdichte von 1500 a/m2.Extractive electrolysis of zinc with a current density of 1500 a / m 2 .
In diesem Fall ist der Reversierstrom von positivem Kathodenimpuls 0,5—2,5% der ganzen Periode und die Frequenzveränderung der Polarität von 3- bis 4mal pro Minute. Elektrolytzusammensetzung 150—160 g/l Schwefelsäure und 50—60 g/l Zinkionen; die Temperatur wird auf ca.40—45°C gehalten. Als Zusatz eines oberflächenaktiven Stoffes wird Uranin in einer Menge von ca. 30 mg/1 oder 75 mg/I Leim angewendet. Die Zirkulation erfolgt mit einer 3mal größeren Geschwindigkeit der Lösung als die technologisch notwendige für eine Stromdichte von 1500 a/m2. Der Abstand zwischen den unterschiedlichen Elektroden beträgt von 25 bis 30 mm. Das Abziehen des Zinks erfolgt alle 24—30 Stunden.In this case the reversing current of the positive cathode pulse is 0.5-2.5% of the whole period and the frequency change of the polarity is 3 to 4 times per minute. Electrolyte composition 150-160 g / l sulfuric acid and 50-60 g / l zinc ions; the temperature is kept at about 40-45 ° C. As an addition to a surface-active substance, uranine is used in an amount of approx. 30 mg / l or 75 mg / l of glue. The solution is circulated at a speed 3 times greater than that technologically necessary for a current density of 1500 a / m 2 . The distance between the different electrodes is from 25 to 30 mm. The zinc is drawn off every 24-30 hours.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur extraktiven Elektrolyse des Zinks unter Anwendung einer reversiblen Strompolarität ist rentabel und mit einem großen technischökonomischen Effekt verbunden. Im Vergleich zu den anderen, bislang bekannten Methoden weist es folgende Vorteile auf:The inventive method for the extractive electrolysis of zinc using a reversible Electricity polarity is profitable and has a great technical and economic effect. In comparison It has the following advantages over the other methods known so far:
Der Prozeß wird intensiviert, d. h. die »Standarddichte« des Stromes wird um das 4 — 5fache erhöht und die Produktion wächst stark an. Die optimale Verfahrensdauer, d. h. die Zeit zum Ansetzen bis zum Abziehen des Zinks wird um das Doppelte verlängert Dies führt zur Verminderung der relativen Anzahl der Arbeitskräfte, Verminderung der Metalloxydierung, leichteres Abziehen des Zinks und einer stabileren Technologie.The process is intensified; H. the "standard density" of the current is increased by 4 - 5 times and the Production grows strongly. The optimal duration of the procedure, i.e. H. the time it takes to start until the Zinc is doubled This leads to a reduction in the relative number of workers, Reduction of metal oxidation, easier stripping of the zinc and a more stable technology.
Darüberhinaus wird eine feinkristalline, dendrittenlose Struktur des Kathodenzinks mit hoher Metallausbeute bei einer Stromwirksamkeit von 92—94% gewonnen.In addition, the cathode zinc has a finely crystalline, third-free structure with a high metal yield obtained at a current efficiency of 92-94%.
3 43 4
Ferrüonen, die durch die periodische Stromumkehr Prozeß in den bestehenden Betrieben mit stationärenFerrüonen produced by the periodic current reversal process in the existing operations with stationary
reduziert werden, herabgesetzt Die Konzentrationspo- Elektrolyseeinrichtungen bei einer Stromdichte von 500reduced, decreased the concentration po- electrolysers at a current density of 500
!arisation fällt und damit auch die Wannenspannung; der bis 2500 a/m2 zu führen, d. h. die Standard-Zink-Hydro-! arization falls and with it the tank voltage; to carry up to 2500 a / m 2 , i.e. the standard zinc hydro
relative Energieaufwand sinkt um etwa 50 kWh/t Zink. metallurgie kann wesentlich intensiviert werden.relative energy consumption drops by around 50 kWh / t zinc. metallurgy can be intensified considerably.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet den 5The method according to the invention allows the 5th
Claims (5)
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