DE3005674A1 - Verwendung einer blei-legierung fuer anoden bei der elektrolytischen gewinnung von zink - Google Patents
Verwendung einer blei-legierung fuer anoden bei der elektrolytischen gewinnung von zinkInfo
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Description
■ι
RUHR-ZINK GMBH ™ 30.01.1980
VJittener Straße 1 -DROZ/GKP-
43 54 Datteln
Prov. Nr. 8523 RZ
Verwendung einer Blei-Legierung für Anoden bei der elektrolytischen Gewinnung von Zink
Die naßmetallurgische Gewinnung von Zink erfolgt üblicherweise nach dem Verfahrensprinzip Zinkblenderöstung, Laugung
des Röstgutes, Laugenreinigung, elektrolytisehe Abscheidung
von Zink und Umschmelzen des zuvor von den Kathoden abgezogenen Zinks. Die elektrolytische Abscheidung geschieht
dabei praktisch ausschließlich aus schwefelsauren Lösungen mit Hilfe von Aluminiumkathoden und Bleianoden.
Anodenmaterialien sind vorwiegend ternäre Blei-Legierungen mit meist Silber-Gehalten, die zwischen 0,5 bis 1,0 Gew.%
liegen. Hinsichtlich der dritten Legierungskomponente liegen Untersuchungen über Thallium, Tellur, Selen, Wismut,
Calzium, Gold, Quecksilber, Strontium, Barium, Arsen, Zinn und Kobalt vor (The Journal of Applied Chemistry of the
UdSSR -english translation- Vol. 24 (1951) S. 1429 ff) sowie Magnesium und Silizium (The Journal of Applied
Chemistry of the UdSSR -english translation- Vol. 26 (1953) S. 847 ff).
Dabei zeigt sich, daß Anoden aus verschiedenen Legierungen während des Elektrolysebetriebes einen beträchtlichen
Gewichtsverlust erleiden, der - abgesehen vom schnellen Verbrauch des Anodenmaterials - auch insofern nachteilig
ist, als sich beträchtliche Schlammengen bilden können oder aber das kathodisch abgeschiedene Zink stark
130034/049S
verunreinigt wird. Eine zusätzliche Problematik ergibt sich aus dem Umstand, daß verschiedene Legierungen nicht
die erforderliche mechanische Festigkeit aufweisen oder während des Gebrauchs die anfänglich vorhandene Festigkeit
verlieren. Es kann dann zu Verwerfungen und als Folge hiervon zu Kurzschlüssen und Brennern kommen.
Wie insbesondere auch die Ausführungen in "Blei und Bleilegierungen"
von W. Hofmann, Springer-Verlag 1962, S. 285 ff zeigen, sind die Einflüsse der von Blei verschiedenen
Legierungskomponenten vielfältig, zum Teil widersprüchlich und praktisch nicht vorhersehbar. Schließlich sind auch
die mit der Herstellung der Legierung verbundenen Kosten von beträchtlicher Bedeutung, insbesondere wenn man
berücksichtigt, daß sich in der Bäderhalle moderner Zinkelektrolysen Bleilegierungsmengen in der Größenordnung
von 1.000 t und mehr befinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung für Anoden
bei der elektrolytischen Gewinnung von Zink aus sauren
Lösungen bereitzustellen, die die Nachteile der bekannten
Legierungen nicht aufweisen, vorteilhafte elektrische und mechanische Eigenschaften besitzen und möglichst
kostengünstig herstellbar sind.
25
25
Die Lösung der Aufgabe liegt in der Verwendung einer Blei-Legierung, bestehend aus 0,05 bis 0,25 Gew.%
Strontium und/oder 0,05 bis 0,1 Gew.% Calzium sowie 0,1 bis 0,5 Gew.% Silber, Rest Blei für Anoden bei der
elektrolytischen Gewinnung von Zink aus sauren Lösungen.
Sofern strontiumhaltige Legierungen vorgesehen sind, kommen vorzugsweise solche zur Anwendung, in denen der
Strontium-Gehalt 0,05 bis 0,1 Gew.% beträgt.
130034/OA95 .
BAD ORIGINAL
-'-'■■ \ 30Q5674
■Ψ-
Die aus den vorgenannten Legierungen hergestellten Anoden besitzen eine beträchtliche Härte und eine hohe
Elastizität. Sie sind formbeständig, so daß sie verglichen mit üblichen Anoden - in geringerer Dicke
hergestellt werden können. Hiermit verbunden ist eine
Einsparung an Legierungsmaterial generell und insbesondere
an Silber möglich. Infolge des geringen Gewichtes der Anoden können auch die Anschlußelemente, insbesondere
die Tragestangen, leichter konstruiert werden. 10
Die hohe Formbeständigkeit der Anoden läßt es zu, daß
der Elektrodenabstand verkleinert werden kann, so daß eine Verringerung des Energieverbrauchs erzielt wird.
Aus Gründen der einfacheren Herstellung werden zweckmäßigerweise Legierungen eingesetzt,, die Calzium oder
Strontium enthalten. Hinsichtlich ihrer Eigenschaften sind jedoch auch solche, die beide Legierungsbestandteile
aufweisen, gleichwertig.
Die Herstellung der Anoden kann durch Walzen oder Gießen erfolgen. Insbesondere die Möglichkeit des Gießens ist
insofern vorteilhaft, als die Anoden unmittelbar ihre endgültigen Abmessungen erhalten und - sofern erwünscht bereits
beim Guß Durchtrittsöffnungen für den Elektrolyt vorgesehen werden können. Die Festigkeit der Metalllegierung
ist so hoch> daß auch bei der Herstellung von Anoden mit Durchtrittsöffnungen eine größere Dicke etwa
aus Stabilitätsgründen - nicht erforderlich ist.
Bei der Herstellung von Gußanoden, die generell eine höhere Härte als Walzanoden aufweisen, empfiehlt sich
eine langsame Abkühlung, weil hierdurch im Vergleich
-H-
130034/0495
BAD ORIGINAL
zur schnellen Abkühlung eine zusätzliche Erhöhung der Härte und der Korrosionsbeständigkeit erzielt wird.
Die Korrosionsbeständigkeit der Anoden ist so hoch,
daß ein Abtrag selbst nach monatelangem Betrieb praktisch
nicht vorhanden ist. Dies ist insbesondere deswegen überraschend als zu befürchten war, daß eine Reduktion
des Silber-Gehaltes in der Legierung mit einer Vergrößerung der Korrosion verbunden sein würde.
10
Die erhaltenen Anoden werden unter den üblicherweise
angewendeten Elektrolysebedingungen eingesetzt, d.h.
beispielsweise
2 bei einer Stromdichte von 160 bis 630 A/m einer Temperatur von 30 bis 46°C und
bei einem Schwefelsäuregehalt des Elektrolyten von 165 bis 220 g/l und
einem Zinkgehalt des Elektrolyten von 4-0 bis 70 g/l.
13003A/0495
ORIGINAL
Claims (2)
1. Verwendung einer Blei-Legierung, bestehend aus 0,05 bis 0,25 Gew.% Strontium und/oder 0,05 bis 0,1 Gew.%
Calzium sowie 0,1 bis 0,5 Gew,% Silber, Rest Blei für Anoden bei der elektrolytischen Gewinnung von
Zink aus sauren Lösungen.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der Gehalt an Strontium 0,05 bis 0,1 Gew.% beträgt.
130034/0495
BAD
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