DD224885A1

DD224885A1 - METHOD FOR ELECTROLYTICALLY REFINING A LEAD TIN ALLOY

Info

Publication number: DD224885A1
Application number: DD84263064A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Juergen Lange; Klaus Hein; Dieter Kaeppler
Original assignee: Funk A Bergbau Huettenkombinat
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination einer Blei-Zinn-Legierung, insbesondere zur Abtrennung des Antimons, unter Verwendung eines Elektrolyten, der freie H2SiF6 sowie Blei- und Zinnionen enthaelt. Verfahrensgemaess wird mit einer im Bereich von 150 bis 300 mV liegenden Badspannung, vorzugsweise bei 190 bis 210 mV, und mit einem Gehalt an freier H2SiF6 von 80 bis 150 g/l gearbeitet. Das Verfahren gewaehrleistet die Abtrennung auch hoher Antimongehalte bis 10 Masse-% unter Erzielung einer vielfaeltig einsetzbaren reinen Blei-Zinn-Legierung.The invention relates to a process for the electrolytic refining of a lead-tin alloy, in particular for the removal of the antimony, using an electrolyte containing free H2SiF6 and lead and tin ions. Verfahrensgemaess is working with a lying in the range of 150 to 300 mV bath voltage, preferably at 190 to 210 mV, and with a content of free H2SiF6 from 80 to 150 g / l. The process ensures the separation of even high antimony contents up to 10% by mass to obtain a much used pure lead-tin alloy.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung insbesondere des Antimons aus einer Blei-Zinn-Legierung mittels Raffinationselektrolyse.The invention relates to a method for separating in particular the antimony from a lead-tin alloy by means of refining electrolysis.

Beim reduzierenden Schmelzen von Zwischenprodukten, die insbesondere bei der pyrometallurgischen Bleigewinnung entstehen, fällt eine Blei-Zinn-Antimon-Legierung an, die 20 bis 40% Zinn, <5 bis >10 Ma.-% Antimon, Rest Blei enthält. Eine direkte Verwendung als Vorlegierung zur Herstellung verkaufsfähiger Produkte ist wegen der ungünstigen Zusammensetzung nur in begrenztem Umfang möglich.In the reducing melting of intermediates, which are formed in particular during the pyrometallurgical lead production, a lead-tin-antimony alloy is obtained which contains 20 to 40% tin, <5 to> 10% by weight antimony, remainder lead. A direct use as a master alloy for the production of salable products is possible because of the unfavorable composition only to a limited extent.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination einer antimonhaltigen Blei-Zinn-Legierung bekannt, wonach in einem wäßrigen Elektrolyten, der neben Kieselfluorwasserstoffsäure auch Blei und Zinn als Kationen enthält, die antimonhaltige Blei-Zinn-Legierung als Anoden eingesetzt und katodisch eine antimonfreie Blei-Zinn-Legierung abgeschieden wird. Die Zusammensetzung der Anodenlegierung beträgt (in Ma.-%) 62% Pb, 35% Sn, 2% Sb. Die Elektrolyse wird durchgeführt mit Elektrolyt: 25-35g Pb/IA process is known for the electrolytic refining of an antimony-containing lead-tin alloy, according to which the antimony-containing lead-tin alloy is used as anodes in an aqueous electrolyte which also contains lead and tin as cations in addition to silicic hydrofluoric acid and cathodically an antimony-free lead-tin Alloy is deposited. The composition of the anode alloy is (in% by mass) 62% Pb, 35% Sn, 2% Sb. The electrolysis is carried out with electrolyte: 25-35 g Pb / I

30-45gSn/i30-45gSn / i

60-7Og freie H₂SiF₆/! Stromdichte: 160 A/m² 60-7Og free H ₂ SiF ₆ /! Current density: 160 A / m ²

Temperatur: Raumtemperatur ;Temperature: room temperature;

Anodenreise: 10 Tage, zwischenzeitliche Entfernung des entstandenen Anodenschlamms nach jeweils 5 Tagen. (Hermsdorf/Heberlein Trans. A.I.M.E. 121,1936, S.289-298; US-PS 1.842.028).Anode travel: 10 days, interim removal of the resulting anode slime after every 5 days. (Hermsdorf / Heberlein Trans. A.I.M.E., 121, 1936, pages 289-298, US Patent No. 1,842,028).

Das Verfahren hat den Nachteil, daß nur eine Anodenlegierung mit bis 2 Ma.-% Sb, d. h. mit relativ niedrigem Antimongehalt, aufarbeitbar ist. Anodenlegierungen mit höheren Antimongehalten müssen vor der Elektrolyse durch Verschneiden mit geeigneten anderen Legierungen auf den niedrigen Antimongehalt eingestellt werden. Diese Maßnahme erfordert einen erheblichen Aufwand und bringt eine künstliche Erhöhung des Bestandes an antimonhaltiger Blei-Zinn-Legierung und damit eine Vergrößerung der Menge an Anodenlegierung, die in der Elektrolyse durchzusetzen ist.The process has the disadvantage that only one anode alloy with up to 2 wt .-% Sb, d. H. with relatively low antimony content, is workable. Anode alloys with higher antimony contents must be adjusted for low antimony content prior to electrolysis by blending with suitable other alloys. This measure requires a considerable effort and brings an artificial increase in the stock of antimony-containing lead-tin alloy and thus an increase in the amount of anode alloy, which is enforced in the electrolysis.

Das Verfahren hat außerdem den Nachteil, daß die Anoden nach 5 Tagen aus dem Bad genommen werden müssen, um die Anodenschlamm-Deckschicht zu entfernen, was einen hohen manuellen Aufwand notwendig macht.The process also has the disadvantage that the anodes have to be taken out of the bath after 5 days to remove the anode mud topcoat, which requires a high manual effort.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, den Aufwand, der durch das Verschneiden von Blei-Zinn-Antimon-Legierungen entsteht, zu vermeiden und die für die Herstellung verkaufsfähiger Legierungen störenden Antimongehalte aus Blei-Zinn-Legierungen zu entfernen.The aim of the invention is to develop a method which makes it possible to avoid the expense arising from the blending of lead-tin-antimony alloys and to impart antimony contents of lead-tin alloys which are troublesome for the production of salable alloys remove.

Essence of the invention

Die technische Ursache des Mangels am Stand der Technik besteht darin, daß Zinn und Antimon in der Schmelze eine /3-Mischkristallphase bilden, deren Anteil im Anodenmetall um so größer ist, je höher der Antimongehalt ist. Diese ß-Mischkristallphase ist anodisch unlöslich und führt im Verlaufe der Elektrolyse zur Bildung einer Deckschicht auf der Anodenoberfläche, wodurch die Anodenpolarisation und damit die Badspannung rasch ansteigen. Mit höheren Antimongehalten wird dieser Prozeß zunehmend beschleunigt, so daß schließlich Anodenpassivität, Verarmung des Elektrolyten an Blei- und Zinnionen und katodische Wasserstoffabscheidung den Elektrolysestillstand bzw. die Undurchführbarkeit der Elektrolyse bewirken.The technical cause of the deficiency in the prior art is that tin and antimony in the melt form a / 3-mixed crystal phase whose proportion in the anode metal is greater, the higher the antimony content. This β- mixed crystal phase is anodically insoluble and leads in the course of the electrolysis to form a cover layer on the anode surface, whereby the anode polarization and thus the bath voltage rise rapidly. With higher antimony levels, this process is increasingly accelerated, so that finally cause anode passivity, depletion of the electrolyte of lead and tin ions and cathodic hydrogen separation, the electrolysis stoppage or the impracticability of the electrolysis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der elektrolytischen Raffination einer Blei-Zinn-Legierung zur Abtrennung des Antimons in kieselfluorwasserstoffsaurem Elektrolyten so zu verbessern, daß Anodenlegierungen mit bisThe invention has for its object to improve the process of the electrolytic refining of a lead-tin alloy for the separation of the antimony in Kieselfluorwasserstoffsaurem electrolyte so that anode alloys with up

> 10 Ma.-% Antimon unter Erhaltung der Stabilität der Elektrolyse im Dauerbetrieb aufarbeitbar sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektrolytische Raffination einer Blei-Zinn-Legierung mit <5 bis> 10 wt .-% antimony while maintaining the stability of the electrolysis in continuous operation are workable. According to the invention the object is achieved in that the electrolytic refining of a lead-tin alloy with <5 to

> 10% Sb, die zwecks Abtrennung des Antimons und Abscheidung einer antimonfreien Blei-Zinn-Legierung in einem Elektrolyten erfolgt, der Zinn- und Bleiionen sowie freie Kieselfluorwasserstoffsäure enthält, mit einer im Bereich von 150 bis 30OmV liegenden Badspannung und einem Elektrolyten gearbeitet wird, dessen Gehalt an freier H₂SiF₆ 80 bis 150g/l beträgt.> 10% Sb, which is carried out to remove the antimony and to deposit an antimony-free lead-tin alloy in an electrolyte containing tin and lead ions and free hydrofluoric acid, with a bath voltage of between 150 and 30 ΩmV and an electrolyte; its content of free H ₂ SiF _{6 is} 80 to 150 g / l.

Die Badspannung wird vorzugsweise auf 190 bis 21OmV eingestelltThe bath voltage is preferably set to 190 to 21OmV

Die Badtemperatur wird zweckmäßig bei 30 bis 40⁰C gehalten.The bath temperature is suitably maintained at 30 to 40 ⁰ C.

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment:

Anoden (in Ma.-%) mit 29,6% Sn; 6,2% Sb, Rest Blei werden unter folgenden Bedingungen der Elektrolyse unterworfen:Anodes (in wt%) with 29.6% Sn; 6.2% Sb, remainder lead are subjected to electrolysis under the following conditions:

Elektrolyt: 20 bis 30 g Pb/IElectrolyte: 20 to 30 g Pb / I

25bis35gSn/l25bis35gSn / l

110 bis 130 g freie H₂SiF₆/!110 to 130 g free H ₂ SiF ₆ /!

1 000 g Knochenleim/t Katodenlegierung Badspannung: 20OmV Temperatur: 35⁰C1 000 g bone glue / t cathode alloy bath voltage: 20OmV temperature: 35 ⁰ C

Während der Elektrolysedauer von 300 h ist die Anodenpolarisation auf maximal 15OmV angestiegen. Mit einer Stromausbeute von 98% wurde katodisch eine Blei-Zinn-Legierung mit 26,5 Ma.-% Sn, Rest Blei, abgeschieden, die einen Antimongehalt von nur < 0,02 Ma.-% aufweist. Der übliche Elektrolysestillstand durch Anodenpassivität tritt nicht ein. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gewährleistet, daß antimonhaltige Btei-Zinn-Legierungen mit Antimongehalten bis >10 Ma.-% unter stabilen Elektrolysebedingungen zu einer praktisch antimonfreien Blei-Zinn-Legierung, die als Vorlegierung vieifältig einsetzbar ist, aufgearbeitet werden können. Verfahrensgemäß werden auch weitere übliche Verunreinigungen der Blei-Zinn-Legierung, wie Kupfer, Silber, Wismut, mit dem Anodenschlamm entfernt.During the electrolysis period of 300 h, the anode polarization has risen to a maximum of 15 ohms. With a current efficiency of 98%, a lead-tin alloy with 26.5 mass% Sn, remainder lead, was deposited cathodically, which has an antimony content of only <0.02 mass%. The usual electrolysis stoppage due to anode passivity does not occur. The process according to the invention ensures that antimony-containing Btei-Zinn alloys having antimony contents of up to 10% by mass, under stable electrolysis conditions, can be worked up to give a virtually antimony-free lead-tin alloy, which can be used as a master alloy. According to the method, other common impurities of the lead-tin alloy, such as copper, silver, bismuth, are removed with the anode sludge.

Claims

Invention claims:

1. A process for the electrolytic refining of a lead-tin alloy using a kieselfluorwasserstoffsauren electrolyte containing lead and tin ions, free hydrofluoric acid and an inhibitor, characterized in that one operates with a lying in the range of 150 to 30mVV bath voltage and that of Content of free H ₂ SiF _{6 is kept} at 80 to 150 g / l.

2. The method according to item 1, characterized in that the bath voltage is set to 190 to 21OmV.

3. The method according to item 1, characterized in that a bath temperature of 30 to 40 ^c C is maintained.