DE403715C - Verfahren zur Reinigung von Zinkloesungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung von Zinklösungen. Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Vorbereitung von Zinklösungen, aus denen das Zink elektrolytisch niedergeschlagen werden soll. Es handelt sich dabei insbesondere darum, Zinksulfatlösungen, die durch Behandlung angereicherter Erze oder sonstiger zinkhaltiger Stoffe mit Schwefelsäure gewonnen wurden, für die Elektrolyse zu reinigen.
• Die elektrolytische Abscheidung des -7inks wird durch bestimmte Verunreinigungen, z. B. Kobalt, Antimon usw., gestört oder nachteilig beeinflußt ; die vorherige Entfernung dieser Verunreinigungen ist daher von Wichtigkeit, namentlich da sich deren Gehalt bei einem fortlaufenden Betrieb immer mehr steigert.
• So ist z. B. festgestellt, daß bei der wiederholten Behandlung der Zinklösung bei fortlaufendem Betriebe eine Anreicherung der Lösung an nicht ohne weiteres entfernbaren Verunreinigungen nach zoomaliger Behandlung der Lösung eintritt, die ungefähr einer zoofachen Konzentration der ursprünglichen Lösung entspricht. Kam also z. B. in der ursprünglichen Lösung auf eine Million Teile ein Teil Kobaltsalz, so enthält die Lösung nach dem hundertsten Durchgang durch die Vorrichtung einen Teil Kobaltsalz auf zehntausend Teile der Lösung.
• Das übliche Verfahren zur Reinigung der Zinksulfatlösung vor der Elektrolyse besteht in der Ausfällung des Eisens durch Kalkstein und der Ausfällung von etwa vorhandenem Silber, Arsen, Antimon, Kupfer oder Kadmium mittels Zinkstaubes. Dieses Verfahren genügt aber nicht zur Entfernung von Kobalt, das gerade besonders nachteilig bei der elektrolytischen Abscheidung des Zinks wirkt.
• Es ist nun gefrinden worden, daß sich eine vollständige Entfernung der schädlich auf die Bildung des Zinkniederschlages wirkenden Verunreinigungen dadurch erreichen läßt, daß' der Zinklösung vor und während ihrer Behandlung mit Zinkstaub Arsen oder eine Arsenverbindung zugesetzt wird.
• Nach dem,Verfahren gemäß der Erfindung kann man so vorgehen, daß der von Kobalt, Antimon usw. zu befreienden Zinklösung eine ausreichende Menge einer löslichen Arsenverbindung zugesetzt wird; so kann die Lösung z. B. mit arseniger Säure oder mit Natriumarseniat versetzt werden. An Stelle einer löslichen Arsenverbindung kann man die Reinigung gegebenenfalls auch mit metallischem Arsen bewirken. Jedoch sind die löslichen Verbindungen vorzuziehen, weil der Zinkstaub das Metall aus den Lösungen in sehr fein verteiltem Zustande ausscheidet und dadurch die Reinigung befördert.
• Für die beispielsweise anzuwendenden Mengenverhältnisse gilt folgendes i. Eine Lösung, welche geringe Mengen von Kobalt enthält, z. B. ungefähr io mg im Liter, erfordert ungefähr ioo mg Arsenik pro Liter der zu reinigenden Lösung.
• 2. Eine Lösung, die beispielsweise 50 mg Kobalt im Liter enthält, braucht etwa iSo mg Arsenik pro Liter der zu reinigenden Lösung.
• 3. Lösungen mit einem Gehalt von ioo mg Kobalt im Liter benötigen etwa 25o mg Arsenik pro Liter der zu reinigenden Lösung.
• q.. Lösungen mit einem Gehalt von mehr als ioo mg im Liter erfordern für jedes weitere im Litender Lösung vorhandene Milligramm Kobalt einen weiteren Zusatz von 1,5 mg Arsenik pro Liter zu der unter q. angegebenen Arenge.
• Bei der Ausführung des Verfahrens ist stets darauf Bedacht zu nehmen, daß nach dem Behandeln der Lösung mit Kalkstein und vor dem Zusatz von Zinkstaub noch Arsen in der erforderlichen Menge -in der Lösung vorhanden ist. Die Lösung wird dann in der üblichen Weise mit Zinkstaub versetzt, wobei die vollständige Ausfällung und Entfernung des Kobalts erfolgt. Die Fällung kann dadurch erleichtert werden, daß bei erhöhter Temperatur, zweckmäßig bei ungefähr 6o' C, gearbeitet wird. Bei der Reinigung wird auch das ursprünglich vorhandene Arsen mit ausgeschieden, so daß es durchaus nicht nötig ist, daß die Abscheidung des Kobalts in Gegenwart des zur Behandlung der Lösung benutzten Arsens bzw. der Arsenverbindungen erfolgt. Vielleicht üben in diesem Falle ganz geringe Spuren von in der Lösung zurückbleibendem Arsen bzw. Arsenverbindungen eine katalytische Wirkung bei der Behandlung der Lösung mit Zinkpulver bzw. bei der durch dasselbe bewirkten Fällung des Kobalts aus.
• Besonders zweckmäßig kann man so verfahren, daß der Zusatz des Zinkstaubes zu der mit Arsen oder mit der Arsenverbindung versetzten Zinksalzlösung absatzweise erfolgt, und zwar trägt man zunächst nur so viel ein, wie zur Abscheidung von Arsen, und - falls diese Metalle zugegen sind - von Kupfer und Kadmium erforderlich ist; darauf folgt eine weitere Menge zum Ausfällen des Kobalts; schließlich erfolgt noch ein weiterer Zusatz von Zinkstaub, um die Wiederauflösung des Kadmiums und der anderen schädlichen Verunreinigungen zu verhindern. Der Zusatz der jedesmal zuzusetzenden Menge des Zinkstaubes muß mindestens in den betreffenden Verunreinigungen äquivalenter Menge, zweckmäßig jedoch im Überschuß, erfolgen; besonders wenn es sich um sehr geringe Mengen der Verunreinigungen handelt. In jedem Falle sind die erforderlichen Mengenverhältnisse analytisch festzustellen.
• Die erforderliche Zinkstaubmenge kann auch auf einmal zugegeben werden. Doch bringt die stufenweise Zugabe des Zinkstaubes, besonders bei Anwendung höherer Temperaturen, den Vorteil mit sich, daß ein übermäßiger Verbrauch von Zinkstaub vermieden wird, da durch die genannte Maßnahme die Verluste verringert werden, die bei Vorhandensein großer Mengen von Zinkstaub durch Reaktion desselben mit Wasser bei 6o' C eintreten.
• Unter den angegebenen Bedingungen kann man in vielen Fällen bzw. gegenüber vielen Verunreinigungen allein unter Verwendung von metallischem Arsen oder von Arsenverbindungen ausgezeichnete Reinigungsresultate erzielen. Insbesondere ist auch mit Arsen allein eine derart weitgehende Entfernung des Kobalts möglich, wie sie -zur erfolgreichen Vorbereitung der Lösung für die Elektrolyse genügt.
• `rill man dagegen das Kobalt bzw. andere Verunreinigungen restlos entfernen, so ist, wie festgestellt worden ist, die Anwesenheit einer Kupferverbindung neben Arsen in der Lösung erforderlich. Ist Kupfer nicht von vornherein in genügender Menge vorhanden, so wird zweckmäßig eine geringe Menge löslichen Kupfersalzes, z. B. Kupfersulfat, der Lösung vor oder während der Fällung zugesetzt.
• Die Entfernung des Kobalts kann ferner dadurch begünstigt werden, daß die Zinklösung vor und während der Ausfällung des Kobalts unter möglichster Verhinderung von Luftzutritt gerührt wird. Auch wird die Reinigung durch die Anwesenheit einer geringen Menge freier Säure in der Lösung bzw. durch schwaches Ansäuern der Zinklösung vor Ausfällen des Kobalts erleichtert.
• Statt der Zinklösung eine lösliche Arsenverbindung zuzusetzen, kann man auch so verfahren, daß dem Röstgut vor dem Auslaugen arsenhaltiges Röstgut oder arsenhaltiges Hüttenmaterial zugegeben wird. Gegebenenfalls kann man auch den Erzen vor dem Rösten andere arsenhaltige Erze zusetzen. Aus der durch Auslaugen der Erze erhaltenen Zinklösung werden die Verunreinigungen alsdann in der oben beschriebenen Weise zur Ausscheidung gebracht. Ausführungsbeispiel. Zur Reinigung einer Lösung, die o,2 g Kupfer, o,2 g Kadmium und o,oig Kobalt im Liter enthielt, wurde eine Menge arseniger Säure zugeführt, die einem Zusatz von o,o75 g Arsen auf ein Liter entsprach. Die Lösung wurde dann schwach angesäuert, auf etwa 6o' C erwärmt und umgerührt, wobei das Einrühren von Luft möglichst vermieden wurde. Hierauf wurde Zinkstaub im Verhältnis von o,7 g auf ein Liter zugegeben und wieder 30 Minuten gerührt. Dann wurden o,5 g Zinkstaub auf das Liter zugefügt und weiter etwa 3o Minuten gerührt. Schließlich wurden noch o,2 g Z inkstaub auf ein Liter zugegeben und 30 Minuten bis eine Stunde lang gerührt. Die, wie festgestellt wurde, nun vollständig gereinigte Lösung wurde filtriert und elektrolysiert.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Reinigung von Zinklösungen für elektrolytische Gewinnung von Zink mittels Zinkstauhes, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Entfernung der schädlich auf die Bildung des Zinkniederschlages wirkenden Verunreinigungen, z. B. Kobalt und Antimon, gleichzeitig mit oder vor der Behandlung der Lösung mit Zinkstaub, dieser fein verteiltes Arsen oder lösliche Arsenverbindungen zugesetzt werden, während die Zinklösung zweckmä@'ig vor und während der Ausfällung der Verunreinigungen unter Verhinderung des Zutritts von Luft umgerührt wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem fein verteilten Arsen oder den löslichen Arsenverbindungen Zusätze von löslichen Kupferverbindungen zur Verwendung kommen.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinklösung vor dem Ausfällen der Verunreinigungen schwach angesäuert wird, insbesondere bei Verwendung solcher Arsen- oder Kupferverbindungen, die, in die Zinklösung gebracht, in unlösliche Form übergehen können. .1.
4. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprüchen z, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise -bei ungefähr 6o' C, gearbeitet wird.
5. 5. Ausführungsform des Verfahrens nach Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des Zinkstaubes zu der mit der Arsen- oder Kupferverbindung versetzten Zinksalzlösung absatzweise und mindestens in einer der Menge der Verunreinigungen äquivalenten Menge, zweckmäßig im T`berschuß, erfolgt.
6. 6. Abänderung des Verfahrens nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Arsen oder die Arsenverbindung bereits den Zinkerzen vor oder nach dem Rösten zusetzt, zweckmäßig in Form von arsenhaltigen Erzen bzw. arsenhaltigem Röstgut, oder arsenhaltigem Hüttenmaterial, mit der Maßgabe, daß aus der in üblicher Weise durch Auslaugen der Erze erhaltenen Zinklösung alsdann die Verunreinigungen durch Zinkstaub zur Abscheidung gebracht werden.