Способ получения цинка

 

Использование: гидрометаллургия тяжелых цветных металлов, электролитическое получение цинка. Сущность: электролитическое получение цинка ведут из сульфатного цинкового раствора, содержащего клей и органическую добавку хромоксан или хромин. Хромоксан или хромин вводят в ЛА электролит в количеаве 2-30 r/м или 5-50 г/м соответственно. 1 з.пф-лы, 1 табл

(19) RU (11) (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам (21) 5024510/02 (йф 24.0192 (46) 30.1093 Бюл Ne 39-40 (71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (72) Кубасов ВЛ.; Попова Т.Е: Ходов Н.В. Варзиев

В4 (73) Кубасов Владимир Леонидович; Попова

Татыеа Евгеньевна; Ходов Николай Владимирович;

Варзиев Валерий Дмитриевич (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКА (57} Использование: гидрометаллургия тяжелых цветных металлов, электропитическое получение цинка. Сущность: электролитическое получение цинка ведут из сульфатного цинкового раствора, содержащего клей и органическую добавку хромоксан или хромин Хромоксан ипи хромин вводят в электролит в количестве 2-30 г/м или 5-50 г/м э э соответственно. 1 з.лф-лы, 1 табл.

2001977

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при злектролитическом получении цинка.

Известен способ получения цинка электроосаждением иэ раствора хлорида цинка.

Основными недостатками этого способа являются: необходимость применения диафрагм для разделения анодного и катодного пространства; выделение газообразного хлора, который необходимо использовать; применение закрытых анодных камер, а следовательно, меньшая доступность отдельных частей ванны, Известен способ, взятый в качестве прототипа, получения цинка злектроосаждением из сернокислого раствора сульфата цинка, содержащего 100-180 кг/м цинка, организ ческие добавки и примеси. В качестве органических добавок в электролит, поступающий в ванны электролиза, осуществляется дозированная подача клея и раствора экстракта солодкового корня, Электролиэ проводят при плотности тока

550-650 А/м, при температуре 35 — 40 С.

Цинк осаждают на алюминиевых катодах. В качестве анодов применяют свинец, содержащии серебро. Сдирку катодного цинка производят один раз в сутки.

Для улучшения сдирки в ванны электролиза вводят раствор сурьмяновиннокислого калия из расчета содержания сурьмы в ванне перед сдиркой 0,2-0,3 гlм . з

К недостаткам способа можно отнести относительно низкий товарный выход катодного цинка, который связан с:

1) трудной сдиркой катодного осадка (прирастание осадка к матрице) и необходимостью дополнительной операции по сернокислотному его растворению. Введение в электролит соли сурьмы проблему трудной сдирки полностью не решает.

2) снижение выхода по току цинка вследствие введения соли сурьмы, которая является наиболее вредной примесью в цинковых электролитах, особенно в присутствии марганца.

3) снижение выхода по току за счет введения в электролит органических примесей. присутствующих в экстракте солодкового корня, а также образующихся при разложении сапонина.

Заявляемое изобретение направлено на получение металлического цинка из растворов электролизом.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить выход товарного катодного цинка.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения цинка, включающем его электроосаждение из суль5

55 фатного раствора, содержащего клей и органические добавки, и последующую сдирку катодного цинка, согласно предлагаемому способу электроосаждения цинка проводят из сульфатного раствора. содержащего в качестве органической добавки хромоксан или хромин. Другое отличие заключается в том, что хромоксан или хромин вводят в электролит в количестве 2 — 30 г/м и 5 — 50 з гlм соответственно.

Способ осуществляют следующим образом.

Раствор электролита. содержащий сульфат цинка, серную кислоту, клей и примеси, смешивают с раствором хромоксана или хромина в таком состоянии, чтобы содержание хромоксана или хромина в электролите после смешивания составляло соответственно 2-30 или 5-50 г/м . В течение суток з проводят электроосаждение цинка из полученного раствора, после чего катоды вынимаются из ванны и осадок сдирается, Пример 1. Раствор электролита, имеющий температуру 50 С и содержащий

120,5 кг/м цинка в составе сульфата цинка, 55 кгlм серной кислоты, 10,0 кг/м марганца и примеси, г/м: Си 0,05; Cd 0.4: Со 1,2;

Ni 0,04: Fe 15; Sb 0,05; As 0,03; CI 120; F 40,5 — смешивали в желобе с раствором хромоксана (в исходном электролите). содержащем 10 кг/м хромоксана, в соотношении з соответственно 500: 1, затем в электролит вводили раствор клея иэ расчета 5-20 гlм . з

Смешанный раствор, содержащий 20 гlм хромоксана, по желобу поступал в ванну электролита со скоростью 0,460 м /ч. Обьем раствора в ванне составлял 2,475 м . В ванне были установлены 30 алюминиевых катодов и 31 свинцовый (серебросодержащий) анод. Плотность тока составляла 510 А/м .

Температура электролита в ванне равнялась 41-42 С. Охлаждение электролита осуществлялось водой, проходящей через алюминиевые змеевики. Через сутки катоды вынимали и вручную сдирали катодный цинк. Количество товарного катодного цинка оп ределяли взвешиванием. Освобожденные or цинка катоды вновь загружали в ванну, Всего количества циклов составило 8.

Результаты экспериментов в зависимости от содержания хромоксана или хромина в цинковом электролите в ванне электролиза приведены в таблице, Как следует из таблицы, введение в электролит добавки хромоксана или хромина приводит к повышению выхода товарноГо кэтодного цинка, Наибольший эффект наблюдается в интервале концентрацией хромоксана или

2001977

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при электролитическом получении цинка.

Известен способ получения цинка электроосаждением из раствора хлорида цинка.

Основными недостатками этого способа являются: необходимость применения диафрагм для разделения анодного и катодного пространства; выделение газообразного хлора, который необходимо испольэовать; применение закрытых анодных камер, а следовательно. меньшая доступность отдельных частей ванны.

Известен способ, взятый в качестве прото-. типа, получения цинка электроосаждением из сернокислого раствора сульфата цинка, содержащего 100 — 180 кг/м цинка, организ ческие добавки и примеси, B качестве органических добавок в электролит, поступающий о ванны электролиза, осуществляется дозированная подача клея и раствора экстракта солодкового корня.

Электролиз проводят при плотности тока

550-650 А/м, при температуре 35-40 С.

Цинк осаждают на алюминиевых катодах. В качестве анодов применяют свинец, содержащий серебро, Сдирку катодного цинка производят один раз в сутки, Для улучшения сдирки о ванны электролиза вводят раствор сурьмяновиннокислого калия из расчета содержания сурьмы в ванне перед сдиркой 0,2-0,3 г/м .

К недостаткам способа можно отнести относительно низкий товарный выход катодного цинка, который связан с:

1) трудной сдиркой катодного осадка (прирастание осадка к матрице) и необходимостью дополнительной операции по сернокислотному его растворению. Введение о электролит соли сурьмы проблему трудной сдирки полностью не решает, 2) снижение выхода по току цинка вследствие введения соли сурьмы, которая является наиболее вредной примесью в цинковых электролитах, особенно в присутствии марганца, 3) снижение выхода по току за счет введения в электролит органических примесей, присутствующих в экстракте солодкооого корня, а также образующихся при разложении сапонина.

Заявляемое изобретение направлено на получение металлического цинка из растворов элактролизом.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить выход товарного катодного цинка.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения цинка, включающем его электроосаждениа иэ суль5

ЗО

55 фатного раствора, содержащего клей и органические добавки. и последующую сдирку катодного цинка, согласно предлагаемому способу электроосаждения цинка проводят из сульфатного раствора, содержащего в качестве органической добавки хромоксан или хромин. Другое отличие заключается в том, что хромоксан или хромин вводят в электролит в количестве 2 — 30 гlм и 5-50

3 гl м соответственно. з

Способ осуществляют следующим образом.

Раствор электролита, содержащий сульфат цинка, серную кислоту, клей и примеси, смешивают с раствором хромоксана или хромина в таком состоянии, чтобы содержание хромоксана или хромина в электролите после смешивания составляло cooTUcTcT венно 2-30 или 5-50 г/м, В течение суток з проводят электроосаждение цинка из полученного раствора, после чего катоды вынимаются из ванны и осадок сдирается.

Пример 1. Раствор электролита, имеющий температуру 50 С и содержащий

120,5 кг/м цинка в составе сульфата цинка, 55 кгlм серной кислоты, 10,0 кг/м марганз ца и примеси, г/м : Си 0.05; Cd 0,4; Со 1,2;

3.

Ni 0,04; Ее 15; Sb 0,05; Аь 0,03; C1 120; F 40,5 — смешивали в желобе с раствором хромоксана (о исходном электролите), содержащем 10 кг/м хромоксана, о соотношении з соответственно 50С: 1, затем в электролит вводили раствор клея из расчета 5-20 г/м, з

Смешанный раствор, содержащий 20 г/м хромоксана, по желобу поступал в ванну электролита со скоростью 0,480 м /ч. Объем раствора в ванне составлял 2,475 м, В ванз не были установланы 30 алюминиевых катодов и 31 свинцовый (серебросодержащий) анод. Плотность тока составляла 510 A/ì .

Температура электролита о ванне равнялась 41-42 С. Охлаждение электролита осуществлялось водой. проходящей через алюминиао.- е змеевики. Через сутки катоды вынимали и вручную сдирали катодный цинк. Количество товарного катодного цинка определяли взвешиванием. Осообожданные от цинка катоды вновь загружали в ванну. Всего количества циклов составило 8.

Результаты экспериментов в зависимости от содержания хромоксана или хромина в ц иковом элактролите в ванне электролиза приведены о таблице.

Как следует иэ таблицы, введение в электролит добавки хромоксана или хромина приводит к повышению выхода товарного катодного цинка.

Наибольший эффект наблюдается в интервале концентрацией хромоксана или

2001977

* — высокая пена — выброс электролита из ванны * — эа период испытаний "прирос" катодный цинк к 1 матрице

Составитель 8. Кубасов

Техред М. Моргентал Корректор.С. Лисина

Редактор С. Кулакова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3157

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 хромина соответственно 2-30 г/м и 5 — 50 з г/м . Причем выход за верхний предел приводит к значительному пенообраэованию в ванне электролиза и, как следствие, к выбросу электролита из ванны, и кроме того, связан с неоправданными экономическими затратами на применяемый реагент.

Повышение выхода товарного катодного цинка в свою очередь приводит к экономии серебра, расход которого (в анодах) на

Ф ормул а изобретен и я

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКА, включающий электроосаждение его иэ сульфатного цинкового раствора, содержащего клей и органические добавки, и последующую сдирку товарного катодного цинка. отличающийся тем, что в качестве

1 т товарного цинка снижается. Кроме того, введение в цинковый электролит хромоксана или хромина позволяет отказаться от использования при электролизе экстракта

5 корня солодки, так как укаэанные ПАВ подавляют азроэолевыделение. (56) Хан О.А, и Фульман H,È. Новое в электроосаждении цинка, М.: Металлургия, 1979, 10 с. 6-6.

15 органической добавки используют хромоксан или хромин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хромоксан или хромин вводят в элект-. ролит в количестве 2 - 30 или 5 - 50 гlм соз ответственно.