Способ электролитического рафинирования цинка
Изобретение относится к электролитическому рафинированию цинка. Цель изобретения - повышение степени чистоты цинка и удешевление процесса. Электролитическое рафинирование цинка осуществляют в четырехсекционном электролизере с амальгамньии биполярными электродами с использованием сернокислых электролитов, содержащих поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонен-. тов, г/л: в первой секции: сернокислый цинк 70-120 (по цинку), серная кислота 70-120; во второй и третьей секциях: сернокислый цинк 70-120 цинку), смесь алифатических аминов фракции С.,2-С,7 0,1-0,5; в четвертой секции: сернокислый цинк 70- 120 (по цинку), смесь алифатических аминов фракции С Ci7 0,001-0,005, карбоксиметилцеллюлоза 0,001-0,005. Электролиз проводят при плотности то,- ка 450-600 А/м. 1 табл. (Л с DO ;о gpl P
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С 25 С 1/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 4099408/31-02 (22) 06.05.86 (46) 23.05.88. Бюл, И 19 (71) Казахский государственный университет им. С .М.Кирова (72) А.Коэыбаев, В,В.Могильный, Т.Э.Ахметов, М.М,Ибраев и M.Ê.Íaóðûsáàåâ (53) 669.543(088.8) (56) Kuss Е. Angew chem, Wege der
wirtschaft zu neuer Technik.
Entwicklung der amalgamchemic, 1980, 22, 519-526. Козин Л.Ф. и др. Амальгамный метод, рафинирования цинка до сверхвысокой чистоты: Труды ИОКИЭ
АН Каз.ССР, Кинетика и механизм электродных процессов..1974, 7, с. 26-41. (54) CIIOCOS ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ ЦИНКА (57) Изобретение относится к электролитическому рафинированию цинка.
Цель изобретения — повышение степени чистоты цинка и удешевление процесса.
Электролитическое рафинирование цинка осуществляют в четырехсекционном электролизере с амальгамными биполярными электродами с использованием сернокислых электролитов, содержащих поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонен-. тов, г/л: в первой секции: сернокислый цинк 70-120 (по цинку), серная кислота 70-120; во второй и третьей секциях: сернокислый цинк 70-120 (по цинку), смесь алифатических аминов фракции С., -С, 0,1-0,5; в четвертой секции: сернокислый цинк 70120 (по цинку), смесь алифатических аминов фракции С -С1у 0,001-0,005, карбоксиметилцеллюлоза 0,001-0,005.
Электролиз проводят при плотности тока 450-600 А/м . 1 табл.
1397542
Изобретение относится к гидрометал-. лургии цинка и может быть использовано при электролитическом рафинировании цинка.
Цель изобретения — повышение степени чистоты цинка и удешевление процесса.
II р и м е р 1. В пространстве,цля амальгамных биполярных электродов (АБЭ) заливают пс 400 мл ртути. В четыре секции заливают электролиты, приготовленные следующим образом.
I секция: в 250 мл бидистиллирован ной воды растворяют 124 г перекристал- "i0 II-IIl секции: в 1000 мл бидистил лированной воды растворяют 496 г перекристаллизованного lп80„ 7Я О, к полученному раствору добавляют 8 мл 2%-ногo раствора АНП-2, объем раство- 25 ра доводят до 1600 мл H заливают во II u III секции (по 800 мл в каждую). ХЧ секция: в 250 мл бидистиллированной воды растворяют 124 г перекристаллизованного ZnSO< 7Н.„О„ к получен- 30 ному раствору добавляют по 0,02 мл 2%-ных растворов АНП-2 и КМЦ. Получают электролит следующего состава, г/л,: Х секция Сернокислый цинк 70 (по цинку) Серная кислота 70 II u III секции Сернокислый цинк 70 (по цинку) АНП-2 0,100 IV секция Сернокислый цинк 70 (по цинку) АНП-2 0,001 КМЦ 0, 001 После этого АБЭ насыщают металлическим цинком при непрерывном переме-, шивании до содержания 2 мас,,% цинка путем последовательного электролиза. В этом случае аноцом служит цинковая пластинка, а катоцом — ртуть. После насыщения АБЭ металлическим цинком ток подводят к цинковому аноду и титановому катоцу. Процесс ведут при плотности тока 450 А/м и температуре 293 К при перемешивании элект55 ролита и амальгамы. В процессе рафинирования цинк осаждается на титановом катоде в виде плотных мелкокристаллических осадков. По окончании электролиза рафинированный цинк сдирают с катода, промывают и высушивают, После чего анализируют на со,цержание примесей. При этом получается цинк чистотой 99,99998%. Содержание кадмия в нем уменьшается в 5 раз по сравнению с известным. Пример 2. Электролит готовят следующим образом. I секция: в 250 мл бидистиллированной воды растворяют 177 г перекристаллиэованного Еп804 7Н, О, к полученному раствору добавляют 23 мл концентрированной серной кислоты, объ— ем раствора доводят до 400 мл и заливают в I секцию электролизера. Il-llI секции: в 1000 мл бидистилл рова»»ой воды растворяют /07 г перекристаллнэованного ". »80 . /Н О к а полученному раствору добавляют 20 мл 2%-ного раствора АНП-2, объем полу" ченного раствора доводят до 1600 мл и заливают Bo II u III секции (по 800 мл в каждую). ХЧ секция: в 250 мл бидистиллированной воды растворяют 177 перекристаллизованного ZnS04 7Н О к по9 лученному раствору добавляют по 0,05 мл 2%-»ых растворов АНП-2 и КМЦ. Получают электролит следующего состава, г/л: Х секция Сернокислый цинк 100 (по цинку) Серная кислота 100 II u III секции Сернокислый цинк 100 (по цинку) АНП-2 0,250 IV секция Сернокислый цинк 100 (по цинку) АНП-? 0,0025 КМЦ 0,0025 Катодная плотность тока 500 А/м, температура 293 К. Остальные условия рафинирования аналогичны примеру 1. При этом получают плот»ые, мелкокристаллические катодные осадки цинка такой же чистоты, как в примере 1.. Выход по току составляет 97,8%. Пример 3. Электролит готовят следующим образом. I секция: в 250 мл бидистиллированной воды растворяют 212 г перекристаллизованного ZnS04 7Н О, к полученному раствору добавляют 27 мл концентрированной серной кислоты, объем полученного раствора доводят 139754" до 400 мл и заливают в I секцию электрализера. II u III секции: в 1000 мл биди" стиллированной воды растворяют 846 r перекристаллизаваннога ZnSO « 7Н О, к полученному раствору добавляют 40 мл 2%-ного раствора АНП-2, объем полученного раствора доводят до 1600 мл и заливают ва II u III секции (по 800 мл в каждую). IV секция: в 250 мл бидистиллированнай воды ра" òâîðÿþò 212 г перекристаллизованнага ZnSO ?H О 4 « к полученному раствору добавляют по О, 1 мл 2%-ных растворов АНП-2 и КМЦ. Получают электра.».нт следующего состава, г/л: секция Сернакислый цинк 120 (по цинку) Серная кислота 120 ЕЕ и III секции Сернокислый цинк !20 (по цинку) АНП-2 0,500 IV секция Сернакислый цинк 120 (по цинку) АНП-2 О, 005 КМЦ О, 005 Катодная плотность тока 600 А/м, температура 303 К, остальные условия рафинирования аналогичны примеру 1, Чистота полученного цинка 99,99998%, содержание кадмия в 5 раз меньше, чем в известном, катодные осадки гладкие и плотные. Выход по току составляет 98,2%. Пример 4. Электролит готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что во II u III секции добавляют по 6 мл 2%-ного раствора АНП-2, а в IU секцию по 0,015 мл 2%.-ных растворов АНП-2 и КМЦ. Получают электролит следующего состава, г/л: I секция Сернокислый цинк 70 (по цинку) Серная кислота 70 II u III секции Сернокислый цинк 70 (по цинку) АНП-2 0,0?5 IV секция Сернокислый цинк 70 (по цинку) АНП-2 0,00075 КМЦ 0,00075 Условия электролиза аналогичны примеру 1. Содержание примесей в рафинированном металле составляет.: 2, 5 ° 10 кадмия, железа, 3 -1 О свинца, ртути. Выход цинка по току 95,7%, т.е. при концентрации АНП-2 ниже оптимальной содержание примесей в рафинированном металле возрастает. Пример 5. Электролит готовят аналогична примеру 3, с тай лишь разницей, что во II u III секции добавляют па 60 мл 2%-ного раствора АНП-2, а в IV секцию па 0,15 мл 2%-ных растворов АНП-2 и КМЦ. Получают электролит следующего состава, r/ë: секция Сернокислый цинк 100 (по цинку) Серная кислота 100 и III секции 15 Сернакислый цинк 100 (па цинку) АИП-2 0,75 Сернакислый цинк i 00 (па цинку) АИП-2 0,0075 20 0,00?5 Условия электролиза аналогичны примеру 3. Выход по току 97,9%. П р и:: е р 6, Состав электролита аналогичен примеру 1. Электрализ про28 ьадят при катоднай плотности тока 400 А/м, остальные условия аналогичны примеру 1. При данной плотности така чистата рафинированного металла практически не изменяется. Пример 7. Состав электролита аналогичен примеру 3. Электролиз проводят при плотности тока 700 А/м и при температуре 293 К. Увеличение плотности тока вьпне оптимальной при35 водит к ухудшению качества осадков (па поверхности осадков появляются дендриты) в результате снижается выход цинка по току до 94,3% и повьппается содержание примесей в рафинированном 4О металле. Результаты анализа приведены в таблице. Из таблицы видно, что при концентрации AHII-2 выше оптимальной чистота 45 цинка практически не изменяется. Таким образом, предлагаемый способ позволяет полу-чать из сульфатных электролитов цинк чистотой 99,99998% и при этом в 5 раз снизить содержание 50 кадмия по сравнению с известным способам. Кроме того, упрощается процесс рафинирования, так как использование ,электролита на основе сульфата цинка позволяет упростить приготовление 55 электролита. Применение сульфата цинка позволяет B 4-6 раз снизить затраты на реагенты для приготовления электролита и тем самым повысить экономичность процесса рафинирования. 1397542 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Сернокислый цинк 70-120 (по цинку) 70-120 стадиях: 70-120 (по цинку) Способ электролитического рафинирования цинка с амальгамными биполяр5 ными электродами, включающий его четырехстадийное последовательное переосаждение с использованием на первой стадии сернокислого цинка и серной Кислоты, о т л и ч à ю шийся 10 тем, что, с целью повышения степени чистоты цинка и удешевление процесса, влектролиз проводят прн плотности тока 450-600 А/м в водных электролитах„ содержащих поверхностно-актив- 1Б ные вещества при следующем соотношении ингредиентов, г/л: на первой стадии: Серная кислота на второй и третьей Сернокислый цинк -Смесь алифатических аминов фракции С„-Сп0,100-0,500 на четвертой стадии: Сернокислый цинк 70-120 (по цинку) Смесь алифатических аминов фракции С„ -С,70,001-0,005 Карбоксиметилцеллюлоза 0,001-0,005 Способ с,,, . Нед задний Пйед мя ке" зйбй le 5JI3NII Pg 0,00001 0,00001 0,00001 0,00001 0,00001 О, 00002 99,99998 99,99998 99,99998 ! 99 99987 О, 000001 0,000001 0,000001 Ф <О, 000001 40 000001 ЕО,000001 ° (О, 00000! О, 00005 е 09000001 Ок000001 09 00005 0, 000001 О,ООООЭ е О, 000001 0,000001 0,0000! е0,000001 0,00002 0,00005 0,00001 0,00001 450 сО, 0000001 О, 00001 99,99998 600 99,99998 99 99987 0,00000! 0,00002 О,ОООО1 6 400 0,00001 0,00004 О,ООООЭ Бвеовый объект 99,975 99,99993 О, 007 0,02 О,ОО! 0,015 500 Ивкесткмй 700-1000 0,000001 0,00001 c0,ООООО1 c0,ОООО5, <0,00000! Составитель Л. Рякина Редактор Н.Бобкова Тенред А.Кравчук Корректор И.Эрдейи Заказ 257 1/29 Тираж 621 Подписное ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Прс!изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
