Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 6. 12 februari 1952 - Nya metoder - Amalkamkemins tillämpning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
134
TEKNISK TIDSKRIFT v
Nya metoder
Amalgamkemins tillämpning. Man har utarbetat flera
metoder för tillverkning av zink med hög renhetsgrad, t.ex.
den elektrolytiska Tainton-processen och det termiska New
Jersey-förfarandet, vilka båda ger zink med 99,99 °/o
renhetsgrad. De kan emellertid icke användas för
upparbet-ning av de kloridhaltiga lösningar, som t.ex. fås efter
klorerande röstning av malmen. För att erhålla användbara
produkter ur denna råvara har man försökt att utnyttja
ett amalgamförfarande. Detta arbete, som ledde till en
användbar teknisk metod, kan tas som exempel på
amalgamkemins möjligheter.
Processen utförs i två steg, mellan vilka kvicksilvret går
i kretslopp (fig. 1). Zinkkloridlösningen införs i
amalgamcellen och elektrolyseras där till zinkamalgam och
klorgas. Amalgamet går sedan till metallcellen, där det delvis
spjälkas elektrolytiskt i zink och kvicksilver, varefter ett
amalgam med lägre zinkhalt återgår till amalgamcellen.
I första steget (amalgamcellen) sker reaktionen
x ZnCL, + y Hg + 2 xe
-och i det andra (metallcellen)
ZnrHg?/ — 2 xe
Zn-rHgy + x CLj
>x Zn + y Hg
(1)
(2)
där e betyder en elektron. Amalgamet kan naturligtvis
även spjälkas genom destillation, men denna metod är
olämplig, då härvid alla föroreningar stannar i zinken. Den
erhållna klorgasen kan användas för klorering av malm.
Av formel (1) framgår, att zinkamalgam bildas på katoden
i första steget. I det andra sönderdelas amalgamet
ano-diskt enligt formel (2) i svavelsur zinksulfatelektrolyt. Ur
denna fälls sedan zinken på aluminiumkatoder.
Amalgammetodens reningseffekt visade sig vara
synnerligen stor, och detta gjorde den lockande trots
fackmännens påstående, att den var ogenomförbar. Det är känt att
spår av föroreningar kan omöjliggöra renframställning av
zink genom elektrolys. Det har emellertid visats, att
amal-gamelektrolvs däremot är praktiskt taget oberoende av
föroreningar. Även starkt förorenade zinkkloridlösningar
gav spektralren zink utan störningar av elektrolysen. I det
första steget följer visserligen andra metaller delvis med
zinken, varvid mängderna beror på strömtätheten, men i
det andra fälldes zinken fullständigt ren. Detta
överraskande förhållande sammanhänger med flytande elektroders
egenskap att blott låta den oädlaste metallens potential
bli verksam utåt. Detta gäller vid både den katodiska
utfällningen och den anodiska upplösningen, och den
skisserade amalgammetoden ger därför en dubbel rening,
varvid den anodiska är mycket effektiv.
Metallerna kan indelas i tre grupper A, B och C efter sitt
förhållande till kvicksilver. I fig. 2 anges
normalpotentialen och halvvågspotentialen för metaller tillhörande dessa
grupper. De senare potentialerna är kända från polarografin
Fig. 1. Princip för
zink-amalgamelektrolgs.
och överensstämmer tillräckligt nära med
jämviktspotentialerna för reversibla system. Man finner, att
potentialerna för metallerna i grupp A blir mer positiva vid
amalgamering, medan järngruppens blir mer negativa vid
utfällning men mer positiva vid upplösning (streckade linjer).
Potentialerna för metallerna i grupp B är nästan lika i fast
och flytande tillstånd. Utfällningspotentialerna för grupp C
förskjuts så mycket åt negativa hållet, att de ligger under
dem för grupp B. Detta måste betraktas som ett
överspänningsfenomen, som går i motsatt riktning vid upplösning.
Potentialförhållandena för järngruppens metaller är
särskilt viktiga för amalgamelektrolysen, ty på grund av dem
kan elektrolysgifterna kobolt och nickel ej komma med i
metallcellens elektrolyt. För kadmium och tallium, som
är de vanligaste föroreningarna i zink, blir
reningseffekten vid amalgamelektroder mycket större än vid fasta.
Intet anodslam bildas, och de föroreningar, som absorberats
av amalgamet, skyddas av zinken mot upplösning i den
sura elektrolyten. Ett mått på denna skydds- eller
spärr-verkan är skillnaden i potential mellan å ena sidan
zink-och å den andra kadmium- och talliumamalgam. Det har
i praktiken visat sig, att den i metallcellen utfällda zinkens
halt av föroreningar blott blir 1 : 100 000.
Svårigheterna att praktiskt genomföra denna i princip
ganska enkla metod visade sig vara mycket stora. Man
nådde emellertid slutligen fram till en fullt användbar
konstruktion (fig. 3). I elektrolyskärlet roterar ett antal
amalgamerade, cirkelrunda plåtar, som löper genom
zinkamalgamet i kärlets halvcylindriska underdel och tar med
sig något av det till elektrolyten i dess övre del. Där löses
amalgamet och zinken går till katoderna, som är
halv-cirkelformade aluminiumplåtar. Genom detta utföringssätt
blev det möjligt att upprätthålla konstant strömtäthet vid
elektrolysen. Amalgamcellen konstruerades enligt samma
princip.
Det tekniska utförandet av amalgammetoden gestaltade
sig slutligen på följande sätt. Vid en första process (fig. 4)
framställs zinkamalgam i en amalgamcell och sönderdelas
i en metallcell, vid en andra process renas och kyls den
Fig. 2. Normal- (Vn) och
halvvågspotentialer (Vi,) för
några metaller; A metaller
med stor affinitet till
kvicksilver, B i kvicksilver lösliga
metaller, C metaller med
mycket liten löslighet i
kvicksilver.
Fig. 3. Metallcell.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
