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.
12 februari 1952
135
Fig. 4. Princip för zinkamalgamelektrolys i teknisk skala.
A B
Fig. 5. Metall- (A) och amalgamcell (B) för
zinkamalgamelektrolys i teknisk skala; 1 zinkkloridelektrolyt, 2
zink-sulfatelektrolyt, 3 tvättsyra, A amalgam, 5 amalgampump.
senares elektrolyt och vid en tredje inställs denna på rätt
zinkjonkoncentration genom elektrolytisk utfällning av
överskott på zink.
Den råa zinklösningen innehållande 50—60 g/1 zink
inmatas med en temperatur på 60—70°C i en
reningsanläggning, där störande metaller framför allt de, som tillhör
järngruppen, avlägsnas i så stor utsträckning, att de icke
fälls ut i amalgamcellen, där elektrolys sker med 3 V 650
A/m2 till en zinkhalt på 10—12 g/1, med vilken lösningen
lämnar amalgamcellen. Zinkresten tillvaratas antingen
genom anrikning eller fällning som zinkoxid. Den erhållna
klorgasen som håller 0,2 ’% väte, tillvaratas. Amalgamet
anrikas till 2,5 ■% zink och förs därefter till metallcellen,
där elektrolys sker med 0,45 V och 600 A/m2. Härvid
berövas amalgamet blott ca 0,5 ""/o zink. Det går alltså
tillbaka till amalgamcellen med ca 2 l9/o zink, varvid det
passerar en tvättränna (fig. 5) där det behandlas med syra för
undvikande av slaggbildning.
Som elektrolyt i metallcellen används renaste
zinksulfat-lösning framställd ur ren svavelsyra och zinkamalgam.
Cellen fylls härvid vid igångsättandet med svavelsyra och
ingen metallisk zink utfälls, förrän elektrolytens zinkhalt
gått upp till ca 20 g/1. Elektrolyten måste hållas ren och
optiskt klar, och den innehåller alltså icke kolloider som
vid vanlig sulfatelektrolys. Den skall hålla 70—100 g/1 zink
och ca 100 g/1 svavelsyra och ha en temperatur på 35—
40°C. Då det anodiska strömutbytet är 100 °/o och det
ka-todiska 95—97 °/o, växer elektrolytens zinkhalt, och denna
regleras därför med den tredje processen, i vilken zink
utfälls ur elektrolyten enligt Tainton-metoden.
Metallcellens katoder (fig. 5) är halvcirkelformade plåtar med
ca 2 m diameter och avskärmade kanter, det senare för att
undvika ojämn strömfördelning. På grund av katodernas
ovanliga storlek måste de hanteras maskinellt.
Amalgamutbytesreaktioner är av samma typ som de
välkända cementeringsreaktionerna, vid vilka en metall, t.ex.
koppar, utfälls ur sin lösning av en mindre ädel, t.ex. järn.
Dessa reaktioner sker med stor hastighet, och detsamma
kan uppnås vid amalgamutbytesreaktioner, om man sörjer
för bildning av mycket stora gränsytor, dvs. fördelar
amalgamet i lösningen genom att sätta det i stark rörelse.
Cementering med amalgam har fördelen att förlöpa stegvis
kvantitativt och stökiometriskt. Slutet på en sådan process kan
lätt fastställas, då det åtföljs av ett potentialsprång.
Tekniskt kan en amalgamutbytesreaktion utföras i ett
kärl (fig. 6), som rymmer 1 m3 och är försett med en
roterande skål för sönderslagning av amalgamet. Apparaten
beskickas t.ex. med 200 1 zinkamalgam, och man kan
sedan ur en kadmiumsulfatlösning, hållande t.ex. 100 g/1
Cd, som rinner genom apparaten med en hastighet av
1 m3/h, extrahera 100 kg kadmium, varvid nästan zinkfritt
kadmiumamalgam erhålles. Särskilt elegant sker
tillverkning av" talliummetall genom amalgamutbyte. Talliums
höga löslighet i kvicksilver möjliggör nämligen
framställning av ett ton tallium i 30 °/o amalgam i en enda charge.
Ren talliummetall får man sedan genom att destillera av
kvicksilvret.
Amalgamutbytesreaktionerna öppnar nya tekniska
möjligheter. Av särskild betydelse är rening av saltlösningar. Ur
sådana kan man antingen avlägsna en förorening i taget,
eller ta bort alla på en gång och därefter skilja dem åt
genom stegvis sönderdelning av amalgamet. På detta sätt
kan man erhålla koncentrerade metallsaltlösningar ur
mycket utspädda. Spår av tallium kan t.ex. tillvaratas och
samlas i en högkoncentrerad lösning av talliumnitrat, ur
vilken sedan tallium eller talliumföreningar kan
framställas.
Vid cementering av nickel med zinkamalgam fås
amalgam, som innehåller fyra eller flera delar zink på en del
nickel. Medan zinken fullständigt utbyts mot t.ex.
kadmium eller tallium, förädlas den genom bildning av
legeringar med koppar och metaller tillhörande järngruppen,
varigenom reaktionen avstannar, innan all zink gått i
lösning. Härvid bildas fällningar som minskar amalgamets
flytförmåga och gör dess yta inhomogen, i det att de
lättare legeringskristallerna flyter upp. Härigenom störs
elektrolysen. Zink-koppar- och zink-järnamalgam, vilka man
berövat all aktiv zink genom behandling med lösningar
av ädlare metaller, såsom Cd, TI, Pb, Cu, visade sig
innehålla metallerna i bestämda mängdförhållanden. Man har
t.ex. erhållit mässingsamalgam med 2 Cu : 1 Zn och
nickel-zinkamalgam med 1 Zn : 1 Ni.
En intressant användning av utbytesprincipen är indirekt
elektrolys. Man kan t.ex. sammankoppla
natriumamalgam-elektrolys med cementering av mangan ur lösningar.
Processen kan utföras i kretslopp och ger då en ny metod för
framställning av mangan.
Amalgammetodens användningsområde blir ganska stort.
Att den kan utnyttjas praktiskt har visats genom
byggandet av en tysk fabrik, som tillverkar 10 000 t/år zink ur
zinkkloridlösning. Det är tänkbart, att amalgamprocesser
också med fördel kan användas för skiljande av vismut
och bly, för renframställning av tallium, för tillverkning
av pulvermetaller, specialjärn med särskilda magnetiska
eller katalytiska egenskaper, mangan, legeringar (t.ex.
koppar-mangan), för bearbetning av zinkskrot och
komplexa malmer (E Kuss i Angewandte Chemie 21 nov. 1950).
SHl
Fig. 6. Apparat för amalgamutbytesprocess; 1 tillopp, 2
avlopp för lösning, 3 tillopp, A avlopp för amalgam.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
