NO773127L - Fremgangsmaate til gjenvinning av sink og elektrolyseinnretning for bruk ved fremgangsmaaten - Google Patents

Description

. v remgangsmåte for gjenvinning av sink og elektrolyseinnretning for bruk ved fremgangsmåten. x ..

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

fpr gjenvinning av sink fra rester som inneholder dette metall.

Ben har likeledes til formål en elektrolyseinnretning som anvendes ved denne fremgangsmåten.

Restene som inneholder sink er spesielt de som skriver seg fra raffineringsinstallasjoner og sinkstøperier og likeledes fra varmgalvaniseringsbad som består av smeltet sink hvor man nedsenker gjenstander av jern som skal belegges med et belegg av metallisk sink.

Restene fra disse galvaniseringsbad består, av:

- "aske" lokalisert på overflaten av badet, hvor denne asken i hovedtrekkene skriver seg fra oksydering av badet og omfatter metallisk sink omgitt av et oksydbelegg og. - "hardsink eller sinkgrøt" lokalisert på bunnen av badet og som består av "pseudo-legeringer" mellom sink og spesielt jern.

Andelen av sink i disse restene og den relativt høye pris på dette metallet forsvarer at man forsøker å gjenvinne det. Inntil nå vedrører fremgangsmåtene for gjenvinning som er fore-slått spesielt behandling av hardsinken hvor sinken stort sett utelukkende finnes i metalltilstand. Av denne grunn er tidligere fremgangsmåter gjenvinningen av sink som finnes i sinkgrøten stort sett tilveiebragt ved destillering. Disse fremgangsmåter gjør det mulig å gjenvinne direkte den metalliske sink med en høy grad av renhet. Men den har den ulempe at den er meget kost» bar.

I bad for varmgalvanisering vil den totale vekt av

asken ligge i størrelsesorden 15$ av vekten av den forbrukte sink. Denne verdi er imidlertid bare en antydning, forholdene kan variere meget og det er ikke sjelden at man har verdier i størrelses-

orden 20$ og mer i visse installasjoner og på visse behandlings-formål. Videre er innholdet av metallisk sink i asken betyde-lig, en slik.aske kan f.eks. inneholde ca. 85$ sink hvor 5^$

er i metallisk form.

Den totale vekt av sinkgrøt er vanligvis i størrelses-orden 12$.av den brukte sink, men denne andel kan komme opp i ca. 20$; innhold av sink i sinkgrøten er vanligvis i størrelses-orden 95$.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte som er istand til å tilveiebringe et produkt som er rikt på sink og som kan innføres direkte i galvaniseringsbadet.

For å oppnå dette er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsenkarakterisert vedat den omfatter gjenvinning.ved elektrolyse av sink i alkaliske eller cSur@)oppløsninger tilveiebragt: - når det dreier seg om aske, ved oppløsning av den komstørrelsesdel som er relativt fattig på sink mens den korn-størrelsesdel som er rik på metallisk sink i disse askene gjen-innføres direkte i galvaniseringsbadet, fortrinnsvis etter en utvasking,

- når det dreier seg om sinkgrøt, ved en oppløsning

av disse enten ved hjelp av et korrosjonselement eller ved å etablere ved hjelp av denne hardsinken eller sinkgrøten anoder i en elektrolysekrets.

X denne fremgangsmåten er den kornstørrelsesdelen i asken som er rik på sink den hvor innholdet av sink er tilstrekkelig til at gjeninnføring av denne delen i badet samtidig med tilførsel av sink av stor renhet ved rechargering ikke senker innholdet av sink i galvaniseringsbadet som er ført tilbake til sitt opprinnelige volum under de grenseverdier som skal oppnås.

Denne kornstørrelsesfraksjon tilsvarer fortrinnsvis

til partikler med en størrelse som er større enn 100 ^a.

En annen foretrukket utførelse av fremgangsmåten fore-tar man en magnetisk reduksjon av jerninnholdet i asken, fortrinnsvis etter at asken er skilt i to kornstørrelsesfraksjoner, hvor den sinkrike fraksjon innføres direkte.

I en annen foretrukket utførelse av fremgangsmåten har elektrolytten som anvendes for utlutning av partiklene i den. kornstørrelsesfraksjon som er rik på sink for oppløsning av den kornstørrelsesfraksjon av asken som er mindre enn 100 jx for frem- stilling av korrosjonselementet hvor hardsinken plaseres og for behandling av anodisk oppløsning en pH på minst 8,5 og fortrinnsvis større enn 9 og er en ammoniakkalsk alkalisk oppløsning som inneholder klorjoner og fortrinnsvis bufret med karbonat.

Oppfinnelsen har likeledes til formål å stille- til disposisjon en elektrolyseinnretning som er istand til å ekstrahere sink fra alkaliske eller /sip^oppløsninger og nærmere bestemt oppløsninger tilveiebragt innenfor rammen av de foran nevnte fremgangsmåter.

Elektrolyseinnretningen ifølge oppfinnelsen for kontinuerlig gjenvinning av sink fra oppløsninger av den type det her er tale om som omfatter en katode i form av en dreibar sylinder som kan roteres rundt sin horisontale akse og plasert over en sylindrisk anode med hulhéten rettet mot katoden og hvor generatrisen er parallell med den sistnevnte som den omslutter, i hvertfall delvis,karakterisert veddet forhold at den omfatter passende innretninger for å føre oppløsningene som skal behandles og som utgjør elektrolytten i mellomrommet mellom katoden og anoden stort sett i en retning som er tangensiell med overflaten på katoden, hvor rommet mellom elektrodene til siden er begrenset av vegger som stort sett er loddrette med katodens akse plasert i en liten avstand fra enden av denne slik at kapasiteten blir bevart langs overflaten på katoden.

Ifølge en foretrukket utførelse av den nevnte innretning er innretningene som bringer frem elektrolytten f.eks. ved innsprøytning av denne jevnt langs katoden i motsatt retning av det katoden roterer;

Oppfinnelsen har likeledes til formål å tilveiebringe en innretning for kontinuerlig gjenvinning av sink med utgangspunkt av de nevnte oppløsninger som omfatter en katode i form av en roterende sylinder som kan bringes til å rotere rundt sin horisontale akse og plasert over en sylindrisk anode med en hulhet som er rettet mot katoden og som har en generatrise som er parallell med aksen i den sistnevnte som den delvis omslutter, hvor denne innretning erkarakterisert veddet forhold at avstanden mellom elektrodene avtar fra det område hvor elektrolytt innsprøytes.

Innretningen har likeledes til fdrmål å tilveiebringe en innretning for kontinuerlig gjenvinning av sink med utgangs punkt av de nevnte oppløsninger som omfatter en katode i form av en roterende sylinder som kan bringes til å rotere rundt sin horisontale akse og plasert over en konkav katode•avskåret til en roterende sylinder med radius som er større enn radius for katoden hvor denne innretning erkarakterisert vedat aksene hos katoden og anoden er parallelle men ikke sammensmeltet og at avstanden mellom elektrodene avtar med utgangspunkt i det området hvor elektrolytten innsprøytes.

Ifølge en annen foretrukket utførelse av den nevnte innretning består innretningene for å tilføre elektrolytt i området mellom elektrodene av innsprøytningsdyser som stort sett er plasert i en linje som er parallell med en generatrise i katoden, og matet på en slik måte at fordelingen av elektrolytt er regu-lær langs katoden.

Ifølge en annen foretrukket utførelse av den nevnte innretning består innretningene som tilfører elektrolytt i rommet mellom elektrodene av et rør som er parallelt med en generatrise i katoden og som tilføres elektrolytt, og som består av et antall innsprøytningsåpninger for elektrolytt hvor antallet, plaseringen og diameteren på åpningene er valgt på en slik måte at innsprøyt-ningen av elektrolytt foregår regulært langs katoden.

Ifølge en annen foretrukket utførelse av den nevnte innretning består overflaten av katoden av et metall som er valgt blant de som gjør det mulig med en enkel fjerning av belegget av metallisk sink og som har én sterk hydrogen overspenning.

Ifølge enda en annen foretrukket utførelse omfatter innretningen en valse med en akse som er parallell med katoden og fortrinnsvis med en radius som er større enn denne, og denne valsen drives med en tangensiell hastighet som tilsvarer hastigheten for katoden, slik at sinkbelegget rulles opp på denne valsen.

IlSølge en annen foretrukket utførelse av innretningen er forholdet mellom diameteren på katoden og lengden mellom. 0,6 og 0,85.

Ifølge ennå en annen utførelse av den nevnte innretning er innretningene som roterer katoden regulert.på en slik måte at varigheten for nedsenkning i elektrolytten av et gitt punkt på katoden, er slik at den tilveiebragte tykkelse under neddykkingen i elektrolytten er tilstrekkelig til at sammenbindingen i det tilveiebragte metall er større enn tilknytningen mellom metall og

underlag.

Oppfinnelsen forstås bedre ved hjelp av beskrivelsen og de vedheftéde tegninger hvor beskrivelsen og tegningene Ved-rører foretrukne utførelser. Fig. 1 viser skjematisk én innretning for gjenvinning av sink ved å anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er en skjematisk oversikt over en elektrolysekjede som omfatter en elektrolyseinnretning ifølge oppfinnelsen.

Flg. 3 er et skjematisk snitt loddrett på aksen 1 katoden i en elektrolyseinnretning Ifølge oppfinnelsen som drives etter en foretrukket utførelse.

Fig. k viser skjematisk et snitt langs linjen IV-IV

i fig. 3 i en annen skala, dé viktigste komponenter i den nevnte innretning.

Fig. 5 viser skjematisk sett utenfra og i en annen skala visse andre komponenter i den nevnte innretning.

Når det dreier seg om rester av galvaniske bad, d.v.s. aske og hardsink vil man gå frem på følgende måte eller på tilsvarende måte for å gjenvinne og utvinne sink*

Når det dreier seg om aske har man påvist at de.korn-størrelsesf raks joner som har størst kornstørrelse har det største innhold av metallisk sink.

Ifølge oppfinnelsen anvender man direkte i hvertfall en del av asken ved på forhånd å underkaste den en knaus ing og en korns tørr elsessor.tering og videre fortrinnsvis å fjerne ferromagnetiske partikler ved en magnetisk sortering som er mer eller mindre kraftig alt etter den grad av renhet man ønsker.

Denne behandling gjør det mulig å skille ut de fraksjoner med de største partikler hvor innholdet av metallisk sink er tilstrekkelig for at de kan få en industriell anvendelse uten annen behandling.

Det er i virkeligheten klart at en sterk rensing av sink som inneholdes i asken ikke alltid er nødvendig (det som teller er kvaliteten og den minimale tykkelse av metall som på-føres de behandlede stykker) når denne føres tilbake til galvaniseringsbadet.

Når det dreier seg om kvaliteten på sinken i badet skiller man generelt sett mellom to grader som en funksjon av kravene hoslrbrukeren av sluttproduktet.

I den første kategori krever ikke brukeren av de forskjellige varmgalvaniserte sluttprodukter en spesiell kvalitet på den anvendte sink, eller hvis han krever dette vil analysen påføres et prøvestykke av sink som tas ut av galvaniseringskaret. Den minimale prosentandel sink i karet bør befinne seg rundt 98,50$ og erfaring viser at innholdet av de viktigste urenheter i badet kan gå forbi de maksimale verdier som er angitt i standarden NF A 55 101, men befinne seg innenfor rimelig grense dersom badet stort sett tilføres sink med god kvalitet av typen "Z7" hvor innholdet av sink er minimum 99»5$.

I den annen kategori krever brukeren ikke bare en ana-lyse på sink fra et prøvestykke som er tatt opp av galvaniseringsbadet, men krever videre for mating av badet sinkbarrer som til» svarer standarden NF A 55 101. Galvaniseringsprosessen bør til-fredsstille de nå gjeldende normer, f.eks. den spesielle norm UTE C 66. kOO som spesielt angir et minimum på 98,50$ sink i badet.

Det er således mulig når kvaliteten som kreves tilsvarer den første kategori som er definert ovenfor, samtidig med hoved-ladningen som består av sink med stor renhet f.eks. av kvaliteten "Z7" og tilføre den kornstørrelsesfraksjon av asken som er rik på sink.

Denne kornstørrelsesfraksjon av aske er den hvor sinkinnholdet er tilstrekkelig for at gjeninnføring samtidig med hver oppfylling av badet med jevne mellomrom er slik at den totale mengde av denne fraksjon som tilføres samtidig med sink av stor renhet, ikke senker sinkinnholdet i galvaniseringsbadet, nå'£, dette oppfylles til sitt opprinnelige volum under pålagte grenseverdier.

Det kan synes overraskende at man i metallbadet kan inn-føre forbindelser som opprinnelig har vært i kontakt med dette badet og som synes å danne en adskilt fase i forhold til dette. Grunnen til at sinkpartiklene som befinner seg i asken i store andeler som man allerede har sagt, ikke selv går opp i badets hovedfase som består av smeltet sink er ikke fullstendig klar-gjort. Denne hypotese kan settes frem at métallpartiklene er innfanget i én "slagg" av ikke smeltbart oksyd. Behandlingen av asken ifølge oppfinnelsen og spesielt knusings- og siktingstrin-nene bryter ned denne slaggen og selv om den oksyd som opprinnelig er tilstede i asken bare fjernes delvis, har behandlingen den virkning at metallpartikler som kan innsmeltes i metallfasen i badet nå blir frigjort samtidig som oksydene som ikke fjernes og som gjeninnføres i sinken helt enkelt igjen går inn i den fase som utgjøres av asken.

Knusings- og siktingsoperasjonene tillater en utskil» ling av fraksjoner som er forskjellige dels ved sine mekaniske egenskaper og dels ved den kjemiske sammensetning* De fleste partikkeldimensjoner fra asken som man foreslår å gjeninnføre i badet er store, og størstedelen av fraksjonen er meget rik på sink og fattig på oksyder. Etter minimumsdimensjonene på partiklene kan man således regulere andelen av metallisk sink i den fraksjonen som gjenutnyttes. Uansett hvilken dimensjon dette er vil andelen oksyder i den fraksjon som gjeninnføres være mindre enn totalmengden oksyd i hele den opprinnelige asken.

Man har påvist eksperimentelt at magnetisk sortering fører til en fjerning av ferromagnetiske partikler som er mere effektiv dersom partiklene ikke er omsluttet av en forbindelse som ikke er ferromagnetisk. Denne virkning bekrefter fordelen

av behandlingen av fraksjonene ifølge oppfinnelsen.

Den andel aske som behandles ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor som kan gjeninnføres i galvaniseringsbadet med den nye tilsats av sink er begrenset av det sinkinnhold som kreves i badet i de fleste tilfeller av de tekniske krav i dette området. Man har antydet at varmegalvaniseringsbad som tilhører den første kategori definert ovenfor, inneholder 98,50$ sink, d.v.s. et innhold av urenheter som ikke overstiger 1»5$. Metallisk sink med meget høy renhet (99»5$) som vanligvis utgjør størstedelen av den sink som tilføres, befinner seg totalt over den nødvendige grense og det er derfor mulig å innføre i badet sink som er gjenvunnet fra asken og som har et innhold av urenheter som er større enn 1,5$ under forutsetning av at blandingen av gjenvunnet sink og sink med høy renhet som tilføres badet ikke tilsammen har et innhold av urenheter som er større enn 1,5$*

Sammensetningen av asken avhenger av en rekke parametre og spesielt av den måte hvorpå asken hentes opp. Sammensetningen av de forskjellige fraksjoner av aske som tilveiebringes er selv-sagt avhengig av sammensetningen av den opprinnelige aske og kan derfor variere meget etter som driftsbetingelsene forandres. An- givelsen som er gitt i eksemplene er derfor bare en antydning om verdiene.

For de vanligste sammensetninger av åske fra et varmegalvaniseringsbad bar man etter knusning i praksis fastslått at den kornstørrelsesfraksjon hvor partiklene har dimensjoner som tilsvarer eller er større enn 100 jx fortrinnsvis etter at de er underkastet en magnetisk sortering, svarer til de betingelser som er nevnt ovenfor og derfor med hell kan gjennomføres i sin helhet i badet hvor det representerer et tillegg til den vanlige sink-tilsatsen, og dette uten i nødvendig grad å forandre badets opptreden.

For å gi en ide om forholdene antydes sammensetningene i de to kornstørrelsesfraksjoner i den følgende tabell:

I praksis ter første sortering av partiklene en fordel for å trekke ut av askeblandingen de største sinkpartiklene hvor dimensjonene f. eks. er lik eller større enn ca. 3 nim. Erfaring viser at den smeltede del av disse partikler stort sett fullstendig består av metallisk sink som naturligvis kan gjeninnføres som sådan i badet. Denne sortering utføres fortrinnsvis ved hjelp av en sikteinnretning.

Generelt sett er de innretninger som anvendes for behandling av asken ifølge oppfinnelsen, d.v.s. ved knusing, utskilling av de forskjellige fraksjoner, fjerning av ferromagnetiske partikler kjente innretninger som anvendes ved disse typer aktivitet: en kule eller sylinderknuser, sikt, sentrifugalseparator eller syklon, apparat for magnetisk sortering ved avvik, en bevegelig overflate som forskyver seg i et magnetisk felt osv.

Knusingen av asken og metallavfallet utføres fortrinnsvis ved en temperatur mellom 200 og 250°C fordi sinken ved denne temperatur er spesielt skjør. For å unngå å gjøre det nødvendig å gjenoppvarme produktene knuses de fortrinnsvis når temperaturen8om avtar fra den opprinnelige temperatur i det øyeblikk de bentes opp til den verdi som er nevnt ovenfor.

Hvis man vil tilføre badet den kornstørrelsesfraksjon som har størst kom av asken, d.v.s. den som er rik på sink. uten at det skal være nødvendig å tilsette rent sink underkastes den nevnte fraksjon før.innførelsen en utvaskingsbehandling som har til formål å oppløse nesten alt ZnO slik at sinkpartiklene har et innhold av urenheter som er mindre enn 1»5$«

Elektrolytten som anvendes for utvaskingsbehandlingen består fortrinnsvis av en ammoniakkalsk oppløsning som inneholder Cl"joner og

- hvor pH er større enn 8,5»°S fortrinnsvis større enn 9 og fortrinnsvis i nærheten av 10, - hvor ammoniakktitreringen fortrinnsvis er ca. 6 mol x I' 1, - hvor innholdet av Zn er 0,7 til 1,5 mol x 1~ og fortrinnsvis i nærheten av 1 mol x l"^* - hvor konsentrasjonen av Cl"" joner som finnes i form

II

av NHkCI, er ca. to ganger innholdet av Zn og fortrinnsvis i

-1-

nærheten av 3 mol x 1 ,

og den nevnte elektrolytt bufres ved hjelp av 5 til 35 g/l og fortrinnsvis 20 g/l ammoniumkarbonat.

Når det dreier seg om den kornstørrelsesfraksjon som har minst sinkinnhold, underkastes den en oppiøsningsbehandling fortrinnsvis ved hjelp av den nevnte elektrolytt.

Denne fraksjon kan være sammensatt av 55»5$ sinkmetall. 35$ sihkoksyd og 9»5$ urenheter.

Etter at denne fraksjon er tilført elektrolytten under mekanisk omrøring, oppløses sinkoksydet øyeblikkelig ifølge nedenstående reaksjonsskjemat

Ved elektrolyttens pH er sinkkomplekset ikke stabilt og det dissosieres etter følgende likevekt:

Jonene Zn++ inngår deretter i kompleksdanning etter . følgende reaksjoner:

Urenhetene i asken utfelles i form av hydroksyder og elimineres derfor fra alektrolytten. Den metalliske sink som er frigjort fra sitt belegg av sinkoksyd er tilstede i form av meget små partikler som angripes kjemisk av OH**jonene som er tilstede i oppløsningen ifølge nedenstående reaksjonsskjerna:

Det dannede sinkat dissosieres i Zn og går inn i en kompleks» dannelse på den måte som er beskrevet ovenfor*

Etter at denne fraksjon er oppløst får oppløsningen en sortfarge på grunn av nærvær av partikler i suspensjonen. En kontinuerlig filtrering med gummifiltre gjør det mulig å få en elektrolytt som er fullstendig gjennomsiktig, men gummien tetter seg til meget raskt og dekkes med et fettaktig slambelegg med en gråfarge. Dette slambelegg er sannsynligvis rester fra et varmt flussbad (et bad hvor de gjenstander som skal galvani-seres dyppes ned i før de senkes ned i Zn-badet) er uoppløselig i syre, konsentrerte eller fortynnede, baser og de viktigste organiske oppløsningsmidler. Det eneste middel for å fjerne dette slammet består av en vasking i vann og en heftig børsting av gummifiltrene. Men etter en del bruk vil gummien tette seg til i dybden og dermed bli ubrukelig.

Prøver på filtrering med platefiltre har gitt gode resultater, fjerning av slam med børsting av platene er meget lett og elektrolytten er klar etter filtreringen. Den viktigste ulempe ved denne filtreringsmetode er at det relativt lille volum elektrolytt som kan filtreres før platene tilstoppes noe som gjør det nødvendig med en hyppig, rensing av disse.

For å unngå en kontinuerlig filtrering av elektrolytten, noe som gjør det nødvendig med en permanent anvendelse av en pumpe utstyrt med et filtreringssystem, har man forsøkt å fjerne de suspenderte partikler ved dekantering.

Etter at asken er oppløst har man konstatert at et opphør av den mekaniske røring i badet gjør det mulig med en relativt rask dekantering av en stor del av partiklene slik at bare de meget små partikler blir igjen i suspensjonen og som trenger

meget lenger tid for å bli dekantert.

Den elektrolytt som er nevnt foran gjør det mulig å

oppløse all sink som finnes i asken.

Når innholdet av Zn -når en verdi i nærheten av 1,2 til 1,5 mol x 1~^, underkastes oppløsningen en elektrolyse for gjenvinning av sink.

Man tilfører f.eks. 1100 g aske, med en kornstørrelse som er mindre enn 100 ji. og med en sammensetning som stort sett tilsvarer den som er beskrevet ovenfor i tabellen med en hastighet, på 1500 g/time ved hjelp av en spiralskrue i et kar som inneholder 35 1 alektrolytt med en sammensetning som stort sett tilsvarer den som er beskrevet foran, og hvor inneholdet av Zn^+ tilsvarer 1,10 mol x 1~<*>. Omrøring i elektrolytten skjer ved hjelp av en propell som roterer med 60 omdr./min. h5 minutter etter at man begynte å tilføre aske, d.v.s. 1 minutt etter at tilførselen er avsluttet, er innholdet av Zn<11>^ i elektrolytten tilsvarende 1,5 mol x l""^. Man kan ikke bemerke noe nærvær av sinkpartikler som ikke er oppløst i bunnen av karet.

Når det dreier seg om hardsink eller sinkgrøt kan man gjenvinne sinken som den inneholder ved en elektrolytisk^ rensing. 1 denne plaseres hardsinken ved anoden på en elektrolytisk celle hvor elektrolytten sammen med sinken danner oppløselige

komplekser mens urenhetene elimineres i form av uoppløselige stoffer, og de dannede komplekser reduseres samtidig på katoden og gir metallisk sink i et kompakt belegg som lett kan gjenvinnes.

For å oppnå den anodiske oppløsning av sinkgrøten er det i praksis nødvendig å gi den en geometrisk form som er knyttet til de karakteristiske trekk ved den anvendte elektrolytiske celle. Vanligvis har anoder ~, form av plater. Det er derfor nød-vendig å formgi hardsinken som i ubehandlet tilstand foreligger

i form av metalibiokker som er mer eller mindre store og regu-lære. Denne formgivning kan f.eks. foregå ved hjelp av støpning av smeltet hardsink.

Den elektrolytt som anvendes er fortrinnsvis den som er

beskrevet ovenfor.

Siden det er gitt at man får en foretrukket oppløsning på midten av anodene som er fremstilt fra hardsinken, er det nødvendig å trekke ut anodene fra midten før de sprekker og fore-ta en ny støpning for å gi dem en passende geometri.

Det er nødvendig å plasere mellom elektrodene et po-røst diafragma som er istand til på den ene siden å forhindre at partikler av grafitt som er dannet ved spaltningen med anodene kommer i kontakt med katoden og på den annen side at uoppløselige hydroksyder som dannes ved oppløsninger med anoden kommer til katoden.

For å unngå bearbeidning av hardsinken og å være nødt til å trekke den ut av elektrolysøren med sikte på nystøpning og ny bearbeiding, oppløser man den fortrinnsvis ved at man danner et korrosjonselement og ekstraherer på elektrolytisk måte sinken fra den tilveiebragte oppløsning.

For å oppnå dette plaserer man hardsinken eventuelt etter én knusning for å øke den spesifikke overflate i et metall-kar som ikke angripes av elektrolyttoppløsningen som får korrosjonselementet til å virke.

Elektrolytten som anvendes er fortrinnsvis den som er beskrevet ovenfor, hvor innholdet i utgangspunktet av. Zn I IO^ J er mindre enn 1 mol x 1** •

Materialet som inngår 1 karet må oppfylle følgende kri-terier: - være mere elektropositlvt enn sinken for å kunne få en elektrisk kobling,

- kjemisk inert overfor elektrolytten,

virke som katode i korrosjonselementet hvor anoden består av hardsinken.

Rustfritt stål, spesielt rustfritt stål 18/8, gir de beste resultater.

En sirkulasjon av elektrolytten mellom elektrolysecellen og karet med korrosjonselementet må sikres. I dette elementet forekommer følgende elektrolytiske reaksjoner:

Oksygenet stammer dels fra den omliggende luft men fortrinnsvis fra den anodiske reaksjon i elektrolysøren.

I elektrolysecellen som' anvendes for å få deponert sink i metalltilstand får man de motsatte reaksjoner:

Totalt består fenomenet i en oppløsning av sink fra hardsinken og belegging av renset sink på katoden i elektrolysecellen og videre transport av oksygen frigjort for anoden i elektrolysecellen mot katoden i korrosjonselementet.

For å gjøre disse utvekslinger lettere er det viktig

å ha en stor overflate på hardsinken og likeledes en stor katode-overflate på korrosjonselementet.

Siden virkningen av et slikt element styres av polariseringen på katoden er det av interesse å utvikle overflaten på karet.

Fortrinnsvis har den tilførte hardsinken på forhånd blitt - knust i en operasjon som blir lettere dersom den finner sted ved en temperatur mellom fortrinnsvis 200 og 250°C.

Videre er det en fordel å] plasere elektrolytt i anode-rommene i elektrolysecellen for å bringe katoden i kontakt med korrosjonselementet. Under disse betingelser blir transporten av oksygen som opptrer ved anodereaksjonen i elektrolysøren bli lettere.

Sirkulasjonskretsen for elektrolytt vil også omfatte innretninger for filtrering for å eliminere spesielt kolloidale hydroksyder som er dannet spesielt jernhydroksyd og generelt alle faste partikler i suspensjonen som risikerer å forandre belegget av renset sink på katoden i elektrolysøren.

De faste partikler kan likeledes elimineres ved de-kan tering.

Hovedfordelen med korrosjonselementet er anvendelse av hardsink som ikke er bearbeidet men dette elementet har andre fordeler. Den kan spesielt likeså godt tjene til behandling av hardsink som av aske. I dette tilfelle erstatter karet for korrosjonselementet karet for oppløsning av aske som man opprinnelig hadde tatt med. Eventuelt kan hardsink og aske behandles samtidig. Videre siden størstedelen av jernet foreligger i metallisk tilstand under disse betingelser er det en fordel å eliminere ved magnetisk jernfjerning i flytende miljø.

I innretninger som omfatter korrosjonselementet holder pH seg under behandling av aske og/eller hardsink seg konstant i anolyttkretsen. Forbruket av OH<**>joner under anodereaksjonen i elektrolysøren er praktisk talt kompensert ved dannelsen av det samme joneslag under katodereaksjonen i korrosjonselementet, noe som ikke er tilfelle i elektrolysecellen matet med en oppløs-ning fra utvasking og/eller oppløsning av aske hvor kornstørrel-sen er .mindre enn 100 utført i forangående operasjoner uav-hengig av elektrolysen.

Metallkaret for korrosjonselementet har den fordel at det kan tjene som termisk utveksler for å holde elektrolytten på en passende temperatur, ved å fjerne varme frigjort av elektrolysen og transportert av elektrolytten.

Temperaturen i elektrolytten bør ikke stige over 50°C, og fortrinnsvis være under 30°C for å unngå tap av ammoniakk og for å ha muligheten av arbeidet med en god strømtetthet, en stor overflate som er en god leder for varme som utgjøres av karet i korrosjonselementet gjør det mulig å fjerne varme uten at det er nødvendig å anvende et spesielt kjølesystem.

Ved starten av oppløsningsoperasjonen for hardsinken er det nødvendig å tilføre oksygen eller luft i oppløsningen, men tilslutt vil reaksjonen fortsette uten ny tilførsel i form av en kjemisk oppløsning.

Man plaserer f.eks. 4,8 kg hardsink hvor overflaten er ca. 0,118 m 2, i et rustfritt kar av kvaliteten 18/8 hvor overflaten er 0,34 m 2. Sammensetningen i hardsinken som skal behandles og elektrolytten som anvendes, er stort sett den som er angitt ovenfor. Man får istand en sirkulasjon av elektrolytten som på forhånd er plasert i anodekammerne og overført i korrosjonselementet.

Under disse betingelser får man en "oppløsning" av hardsinken i størrelsesorden 100 g/time som tilsvarer disse strøm-tettheter i korrosjonselementet:

katode fra 3 til 4 A/dm<2>

anode fra 6 til 8 A/dm<2>.

For elektrolyse av de forskjellige nevnte oppløsninger bruker man-som anode enten hardsink i en passende form eller en tradisjonell anode som ikke angripes f.eks. grafitt. Man velger katoden slik at sinken når den deponeres på denne lett kan fra- skilles igjen. Man anvender med fordel metallkatoder av aluminiumslegeringer eller titan eller rustfritt stål. men fortrinns-

vis de førstnevnte som er minst kostbare.

Den alkaliske oppløsning av sink som anvendes Ifølge oppfinnelsen gjør det mulig med en elektrolyse under industrielle betingelser. Således kan strømtettheten heves til 20-25 A/dm 2. samtidig som man får et metallbelegg av sink med den nødvendige kvalitet, d.v.s. en renhet som er minst °8,5$»og muligheten for

å gjenvinne sinken 1 kompakt form fra katoden. Man anvender ikke dessto mindre tettheter i størrelsesorden 10 til 15 A/dm ofor å

få et godt faradiutbytte, d.v.s* i nærheten av 1,

De trinn som er beskrevet kan utføres i det anlegg som

er vist i fig. 1 og hvor aske som er tatt opp-fra overflaten av galvaniske bad er plasert i trakter 51 hvori de passerer over til en innretning for magnetisk sortering 52 som eliminerer ferromagnetiske partikler.

Ved utgangen etter den ferromagnetiske sojbtering føres asken til en siktelnnretning 53 som skiller partiklene i to fraksjoner.

Fortrinnsvis er det den fraksjon som omfatter de største partiklene og som kan gjeninnføres direkte til galvaniseringsbadet B som underkastes den magnetiske sortering, da den sistnevnte ikke har stor virkning på den kornstørrelsesfraksjon med de minste korn av den grunn som er angitt ovenfor.

Under alle omstendigheter kan de to kornstørrelsesfrak-sjoner behandles adskilt i utvaskingskarét 54 og oppløsningskaret 55. I karet 54 hvor de største partikler kan behandles, gjen-vinner man direkte metallisk sinkpulver dg en oppløsning som inneholder sink i form av komplekset og likeledes kolloidale hydroksyder. Denne oppløsning føres over den fineste del av asken i karet 55 hvor den anrikes på sinkkompleks; tas opp av pumpen 56

og den filtreres deretter f.eks. i filterne 57 som kan være platefiltre for å eliminere størstedelen av de medførte partikler og kolloidale hydroksyder i suspensjonen.

Den alkaliske oppløsning som inneholder sinkkompleks føres over i anodekammeret eller anodekammerene i en elektrolyse-celle 58. Anodekammerene er skilt fra resten av oppløsningen med porøse membraner 59 som holder eventuelt ennu ikke utskilte kollo-ider tilbake og eventuelt slam som er dannet på anoden 60 under

elektrolysen.

For å gjøre rensningen fullstendig trekkes elektrolytten fra katodekammeret med en pumpe 6l, føres til en filtrerings-innretning 62 i form av f.eks. gummifiltre for å bli ført tilbake til elektrolysecellen. Oppløsningen passerer gjennom en kjøle-innretning 63 for å bolde elektrolytten i det passende tempera-turområdet.

Ved 64 har man en mateledning for å justere volumet og sammensetningen av elektrolytten. Siden elektrolytten taper sink under elektrolysen, får oppløsningen periodisk eller kontinuerlig oppta sink og er knyttet med en ledning 65 til utvasknings- og oppløsnings-karene.

Når det dreier seg om hardsinken kan denne plaseres ved anoden 60 og oppløses elektrolytisk. Fremgangsmåten anvender imidlertdid da bare elektrolysecellen 58 og filtreringskretsen 6l, 62 og 63 og tilførselsledningen 64 for elektrolytt.

I de to forangående tilfeller gjenvinnes sink som er deponert elektrolytisk på katoden periodisk.

I tilfelle med den elektrolytiske behandling innføres fortrinnsvis i oppløsningen av elektrolytt tilsatsmidler som skal etter dannelsen av et jevnt belegg som er homogent og kompakt såsom forskjellige midler som benevnes "niveleringsmidler"• Man anvender fortrinnsvis polyetylenglycoler med molekylvekt i nærheten av 20.000 eller polyvinylestere av den type som markeds-føres under navnet "RH0D0VI0L". Blant polyvinylesterne velger man fortrinnsvis de som har en esterindeks mellom 20 og 240, og spesielt i nærheten av 70, og hvor viskositeten f\ en oppløsning på 4$ i vann er melllom 4 og 40 centipoises, og fortrinnsvis i nærheten av 25 centipoises. Disse tilsatsstoffer tilføres elek-trolyseoppløsningen i en mengde di størrelsen 0,01 til 2$.

Det er"spesielt foretrukket å ekstrahere sink fra forskjellige alkaliske oppløsninger med utgangspunkt i forskjellige avfallsstoffer såsom aske og hardsink fra galvaniseringsbad som er beskrevet ovenfor ved åiha tilgang på en elektrolyseinnretning 1 som nå skal beskrives.

Denne innretning har anvendelsesmuligheter som er for-skjellig fra behandling.av de nevnte oppløsninger. Den kan spesielt anvendes for behandling av elektrolytiske oppløsninger av sinkmineraler. \

Elektrolyseinnretningen 1 ifølge oppfinnelsen som kan være fremstilt som følger eller på tilsvarende måte kan plaseres 1 en elektrolysekjede av den type som er vist i fig*2, og som omfatter et kar 2 som inneholder elektrolytt hvorfra sink skal ekstraheres, og dette kar 2 er på den ene side knyttet til innretningen 1 eg på den annen side til en innretning som ikke er vist for oppløsning av rester som inneholder sink, og som f*eks. kan anvende den fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor.

Innretningen 1 mates fra et kar 2 ved en ledning 3 som omfatter en sirkulasjonspumpe 4 og filtreringsinnretninger 5»elektrolytten kommer ut av innretningen 1 og føres over i karet 2 enten med en elektroventil 7 eller en overløpsledning 8 etter innretningens virkemåte*

Karet 2 som er utstyrt med en kjøler 9 for å holde den rette temperatur på elektrolytten under en gitt verdi, vanligvis av størrelse 30°C, mates i perioder med elektrolytt fra et fylle-kar 10 gjennom en ledning 11 utstyrt med en elektroventil 12, Gjennom en ledning 13 utstyrt med en elektroventil 14 kan en del av elektrolytten fra karet 2 føres periodevis mot en innretning for oppløsning, skjematisk angitt ved 15 for produkter hvor man ekstraherer sink; ledningen 13 or i virkeligheten plasert i et nivå som tilsvarer halvparten av kapasiteten i karet 2.

Fyllekaret 10 mates fra et lagringskar 16 av oppgradert elektrolytt, d.v.s. som kommer fra oppløsningsinnretningen 15 ved hjelp av en ledning 17 utstyrt med en pumpe 18.

Karet 16 leverer oppgradert elektrolytt til karet 10 gjennom en ledning 19' utstyrt med en pumpe 20 og filtreringsinnretninger' 21f karet 10 er forøvrig knyttet til karet 16 gjennom overløpsledningen 22.

Ledningen 22 er plasert på en slik måte at mengden sink som inneholdes i eléktrolyttvolumet definert av denne og av stil-lingen på ledningen 11 tilsvarer metallmengden som ekstraheres i elektrolytten forhøyet til den sinkmengde som inneholdes i volumet fjernet av ledningen 13 gjennom åpningen på elektroventilen 14.

Virkemåten hos elektrolysekjeden er følgende.

Man går ut fra at karet 2 er forsynt med elektrolytt fra oppløsningsinstallasjonen og har et sinkinnhold som er bestemt som en funksjon av det elektrolytiske belegg man ønsker å tilveiebringe, og man setter da igang installasjon 1 og sirkulerer elek trolytt ved hjelp av pumpen k i et tilstrekkelig langt tidsrom til å bringe innholdet av sink til en verdi som er under den hvori belegget har en tendens til å bli dentritisk.

På dette tidspunkt åpnes elektroventilene lk og det forhåndsbestemte volum av elektrolytt som finnes i karet 2 vender tilbake til oppløsningsinstallasjonen. Elektroventilene 14 lukkes og derved åpnes élektroventilen 12 slik at et volum med elektrolytt søm er oppgradert og som stort sett tilsvarer det volum med elektrolytt som er utarmet og som føres tilbake til oppløsningsninstallasjonen, føres inn i karet 2.

Deretter etter lukking av eléktroventilene 12 oppfylles karet 10 fra lagringskaret 16 med et elektrolyttvolum som er oppgradert og som tilsvarer det volum som er levert til karet 2.

Denne rekkefølge gjentas cyklisk som en funksjon av utarmingen av elektrolytt i installasjon 1 og kan styres auto-matisk.

Når .det dreier seg om elektrolyseinstallasjonen som generelt har fått betegnelsen 1 i fig»2, omfatter den en katode 25 i form av en sylinder som kan rotere med en rotasjon i pilens f ^' retning rundt sin horisontale akse XY, og som er plasert over en sylindrisk anode 26 hvor anodens hulrom er vendt mot katoden 25» og som har en generatrise som er parallell med aksen på den sistnevnte som den omslutter delvis.

Ifølge oppfinnelsen omfatter denne innretning innretninger 27 for å tilføre dé elektrolytiske oppløsninger fra karet 2 gjennom kanalen 3 i området E mellom elektrodene.i en retning Z^som stort sett er tångensiell i forhold til katoden hvor det nevnte rom melbm elektrodene sidevis begrenset av vegger 28 som stort sett er loddrette på aksen XY og plasert i en liten avstand av enden av denne på en slik måte at tilførselen av elektrolytt blir "bevart" langs katodens overflate, med andre ord at mengden elektrolytt .som strømmer ut av rommet mellom elektrodene tilsvarer den mengde som strømmer inn.

Tilførselsinnretningene 27 er fortrinnsvis innsprøyt-ningsinnretninger som gir jevne stråler langs katoden i retningen J som er motsatt av pilen ^ x'

Ifølge en annen side ved oppfinnelsen avtar avstanden d som skiller katoden 25 fra anoden 26 fra det området hvor elektrolytten sprøytes inn i området mellom elektrodene E.

I en spesiell fordelaktig utførelse som beskrives neden-under og hvor anoden også har form av en sylindrisk overflate som roterer rundt aksen X^Y^ og med en radius som er større enn katodens radius, er aksen XY i katoden og X^Y^i anoden parallelle men ikke sammenfallende og har en utviklingskarakter på d,

' Den minimale verdi på avstanden d som skiller katoden og anoden bestemmes av installasjonens teknologi, nødvendigheten for å få en bestrykning av hele den katodiske overflate av elektrolytt og nødvendigheten for å unngå enhver kortslutning som skyldes dannelse av sinkbelegget.

Vanligvis er denne avstanden i størrelsen 10 mm. men

det er mulig å redusere den til en verdi på ca. 0,5mm.

Innretningene 27 kan omfatte:

- eten innsprøytningsdyser som fortrinnsvis er plasert langs en linje som i hovedtrekkene er parallell med katodens generatrise» - eller med et rør parallelt med en slik generatrise og som har en rekke åpninger hvorigjennom elektrolytten føres inn.

Matningen av innsprøytningsdysene i det første tilfelle og fordelingen, antallet og plaseringen og diametrene av åpningen i det andre tilfelle, er slik at fordelingen av elektrolytt er jevn langs katoden.

Overflaten av den sistnevnte fremstilles i et metall valgt slik at det er lett å fjerne belegget av metallisk sink og som har en sterk hydrogenoverspenning, disse metaller kan være i den gruppen som emfatter aluminiumslegeringer, titan, rustfritt stål og krommetaller.

Forholdet mellom diameteren og lengden som anvendes i

katoden er fortrinnsvis fra 0,60 til 0,85.

Katoder med større lengde skaper vanskeligheter ved opp-samlingen av sinkbelegget.

For å øke ekstråksjonskapasiteten med hensyn på sink og samtidig å plasere i parallell flere like innretninger, er det mulig å fremstille en katode med stor lengde som samvirker, med en enkel anode, og som er oppdelt i etterfølgende stykker ved ringer av ikke ledende materiale hvor forholdet mellom diameteren og lengden på ett stykke tilfredsstiller de nevnte krav med hensyn til forholdet mellom diameter og lengde.

Katoden roteres ved hjelp av passende innretninger og reguleres på en slik måte at varigheten for nedsenkningen i elek-trolyttet på et gitt punkt på overflaten av katoden er tilstrekkelig til at tykkelsen av det tilveiebragte belegg under nedsenkningen har en verdi som er tilstrekkelig til at kohesjonen i den tilveiebragte metallplate er større enn tilknytningen til katodeoverflaten. Det er klart at verdien på denne tykkelse må være mindre enn avstanden mellom elektrodene.

En elektrolyseinnretning som er spesielt foretrukket

og som er illustrert i fig. 3 til 5»«r sammensatt på følgende måtes

Katoden foreligger i form av en sylinder eller trommel av duraluminium av typen AG5 som er lukket i enden av den samme metall; lengden L. av denne trommel er mindre enn 1 m av de grun-ner som er gitt ovenfor, og spesielt ca. 70 cm og radien Rc er følgelig mellom 21 og 30 cm og spesielt 27»5 cm.

Aksen XY i denne trommelen er påført to tapper 29 av det samme metall som trommelen er fremstilt av hvorigjennom den elektriske strøm tilføres og som kan dreie i to lag 30 i veggen 28.

Strømmen overføres fortrinnsvis til tappene 29 ved hjelp av ledende plater 29a som er festet til tappene og som f.eks. består av kvikksølvjern, disse platene dreier med tappene og stikker ned i bad 29b av kvikksølv knyttet til spenningskiIden.

Tverrsnittene av tappene 29 og katoden 25 bestemmes slik at spenningsfallet i katoden er så lite som mulig,! praksis kan man oppnå verdier under 20 millivolt.

For å sikre plaseringen av katoden innfarer man posi-sjoner ingsinnretninger f.eks. to leieskåler 31 mellom veggen 28 og endeveggene i trommelen, disse leieskålene kan være festet til veggen 28.

For å unngå et hvert problem med hensyn til tetthet arrangerer man i den beskrevne utførelse at tappene 29 er plasert over nivået N av elektrolytt.

I andre tilfeller kan man anvende tetningsmidler som

er plasert på de nødvendige steder.

Anoden 26 er i snitt som vist i fig. 3 i form av en sylindrisk overflate med en radius R som er større enn radius C og en horisontal akse X^Y^ plasert det samme horisontalplan som som XY men forskjøvet i en avstand D i forhold til denne. For-skjellen mellom R og R og verdien D velges på en slik måte at

ca

avstanden mellom elektrodene d er mellom 0,5 og 20 mm, og spesielt 10 mm på det området hvor d er minst og mellom 15 Pg 50 mm og spesielt 30 mm på det området hvor D er størst.

Anoden fremstilles av et materiale som ikke er korro-derbart og hvor overspenningen med hensyn' på oksygen er minimal. Man har oppnådd meget gode resultater med en anodeoverflate av ruteniumtitan (titan belagt med et belegg.av ruteniumoksyd).

Som vist i fig. h er lengden L 2 hos anoden i den beskrevne utførelse mindre enn lengden L^ på katoden for å unngå virkninger langs kanten på katoden, og denne utførelse er for-skjellen L^-Lg i størrelsesorden 2 cm.

Det er likeledes mulig å motvirke virkninger på kanten ved andre innretninger, spesielt ved å plasere passende maskerin-ger.

Anoden befinner seg inne i et elektrolysekar 33 som fortrinnsvis ér fremstilt av syntetisk materiale som ikke er ledende og som ikke angripes, spesielt PVC, hvor sideveggene er de samme som veggene 28 som er nevnt tidligere. Lengden på karet 33 er større enn katoden på en slik måte at det mellom veggene 28 og katoden er et dødvolum som er nødvendig selv om det virker ugunstig på bevegelsen av elektrolytt og på fornyel-seshastigheten for i fravær av et slikt dødvolum overfor visse verdier av den anvendte strømtetthet (spesielt 10 til 15 A/dm 2) vil spenningen ved ledningsforbindelsene jevnt forhøyes til uønskede nivåer.

Det er en fordel at man i området hvor avstanden d er størst som vist på fig. 3, har plasert innretninger 27 for inn-sprøytning av elektrolytt.

I den utførelse som er vist består disse innretninger av et rør 34 som mates i sine to ender med elektrolytt ifølge pilene fg og som er plasert mot overflaten av anoden 26 som vist ved overflaten av elektrolytt som finnes i området mellom elektrodene E og hvor nivået N bestemmes av kantene av karet 33» ©&t

-V^er kanten 33 a i karet 33 der hvor avstanden d er minst som bestemmer nivået på elektrolytten, denne kanten 33a er plasert noe lavere enn kanten 33° dor hvor avstanden d er størst. Kanten 33a virker som en overløpsfordeler hvor elektrolytten kan fjernes f. eks. ved hjelp av en dråpefanger 35 forbundet nied

røret 8 til karet 2.

Røret 34 har en rekke åpninger 36 hvorigjennom elektrolytten fordeles. 1 denne utførelse har røret 34 en lengde på ca. 70 cm som tilsvarer den anvendte lengde på katoden, og fordelingen gjennom åpningene foregår i. etoive soner nemlig fra kantene mot midten av røret: - to symmetriske soner med sI12ve åpninger med diameter på 2,5 mm som er plasert i en avstand fra hverandre på 5 mm; - to symmetriske soner med 12 åpninger med en diameter på 2,3 mm og plasert 5 mm fra hverandre; -.to symmetriske soner med 12 åpninger med en diameter på 2,1 mm og plasert i en avstand av 5 mm fra hverandre; - to symmetriske soner med 12 åpninger med en diameter på 1,9 mm plasert 5 mm fra hverandre; - to symmetriske soner med 12 åpninger med en diameter på 1,7 mm plasert 5 mm fra hverandre;

i midten på røret en sone med 20 åpninger med en diameter på 1,5 mm og plasert 5 mm fra hverandre.

I den illustrerte utførelse er diameteren på røret 34 8 mm og det er fremstilt av syntetisk materiale, spesielt PVC. Orienteringen av røret 3^ rundt sin akse er slik at hovedretningen for elektrolysestrømmen J som kommer ut av den stort sett faller sammen med retningen Z under nivået N i elektrolytten i karet, d.v.s. tangensielt i forhold til katoden 25 som dreier seg i pilen f^<1>retning i motsatt retning av Z; røret 34 er derfor nesten fullstendig nedsenket.

Matingen av anoden 26 med elektrisitet kan utføres ved hjelp av en stav 37 som er en metallisk leder spesielt kobber boltet til den nevnte anode ved den ene enden 36a som stikker opp av elektrolytten og som tilsvarer til den avstand mellom elektrodene hvor d er størst.

Alle metalldelene som er beskrevet og som ikke skal komme i kontakt med elektrolytt spesielt av korrosjonsgrunner er dekket med et beskyttelsesbelegg som kan motstå påvirkningene fra miljøet og som består f.eks. av den lim som har varemerket "Araldite".

For å gjøre det mulig med en tømming av elektrolyse-karet mens polariseringen av elektrodene kan opprettholdes f.eks. under reparasjon, er karet utstyrt med en tømmingsåpning 38 som vanligvis er lukket av den nevnte elektroventil 7 forbundet med karet 2 ved hjelp.av ledningen 46.

Omdreiningen av katoden 25 kan oppnås ved hjelp av en elektrisk motor som ikke er vist utstyrt med et reduksjonsgear som likeledes heller ikke er vist, og som samvirker med et tann-hjul 40 på en av tappene 29»

De karakteristiske trekk ved disse forskjellige elemen-ter er valgt på en slik måte at rotasjonshastigheten på trommelen, d.v.s. varigheten av nedsenkningen på et gitt punkt på denne, gjør det mulig at det dannes et tilstrekkelig tykt sinkbelegg til at kohesjonen i dette er større enn tilknytningen mellom metallet og underlaget.

I praksis og i den beskrevne utførelse er denne hastighet f.eks. av størrelsen 1 omdr./3 timer.

Under de sistnevnte betingelser og under anvendelse av elektrolytter som skriver seg henholdsvis fra oppløsning av aske og hardsink fra galvahiseringsbad (hvor oppløsningen foretas etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som er beskrevet lenger fremme) var sammensetningen av disse elektrolytter følgende)

Under anvendelse av en strømtetthet på henholdsvis 5 til 20 A/dm<2>for elektrolytt nr. 1 og 5 til 40 A/dm2 for elektrolytt nr. 2 og ved å la elektrolyttene sirkulere med konstant utstrømning langs katodeoverflaten med en hastighet slik at man får 20 til 100 fornyelser pr. time, og da vil belegget av elek-trolyttisk sink få en tykkelse på henholdsvis 0,10 til 0,50 mm og 0,10 til 1 mm for den ene eller den andre elektrolytt ved utgangen av badet på den siden som er benevnt 26a av anoden.

På grunn av den avtagende karakter av avstanden d vil dannelsen av belegg finne sted under en strømtetthet som er større enn det gjennomsnittlige. På grunn av denne økning av strømtettheten får man et underbelegg av metall, som er mindre

knyttet til underlaget og følgelig lettere å ta av.

Tykkelsen på belegget øker med rotasjonen avlatoden.avstanden d øker samtidig og dermed vil:man få redusert faren for kortslutning på grunn av dannelse av dendritter. Veksten av dendrittene hvis dannelse begunstiges av en økelse av tykkelsen av belegget og av strømtettheten reduseres siden økelsen av tykkelsen av belegget kommer samtidig med en reduksjon av den lokale strømtetthet. Videre på grunn av at d øker gradvis,

vil en dendritt ha muligheter til å komme ut av elektrolytten under sin rotasjon før den har kunnet oppnå verdien d på vei gjennom elektrolytten.

Under de elektrolysebetingelser som er beskrevet er faradiutbyttet en og sinkbelegget har en meget god kvalitet. Ut-løpshastigheten av belegg er 60 cm pr. time.

Sinkbelegget taes av katoden når denne er kommet tilstrekkelig lang ut av elektrolyttbadet ved passende midler f.eks. manuelt, og styres deretter over på en trommel 4l montert rundt en akse XgYg Par&iieii med katodens akse men plasert vertikalt over denne i. en avstand som er valgt slik at man får den beste avføringsvinkel av belegget hvor det er understreket at diameteren D& i trommelen 41 er valgt som en funksjon av disse krav.

Innretningen som er vist i fig. 8 og som anvendes for innretninger som er beskrevet ovenfor har følgende dimensjoner:

Rc27,5 cm

D 10 cm

a

avstanden XY-X^Yg = 33,5 cm

På denne figuren har man betegnet sinkbelegget med Zn. Dette belegg rulles opp på en opprullingstrommel 42 som er horisontal om en radius R som er tilstrekkelig stor til å få istand en opprulling av sinkbeleggeti i den foreliggende ut-førelse er R = 50 cm.

Enden av sinkbelegget Zn er festet med en tråd som ikke

er vist på trommelen 42 ved 43»f.eks. ved hjelp av en klemme 44.

Rotasjonen av trommelen 42 kan utføres ved hjelp av en oppruller med konstant drag etablert f.eks. ved hjelp av en tapp 45 koaksial med trommelen 42 som der er opprullet en tråd 46 rundt som bærer en masse M som er tilstrekkelig stor til at belegget løsner. Tappen 45 er montert på trommelen 42 ved hjelp av et system som gjør det mulig å ta opp massen M uten å forandre

trommelens stilling»

Som man ser av de valgte utførelser har man her en fremgangsmåte og en elektrolyseinnretning for gjenvinning ved katodisk oppsamling av sink fra oppløsninger hvor innretningen og fremgangsmåten har de karakteristiske trekk og virker på en slik måte som er beskrevet og som fremgår tilstrekkelig av dette» og som har tallrike fordeler, nemlig*

- når det dreier seg om fremgangsmåten

- den gjør det mulig med en behandling av hardsink uten forutgående forming, - den gjør det mulig med en maksimal begrensning av rensning av elektrolytten før elektrolysen på grunn av anvendelse av en elektrolytt som er basert på ammoniakk og ammoniumklorid, - den gjør det mulig å arbeide med store strøm-tettheter!

når det dreier seg om elektrolyseinnretningen

- den gjør det mulig med en nesten fullstendig reduksjon av behov for arbeidskraft, - den gjør det mulig å arbeide kontinuerlig med rela-tvit små beleggtykkelser,

den gjør det mulig med en behandling av alkaliske og eller sure oppløsninger med enhver opprinnelse.

Claims (19)

1. Fremgangsmåté for gjenvinning av sink fra rester som

inneholder sink og spesielt aske og hardsink eller sinkgrøt fra galvaniseringsbad, karakterisert ved at den omfatter ekstråksjon ved elektrolyse av sink som finnes i alkaliske eller sure oppløsninger tilveiebragt: - når det dreier seg om aske ved en oppløsning av kornstørrelsesfraksjoner som er relativt fattige på metallisk sink hvor kornstørrelsesfraksjonen som er rik på metallisk sink fra denne asken gjeninnføres direkte i galvaniseringsbadet fortrinnsvis etter «en utvaskingsbehandling og når det dreier seg om hardsink eller sinkgrøt ved en oppløsning av denne enten ved å anvende et korrosjonselement eller ved at denne sinkgrøten utgjør anodene i en elektrolysekrets.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den kornstørrelsesfraksjon av asken som er rik på sink er den hvor sinkinnholdet er tilstrekkelig for at den i sin helhet kan tilføres badet ved hver ny tilførsel av sink av stor renhet uten at dette nedsetter innholdet av sink i galvaniseringsbadet når dette fylles opp til sitt opprinnelige volum under pålagte grenseverdier.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at kornstørrelsesfraksjonen tilsvarer partikler med en størrelse større enn 100 ^u.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at man anvender magnetisk fjerning av jern i asken fortrinnsvis etter at asken er skilt 1 to kornstørrelsesfraksjoner, og på den fraksjon som er rik på sink og som gjeninnføres direkte.

5* Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at elektrolytten som anvendes for utvasking av partiklene i den kornstørrelsesfraksJon som er rik på sink. for oppløsning av den kornstørrelsesfraksjon av asken som er mindre enn 100 jnt for å fremstille korros jonselementet hvor hardsinken plaseres og for den anodiske oppløsningsbehandling har en pH på minst 8,5 og er en alkalisk ammoniakkalsk oppløsning som inneholder klorjoner fortrinnsvis bufret med karbonat.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5» karakterisert ved at elektrolytten som -anvendes består av en ammoniakkalsk oppløsning som inneholder Cl"*joner og hvor - pH er større enn 9» - innholdet av Zn11 er fra 0,7 til 1,5 «noi x l"1, -konsentrasjonen av Cl~joner som tilføres i form av NHjjCl, er ca. to ganger innholdet av Zn og ved at den nevnte elektrolytt bufres ved hjelp av 5 til 35 g/l ammoniumkarbonat.

7* Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at elektrolytten som anvendes består av en ammoniakkalsk oppløsning som inneholder Cl"joner og hvor - pH er ca. 10, - innholdet av ammoniakk er ca. 6 mol x 1**^, II -1 - innholdet av Zn er i nærheten av 1 mol x 1 , konsentrasjonen av Cl"joner tilført i form av NH^ Cl, er ca. 3 mol x l" <*> , og ved at elektrolytten er bufret ved hjelp av 20 g/l ammonium karbonat.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav. karakterisert ve dat man anvender et trinn for magnetisk, fjerning av jern i flytende miljø etter opp-løsning av. hardsinken ved hjelp av korrosjonselementet.

9» Elektrolyseinnretning for kontinuerlig ekstråksjon av sink ved belegg på en katode som omfatter en katode i form av en rotasjonssylinder som kan bringes til å rotere rundt sin horisontale akse og plasert under denne en sylindrisk anode hvor anodens hule del er vendt mot katoden og som har en generatrise som er parallell med katodens akse som den omslutter i hvert fall delvis, karakterisert ved at den omfatter innretninger for å tilføre oppløsningene som skal behandles og som utgjør elektrolytten i rommet mellom elektrodene, d.v.s. mellom katoden og anoden i en retning som stort sett er tangenslell i forhold til overflaten på katoden, hvor rommet mellom elektrodene på sidene er begrenset av vegger som stort sett er loddrette på katodens akse, og plasert i en liten avstand fra endene av denne på en slik måte at tilførselen blir konstant langs katodens overflate.

10. Innretning ifølge krav 9»karakterisert ved at innretningene som tilfører elektrolytt er.innretninger for innsprøytning av denne jevnt langs katoden 1 en retning som er motsatt rotasjonsretningen av katoden.

11. Innretning for kontinuerlig ekstraksjon av sink ved et belegg på en katode som omfatter en katode i form av en omdreiningssylinder som kan bringes til å rotere rundt sin horisontale akse, og som er plasert over en sylindrisk anode hvis hulhet vender.mot katoden og som har en generatrise som er parallell med aksen på katoden som den omslutter i hvert fall delvis, karakterisert ved at avstanden mellom elektrodene avtar fra det området hvor elektrolytten innsprøytes.

12. Innretning for kontinuerlig ekstraksjon av sink ved belegg på en katode som omfatter en katode i form av en omdreiningssylinder som kan bringes til å rotere rundt sin horisontale akse og som er plasert over en konkav anode som er avskåret av en omdreiningssylinder med en radius som er større enn katodens radius, karakterisert ved at aksen i katoden og aksen i anoden er parallelle men ikke sammenfallende, og at av standen mellom elektrodene avtar fra det området hvor elektrolytten innsprøytes.

13. Innretning ifølge hvilke som helst av kravene 9 eller 10, karakterisert ved at innretningene for å til-føre elektrolytt i området mellom elektrodene består av innsprøyt-ningsdyser plasert stort sett langs en linje parallell med en generatrise i katoden og som mates på en slik måte at fordelingen av elektrolytt blir jevn langs katodens lengde. lk.

Innretning ifølge hvilke som helst av kravene 9 eller 10. karakterisert ved at innretningene for å tilføre elektrolytt i området mellom elektrodene består av et rør parallelt med en generatrise i katoden som mates med elektrolytt og som inneholder en rekke innsprøytningsåpninger for elektrolytt hvor antallet, piaseringen og diameteren i åpningen er valgt på en slik måte at Innsprøytningen av elektrolytt foregår jevnt langs hele katoden lengde.

15. Innretning ifølge hvilke som helst av kravene foran, karakterisert ved at overflaten i katoden er fremstilt av et metall som er valgt blant slike metaller som tillater en enkel fjerning av belegget av metallisk sink, og som har en sterk hydrogen overspenning.

16. Innretning ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en valse med akse parallell med katodens akse og med en radius som er større enn denne og som kan roteres med en tangensiell hastighet som tilsvarer katodens hastighét slik at sinkbelegget rulles opp på denne valsen.

17. Innretning ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forholdet mellom diameteren i katoden og lengden som anvendes på denne er fra 0,60 til 0,85.

18. Innretning ifølge hvilket som helst av kravene foran, karakterisert ved at de innretninger som anvendes for å bringe katoden til å rotere reguleres på en slik måte at varigheten av nedsenkning i elektrolytten at et gitt punkt på katoden er slik at den tilveiebragte tykkelse under nedsenkningen i elektrolytten er tilstrekkelig til at kohesjonen i det tilveiebragte metall er større enn tilknytningen mellom metallet og under» laget.

19. Innretning ifølge hvilke som helst av kravene 9 til 18, karakterisert ved at anoden er fremstilt av ruteniumtitan.