DD224885A1

DD224885A1 - Verfahren zur elektrolytischen raffination einer blei-zinn-legierung

Info

Publication number: DD224885A1
Application number: DD84263064A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Juergen Lange; Klaus Hein; Dieter Kaeppler
Original assignee: Funk A Bergbau Huettenkombinat
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination einer Blei-Zinn-Legierung, insbesondere zur Abtrennung des Antimons, unter Verwendung eines Elektrolyten, der freie H2SiF6 sowie Blei- und Zinnionen enthaelt. Verfahrensgemaess wird mit einer im Bereich von 150 bis 300 mV liegenden Badspannung, vorzugsweise bei 190 bis 210 mV, und mit einem Gehalt an freier H2SiF6 von 80 bis 150 g/l gearbeitet. Das Verfahren gewaehrleistet die Abtrennung auch hoher Antimongehalte bis 10 Masse-% unter Erzielung einer vielfaeltig einsetzbaren reinen Blei-Zinn-Legierung.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung insbesondere des Antimons aus einer Blei-Zinn-Legierung mittels Raffinationselektrolyse.

Beim reduzierenden Schmelzen von Zwischenprodukten, die insbesondere bei der pyrometallurgischen Bleigewinnung entstehen, fällt eine Blei-Zinn-Antimon-Legierung an, die 20 bis 40% Zinn, <5 bis >10 Ma.-% Antimon, Rest Blei enthält. Eine direkte Verwendung als Vorlegierung zur Herstellung verkaufsfähiger Produkte ist wegen der ungünstigen Zusammensetzung nur in begrenztem Umfang möglich.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination einer antimonhaltigen Blei-Zinn-Legierung bekannt, wonach in einem wäßrigen Elektrolyten, der neben Kieselfluorwasserstoffsäure auch Blei und Zinn als Kationen enthält, die antimonhaltige Blei-Zinn-Legierung als Anoden eingesetzt und katodisch eine antimonfreie Blei-Zinn-Legierung abgeschieden wird. Die Zusammensetzung der Anodenlegierung beträgt (in Ma.-%) 62% Pb, 35% Sn, 2% Sb. Die Elektrolyse wird durchgeführt mit Elektrolyt: 25-35g Pb/I

30-45gSn/i

60-7Og freie H₂SiF₆/! Stromdichte: 160 A/m²

Temperatur: Raumtemperatur ;

Anodenreise: 10 Tage, zwischenzeitliche Entfernung des entstandenen Anodenschlamms nach jeweils 5 Tagen. (Hermsdorf/Heberlein Trans. A.I.M.E. 121,1936, S.289-298; US-PS 1.842.028).

Das Verfahren hat den Nachteil, daß nur eine Anodenlegierung mit bis 2 Ma.-% Sb, d. h. mit relativ niedrigem Antimongehalt, aufarbeitbar ist. Anodenlegierungen mit höheren Antimongehalten müssen vor der Elektrolyse durch Verschneiden mit geeigneten anderen Legierungen auf den niedrigen Antimongehalt eingestellt werden. Diese Maßnahme erfordert einen erheblichen Aufwand und bringt eine künstliche Erhöhung des Bestandes an antimonhaltiger Blei-Zinn-Legierung und damit eine Vergrößerung der Menge an Anodenlegierung, die in der Elektrolyse durchzusetzen ist.

Das Verfahren hat außerdem den Nachteil, daß die Anoden nach 5 Tagen aus dem Bad genommen werden müssen, um die Anodenschlamm-Deckschicht zu entfernen, was einen hohen manuellen Aufwand notwendig macht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, den Aufwand, der durch das Verschneiden von Blei-Zinn-Antimon-Legierungen entsteht, zu vermeiden und die für die Herstellung verkaufsfähiger Legierungen störenden Antimongehalte aus Blei-Zinn-Legierungen zu entfernen.

Wesen der Erfindung

Die technische Ursache des Mangels am Stand der Technik besteht darin, daß Zinn und Antimon in der Schmelze eine /3-Mischkristallphase bilden, deren Anteil im Anodenmetall um so größer ist, je höher der Antimongehalt ist. Diese ß-Mischkristallphase ist anodisch unlöslich und führt im Verlaufe der Elektrolyse zur Bildung einer Deckschicht auf der Anodenoberfläche, wodurch die Anodenpolarisation und damit die Badspannung rasch ansteigen. Mit höheren Antimongehalten wird dieser Prozeß zunehmend beschleunigt, so daß schließlich Anodenpassivität, Verarmung des Elektrolyten an Blei- und Zinnionen und katodische Wasserstoffabscheidung den Elektrolysestillstand bzw. die Undurchführbarkeit der Elektrolyse bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der elektrolytischen Raffination einer Blei-Zinn-Legierung zur Abtrennung des Antimons in kieselfluorwasserstoffsaurem Elektrolyten so zu verbessern, daß Anodenlegierungen mit bis

> 10 Ma.-% Antimon unter Erhaltung der Stabilität der Elektrolyse im Dauerbetrieb aufarbeitbar sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektrolytische Raffination einer Blei-Zinn-Legierung mit <5 bis

> 10% Sb, die zwecks Abtrennung des Antimons und Abscheidung einer antimonfreien Blei-Zinn-Legierung in einem Elektrolyten erfolgt, der Zinn- und Bleiionen sowie freie Kieselfluorwasserstoffsäure enthält, mit einer im Bereich von 150 bis 30OmV liegenden Badspannung und einem Elektrolyten gearbeitet wird, dessen Gehalt an freier H₂SiF₆ 80 bis 150g/l beträgt.

Die Badspannung wird vorzugsweise auf 190 bis 21OmV eingestellt

Die Badtemperatur wird zweckmäßig bei 30 bis 40⁰C gehalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Anoden (in Ma.-%) mit 29,6% Sn; 6,2% Sb, Rest Blei werden unter folgenden Bedingungen der Elektrolyse unterworfen:

Elektrolyt: 20 bis 30 g Pb/I

25bis35gSn/l

110 bis 130 g freie H₂SiF₆/!

1 000 g Knochenleim/t Katodenlegierung Badspannung: 20OmV Temperatur: 35⁰C

Während der Elektrolysedauer von 300 h ist die Anodenpolarisation auf maximal 15OmV angestiegen. Mit einer Stromausbeute von 98% wurde katodisch eine Blei-Zinn-Legierung mit 26,5 Ma.-% Sn, Rest Blei, abgeschieden, die einen Antimongehalt von nur < 0,02 Ma.-% aufweist. Der übliche Elektrolysestillstand durch Anodenpassivität tritt nicht ein. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gewährleistet, daß antimonhaltige Btei-Zinn-Legierungen mit Antimongehalten bis >10 Ma.-% unter stabilen Elektrolysebedingungen zu einer praktisch antimonfreien Blei-Zinn-Legierung, die als Vorlegierung vieifältig einsetzbar ist, aufgearbeitet werden können. Verfahrensgemäß werden auch weitere übliche Verunreinigungen der Blei-Zinn-Legierung, wie Kupfer, Silber, Wismut, mit dem Anodenschlamm entfernt.

Claims

Erfindungsansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Raffination einer Blei-Zinn-Legierung unter Verwendung eines kieselfluorwasserstoffsauren Elektrolyten, der Blei- und Zinnionen, freie Kieselfluorwasserstoffsäure und einen Inhibitor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer im Bereich von 150 bis 30OmV liegenden Badspannung gearbeitet wird und daß der Gehalt an freier H₂SiF₆ bei 80 bis 150g/l gehalten wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Badspannung auf 190 bis 21OmV eingestellt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Badtemperatur von 30 bis 40^cC eingehalten wird.