DE2539137A1

DE2539137A1 - Verfahren zur elektrolytischen gewinnung von nickel und zink sowie elektrolysezelle hierfuer

Info

Publication number: DE2539137A1
Application number: DE19752539137
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ATOK PLATINUM MINES PROPRIETAR; ATOK PLATINUM MINES Pty Ltd
Current assignee: Anglovaal Ltd Johannesburg Za
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1976-03-25
Also published as: CA1059064A; FI59819B; US4073709A; JPS559955B2; FI59819C; JPS5150808A; FI752476A; AU8445075A; SE406778B; ZA745625B; DE2539137C3; BE833017A; NO146208B; DE2539137B2; NO752982L; NO146208C; SE7509763L

Description

*-Ιπε H.J. Dt. Th. Bert-ndt D 8 Vl ü χι c ii f η B Q

Iwcile-Ctahu Str. 38, Tel. 4Γ5155

ATOK PLATIlJIM HINIiS (PROPRIETARY) LIKITi¹D of Anglovaal House, 56 ilain Street, Johannesburg, Transvaal Province, Republic of South Africa

Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Nickel und Zink sowie Elektrolysezelle hierfür

Die vorliegende Erfindung betrifft die elektrolytische Gewinnung von Nickel und Zink aus Lösungen derselben in Weiterentwicklung konventioneller elektrolytischer Metallgewinnungsverfahren .

Bei solchen elektrolytischen Verfahren enthält die Lösung, aus der das Metall gewonnen wird, im allgemeinen die Anionen der Säure, die zur Laugung der Metalle in die Lösung verwen~ det wurden, und - um das Verfahren wirtschaftlich zu gestalten - wird diese Säure vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, in der Elektrolysezelle regeneriert. Damit dieses Ziel erreicht wird, soll das Oxidationspotential der genannten Anionen höher sein als das Zersetzungspotential von Wasser bei normalen Betriebsbedingungen, um eine Oxidation der Anionen und damit eine Vernichtung der Fähigkeit, die Laugungssäure zu regenerieren, zu unterbinden.

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Aus dem oben genannten Grund werden Nickel und Zink im allgemeinen unter Verwendung von Schwefeisäure gelaugt, da das Sulfation ein hoiies Oxidationspotential besitzt und daher die Hydrolyse des Wassers an der Anode vor der Oxidation der Sulfationen erfolgt.

Aus allgemeinen theoretischen Erwägungen ist man seit lan_fsem zu der Ansicht gelangt, daß Salzsäure noch weit wünschenswertere Eigenschaften, insbesondere eine höhere Leitfähigkeit, aufweist, jedoch würde das Chlorid-Anion in einer konventionellen Elektrolysezelle verloren gehen, und zwar als Folge des Umstandes, daß es an der Anode unter Bildung von Chlorgas oxidiert wird. Daher würde ein solcher Prozeß im Hinblick auf die hohen Kosten der Salzsäure unrentabel sein, ganz abgesehen von den Schwierigkeiten, die das Chlorgas selbst bereitet, das an der Anode entwickelt wird.

Die letztgenannten Probleme sind in den US-Patentschriften 2 578 839 und 2 480 771 von Eenzoni deutlich aufgezeigt worden, in welchen ein spezieller Dreikammer-Typ einer Elektrolysezelle vorgesehen ist, um in einfacher Weise Elektrolyte vom Sulfat-Typ, die verhältnismäßig kleine Mengen von Chloridionen enthalten, zwecks Gewinnung von Bickel zu elektrolysieren. In diesen Patentschriften werden Elektrolysezellen offenbart, in denen bestimmte Anodenkammern und Kathodenkammern durch Mittelkammern getrennt sind. In jedem Pail sind die Kammern von Diaphragmen vom Typ von Geweben umgrenzt, und der SchwefelsSure-Anolyt wird mit Hilfe der zweckentsprechend eingestellten füllhöhe dazu gebracht, durch die die Anodenkammern umgrenzenden Diaphragmen hindurch in

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die Kittelkammern zu fließen, um zu verhindern, daß Chloridionen die Anoden erreichen. Da diese Zellen die Schwefelsäure regenerieren, beeinflußt die Strömung des Anolyten durch das Diaphragma nicht die Eigenschaft der Wiederverwendbarkeit des gebrauchten Elektrolyten, der seiner Grundnatur nach dem Sulfat-Typ angehört. Diese Patentschriften veranschaulichen weiter den hohen Energieverbrauch, der mit einem SuI-fatsystem verbunden ist: so sind nach den in dem bevorzugten Beispiel angeführten Zahlenwerten 6,5 Volt

_ ρ

aufzuwenden, um eine Stromdichte von 0,035 Ampdre/cm zu erzeugen. Wegen der permeablen Natur der Diaphragmen, die zur Umgrenzung der Anodenkammern verwendet werden, würde eine derartige Zelle wertlos sein in bezug auf die elektrolytische Gewinnung von Nickel aus im wesentlichen reinen Chloridlösungen, und zwar auf Grund der Verunreinigung der regenerierten Säure mit Schwefelsäure aus den Anodenkammern.

Andererseits wird in der US-Patentschrift 3 072 5^5 von Juda und Mitarbeitern, die sich nicht auf die Gewinnung von Nickel oder Zink bezieht, eine ähnliche Zelle, die der Regenerierung von gebrauchten Beizlaugen dient, beschrieben, bei welcher die separate Anodenkammer benutzt wird, um die Oxidation von oxidierbaren Kationen an der Anode zu verhindern. In diesem Fall sind die Anodenkammern von Ionenaustausch-Diaphragmen umgrenzt, was unbestreitbar die Strömung des Anolyten durch die Diaphragmen hindurch unterbindet. Eine solche Zelle ist auch für eine rentable Gewinnung von Metallen deshalb nicht brauchbar, weil die Ionenaustausch-Diaphragmen einen hohen elektrischen Widerstand besitzen und demzufolge

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der Energiebedarf außerordentlich groß ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun die Entwicklung einer Arbeitsmethode und einer Elektrolysezelle, die es ermöglichen, Nickel und Zink in wirtschaftlicher Weise aus Chlorid-Laugungslösungen derselben zu gewinnen.

Nach der Lehre der Erfindung ist die Arbeitsmethode zur elektrolytischen Gewinnung von Nickel und Zink aus Lösungen derselben, in denen die Anionen im wesentlichen lediglich aus Chloridionen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung in eine Kathodenkammer einer Elektrolysezelle einführt, die in drei Kammern unterteilt ist, nämlich eine Anodenkammer, eine Kathodenkam— mer und eine dazwischen angeordnete Elektrolytkammer, wobei die Anodenkammer von einer porösen Membran von geringer Permeabilität, umgrenzt ist, welche den Anolyten vom Elektrolyten trennt, und der Anolyt aus einer Lösung besteht, die Anionen enthält, die ein Oxidationspotential aufweisen, das hoch genug ist, um zu gewährleisten, daß im wesentlichen allein die Zersetzung von Wasser an der Anode unter den Betriebsbedingungen stattfindet, während die Kathodenkammer von einem Diaphragma, das eine verhältnismäßig hohe Permeabilität aufweist, umgrenzt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung schreiben vor, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Anodenkammer höher ist als derjenige in der benachbarten Elektrolytkammer, um eine Strömung des Elektrolyten in die Anodenkammer zu verhindern, daß ferner eine AufStärkungslösung in die Anodenkammer während des Betriebs der Zelle eingespeist wird

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und daß regenerierte Säure aus der Elektrolytkammer abgezogen wird.

Der riussigkeitsspiegel in der Anodenkammer wird nur auf einer betriebstechnisch vernünftigen Höhe über dem Flüssigkeitsspiegel in der Elektrolytkammer gehalten, um zu verhindern, daß sich ein merklicher Druck ausbildet, der eine Strömung des Anolyten (der vorzugsweise aus Schwefelsäure besteht) in die Elektrolytkammer bewirken könnte, denn eine derartige Strömung würde die regenerierte Salzsäure verunreinigen. Es ist auch empfehlenswert, daß das spezifische Gewicht des Ano-Iyten so weit wie möglich demjenigen des Elektrolyten angeglichen wird, um zu verhindern, daß unterschiedliche Drucke auf das Diaphragma ausgeübt werden, welches die Anodenkammer bis unten umgrenzt. Für die Erreichung dieses Zieles ist Schwefelsäure gut geeignet auf Grund des Umstandes, das Lösungen derselben in Wasser so eingestellt werden können, daß sie eine große Vielfalt von spezifischen Gewichten je nach der Konzentration der Säurelösung liefern.

Da auch ein poröses Diaphragma mit geringer Permeabilität nichtsdestoweniger bis zu einem gewissen Grad permeabel ist, sickern kleine Mengen von Chloridionen in die Anodenkammer ein. Um die Oxidation solcher Chloridionen zu Chlorgas zu verhindern, wird eine geringe Menge einer löslichen Verbindung dem Anolyten einverleibt, wobei die Verbindung unter dem Gesichtspunkt ausgewählt wird, daß bei der Heaktion mit dem Chloridion ein Niederschlag gebildet wird. Bei Verwendung von Schwefelsäure als Anolyt kann für diesen Zweck Silbersulfat verwendet werden,

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da der entstehende Silberchlorid-Niederschlag praktisch unlöslich ist.

Das Diaphragma, welches die Anodenkammer umgrenzt, weist vorzugsweise eine hohe Porösität auf, die im Gleichgewicht zu halten ist mit einer Permeabilität, die so klein wie möglich sein soll. Wie gefunden wurde, sind gewisse unglasierte Tonziegel oder -platten, welche die erforderliche chemische WiderStandsfähigkeit gegenüber den Bedingungen in der Zelle aufweisen, für diesen Zweck gut geeignet. Es ist insbesondere möglich, solche Ziegel oder Platten derart zu fabrizieren, daß sie eine Porösität von 30 % aufweisen und daneben doch zugleich dem Erfordernis einer niedrigen Permeabilität genügen. Solche Ziegel oder Platten werden weiter unten näher erläutert. Es ist hervorzuheben, daß die Reaktion, die an der Anode stattfindet, in der Hydrolyse des Wassers besteht und nicht in der Oxidation irgendeines Anions, das als solches anwesend ist, und daß die gebildeten Wasserstoffionen imstande sein müssen, durch das poröse Diaphragma zu v/andern oder durch dieses - entsprechend den von Grotthus entwickelten Vorstellungen - hindurchzutreten, wie es immer auch der Fall sein mag. Solche Diaphragmen besitzen, wie weiter festgestellt wurde, einen annehmlich niedrigen elektrischen Widerstand, was erwünscht ist.

Das Diaphragma, welches die Kathodenkammer umgrenzt, besteht einfach aus einem konventionellen, ziemlich gut permeablen Diaphragma, z.B. einem gewebten Stoff oder dergleichen.

Die in der Elektrolytkammer vorhandenen Wasserstoffionen treten, wie man annehmen kann, mit dem Wasser

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zu Komplexen unter Bildung von Hydronium-Ionen zusammen, die gemäß dem Grotthus-Mechanismus zur Kathode wandern. Dies bedeutet, daß ihre Beweglichkeit größer als die von z.B. Chloridionen ist, und so bildet sich eine reine Bewegung von Wasserstoffionen zur Kathode hin aus. Um dies zu verhindern, wird der Spiegel des Katholyten in der Kathodenkammer auf einer vorbestimmten Höhe über derjenigen des Elektrolyten gehalten, so daß ein positiver Flüssigkeitsstrom durch das Kathoden-Diaphragma mit einer Geschwindigkeit fließt, die größer ist als die Wanderungsgeschwindigkeit der Wasserstoffionen zur Kathode hin. Es wird daher die Einspeisung von frischer Laugungsflüssigkeit so reguliert, daß die Füllhöhe in der Kathodenkammer auf dem gewünschten Wert gehalten wird.

Da Chloridlösungen bessere Elektrizitätsleiter sind als Sulfatlösungen (die in der Regel zur Gewinnung von Nickel und Zink verwendet werden), wurde gefunden, daß erstens Metalle aus Chloridlösungen wirtschaftlicher gewonnen werden können, und daß zweitens die Metalle mit größerer Geschwindigkeit (d.h. bei höheren Stromdichten) abgeschieden werden können, als es mit SuIfatlösungen vor der Entwicklung von Wasserstoff an der Kathode möglich ist.

Die Umsetzung, die an der Kathode stattfindet, ist die gleiche unter normalen Betriebsbedingungen, und zwar unabhängig davon, welches Anion in der Beschickungslösung anwesend ist, da diese Umsetzung einfach in der Reduktion der Nickelionen unter Bildung von metallischem Kickel, das an der Elektrode abgeschieden wird, besteht.

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Die Umsetzung an der Anode der Zelle kann eine von zwei möglichen Reaktionen sein, nämlich die Hydrolyse von Wasser und die Oxidation des Anions. Im Falle eines SuIfat-Anions findet nur die Hydrolyse von Wasser statt (Standard-Potential +1,23 Volt), da das Oxidationspotential des Sulfations viel höher liegt. Eie Nickelsulfatzelle wird in der Regel bei etwa 3,5 bis 3,8 Volt betrieben.

In den Fällen, in denen eine Nickelchloridlosung gemäß der lehre der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muß das Anion in der Anodenkammer unter Berücksichtigung der oben erwähnten Tatsachen ausgewählt werden.

Weitere Umstände, denen man bei der Auswahl des Anolyten Rechnung tragen muß, sind die folgenden: Die Verbindung muß eine Leitfähigkeit aufweisen, die etwa ebenso groß wie oder noch größer als diejenige des Elektrolyten ist; ist dies nicht der Fall, dann geht der wirtschaftliche Vorteil (Energiebedarf), der mit der Verwendung von Chloridlösungen verbunden ist, verloren. Das Anion des Anolyten muß ein Oxidationspotential aufweisen, das weit über dem Zersetzungßpotential von Wasser liegt.

Etwas Anolyt wird immer in die Elektrolytkammer sickern, und wenn der gebrauchte Elektrolyt - wie es für gewöhnlich der Fall ist - für die Rückführung in den Laugungskreislauf wiederverwendet werden soll, so ergibt sich als logische Folge, daß der Anolyt entweder eine Verbindung sein muß, die den Laugungsprozeß nicht beeinträchtigt, oder daß er eine Verbindung darstellt, die leicht entfernt werden kann.

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Von den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht

Fig. 1 das Schema einer Versuchszelle, die zur Durchführung von praktischen Tests gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, und

Fig. 2 das Schema einer Zelle für den industriellen Betrieb, die nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann.

Bei der bevorzugten Methode zur Durchführung der Erfindung wurde das Diaphragma, das zur Umgrenzung der Anodenkammer verwendet wurde, in der folgenden Weise hergestellt.

Das Diaphragma wurde aus einem Ton gefertigt, der im Broederstroom-Gebiet der Republik Südafrika vorkommt. Der Ton wurde zu Beginn mit 100 g/l HCl in einer Menge

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von 200 cnr Säure pro 100 g Ton gelaugt. Die Laugung erfolgte durch 24-stündiges Sieden unter Pückfluß. Diese Behandlung bewirkte einen Gewichtsverlust von 20 % und eine Änderung der Analysenwerte, wie sie unten in Tabelle I angegeben ist. Diese Behandlung wurde durchgeführt, um die nicht-säurebeständigen Tonbestandteile und das Eisen zu entfernen.

24 g des behandelten Aluminiumsilicathydrat-Tons von der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung und 27 g Rohrzucker wurden gründlich gemischt und auf eine Siebfeinheit von -325 Maschen (100 f) vermählen.

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Tabelle I

Analyse des Diaphragma-Materials (Aluminiumsilicate

hydrat)

Bestandteil	Vor der Säure behandlung %	Nach der Säure behandlung %
Al₂O₃	36,0	27,6
SiO₂	48,0	55,7
FeO	9,6	1,0
Glühverlust	7,2	6,0

Das pulverförmige Gemisch wurde dann in eine Gesenkform gegeben, deren Maße 8 χ 15 χ 15 cm betrugen, wobei die 8 cm die Tiefe der Form darstellten.

Das Pulver wurde dann mittels einer hydraulischen Presse unter einem Druck von 250 atm (250 kg/cm ) auf eine Dicke von 0,6 cm zusammengepreßt. Das gepreßte Material wurde aus der Form herausgenommen und 24 Stunden bei 100O⁰C geglüht. Danach wurden die physikalischen Eigenschaften der Ton-Diaphragmaplatte bestimmt, und die Porösität betrug, wie gefunden wurde, JO % und die Permeabilität

ρ bei normalem Druck 0,01 ml/Std./cm .

Tabelle II

Porösität 30 %

Permeabilität 0,01 ml/Std./cm²

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Bei Anwendung höherer Glühtemperaturen wurde festgestellt, daß die Porösität abnahm und sich die Permeabilität entsprechend verminderte. Hieraus kennte man annehmen, daß sich ein Ziegel von zweckentsprechender Porösität und Permeabilität aus einer großen Vielzahl von Tonen und bei Anwendung geeigneter Temperaturen herstellen ließe. Jedoch stieg der elektrische Widerstand in unerwünschtem Ausmaß an.

Chemische Tests, die mit den Ziegeln durchgeführt wurden, ergaben, daß 50 #ige (Gew./Vol.) Schwefelsäure bei 60°C einen effektiven Verschleiß auf dem Ziegel in einem Äquivalentmaß von 0,6 mm/Jahr hervorrief, während eine 10 Xige (Gew./Vol.) HCl-Lösung bei der gleichen Temperatur einen effektiven Verschleiß in einem Äquivalentmaß von 0,5 mm/Jahr auslöste. Biese Zahlen wurden aus dem in einem Monat eingetretenen Gewichtsverlust errechnet. Aus diesem Grunde wurde die chemische Widerstandsfähigkeit der Ziegel als befriedigend erachtet.

Die benötigte Diaphragma-Fläche wurde dann dadurch geschaffen, daß man so viel Ziegel, wie erforderlich sind, in eine Art fensterrahmen einbaute und die Ziegel in ihrer Lage mittels eines chemisch-widerstandsfähigen keramischen Kitts, wie er im Handel erhältlich ist, fixierte.

Die Versuchsergebnisse wurden in Tests gewonnen, bei denen eine Zelle, wie sie in Pig. 1 abgebildet ist, verwendet wurde, wobei die verwendete Vorrichtung aus einem Behälter 1, der in die drei Kammern 2, 3 und 4 unterteilt war, bestand. In die Kammer 2, welche zur

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Aufnahme der Anode diente, waren die Tonziegel als Diaphragma 5 eingebaut, während der Behälterteil, der die Kathodenkamicer 4· darstellte, mit einem konventionellen Diaphragma 6 ausgestattet war, das aus einem Webstoff oder einem ähnlich permeablen Gebilde bestand. Eine Laugungslösung von Nickelchlorid, die 75 δ/l Nickel und $5 g/l Natriumchlorid sowie 10 g/l Borsäure enthielt, wurde in die Kathodenkammer derart eingespeist, daß der Flüssigkeitsspiegel darin auf einer gewünschten Höhe gehalten wurde, die über derjenigen in der Elektrolytkaramer 3 lag, um so die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit durch das Diaphragma 6 hindurch zur Erreichung der oben erwähnten technischen Zwecke aufrechtzuerhalten. Durch Probieren wurde eine Strömungsgeschwindigkeit ermittelt, die so groß war, daß die Nickelkonzentration im Elektrolyten auf 50 g/l herabgesetzt war. Diese Lösung strömt dann in die Kathodenkammer durch das Diaphragma ein und aus der Mittel- oder Elektrolytkammer heraus.

Der Flüssigkeitsspiegel in der Anodenkammer wurde, wie oben angegeben, mit einer J4 #igen Schwefelsäure aufrechterhalten, da das spezifische Gewicht dieser Lösung im wesentlichen mit dem des Elektrolyten identisch war.

Um zu verhindern, daß die kleine Menge von Chloridionen, die durch das Anoden-Diaphragma einsickerten, zu Chlorgas oxidiert wurde, wurden dem Anolyten 4- g AgoSOn pro Liter zugesetzt, um die Ausfällung des Chlorids als Chlorsilber sicherzustellen.

Die Stromausbeute betrug bei der oben angegebenen Strömungsgeschwindigkeit über 95 #» wenn die Zelle bei 60°C

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betrieben wurde. Im Vergleich zu den konventionellen SuIfatlösungen, bei denen die Grenzstromdichte größen-

ordnungsmäßig bei 0,02 A/cm liegt, wurde keine merkliche Abnahme der Stromausbeute beobachtet, wenn Nickel

ρ aus Chloridlösungen bei Stromdichten über 0,04 A/cm Kathode abgeschieden wurde.

Im Falle des beschriebenen Schwefelsäure-Anolyten waren

2 2,7 Volt erforderlich, um eine Stromdichte von 0,02 A/cm zu erzeugen, wohingegen 3*0 Volt erforderlich waren, um

eine Stromdichte von 0,04- A/cm zu erzeugen. Das Durchsickern von Cl""-Ionen betrug, wie gefunden wurde, 0,4 #, bezogen auf die regenerierte Säure und berechnet aus dem Gesamtgewicht an Silberchlorid, das innerhalb eines spezifischen Zeitraums gebildet worden war.

Die Konzentration der Salzsäure, die durch die Elektrolyse regeneriert worden war, belief sich, wie festgestellt wurde, auf etwa 30 g/l.

Der technische Vorteil, der mit der Verwendung eines Chlorid-Systems und damit einer Salzsäure-Laugung verbunden ist, besteht offensichtlich in folgendem.

Da die Reaktivität von Salzsäure größer als die von Schwefelsäure ist, ist es zunächst einmal generell die Salzsäure, die sich für Laugungsreaktionen bevorzugt anbietet. Dies gilt insbesondere für die Laugung von gewissen südafrikanischen Nickel-Kupfer-Rohsteinmassen, bei denen eine Nickel-Extraktion von über 90 % mit der stöchiometrischen Menge Salzsäure erzielt werden kann. Unter analogen Laugungsbedingungen muß bei

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Verwendung von Schwefelsäure ein mindestens 100 #iger Überschuß an dieser Säure aufgewendet werden, um das gleiche Ergebnis zu erreichen.

Zum zweiten folgt aus der Tatsache, daß Nickel bei niedrigeren Potentialen aus Chloridlösungen abgeschieden werden kann, daß für eine gegebene Stromdichte die elektrolyti— sehe Gewinnung von Nickel aus Chloridlösungen wirtschaftlicher durchgeführt werden kann (weniger kVJh pro Nickel-Einheit) , und bzw. oder daß — da die Grenzstromdichte für Chloridlösungen höher liegt - die Größe der elektrolytischen Metallgewinnungsanlage, die bei Chloriden benötigt wird, kleiner als bei Sulfaten benessen werden kann bei einem gegebenen Potential.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Arbeitstechnik, wie sie oben für Nickelchlorid beschrieben wurde, in analoger Weise zur Gewinnung von Zink aus Zinkchloridlösungen angewendet werden kann.

Ein Test, der mit der oben beschriebenen Zelle unter Verwendung von Zinkchlorid durchgeführt wurde, lieferte die folgenden Ergebnisse:

In diesem besonderen Fall enthielt die in die Kathodenkammer eingespeiste Beschickungslösung 55 g/l Zink als Chlorid, JO g/l freie Salzsäure, 50 g/l Natriumchlorid und 10 g/l Borsäure. (Da die Überspannung von Wasserstoff an Zink weit höher als an Nickel ist, kann eine gewisse Menge von freier Säure in der Kathodenkammer zugelassen werden.)

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Die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Beschickungslösung in die Xathodenkamiaer eingespeist wurde, war so eingestellt, daß die Zink-Konzentration im Elektrolyten auf 23 g/l herabgesetzt wurde. Die Zelle wurde bei einer Temperatur von 40°C betrieben.

Die Stromausbeute betrug bei der oben erwähnten Strömungsgeschwindigkeit über 92 % im Vergleich zu einem Wert von 82,5 %t clen man unter analogen Bedingungen (d.h. Konzentration an freier Säure) normalerweise bei Sulfatlösungen erreicht.

Die Spannung, die erforderlich war, um eine Stromdichte

von 0,045 A/cm zu erreichen, wurde zu 2,6 Volt ermittelt, wohingegen eine Spannung von 3,45 Volt benötigt

wurde, um eine Stromdichte von 0,45 A/cm bei Sulfatlösungen unter analogen Bedingungen einzustellen.

Es treten auch keine Schwierigkeiten auf, wenn man eine große Zahl von Elektrolysezellen nebeneinanderliegend anordnet und in Betrieb nimmt, wie es in der Elektrolysetechnik an sich üblich ist. In einem solchen Fall hat jede Kathodenkammer 11 - wie es in lig. 2 veranschaulicht ist - eine Elektrolytkammer 12 auf jeder Seite neben sich, und in entsprechender Weise hat jede Anodenkammer 13 eine Elektrolytkammer auf jeder Seite neben sich, abgesehen von jener Kammer 14, die an jedem Ende des Zellenverbandes angeordnet ist.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß bereits vorhandene Elektrolyseanlagen leicht auf einen Betrieb gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung umgestellt werden können,

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da die erforderlichen Abänderungen leicht von einem auf diesem Gebiet Sachkundigen an Hand der in dieser Erfindungsbeschreibung gegebenen Richtlinien vorgenommen werden können.

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Claims

Patentansprüche

1· Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Nickel oder Zink aus Lösungen derselben, in denen die Anionen im wesentlichen allein aus Chloridionen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung in eine Kathodenkammer einer Elektrolysezelle einführt, die in drei Kammern unterteilt ist, nämlich eine Anodenkammer, eine Kathodenkammer und eine dazwischen angeordnete Elektrolytkammer, wobei die Anodenkammer von einem porösen Diaphragma von geringer Permeabilität umgrenzt ist, welches den Anolyten vom Elektrolyten trennt, und der Anolyt aus einer Lösung besteht, die Anionen enthält, welche ein Oxidationspotential aufweisen, das hoch genug ist, um zu gewährleisten, daß im wesentlichen nur die Zersetzung von Wasser an der Anode unter den Betriebsbedingungen stattfindet, während die Kathodenkamraer von einem Diaphragma von verhältnismäßig hoher Permeabilität umgrenzt ist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plüssigkeitsspiegel in der Anodenkammer auf einem Niveau gehalten wird, das höher ist als dasjenige in der benachbarten Elektrolytkammer.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstärkungs-Anolyt in die Anodenkammer nach Maßgabe des Bedarfs eingespeist wird.
4. Verfahren gemäß Jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Anolyten so gewählt wird, daß es im wesentlichen genau

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so groß wie dasjenige in der benachbarten Elektrolytkammer ist.
5. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anolyt aus einer geeigneten Schwefelsäurelösung besteht.
6. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anolyten eine Substanz einverleibt wird, die imstande ist, sich mit den Chlorid· ionen, die in die Anodenkammer eintreten, zu verbinden, um so eine Oxidation von Chloridionen an der Anode zu verhindern.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Substanz aus einem geeigneten löslichen Silbersalz besteht.
8. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma, welches die Anodenkaomer umgrenzt, aus unglasierten Tonziegeln oder -platten besteht.
9. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Porösität des porösen Diaphragmas etwa 30 % beträgt.
10. Elektrolysezelle, dadurch gekennzeichnet, daß die·Anodenkammern von porösen Diaphragmen mit geringer Permeabilität umgrenzt sind und die Kathodenkammern von Diaphragmen mit verhältnismäßig hoher Permeabilität umgrenzt sind, wobei die Anoden— und Kathodenkammern durch zwischenge— schaltete Elektrolytkammern voneinander getrennt sind.

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