DE2742718A1

DE2742718A1 - Verfahren und vorrichtung zur regenerierung eines elektrolyten, insbesondere eines verzinnungselektrolyten

Info

Publication number: DE2742718A1
Application number: DE19772742718
Authority: DE
Inventors: Mon Bob De; Eric Jan Stuart
Original assignee: Hoogovens Ijmuiden BV
Current assignee: Estel Hoogovens BV
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2005722A; FR2404059A1; JPS5456945A; IT1109107B; FR2404059B1; US4219390A; IT7869190A0; GB2005722B; JPS6117920B2; DE2742718C2; CA1131162A

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hätuhl Patentanwälte

Möhlstraße 37

ο TT-J id,r D-8000 München 80

Hoogovens IJmuiden BV

Tel.: 089/982085-87

IJmuiden, Niederlande Telex: 0529802 hnkid

_________________________ Telegramme: ellipsoid

Regenerierung eines Elektrolyten, insbesondere eines Verzinnungselektrolyten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regenerierung eines Verzinnungselektrolyten,bei dem der Elektrolyt von den während des Verzinnungsvorganges angereicherten Fremdmetallionen befreit wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Regenerierung eines solchen Elektrolyten. Diese Vorrichtung kann dabei insbesondere bei der Regenerierung eines Verzinnungselektrolyten, aber auch in ähnlicher Weise bei der Regenerierung anderer Elektrolyten, welche in der Galvanotechnik Anwendung finden, verwendet werden.

Bei der elektrolytischen Verzinnung von Metallen, beispielsweise von Stahl, wird der Elektrolyt während des Verzinnungsvorgangs durch die Metallionen des zu verzinnenden Metalls verunreinigte Sobald der Anteil dieser Fremdmetallionen im Elektrolyten einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Qualität des VerzinnungsVorgangs vermindert, so daß der Elektrolyt dann durch einen neuen Elektrolyten ersetzt werden muß. Dies ist mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden,

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Der verbrauchte Elektrolyt wird entweder direkt oder nach Rückgewinnung des in dem Elektrolyten enthaltenen Zinns neutralisiert und als Abwasser abgeleitet, und zwar entweder -falls erlaubt - in die Kanalisation der an eine andere Stelle, Auch diese Beseitigung des verbrauchten Elektrolyten ist mit einem hohen finanziellen Aufwand verbunden«

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regenerierung eines Verzinnungselektrolyten zu schaffen, das eine Wiederverwendung der Elektrolytlösung ermöglicht, und welches sowohl eine erhebliche Kostenersparnis mit sich bringt als auch umweltfreundlich ist·

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale

a) der Entzlnnung des Elektrolyten mittels Elektrolyse und

b) der Entfernung der Fremdmetallionen in einem Kationenaustauscher

erreicht· Das Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich ablaufen. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann einerseits das im Elektrolyten enthaltene Zinn zu einem großen Teil zurückgewonnen werden, um es nach seiner Verhüttung wiederverwenden zu können; andererseits ist die von den Fremdmetallionen gereinigte Elektrolytlösung erneut und ohne irgendwelche Nachteile verwendbar. Entsprechend wird durch das neue Verfahren die Umweltbelastung erheblich verringert.

Die Elektrolyse kann so weit durchgeführt werden, daß ein für die Verzinnung optimaler Gehalt an Zinn im Elektrolyten enthalten bleibt· Erfindungsgemäß hat es sich aber als vorteilhaft erwiesen, die Entzinnung fast vollständig durchzu-

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führen und die erforderliche Zinnmenge ggf. später der gereinigten Elektrolytlösung wieder zuzugeben.

Die für das neue Verfahren anwendbare Anlage ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrolysezelle und ein Kationenaustauscher in Fließrichtung des Elektrolyten hintereinander angeordnet sind. Es ist auch möglich, diese Anlage bei ähnlichen galvanischen Verfahren sowie z.B. bei der Verchromung usw. anzuwenden.

Da während der Verzinnung die Geschwindigkeit der Anreicherung des Elektrolyten mit Zinn bzw. mit Fremdmetallionen von Fall zu Fall unterschiedlich ist, ist es schwierig, für jede Situation eine optimale Anlage auszulegen«

Aus diesem Grund ist eine Anlage vorzuziehen, welche mit Umschaltorganen für eine evtl. gewünschte Umleitung des Elektrolytstroms um den Kationenaustauscher versehen ist.

Zum Teil wird sich das an der Kathode abgeschiedene Zinn an der Kathode festsetzen. Bei einem unterbrochenen Verfahren ist es möglich, die Kathode aus der Elektrolysezelle zu entfernen und vom Zinn zu reinigen. Dabei bleibt aber die Gefahr eines Stromschlusses während der Entzinnung bestehen. Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil sowie überhaupt die Notwendigkeit, die Kathode zu entfernen, mit mechanischen Mitteln zur Entfernung des abgeschiedenen Metalls von der Kathode in der Elektrolysezelle vermieden. Beispielsweise kann hierfür ein Räumer zum Abschaben des Zinns eingesetzt werden.

Um eine unerwünschte Beeinträchtigung der Zusammensetzung des Elektrolyten während der Entzinnung zu vermeiden, besteht bei der Elektrolysezelle vorteilhafterweise die Anode entweder aus Siliziumguß oder aus platziertem Titan, während die Kathode aus Stahl ist.

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Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels erläutert. In dieser ZeichnungiLst das Fließschema einer Anlage dargestellt, die zur Regenerierung eines Verzinnungselektrolyten dient. Als Verzinnungselektrolyt wurde eine Lösung verwendet, welche 150 g p-Fenolsulfonsäure pro Liter enthält. Der zu regenerierende Elektrolyt enthält außerdem pro Liter ungefähr 30 g Zinn; 12 g Eisen und 0,5 g sonstige Metallionen« Über eine Leitung 1 wird der verbrauchte und mit Fremdmetallionen angereicherte Elektrolyt von einer nicht gezeichneten Verzinnungsanlage ggf. unter Zwischenschaltung eines Sammelbehälters einer Elektrolysezelle 2 bekannter Bauart zugeleitet. Hier wird durch Elektrolyse, die in an sich bekannter Weise im Kreislauf ablaufen kann, das im Elektrolyten enthaltene Zinn an der Kathode in Form von Dentriten abgeschieden. Wahlweise kann der Kreislauf auch ein geeignetes Filtersystem enthalten. IAb eine Beeinträchtigung des Elektrolyten zu vermeiden, besteht bei der Elektrolysezelle 2 die Anode aus Siliziumguß und die Kathode aus Stahl. Aus den vorgenannten Gründen wird das an der Kathode abgeschiedene Zinn mittels eines Räumers abgeschabt. Das abgeschabte Zinn fällt in einen konischen unteren Teil der Elektrolysezelle 2 und wird diskontinuierlich von hier abgezogen und zur Wiederverwendung aufbereitet·

Für das diskontinuierliche Abziehen wird ein Ventil 6 immer dann geöffnet, wenn sich am Ende einer Charge eine genügende Zinnmenge angesammelt hat. Das aufgefangene Zinn kann dann anschließend gewaschen werden. Es versteht sich, daß das Abziehen und Waschen leicht vollautomatisch durchgeführt werden können. Anstelle eines diskontinuierlichen Abziehens des Zinns über ein Ventil kann das Zinn natürlich auch halb-kontinuierlich z.B. mittels einer Air-Lift-Pumpe herausgefördert werden.

Die vom Zinn befreite, aber noch die Fremdmetallionen enthaltende Elektrolytlösung wird anschließend über eine Leitung 3

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in einen Kationenaustauscher 4 gepumpt. In die Leitung 3 zwischen der Elektrolysezelle 2 und dem Kationenaustauscher 4 kann bedarfsweise ein der Pufferung dienender Zwischenbehälter und/oder eine Filtervorrichtung eingebaut werden. Der Kationenaustauscher 4 ist mit einem stark sauren Harzbett in Wasserstoff-Form gefüllt. Beim Durchströmen des Harzbettes werden alle in der Elektrolytlösung enthaltenen Fremdmetallionen gegen Wasserstoffionen ausgetauscht. Die so gereinigte Elektrolytlösung fließt entweder über eine Leitung 5 direkt in die Verzinnungsanlage zurück oder wird einem Vorratsbehälter zugeführt« Bei vollständiger Beladung des Kationenaustauschers wird die Regenerierung des Harzbettes in an sich bekannter Weise durchgeführt. Der Elektrolytlösung kann vor ihrer Wiederverwendung die für den Verzinnungsvorgang notwendige Zinnmenge zugesetzt werden. Für den Fall, daß der Elektrolyt in bezug auf die enthaltene Zinnmenge verhältnismäßig wenig Fremdmetallionen enthält, kann durch Öffnung eines Ventils 7 der Elektrolytstrom für einen Teil der gesamten Behandlungszeit durch die Leitung 8 um den Kationenaustauscher herumgeleitet werden.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler £r Här.^o! Patentanwälte

Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529002 hnkld

Telegramme: ellipsoid

Patentansprüche

1; Verfahren zur Regenerierung eines Verzinnungselektrolyten, bei dem der Elektrolyt von den während des Verzinnungsvorgangs angereicherten Fremdmetallionen befreit wird, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale

a) der Entzinnung des Elektrolyten mittels Elektrolyse,

b) der Entfernung der Fremdmetallionen in einem Kationenaustauscher.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigten Elektrolytlösung anschließend eine erforderliche Zinnmenge zugegeben wird.
3. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrolysezelle (2) und ein Kationenaustauscher (4) in Fließrichtung des Elektrolyten hintereinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß Umschaltorgane vorgesehen sind, um den Elektrolytstrom um den Kationenaustauscher herumzuleiten.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Mittel zur Entfernung des abgeschiedenen Metalls von der Kathode in der Elektrolysezelle (2) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolysezelle (2) eine Anode aus Siliziumguß oder aus platinbeschichtetem Titan und eine Kathode aus Stahl besitzt.

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