Удаление соединений третьей группы

Удаление соединений третьей группы проводится химическим методом. Хлорид-ионы содержатся в воде и концентрате цинка. Высокое содержание ионов хлора приводит к разрушению анодов в процессе электролиза. Поэтому содержание ионов хлора не должно превышать 150 мг/л. Очистка от ионов хлора проводится несколькими методами:

С помощью соединений серебра.

К раствору добавляют раствор сульфата серебра. Идет следующая реакция:

2Cl^- + Ag₂SO₄ = 2AgCl↓ + SO₄^2-

Cодержание ионов хлора при этом снижается до 1 мг/л. Таким образом, очистке можно подвергать не весь раствор. Серебро затем регенерируют, однако его потери составляют 60-90 г серебра на 1 кг ионов хлора. Это довольно дорого.

С помощью соединений меди

Очистка осуществляется с помощью медного кека. При этом идет следующая реакция:

Cu²⁺ + 2Cl^- + Cu = Cu₂Cl₂↓

Соединения фтора ухудшают процесс электролиза. Однако эффективных методов очистки от соединений фтора нет. Поэтому необходимо в процессе подготовки к электролизу уделять этому внимание.

От соединений четвертой группы очистку не проводят.

Электроосаждение цинка

После проведения всех этапов очистки цинковый раствор имеет следующий состав: цинк – 120-180 г/л; марганец – 2-10 г/л; кобальт – 2-4 г/л; никель – 0,01-05 мг/л; фториды – 20-50 мг/л; хлориды 20-150 мг/л; мышьяк – 0,05-0,2 мг/л; сурьма – 0,01-0,15 мг/л; кадмий – 0,1-2,0 мг/л; железо - 0,2-50 мг/л.

Электролиз ведется непрерывно. Используются железобетонные ванны, футерованные свинцом. Глубина ванн составляет 1500 мм. Процесс ведется при температуре 36-38^оС. Используются свинцовые аноды, легированные серебром и алюминиевые катоды. Катод представляет собой лист алюминия толщиной 4-7 мм. В процессе электролиза идут следующие реакции:

А: Zn²⁺ + 2e = Zn⁰

K: 2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺

Таким образом, электролит обедняется цинком и обогащается серной кислотой. В отработанном электролите концентрация цинка не должна превышать 50 г/л. Такой электролит возвращают на выщелачивание. Катоды вынимают через 24-72 часа и сдирают с них цинк. Сдирка – это наиболее трудоемкая операция. Ее проводят с обеих сторон катода вручную с помощью специального ножа. Если цинк плохо сдирается, то его растворяют в серной кислоте.

Плавка катодного цинка

Полученный при электролизе цинк переплавляют в чушки и блоки определенной формы (4-5 и 8-10 кг). Для этого катодный цинк переплавляют с добавкой хлорида аммония (для растворения пленки окислов) в электропечах.