3.4.5 Очищення нейтрального розчину сульфату цинку від домішок
Домішки міді, кобальту, заліза, миш'яку і сурми навіть при невеликому вмісті їх в електроліті значно знижують вихід по струму. За наявності деяких іонів, наприклад, нікелю і кобальту, утворюються нерівні і нещільні катодні осади, при подальшому плавленні яких у результаті окиснення втрачається багато цинку.
Усі перелічені метали часто зустрічаються в цинкових концентратах, а при вилуговуванні в тому або іншому ступені переходять в розчин. Зразкові дані про склад неочищених нейтральних розчинів і сучасні вимоги, що ставляться до складу електроліту, наведені в табл. 3.1.
Очищення нейтрального розчину перед електролізом постійно необхідне для видалення міді і кадмію; очищення від кобальту і хлору потрібне не завжди. Кобальт і хлор виділяють з частини електроліту (що тимчасово виводиться з циркуляції) для того, щоб припинити накопичення їх в розчині.
Таблиця 3.1 – Зразкові дані про склад неочищених нейтральних розчинів
Домішки
Вміст, г/л
Зразкове
що вимагається
розчин I
розчин 2
розчин 3
Сd
0,35
0,15
0,25
0,002-0,004
Сu
3,0
0,3
0.6
0,0001-0,0005
Fе
0,03
0,03
0,002
0,02-0.03
As
-
0,03
0,001
0,0001
Sb
-
0,001
0,001
0,0001
Со
0,003
0,001
0,07
0,003-0,007
Очищення розчину від міді і кадмію ґрунтується на реакціях цементації:
Сu2+ + Zn ?? Сu + Zn2+, (3.52)
Сd2+ + Zn ?? Сd + Zn2+. (3.53)
Для прискорення очищення цинк застосовують у вигляді пилу, отриманого розпилюванням рідкого металу або конденсацією його парою.
Витрата цинкового пилу перевищує стехіометричний: частина її розчиняється у результаті відновлення водневих іонів; крім того, осідання міді і кадмію, що утворюються на поверхні частинок цинкового пилу, перешкоджають повному її використанню.
Очищення розчинів від міді і кадмію проводять у чанах ємністю 35-45 м2 з лопатевими мішалками. Чан заповнюють нейтральним розчином, що надходить із згущувачів нейтральної гілки і після додавання цинкового пилу перемішують протягом 40-50 хв. Осад, що випав, фільтрують на фільтр-пресах. Підігрівання розчину при очищенні дороге, тому осадження звичайно проводять при температурі, з якою розчин вийшов із згущувачів, тобто при 38-40°С. Застосовують також очищення в киплячому шарі частинок цинкового пилу, що є у розчині.