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Mittwoch, 26 Oktober 2022 11:59

Carbonatbildung im cyanidischen Zinkelektrolyten

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Geschätzte Lesezeit: 2 - 3 Minuten
Carbolux-Anlage von Tecga zum Ausfrieren von Carbonat Carbolux-Anlage von Tecga zum Ausfrieren von Carbonat

Frage: Vielen Dank für die Beantwortung unserer Frage in Ausgabe 08/2022[1]. Bezüglich der Carbonatbildung an den Anoden gibt es bei uns noch Unklarheiten. Wir sind uns uneinig, wie sich ein höherer Anteil an Zinkanoden auf die Carbonatbildung auswirkt. Die Einen meinen, dass sie reduziert wird, andere wiederum sind der Meinung, dass die Carbonatbildung bei löslichen Anoden steigt, da mehr Oxidation stattfindet.

Antwort: Schauen wir uns das in der Theorie an. Anodenvorgänge sind Oxidationsvorgänge. Wenn sich ausreichend Zinkanoden im Elektrolyten befinden, ist die bevorzugte Reaktion:

Zn - 2e → Zn2+

Das Zink wird anschließend durch freies Cyanid umkomplexiert. Grundsätzlich ist es egal, ob sie lösliche oder unlösliche Anoden haben, es werden immer gleich viele Elektronen umgesetzt und somit gleich viel oxidiert. Wenn keine oder nicht genug lösliche Anoden vorhanden sind, wird „irgendwas anderes“ oxidiert. Hierbei sind drei Reaktionen zu nennen:

  1. Die Oxidation von Sauerstoff, welches reichlich vorhanden ist. Etwa durch Wasser (H2O) oder aus dem Hydroxid (OH)
  2. Zersetzung von Cyanid [2]
  3. Zersetzung organischer Zusätze

Sowohl Reaktion 1, oft in Kombination mit Reaktion 3, sowie Reaktion 2 können Carbonate bilden. Je geringer der Anteil an Anoden, umso höher die anodische Stromdichte und umso mehr werden diese Reaktionen stattfinden. Die Zersetzung von Cyanid ist, bezüglich hoher Stromdichten, eine Ausnahme. Sie findet bevorzugt im niedrigen Stromdichtebereich statt. Fortsetzung auf S. 1340

Das Verfahren wird bspw. angewandt, um Standzeiten von Standspülen zu erhöhen. Hierbei wird das Cyanid im Bypass elektrolytisch oxidiert, was im niedrigen Stromdichtebereich stattfindet. Das bedeutet: ab einer bestimmten Oberflächengröße der löslichen Anoden steigt nicht nur ihr Zinkgehalt, auch der Anteil an Cyanid wird sinken und der Carbonatanteil steigen. Dies ist i. d. R. nur ein relativ kleiner Effekt. Die Carbonatbildung bei Abwesenheit löslicher Anoden ist wesentlich höher, da alle drei o. b. Reaktionen auftreten.

Entfernung von Carbonat

Eine Carbonatbildung lässt sich leider nicht ganz vermeiden. Man kann versuchen, die Umwälzung zu minimieren, vermeiden, dass Pumpen Luft ziehen, aber allen Maßnahmen sind Grenzen gesetzt. Um den Carbonatgehalt zu verringern, gibt es, neben Verdünnung, zwei Möglichkeiten:

  1. Ausfrieren
  2. Chemisch fällen

Wortwolke zum Thema CyanidWortwolke zum Thema CyanidFrüher hat man im Winter den Elektrolyten in eine Wanne im Außenbereich der Galvanik gepumpt und über das Wochenende ausfrieren lassen. Die Winter sind aber nicht mehr so kalt, außerdem kommt noch das Thema „Sicherheit“ hinzu. Aber es gibt dafür spezielle Anlagen [3].

Solche Anlagen funktionieren natürlich nicht nur mit Zinkelektrolyten, sondern u. a. bei Silber, Kupfer (jeweils cyanidisch), Zink-Nickel, Zink-Eisen und anderen Legierungselektrolyten. Die Carbonate werden kontinuierlich ausgefroren. Dem Bad wird ohne die Produktion zu beeinflussen eine bestimmte Menge Medium entnommen. Diese wird dann auf eine genaue definierte Temperatur heruntergekühlt. Die entstandenen Kristalle bleiben – nach der vollautomatischen Rückführung des gereinigten Mediums ins Bad – auf dem Bandfilter liegen und landen anschließend im Auffangbehälter. Die abfiltrierten Salze können daraufhin entsorgt werden.

Die Chemische Fällung ist etwas teurer, aber ziemlich effizient. Allerdings muss das Verfahren auf den jeweiligen Elektrolyten abgestimmt werden. Die Fällung kann mit Calciumsulfat, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid oder Bariumcyanid erfolgen. Eine genauere Beschreibung, allerdings für Silberelektrolyte, gibt dieser Artikel [4].

Literatur

[1] Aus der Praxis – für die Praxis 8/2022; Anoden- Kathodenverhältnis im cyanidischen Zinkelektrolyten
[2] Technologie der Galvanotechnik – Eugen G. Leuze Verlag, S. 471
[3] https://www.tecga.info/carbolux-d
[4] Aus der Praxis – für die Praxis 11/2019, Carbonat im Silberelektrolyten

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 10
  • Jahr: 2022
  • Autoren: B. C.

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