DE3314877A1

DE3314877A1 - Verfahren zur behandlung einer entnahmeloesung, insbesondere fuer ein zinkextraktionsverfahren auf elektrolytischem weg

Info

Publication number: DE3314877A1
Application number: DE19833314877
Authority: DE
Inventors: Michel Trappes Laveyne; Claude Breuillet Palvadeau
Original assignee: Minemet Recherche SA
Current assignee: Minemet Recherche SA
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1984-10-25

Description

Verfahren zur Behandlung einer Entnahmelösung, ins-
besondere für ein Zinkextraktionsverfahren auf elektrolytischem Weg Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung einer Entnahmelösung unter Anwendung eines Prozesses zur Elektroextraktion eines verwertbaren Metalls, wie z. B. des Zinks, in Verbindung mit einem Elektrolyseprozeß mit Membran.
Dieses Verfahren zur elektrolytischen Behandlung, dessen Zweck die Erzeugung einer am Zink und an Schweselsäure armen Entnahmelösung ist, wird im folgenden Erschöpfung durch Elektro-Elektrodialyse genannt.
Sie betrifft innerhalb dieses Rahmens außerdem ein Verfahren zur Montage einer Ionenaustauschmembran.
Die Erzeugung des Zinks auf hydrometallurgischem und elektrolytischem Weg sieht einen Endbehandlungsvorgang durch Elektrolyse von durch Schwefelsäurelaugung von gerösteten Sulfiderzen erhaltenen Lösungen vor. Einige der Verunreinigungen der Erze gehen bei der Laugung in Lösung und werden in mehr oder weniger vollständiger'Weise beim Reinigungsverfahren, das der Elektrolyse vorausgeht, nicht erfaßt. Folglich neigen die Verunreinigungen, die sich nicht an den Elektroden abscheiden, dazu, sich im Elektrolyt zu konzentrieren. Wenn ihre Konzentration zu hoch wird, verringert sich die Löslichkeit des Zinksulfats, und sie neigen dazu, den Ablauf des elektrolytischen Prozesses zu stören. Man ist daher gezwungen, eine "Entnahme" eines Teils des Elektrolyten vorzunehmen. Diese Entnahmen rufen erhebliche Zink- und Schwefelsäureverluste hervor und weisen außerdem den Nachteil auf, sehr umweltverschmutzend zu sein.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine besondere Behandlung einer in einer besonderen Stufe des Extraktionsverfahrens abgetrennten Entnahmelösung.
Das Verständnis der wesentlichen Merkmale der Erfindung erfordert zunächst die Kenntnis der üblichen, bei dieser Technik angewandten Prozesse. Fig. 1 ist ein Ubersichtsdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zur Extraktion von Zink auf elektrolytischem Weg veranschauiicht. Angedeutet sind zunächst die gerösteten Sulfiderze 10, die das wesentliche Ausgangsmaterial bilden. Diese Erze erfahren eine Laugung 12, die zur maximalen Auflösung des Zinks und zur möglicht weitgehenden Hemmung der Auflösung der Verunreinigungen bestimmt ist. Allgemein umfaßt die Laugung zwei Vorgänge, einen "neutralen" Laugungsvorgang. 12b, und einen Fällvorgang @2C für Eisen einen "sauren" Laugungsvorgang 12a/. In der Praxis und Fällung des Eisens wird die nach der sauren Laugung/ertaMt9ene Lösung der neutralen Laugung unterworfen. Die durch diese neutrale Laugung 12b gebildete Rohlaugungslösung 14 gelangt zu den Reinigungsvorgängen 16. Diese Vorgänge sind zur praktisch vollständigen Ausfällung der Verunreinigungen, die für die Elektrolyse gefährlich sein können, und insbesondere des Kupfers, Kadmiums, Nickels, Kobalts, usw. bestimmt.
Die so gebildete Lösung 18 ist eine gereinigte, an Zinksulfat reiche Lösung. Diese wird dann der Elektrolyse 20 unterworfen. Z. B. erfährt die Lösung mehrerer Elektrolysen in Kaskade, wie durch die Bezugszeichen 20a und 20b angedeutet ist. Das Zink scheidet sich an den Kathoden ab, und die verarmte Lösung 22, die die Elektrolyse durchgemacht hat, enthält eine große Schwefelsäuremenge und wird für die Laugung der Erze 10 wieder verwendet. Man bemerkt also, daß die Behandlung in geschlossener Schleife erfolgt, so daß sich die Verunreinigungen, die während der Reinigung 16, während der Elektrolyse 20 oder während der Ausfällung der Rückstände (12b, 12c) nicht verschwinden, ansammeln und sehr hohe Werte erreichen können.
Diese Laugungsrückstände enthalten das im Erz vorhandene Eisen unter verschiedenen Formen je nach dem angewandten Extraktionsverfahren. Das Eisen kann in Form von Goethit, Hämatit oder Jarosit unlöslich gemacht werden. Im Fall des Jarosits findet man in Verbindung mit dem Eisen alkalische Elemente (Na+, K+ und Nu4+), Sulfationen (SO, ) und Wasser.
Diese Beseitigungsart kann für die Durchführung der Erschöpfung durch Elektro-Elektrod ialyse vorteilhafter sein.
Man bestimmt daher Entnahmemengen, die die Aufrechterhaltung des Niveaus der restlichen Verunreinigungen unter akzeptablen Grenzgehalten ermöglichen. Die Hauptverunreinigung, d. h. diejenige, die die Entnahmemenge der Anlage bestimmt, ist im allgemeinen das Magnesium, da die Zinkerze in ihrer überwiegenden Mehrheit Magnesium enthalten. Die Durchführung der elektrolytischen Extraktion des Zinks beginnt, problematisch zu werden, wenn die Konzentration des Magnesiums 15 bis 20 g/l übersteigt.
Das durch das Magnesium auftretende Problem verschärft sich, wenn die als Ausgangsmaterialien verwendeten Konzentrate vom dolomitischen Typ sind.
Eine andere Verunreinigung, deren Anreicherung zu gewissen Problemen führen kann, ist das Mangan. Die Gegenwart dieses Elements ist notwendig, doch darf es auch eine bestimmte Konzentration nicht überschreiten.
Die Halogene, insbesondere F und C1, können sich auch im Elektrolyt ansammeln und für die Elektrolyse des Zinksulfats störend werden. Jedoch wird, da das Magnesium am häufigsten den Entnahmedurchsatz einer Anlage zur Zinkextraktion auf elektrolytischem Weg festlegt, die Erfindung unter Bezugnahme auf die Abtrennung des Magnesiums beschrieben. Indessen können die Fachleute leicht bemerken, daß sie ebenfalls auf andere Verunreinigungen anwendbar ist, die sich ansammeln können.
Die Entnahmelösung kann an einer oder mehreren verschiedenen Stellen im Lauf der Durchführung des Verfahrens abgezweigt werden. Beispielsweise kann die Entnahmelösung 24 einer Abzweigung der Rohlaugungslösung 14 entsprechen, die an Zinksulfat reich ist. Wie durch die Bezugsziffer 26 angedeutet ist, kann die Entnahme auch ein Teil der gereinigten und an Zinksulfat reichen Lösung 18 sein.
Die Entnahme kann auch im Lauf der Elektrolyse zwischen mehreren Behandlungsstufen erfolgen, wie durch die Bezugsziffer 28 angedeutet -ist. Jedoch nimmt man a mJhä ufigsten die Entnahme von der an Zinksulfat verarmten Lösung 22 vor, die von der Elektrolyse kommt, wie durch die Bezugsziffer 30 angedeutet ist. Man kann annehmen, daß diese Entnahme aus der verarmten Lösung 22 die vernünftigste ist, da diese die Lösung ist, die am wenigstens Zink enthält, das das interessante Produkt darstellt. Jedoch ist diese Lösung sehr sauer und erfordert daher die Verwendung einer erheblichen Menge von Neutralisiermitteln.
Die gegenwärtig in der Technik fUr die Behandlung der Entnahmelösungen angewandten Verfahren sind einerseits ein Neutralisierungs-Ausfällungs-Verfahren und andererseits ein Verfahren zur Vorablaugung der Konzentrate. Der Neutralisierung-Ausfällung kann manchmal eine elektrolytische Erschöpfung der Lösung vorausgehen.
In gewissen seltenen Fällen kann die Entnahmelösung 30 direkt verwertet werden. Beispielswese kann die neutrale gereinigte Zinksulfatlösung manchmal direkt zur Herstellung von Zinksalzen oder Zinkweiß verwendet werden. Ebenso können durch einfache Verdampfung der Lösungen erzeugte Produkte manchmal verkauft werden. Jedoch handelt es sich unter Berücksichtigung des wenig erheblichen Marktes dieser Produkte um verhältnismäßig seltene Fälle.
Indessen sind alle diese Lösungen mit einem äußeren Markt oder einer besonderen Umgebung der Zinkelektrolysefabriken verbunden und Entwicklungen unterworfen, die in bestimmten Fällen die Ausnutzung des Hauptverfahrens in Frage stellen können. Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines mit dem Hauptschema integrierten Verfahrens zur Behandlung der Entnahmelösung.
Man hat auch nicht-herkömmliche Behandlungen für die Behandlung dieser Entnahmelösungen untersucht. Hierzu lassen sich beispielsweise die direkte Extraktion des Zinks durch Festlegung an Ionenaustauschharzen oder die Flüssig-Flüssig-Extraktion nennen. Man kann auch die reversible Festlegung der Schwefelsäure an Ionenaustauschharzen erwähnen. Diese letzteren Verfahren hatten jedoch noch keinen wirklichen industriellen Erfolg.
Man hat auch versucht, die verarmten Lösungen durch Dialyse und durch Elektrodialyse zu behandeln. Das Dialyseverfahren ermöglicht die Bildung einer mittelmäßig verdünnten Säure, die rückgeführt werden kann, und einer wenig sauren Lösung, die die Gesamtheit der Metallkationen enthält. Neutralisierungs-, Lösungsmittelextraktionsusw. Vorgänge ermöglichen dann eine Extraktion des Zinks.
Die Elektrodialysebehandlung ermöglicht die Bildung einer rückführbaren Schwefelsäure und das Verwerfen einer wenig sauren, magnesiumhaltigen Entnahmeflüssigkeit, die neutralisiert werden kann. Diese Verfahren hatten jedoch auch noch keinen industriellen Erfolg.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung einer am Salz eines verwertbaren Metalls, wie z. B. des Zinks, reichen Lösung, die eine Entnahmelösung eines Verfahrens zur Extraktion des verwertbaren Metalls auf elektrolytischem Weg darstellt, zu entwickeln, das mit möglichst geringem Aufwand arbeitet und gleichzeitig Umweltverschmutzungen mit einfachen Mitteln vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verfahren die Erschöpfung der Lösung des Salzes des verwertbaren Metalls, die die Kathodenkammer der Elektrolysezelle speist, wo sich das verwertbare Metall abscheidet, durch Elektro-Elektrodialyse und die getrennte Speisung der die Elektrolysezelle bildenden Anoden- und Kathodenkammern umfaßt, wobei die Kathodenkammer mit einer Lösung des Salzes des verwertbaren Metalls gespeist wird und die An-odenkammer mit einer Lösung gespeist wird, deren Säurekonzentration unter 0,5 N ist.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 gekennzeichnet.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Anwendung dieses Verfahrens auf ein Zinkextraktionsverfahren, das die Laugung von gerösteten Sulfiderzen mit Bildung einer an Zinksulfat reichen Rohlaugungslösung, die Reinigung der Rohlaugungslösung mit Bildung einer gereinigten reichen Lösung, die Elektrolyse der gereinigten reichen Lösung mit Bildung von Zink, das sich an der Kathode abscheidet, und einer an Zinksulfat verarmten Lösung, die Rückführung der an Zinksulfat verarmten Lösung zum Laugungsvorgang und die Entnahme einesiTeils wenigstens einer der Lösungen zum Verhindern des überschreitens einer vorbestimmten Schwelle der Konzentration der Verunreinigungen, wie Magnesium, die durch die Reinigungs-, Elektrolyse- und Ausfällungsvorgänge praktisch nicht abgetrennt sind, umfaßt, mit der Maßgabe, daß ein abgetrennter Teil der gereinigten reichen Lösung als Entnahmelösung behandelt wird und der während dieser Behandlung erhaltene Anolyt zum Laugungsvorgang rückgeführt wird.
Eine Ausgestaltung des so angewandten Verfahrens ist in Patentanspruch 15 gekennzeichnet.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung eine Ausgestaltung des Verfahrens, gemäß der man für die Elektro-Elektrodialyse als anionische Membran eine heterogene Membran selektiver Permeabilität verwendet, die ein Substrat und einen Oberzug aufweist, und zur Befestigung der Membran zunächst die Membran anfeuchtet, sie dann an einem eine geschlossene Schleife bildenden Dichtungsring anbringt, den Teil der Membran, der sich außerhalb des die geschlossene Schleife begrenzenden Dichtungsringes befindet, trocknet, während der im Inneren liegende Teil angefeuchtet bleibt, das Substrat im trockenen Teil der Membran freilegt und schließlich den trockenen Teil auf einen Träger klebt.
Die Erfindung offenbarßalso ein Verfahren zur Extraktion eines verwertbaren Metalls, wie z. B. des Zinks, auf elektrolytischem Weg, das im Fall der elektrolytischen Gewinnung des Zinks auf einen Teil des Stroms der gereinigten, am Zinksulfat reichen Lösung angewandt wird, deren p-H-Wert vorteilhaft zwischen 2 und 5 liegt und deren Zinkgehalt vorteilhaft zwischen 100 und 150 g/l ist, wobei der genannte Teil des Stroms die Entnahmelösung darstellt.
Anschließend beschränkt sich die Erläuterung der Erfindung auf den Fall der Behandlung von Entnahmelösungen von Zinkfabriken.
Die Behandlung dieser Lösung umfaßt zwei Hauptstufen: - Eine Erschöpfung der Zinksulfatlösung durch Elektro-Elektrodialyse. Dies ist eine Elektrolyse, die in einem Elektrolyser mit mehreren durch eine anionische Membran, d. h. Anionenaustauschmembran getrennten Kammern durchgeführt wird. Diese Erschöpfung kann in einer Gruppe von Elektrolysern oder in mehreren, in Kaskade montierten Gruppen erfolgen.
- Eine Neutralisierung der an Zinksulfat erschöpften Entnahmelösung durch die üblichen Reagentien, wie z. B. -Kalk, NaOH oder Natriumkarbonat.
Im Lauf dieser Stufe kann das Mangan Gegenstand einer besonderen Behandlung zur Oxidation in den Mangandioxidzustand sein, um es selektiv vom Zink und vom Magnesium, den in der Entnahmelösung enthaltenen hauptsächlichen Metallen zu trennen.
Die Ausfällung durch Neutralisierung ist vorzugsweise derart mehrstufig, um die in der Entnahmelösung vorhandenen verwertbaren Elemente wiedergewinnen zu können.
Ohne daß diese Erläuterungen einen beschränkenden Charakter haben, ist es zweckmäßig, die theoretischen. Punkte zu entwickeln, auf denen die Erfindung beruht. Es handelt sich um eine Elektrolyse, die in einer Zelle durchgeführt wird, wo der Katholyt und der Anolyt durch eine Anionenaustauschmembran getrennt sind.
An der Kathode wird das zu verwertende Metall abgeschieden. Jedoch kann man das Auftreten von als parasitäre Reaktionen zu bezeichnenden Reaktionen nicht ausschließen, die beispielsweise die Reduktion des Protons unter Bildung von Wasserstoff, der entweicht, sein können.
Unter der Wirkung des angelegten elektrischen Feldes wandern die Anionen, insbesondere die Sulfationen, vom Katholyten durch die Austauschmembran zum Anolyten, doch durchwandern im Prinzip die Kationen die Membran nicht.
An der Anode ist die vorwiegende Reaktion die Oxidation des Wassers; daraus ergeben sich eine Sauerstoffabgabe und eine Erzeugung von Protonen, was das Wiederfinden der die Schwefelsäure bildenden Elemente ermöglicht. Außerdem können einige Verunreinigungen, wie z. B. das Manganion, auch zur H+ -Ionbildung während ihrer Oxidation führen, wie die folgenden globalen elektrochemischen Gleichungen zeigen: Jedoch ist keine Anionenaustauschmembran vollkommen; die Anionenaustauschmembranen zeigen insbesondere einen Selektivitätsmangel vor allem gegenüber Protonen. Die Selektivität der Anionenaustauschmembranen gegenüber Sulfationen läßt sich durch eine scheinbare Oberführungszahl dieses Ions in der Membran kennzeichnen, die in folgender Weise definiert wird: Iso4-tso4-- = , IT worin Iso4-- die Stärke des von den Sulfationen in der Membran transportierten elektrischen Stroms und IT den gesamten die Membran durchsetzenden Strom bedeuten.
Im Lauf von Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, stellteman fest, daß diese Oberführungszahl insbesondere von der Membran, der Acidität des Anolyten und der Temperatur nach dem folgenden physikalischen Versuchsmodell abhing: t (SO4--) = A - B wobei A und B Konstanten sind, die von der Membran, dem betrachteten Medium und der Temperatur abhängen.
Eine dem Idealfall angenäherte anionische Membran würde einen zu 1 neigenden Koeffizient A und einen zu 0 neigenden Koeffizient B haben. Die Erfahrung zeigt,daß die Abweichung von diesem Idealfall auf die Wanderung der Protonen des Anolyten zum Katholyt zurückzuführen ist.
Eines der Erfindungsmerkmale beruht auf der Tatsache, die Abweichung der Membran vom Idealfall wenigstens teilweise durch Regulierung der Acidität des Anolyten zu verringern.
Diese Regulierung kann durch alle geeigneten Mittel verwirklicht werden, die mit dem restlichen Hauptelektrolysekreis verträglich sind. Jedoch wurde gefunden, daß es besonders vorteilhaft ist, die Acidität zu regulieren, indem man einen geeigneten Durchsatz der Lösung zum Bilden des Anolyten bestimmt. Dieser Durchsatz muß derartig sein, daß die Acidität am Ausgang der Anodenkammer zwischen 0,1 N und 1 N liegt.
Wenn die Erfindung in Fabriken zur Zinkelektrolyse angewandt wird, können alle ziemlich neutralen Lösungen (unter 0,1 N) den oben angegebenen Beschränkungen genügen. Man kann z. B. die sog. neutralen gereinigten Elektrolytlösungen nennen, die von den Filtrationen der verschiedenen Waschwässer vor und nach Verwendung stammen. Man kann auch die Eisen (II) Sulfatlösungen nennen, die eine unterschiedliche anodische Reaktion ergeben, nämlich die Oxidation des Eisens (II) zu Eisen (III) anstelle der Oxidation des Wassers Wenn man auf eines der Ziele der vorliegenden Erfindung zurückkommt, das die Erreichung einer an Zink möglichst armen und gleichzeitig möglichst wenig sauren Entnahmelösung ist, bemerkt man, daß das oben angegebene Mittel,nämlich die Begrenzung des H+-Ionentransports vom Anolyt zum Katholyt, nicht genügt, um diese beiden Bedingungen vollständig zu erfüllen. Es zeigte sich im Lauf der Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, experimentell, daß eine besonders befriedigende, den oben angegebenen Bedingungen entsprechende Speisung die Speisung der Kathodenkammer durch die neutrale,- sog. gereinigte Elektrolytlösung, d. h. eine der möglichen Speisungen des Anolyten war.
Es mußte jedoch gezeigt werden, daß die Elektrolysen unter diesen zwei Bedingungen ein Erhalten von Zinkabscheidungen guter Qualität ermöglichten, wobei die aus dieser Speisung in Form von Abscheidungen zu extrahierende Zinkmenge ausreichend groß war, um keine Erzeugung von Kathoden schlechter Qualität zuzulassen.
Um Kathoden guter Qualität zu erhalten, konnte man feststellen, daß es zweckmäßig ist, die Acidität in der Kathodenkammer auf einen Wert über etwa 0,1 N zu halten.
Jedoch ist es, wie bereits vorher erwähnt, wünschenswert, daß die Entnahmelösung am Ausgang der Kathodenkammer so wenig sauer wie möglich ist. Man muß also einen Kompromiß zwischen den A dditätsbeschränkungen bezüglich der Qualität der Kathodenabscheidung und den Beschränkungen bezüglich der Acidität der Entnahmelösung anstreben; ein guter Kompromiß besteht in der Wahl einer Acidität des Katholyten zwischen 0,1 und 1 N, vorzugsweise etwa 0 ,6/N Obwohl es technisch möglich ist, die Zinkkonzentration auf äußerst niedrige Werte in der Größenordnung von 5 g/l oder noch darunter zu senken, verbieten die erforderliche Technologie und der Energieverbrauch eine solche Konzentrationssenkung. Vorzugsweise wendet man herkömmliche Technologien an und begrenzt folglich die Zinkkonzentration der Entnahmelösung auf 10 bis 40 g/l, auf jeden Fall in einer ersten Elektrolysestufe.
Der Einspeisungsdurchsatz der Kathodenkammer wird durch die abzuführende Verunreinigungsmenge bestimmt. Unter Berücksichtigung der oben dargelegten Beschränkungen bezüglich der A cidität des Katholyten kann man den Durchsatz der Einspeisung des Anolyten bestimmen. Experimentell ermittelte man, daß das Durchsatzverhältnis zwischen dem Anolyt und dem Katholyt zwischen etwa 5 und 20 variieren kann.
Es wurde beobachtet, daß einerseits eine Neigung zur Bildung von Konzentrationsgradienten und andererseits eine Temperaturerhöhung auftreten. Diese verschiedenen Probleme können gelöst werden, indem man den Anolyt und den Katholyt in einem Wärmeabführungssystem umlaufen läßt, das vorteilhaft ein atmosphärisches Kühlmittel oder ein Verdampfer sein kann.
Der Umlauf der Elektrolyten - Anolyt, oder Katholyt -in Türmen atmosphärischer Kühlung, wie sie geläufig in Zinkelektrolysefabriken verwendet werden, eignet sich zur Regulierung der Temperatur dieser Lösungen auf Werte unter oder gleich 40 OC Die Regulierung der Temperatur kann auch ausschließlich beim Katholyt vorgenommen werden. Unter diesen Bedingungen läuft die Erschöpfung der Zinksulfatlösungen durch Elektro-Elektrodialyse mit einem positiven Temperaturgradient zwischen dem Anolyt und dem Katholyt ab. Dieser Temperaturunterschied, der durch die Verwendung einer Membran möglich gemacht wird, kann 20 bis 30 OC mit einer maximalen Temperatur des Anolyten von 60 bis 70 OC und des Katholyten von 40 OC erreichen.
Diese neuen Betriebsbedingungen stellen auch eines der Erfindungsmerkmale vorliegender Erfindung dar. Sie tragen dazu bei, die Spannung der Zelle zu vermindern, und sie verbessern die Selektivität der anionischen Membran. D. h., daß für einen gegebenen Entnahmelösungsdurchsatz und eine gegebene Zusammensetzung des Katholyten ein viel geringerer Durchsatz/Anolyt benötigt wird.
Die Beispiele 3 und 4 lassen . diese Betriebsart )vollkommen erkennbar werden.
Die im Lauf der Abkühlung des Katholyten vorgenommene Verdampfung und die im folgenden festgestellte und angegebene Elektroosmoseerscheinung ermöglichen, nach der Erschöpfung durch Elektro-Elektrodialyse einen Entnahmelösungsdurchsatz zu erhalten, der merklich unter dem Einspeisungsdurchsatz der Kathodenkammer ist. Dies ermöglicht eine Minimierung des Abfalidurchsatzes und der zurückzuführenden Zink- und zugehörigen Sulfatmengen, ohne die Zinkgehalte der Abströmlösungen ändern zu müssen. Dieser günstige Effekt steigert auch die Ausbeute der Gewinnung des Zinks in Metallform.
Die Behandlung des an Zinksulfat verarmten Katholyten muß, um bestimmten geltenden Vorschriften zu genügen, und aus Gründen wirtschaftlicher Art eine Stufe zur Beseitigung.
und/oder Wiedergewinnung und/oder Wiedergewinnung / des Zinks vorsehen. Diese Beseitigung / , kann beispielsweise durch selektive Ausfällung mittels einer Base durchgeführt werden. Diese Base kann beispielsweise aus der Gruppe gewählt werden, die aus den Alkalimetallhydroxiden und -karbonaten besteht. Die schwache Acidität des verarmten Katholyten ermöglicht eine Basenersparnis und läßt ggf. auch die Verwendung einer Ionenaustauschverbindung in Harzform oder in flüssiger Form zu.
Nach einer Dekantierstufe wird der zinkhaltige Nieder-+) und die vorteilhafte Wirkung der Betriebstemperatur (TE) schlag von den Mutterlaugengbtrennt und kann zum Verfahren zur Extraktion des Zinks, d. h. genauer zum Laugungsverfahrensschritt rückgeführt werden. Es ist außerdem vorteilhaft, daß der Oberlauf vom Dekantieren eine Neutralisierung mittels geeigneter Basen derart erfährt, damit die Verunreinigungen entfernt werden, deren Verwertung Vorschriften unterworfen ist. Diese Ausfällung kann in zwei Stufen erfolgen, um, wenn die Abströmflüssigkeit sie enthält, Magnesium vom Mangen zu trennen. Hierzu kann der Fachmann alle bereits bekannten Techniken, insbesondere diejenige anwenden, die in einer gleichzeitig basischen und oxidierenden Ausfällung für das Mangan besteht.
In spezieller Weise nach den örtlichen Bedingungen hat der Fachmann mehrere Möglichkeiten zur Behandlung der von der Kathodenkammer stammenden,an Zink verarmten Lösung zu seiner Verfügung.
Nach einer ersten Ausführungsart ist es möglich, mit Natron oder Kalk das Ganze der im erschöpften Katholyt vorhandenen Metalle auszufällen. Wenn man Kalk verwendet, ist dieses Wasser ziemlich rein und kann daher entweder verworfen oder rückgeführt werden. Wenn man mit Hilfe von Natron neutralisiert, erhält man eine Natriumsulfatlösung, die für die Stufe der Jarositausfälluvewendet werden kann, wenn die Zinkfabrik eine solche hat.
Nach einer zweiten Ausführungsart wird der verarmte Katholyt der Oxidation mit einem starken Oxid, wie z. B.
Ozon, Persulfat, Chlordioxid, und einer Base, die schwach sein kann, zum Mangandioxid unterworfen. Dieses Mangandioxid kann nützlich in den Hauptkreis rückgeführt werden, da dieser letztere Ausnutzer von Mangandioxid ist.
Wenn einmal das Mangan entfernt ist, kann man das Zink bei einem gesteuerten pH-Wert nach den dem Fachmann gut bekannten Techniken ausfällen, wobei man ein Zinkhydroxid und/oder ein basisches Zinksulfat erhält. Der Niederschlag kann verwendet und in den Hauptkreis rückgeführt werden.
Er kann auch für die Ausfällung von Mangandioxid verwendet werden. Die so vom Mangen und Zink befreite Lösung wird anschließend neutralisiert, um das Magnesium auszufüllen.
Man kann in dieser Stufe entweder Natron, das die Entfernung der letzten Spuren von Magnesium ermöglicht, oder Kalk verwenden, der eine vollständige, jedoch weniger lästige Ausfällung ermöglicht. Wenn man Kalk verwendet, kann man Magnesiumoxid in zwei Stufen ausfällen.
Obwohl man erfindungsgemäß bei der Elektro-Elektrodialyse der Lösung ebenso eine homogene Membran wie eine heterogene Membran verwenden kann, kann eine Membran dieses letzteren Typs wegen ihrer besseren mechanischen Festigkeit vorzuziehen sein, weshalb eine Ausgestaltung der Erfindung auf die schon erwähnte Befestigung einer solchen heterogenen Membran gerichtet ist.
Die entweder homogenenoder heterogenen Membranen können auch an einem Rahmen nach der dem Fachmann bekannten Technik der Fest-Presse oder auch durch Einklemmen der Membran Rahmen zwischen eneiii/flit einer Nut und einem elastischen Dichtungsring befestigt werden, der unter Zwang in die Nut eingedrückt word. so daß die Membran zwischen der Nut und dem elastischen Ring eingeklemmt wird. Die Nut hat vorzugsweise die Schwalbenschwanzform.
Die Behandlung gemäß der Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Zunächst sind die Schwefelsäureverluste sehr gering, da die tatsächlich entnommene Lösung vom Katholyten der Elektrodialyse stammt und dieser Katholyt an Sulfationen sehr verarmt ist, da die Membran vom anionischen Typ ist.
Anschließend erleichtert die geringe Acidität des Katholyten die Gewinnung des Restzinks.
Das Zink wird an der Kathode in äußerst reiner Form gewonnen.
Global ruft der Transport der Ionen in der anionischen Membran einen elektro-osmotischen Fluß des Katholyten zum Anolyt hervor. Folglich ist das Volumen des zu behandelnden Katholyten also verringert.
Man stellt fest, daß die Lebensdauer der Anoden sehr groß ist. Außerdem ist diese Behandlung sehr sauber und kann leicht in eine vorhandene Elektrolyseanlage eingegliedert werden.
Schließlich sind die Arbeitsbedingungen deutlich besser als die der üblichen Elektrolyseverfahren, da die Elektrolyten eine geringe Acidität aufweisen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 das schon erläuterte Obersichtsdiagramm eines herkömmlichen Verfahrens zur Extraktion von Zink auf elektrolytischem Weg; Fig. 2 ein Obersichtsdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung des Behandlungsverfahrens gemäß der Erfindung; Fig. 3 einen schematischen Schnitt einer zur Durchführung der erfindungsgemäßen Behandlung geeigneten Elektrodialysezelle; und Fig. 4 ein Obersichtsdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung des Verfahrens in zwei Stufen zur Erschöpfung der Lösung oder besser der Lösung an ZnS04 und H2S04 gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt die Hauptvorgänge der Behandlung gemäß der Erfindung. Die gereinigte, an Zinksulfat reiche Lösung 26 wird in die Elektrodialysezelle 31 überführt, die eine Katholytkammer 32 und eine Anolytkammer 34 aufweist, die durch eine anionische Membran 36 getrennt sind.
In der Katholytkammer 32 scheidet sich Zink an der Kathode ab, wie durch die Bezugsziffer 38 angedeutet ist, und ein an Zink verarmter Katholyt kann abgezogen werden, wie die Bezugsziffer 40 andeutet. In der Anolytkammer 34 werden die Sulfationen konzentriert, da sie von der Katholytkammer 32 in diese Anolytkammer 34 vordringen. Die von der Anolytkammer 34 abgezogene, an Säure reiche Lösung kann direkt zur Elektrolyse des Zinkextraktionsverfahrens zurückgeleitet werden.
Der verarmte Katholyt 40 wird dann einer Neutralisierung 44 durch Kalk 46 bei einem pH-Wert in der Größenordnung von 5,5 unterworfen. Das Zink fällt in Form von basischem Sulfat aus. Ein Dekantieren 48 ermöglicht die Trennung der das basische Salz enthaltenden schweren Stoffe 50 und eines flüssigen Abstroms 52, der das Mangan und das Magnesium enthält.
Der flüssige Abstrom wird dann einer neuen Neutralisierung 54 durch Kalk 56 bei einem pH-Wert in der Größenordnung von 9 bis 12 unterworfen. Die Behandlung der gebildeten Stoffe 58 ermöglicht die Trennung fester Stoffe 60, die Hydroxide von Mangan und Magnesium sowie Kalziumsulfat enthalten, und eines flüssigen Abstroms 62, der stromauf der Laugung der schwefelhaltigen gerösteten Erze rückgeführt oder ganz einfach nach einer Rejustierung des pH-Wertes auf .8 verworfen werden kann.
Da die schweren zinkhaltigen Produkte 50 zum Laugungsvorgang 12 rückgeführt werden, während der Anolyt 42 zum Elektrolysevorgang zurückgeleitet wird, sind die einzigen extrahierten Stoffe einerseits das Zink 38 und andererseits die Feststoffe 60 und in einigen Fällen der flüssige Abstrom 62.
Vor der Beschreibung der Durchführungsbedingungen dieser Behandlung ist es zweckmäßig, im einzelnen ein Beispiel einer Elektrolysezelle mit Membran, die hierfür verwendet werden kann, anhand der Fig. 3 zu beschreiben.
Die Elektrolysezelle 31 der Fig. 3 hat eine Katholytkammer 32 und eine Anolytkammer 34, die durch die anionische Membran 36 getrennt sind. Die Zelle weist eine Wanne 62 auf, die eine Kathode 64 und eine Anode 66 enthält. Die Kathode 64 besteht vorteilhaft aus Aluminium, und die Anode 66 besteht vorteilhaft aus Blei oder einer Blei-Silber-Legierung.
Der Katholytüberschuß, der der in den Umlaufkreis eingeführten Menge gereinigter Lösung 26 entspricht, läuft über einen Oberlauf 68 in einen Behälter 70, bevor er, wie durch die Bezugsziffer 72 angedeutet, in Form des verarmten Katholyten abgeleitet wird.
Der Katholyt zirkuliert in der Zelle. Er wird bei 74 am Boden der Zelle herausgeleitet, und eine Pumpe 76 läßt ihn in einen Wärmetauscher 78, der ihn beispielsweise auf 40 OC unter Berücksichtigung der möglichen indirekten Verluste hält, und in eine pH-Wertmeßeinrichtung 80 strömen.
Was den Anolyt betrifft, so läuft dessen Oberschuß über einen Oberlauf 82 und gelangt zu einem Dekantierer 84, in dem MnO2, das sich niederschlagen konnte, abgetrennt werden kann, wie durch die Bezugsziffer 86 angedeutet ist. Der flüssi ge Abstrom stellt die angereicherte Lösung 42 dar, die zur Elektrolyse geleitet wird. Der Anolyt läuft ebenfalls vorteilhaft um und wird durch einen Auslaß 88, der am Boden der Wanne 62 gebildet ist, mittels einer Pumpe 90 abgezogen die ihn in einen Wärmetauscher 92, der ihn auf Temperatur zwischen 10 und einer/70°Chält, und dann in eine pH-Meßwerteinrichtung 94 strömen läßt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsart ist der die Kathode 64 von der Membran 36 trennende Abstand 40 mm, und der die Anode 66 von der Membran 36 trennende Abstand ist 20 mm. Der Anolyt wird vorzugsweise quer zu den Elektroden eingeführt, während der Katholyt von oben zugeführt wird. Außerdem ist die Durchlässigkeit der Membranen fast Null, so daß der Katholyt ein höheres Niveau als das des Anolyten haben kann; in dieser Weise kann der Katholyt, dessen Volumenmasse geringer als die des Anolyten ist, überlaufen, während sich die an der Membran anliegenden differentiellen hydrostatischen Drücke ausgleichen.
Die gereinigte Lösung, die für die Entnahmelösung verwendet wird, hat allgemein eine hohe Zinkkonzentration, die häufig in der Größenordnung von 150 g/l ist. Das Magnesium liegt in einer Menge von etwa 15 g/l vor, und das Mangan liegt in einer Menge von etwa 7,5 g/l vor. Ihr pH-Wert liegt in der Größenordnung von 5.
Der angesäuerte Anolyt enthält+) seinerseits ebenfalls etwa 150 g/l Zink, doch der Katholyt enthält dieses nur in einer Menge von 5 bis 40 g/l. Tatsächlich beruht diese geringe Konzentration auf der Zinkabscheidung an der Kathode.
Die eingeführte Lösungsmenge wird so reguliert, daß die Zink-+) wenn er aus der gereinigten neutralen Lösung stammt, konzentration während der Behandlung in diesem Bereich Säure -holten bleibt. Die Säure ist7in einer Stärke on 0,1 bis 0,6 N anwesend.
Es ist vorteilhaft, daß die Stromdichte in der Größenordnung von 200 bis 800 A/m2, vörzugsweise bei 400 A/m2 ist.
Es ist indessen erwünscht, daß diese Acidität wenigstens 0,6 N beträgt, da, wenn sie unter 0,3 N ist, die sich bildenden Zinkabscheidungen spröde und dendritisch sind. Ebenso ist es erwünscht, daß die Stromdichte und die Temperatur des Katholyten die Werte von 800 A/m2 bzw. etwa 50 0C nicht übersteigen, wenn die gebildeten Zinkniederschläge glatt und wenig spröde sein sollen.
Die Stromausbeute der Reaktion liegt meistens zwischen 0,75 und 0,98, und vorzugsweise befindet sich die Konzentration des Zinks am oberen Ende des angegebenen Bereichs, d. h. nahe 40 g/l, da die Stromausbeute dann im oberen Teil des angegebenen Bereichs, d. h. bei 0,95 und sogar noch höher ist.
Die handelsüblichen Anionenaustauschmembranen eignen sich zur Durchführung des Verfahrens, doch die Verwendung der unter dem Warenzeichen IO.NC A3475 von IONAC CHEMICAL COMPANY verkauften heterogenen Membran ist vorzuziehen.
Tatsächlich bietet sich diese Membran sehr gut für eine Befestigung an einem vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Rahmen durch Kleben. Diese Art der Montage gemäß der Erfindung sieht zunächst die Anfeuchtung der Gesamtheit der Membran, dann, wenn sie noch feucht ist, ihre Anbringung zwi schen einem eine geschlossene Schleife bildenden Dichtungsring vor. Man trocknet dann den außerhalb des die geschlossene Schleife begrenzenden Ringes liegenden Teil der Membran, während der im Inneren des Ringes liegende Teil noch im feuchten Zustand gehalten wird. Sobald der äußere Teil trocken ist, legt man ihn am Umfang seiner aktiven Beschichtung frei, um den Gewebeträger, allgemein aus Polypropylen oder Polyvinylchlorid, freizulegen, der auf den Rahmen aus Kunststoff geklebt wird.
Die Behandlung gemäß der Erfindung sieht anschließend die Neutralisierung des durE(?hekreOElektrodialyse gebildeten verarmten Katholyten vor. Diese bei einem pH-Wert der Größenordnung von 5,5 durchgeführte Reaktion ruft die Ausfällung des Zinks nach den folgenden Reaktionen hervor: Das Dekantieren ermöglicht die Trennung des basischen Zinksulfats und des Gipses, die zum Laugungsvorgang rückgeführt werden. Der Gips wird anschließend mit den Laugungsrückständen beseitigt.
Der flüssige Abstrom vom Dekantieren erfährt dann eine weitergetriebene Neutralisierung bei einem pH-Wert von 9 bis 10, damit das Mangan und das Magnesium nach den folgenden Reaktionsgleichungen ausfallen: Diese Neutralisierungsvorgänge sind von bekannter Art, und die Fachleute sind mit ihrer Durchführung vertraut, so daß sie nicht im einzelnen beschrieben zu werden brauchen.
Die Verwendung basischer Natriumverbindungen (Na2C03 oder NaOH) führt, bei Ermöglichung einer von der des Mangans und des Magnesiums getrennten Ausfällung des Zinks, zum Erhalten eines endgültigen, aus Natriumsulfat bestehenden flüssigen Abstroms.
Dieser Abstrom eignet sich zur Rückführung zur Stufe der Ausfällung von Eisen in den Verfahren, die den Jarositweg zur Eisenabtrennung anwenden.
Die folgenden, nicht-beschränkenden Beispiele bezwekken, die Fachleute selbst in die Lage zu versetzen, leicht die Arbeitsbedingungen zu bestimmen, die man zweckmäßig in jedem besonderen Fall verwendet.
Beispiel 1 Mit Hilfe der vorher beschriebenen und in Fig. 3 dargestellten Laboratoriumsvorrichtung wurden mehrere Ausführungsarten des Verfahrens zur Erschöpfung der Zinksulfatlösung durch Elektro-Elektrodialyse durchgeführt. Die Zusammensetzung der Elektrolyten wird hauptsächlich durch die der neutralen gereinigten Lösung, durch deren Einspeisungsdurchsatz (Da) in die Anodenkammer des Elektrolysers und durch das Verhältnis zwischen diesem und dem Durchsatz der in die Kathodenkammer eingeführten neutralen Lösung (Dc) bestimmt.
Die in der Tabelle 1 unten aufgeführten Ergebnisse sind zur Veranschaulichung gegeben. Sie wurden in einer Laboratoriumszelle erhalten, wo die Oberfläche der verwendeten Elektroden 1 dm2 war, die mittlere Stromdichte 400 A/m2 betrug und die Temperatur der Elektroden 40 °C war.
Die Durchsätze D'a und D'c sind die Ausflußdurchsätze der Anodenkammer bzw. der Kathodenkammer. Um die Qualität der Zinkabscheidungen noch zu verbessern, enthielt die in den Katholyt eingespeiste neutrale Lösung 15 mg/l Knochenleim.

Tabelle 1: Betriebsbeispiele der Elektro-Elektrodialyse

Betriebs- Aolt Katholt Stromausbeute

parameter Katholyt

Da Dc Da I H2SO4 H2SO4 Zn D'c

0,18 0,039 4,6 5,72 0,88 0,32 13 0,031 78

0,38 0,047 8,3 " 0,44 0,44 22 0,037 89

0,44 0,056 7,8 " 0,40 0,38 37 0,044 93

0,22 0,044 5,0 " 0,71 0,43 17 0,034 85

0,26 0,043 6,0 " 0,72 0,40 17 0,047 84

Bei spiel 2: Erschöpfung der Zinksulfatlösung in einer Kaskade von Elektrolysern mit Membran Das Obersichtsdiagramm dieser besonderen Montage ist in Fig. 4 dargestellt. Man speist die Anodenkammern 34 der verschiedenen Elektrolyser mit der neutralen gereinigten Lösung 26 und die Kathodenkammern der Zellen der ersten Gruppe.

Der aus den Zellen dieser Gruppe austretende verarmte Katholyt 95 wird vom Kathodenkreis 32 der zweiten Gruppe von Elektrolysern gespeist. Der Vorteil einer solchen Anordnung der Elektrolysezellen ergibt sich in der Möglichkeit, die Entnahmelösungen am besten an Zinksulfat zu erschöpfen und dabei gleichzeitig den für die Behandlung erforderlichen elektrischen Energieverbrauch zu minimieren.
Die aus jeder Gruppe von Zellen 98 und 97 abgezogenen Anolyten werden zur Elektrolyse des Hauptverfahrens geleitet.
In der Tabelle 2 unten ist ein Betriebsbeispiel einer Kaskade von zwei Zellen gegeben, die aus einer mittleren Kathoden kammer und zwei äußeren Anodenkammern zusammengesetzt sind. Die nützliche Elektrodenoberfläche jeder Zelle ist 0,275 m2, und die neutrale gereinigte Lösung 26 besteht aus: Zn: 136 g/l Mn: 7 g/l Mg: 16 g/l H2S04: 0,1 N.

Tabelle 2: Betriebsbeispiele einer Kaskade von zwei Elektrolysern

Elektro- Ober- J Da Dc D'c Zellen- pF Zusammensetzung der Elektrolyten

lyser fläche spannung (g/l)

der

Katho-

Reihen- HXM-2 l/h l/h l/h V %

den

folge

Anolyt Katholyt

Zn Mn Mg H2SO4 Zn Mn Mg H2SO4

1 0,275 400 6,30 1,23 0,98 7,6 95 135 7 16 25 40 8,7 20 30

2 0,275 400 6,24 2,70 2,4 7,6 68 132 7 16 30 8 10 25 20

Beispiel 3 Eine Probeeinheit im Großlabormaßstab wurde in einer Zinkelektrolysefabrik aufgebaut. Die Probeeinheit bestand aus drei Zellen mit 1 Kathode von 0,275 m2 aktiver Oberfläche, 1 Kasten mit kathodischer Membran und 2 Pb/Ag-Anoden für jede Zelle.

Die Erzeugung von Zinkkathode je Zelle war 3,1 kg pro Tag.
Ohne Beschränkung hierauf wurden die Zellen versehen mit: 1,20 l/h gereinigter ZnSO4-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 4 für die Kathodenkammer der Zelle und 9,0 l/h gereinigter ZnSO4-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 4 für die Anodenkammer der Zelle.
Die Stromdichte war 400 A/m2.
Die Temperatur war 38 OC in der Kathoden- und der Anodenkammer.
Mit diesen vorstehend genannten Einspeisungsdurchsätzen wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Katholyt Anolyt Analyse H2S04 (N) 0,40 0,40 Zn (g/l) 40 139 Der Auslaßdurchsatz des Katholyten war 0,98 l/h, die Stromausbeute war 98 %, die Spannung an den Klemmen der Zelle war 6,25 V.
Die Zinkabscheidungen waren kompakt und leicht vom Kathodenträger abzulösen.
Der Bleigehalt im Zink war unter 10 g/t.
Auch nach neun Monaten ununterbrochenen Betriebs mit den gleichen Austauschergeweben und unter Verwendung der gleichen Einspeisungsdurchsätze der Kathoden- und Anodenkammern war es nicht möglich, Anderungen in den Konzentrationen an freier Säure und der Spannung festzustellen.
Beispiel 4 Dieselbe Einheit wie die im Beispiel 3 angegebene wurde zum Arbeiten mit höheren Temperaturen in der Anodenkammer der Zelle verwendet.
Ohne Beschränkung hierauf wurden die Zellen versehen mit: 1,20 l/h gereinigter ZnSO4-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 4 für die Kathodenkammer der Zelle und 3,0 l/h gereinigter ZnSO4-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 4 für die Anodenkammer der Zelle.
Die Temperatur in der Kathoden kammer war 42 °C; die Temperatur in der Anodenkammer war 62 °C.
Mit den vorstehend genannten Einspeisungsdurchsätzen und Temperaturen wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Katholyt Anolyt Analyse H2S04 (N) 0,55 1,12 Zn (g/l) 41 138 Der Katholytausgangsdurchsatz war 0,94 l/h; die Stromausbeute war 98 %; die Spannung an den Klemmen der 5,2 V.
Zelle war Die Zinkabscheidungen waren kompakt und leicht vom Kathodenträger abzulösen.
Der Bleigehalt im Zink war unter 10 g/t.
Beispiel 5 Die gleiche wie die in den Beispielen 3 und 4 genannte Einheit wurde verwendet, um mit höheren Temperaturen in der Anodenkammer der Zelle und einer Speisung der Anodenkammer mit Wasser anstelle der gereinigten Zinksulfatlösung zu arbeiten.
Ohne Beschränkung hierauf wurden die Zellen versehen mit: 1,20 l/h gereinigter ZnS04-Lösung mit einem pH-Wert von etwa 4 für die Kathodenkammer der Zelle und 2,4 l/h Wasser für die Anodenkammer der Zelle.
Die Temperatur in der Kathodenkammer war 42 OC.
Die Temperatur in der Anodenkammer war 62 °C.
Mit den vorstehend angegebenen Einspeisungsdurchsätzen und Temperaturen wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Katholyt Anolyt Analyse H2S04 (N) 1,24 1,15 Zn (9/1) 40 Der Katholyt auslaßdurchsatz war 0,9 l/h; die Stromausbeute war 95 %; die Spannung an den Klemmen der 3,8 V.
Zelle war Die Zinkabscheidungen waren kompakt und leicht vom Kathodenträger abzulösen.
Der Bleigehalt im Zink war unter 10 g/t.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Behandlung einer am Salz eines verwertbaren metalls reicher Lösung, die eine Entnahmelösung eines Verfahrens zur Extraktion des verwertbaren Metalls auf elektrolytischem Weg darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß es die Erschöpfung der Lösung des.Salzes des verwertbaren Metalls, die die Kathodenkammer der Elektrolysezelle speist, wo sich das verwertbare Metall abscheidet, durch Elektro-Elektrodialyse und die getrennte Speisung der die Elektroumfaßt, lysezelle bildenden Anoden- und Kathodenkamcrn wobei die Kathodenkammer mit einer Lösung des Salzes des verwertbaren Metalls gespeist wird und die Anodenkammer mit einer Lösung gespeist wird, deren Säurekonzentration unter 0,5 N ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Regelung der Temperatur des Katholyten umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Regelung der Temperatur des Anolyten umfaßt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Rückführung des Anolyten z a Verfahren zur Extraktion des verwertbaren Metalls umfaßt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Behandlung des am Salz des verwertbaren Metalls verarmten Katholyten umfaßt.
6.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwertbare Metall Zink ist und daß die wässerige Lösung des Salzes des verwertbaren Metalls eine neutrale gereinigte Zinksulfatlösung mit einem pH-Wert von 1-5 ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erschöpfung der neutralen gereinigten Lösung in einer Kaskade von Elektrolysern erfolgt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des an Zinksulfat verarmten Katholyten die Neutralisierung durch eine Base, die Trennung eines basischen Zinksalzes und eines flüssigen Abstroms und die Rückführung eines Hydroxids oder eines basischen Sulfats von Zink zum Extraktionsverfahren umfaßt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Neutralisierung des flüssigen Abstroms der vorherigen Neutralisierung auf einen pH-Wert der Größenordnung von 11 und die Abtrennung von Magnesium und Mangan enthaltenden Niederschlägen umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die selektive Ausfällung des Mangans durch Oxidation zu Mangandioxid die Abtrennung des Mangandioxids, die Neutralisierung des vorherigen flüssigen Abstroms mittels Natriumhydroxids oder Soda auf einen pH-Wert der Größenordnung von 11 zur Beseitigung des Magnesiums und nach Abtrennung des Magnesiumhydroxids die Rückführung des +) flüssigen Abstroms zur Stufe einer Ausfällung des Eisens im Fall der Verfahren, die die Entfernung des Eisens in Form des Jarosits verwendens umfaßt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholyt eine viel niedrigere Zinksulfatkonzentration als die der gereinigten Lösung aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es den getrennten Umlauf des Anolyten und des Katholyten in geschlossenen Kreisen vorsieht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Einführung eines im Lauf der Elektrolyse t des Zinkextraktionsverfahrens entnommenen Elektrolyteils in den Anolyt umfaßt.
14. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf ein Zinkextraktionsverfahren, das die Laugung von gerösteten Sulfiderzen mit Bildung einer an Zinksulfatreichen Rohlaugungsl ösung, +) Natriumsulfat enthaltenden die Reinigung der Rohlaugungslösung mit Bildung einer gereinigten reichen Lösung, die Elektrolyse der gereinigten reichen Lösung mit Bildung von Zink, das sich an der Kathode abscheidet, und einer an Zinksulfat verarmten Lösung, die Rückführung der an Zinksulfat verarmten Lösung zum Laugungsvorgang und die Entnahme eines Teils wenigstens einer der Lösungen zum Verhindern des Oberschreitens einer vorbestimmten Schwelle der Konzentration der Verunreinigungen, wie Magnesium, die durch die Reinigungs-, Elektrolyse- und Ausfällungsvorgänge praktisch nicht abgetrennt sind, umfaßt, mit der Maßgabe, daß ein abgetrennter Teil der gereinigten reichen Lösung als Entnahmelösung behandelt wird und der während dieser Behandlung erhaltene Anolyt in das Zinkextraktionsverfahren rückgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entnahmelösung teilweise in eine Katholytkammer und teilweise in eine Anolytkammer überführt u-nd den in die Katholytkammer überführten Teil mit einem Teil der ah Zinksulfat verarmten Lösung vermischt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Elektro-Elektrodyalyse als anionische Membran eine heterogene Membran selektiver Permeabilität verwendet, die ein Substrat und einen Oberzug aufweist, und zur Befestigung der Membran zunächst die Membran anfeuchtet, sie dann an einem eine geschlossene Schleife bildenden Dichtungsring anbringt, den Teil der Membran, der sich außerhalb des die geschlossene Schleife begrenzenden Dichtungsringes befindet, trocknet, während der im Inneren liegende Teil angefeuchtet bleibt, das Substrat im trockenen Teil der Membran freilegt und schließlich den trockenen Teil auf einen Träger klebt.