PL25348B1 - Sposób otrzymywania czystego kadmu metalicznego. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu otrzymywania kadmu metalicznego, zwla¬ szcza przy wytwarzaniu czystego kadmu ze stopów kadmowo-cynkowych.W przyrodzie kadm zwykle znajduje sie razem z cynkiem.Gdy rudy i materialy podobne, zawie¬ rajace cynk i kadm, przerabia sie za po¬ moca redukcji i destylacji w tyglach i re¬ tortach, otrzymuje sie zwykle stopy cynku i kadmu lub mieszaniny pylu cynkowego i kadmowego. Gdy materialy, zawierajace cynk i kadm, np. pyl Cottrella lub inne po¬ zostalosci, zawierajace kadm, przerabia sie na mokro, wówczas kadm wydziela sie z otrzymanych roztworów za pomoca nad¬ miaru metalicznego pylu cynkowego i o- trzymuje sie kadm zmieszany z cynkiem.Wreszcie gdy oczyszcza sie cynk suro¬ wy za pomoca ponownej destylacji pod chlodnica zwrotna, wówczas równiez kadm wydziela sie w postaci stopu kadmowo-cyn- kowego.Osiaga sie przeto na ogól stop kadmo- wo-cynkowy. Stop ten osiaga sie latwo w stanie prawie czystym, gdyz inne pier¬ wiastki, majace punkt wrzenia, rózniacy sie znacznie od punktu wrzenia kadmu i cynku, oddzielaja sie bez trudu. Przeciw¬ nie oddzielenie cynku od kadmu za pomo¬ ca destylacji frakcyjnej jest niemozliwe lub bardzo kosztowne, gdyz ich punktywrzenia sa bardzo zblizone (773°C i 915°C), przy czym cynk wykazuje znaczna prez¬ nosc pary w tómperaturie wrzenia kadmu* -Prcjjsty i niekosztowny sposób oddzielania cynku od kadmu w stopach, które moga zawierac w praktyce bardzo rózny pro¬ cent cynku, posiada wiec doniosle zna¬ czenie.Wedlug wynalazku niniejszego na stop kadmowo-cynkowy w stanie cieklym dzia¬ la sie zwiazkami chemicznymi, które two¬ rza z cynkiem zwiazek nierozpuszczalny w kadmie, przy czym zwiazki te nie dzialaja na kadm.Do tego celu nadaje sie zwlaszcza lug sodowy (NaOH), tym bardziej, iz jego dzia¬ lanie jest polaczone z dzialaniem pary wodnej.Lug sodowy tworzy z cynkiem sól, a mianowicie cynkan sodowy, który jest nie¬ rozpuszczalny w kadmie, przy czym lug so¬ dowy nie dziala na kadm.Wedlug wynalazku stop cynkowo-kad- mowy stapia sie w plaskiej kadzi zeliwnej lub wykonanej z innego materialu odpo¬ wiedniego. Kapiel metalu pokrywa sie cie¬ klym lugiem sodowym w ilosci odpowia¬ dajacej 1,5- do 3-krotnej ilosci teoretycz¬ nie potrzebnej do przemiany calej ilosci cynku w cynkan. Do cieklego stopu wtry¬ skuje sie badz wode pod cisnieniem, badz roztwór wodny lugu sodowego, badz pare wodna. We wszystkich trzech przypad¬ kach w glebi metalu wydziela sie para wod¬ na, która bardzo energicznie wstrzasa me¬ tal i kapiel z lugu i miesza je dokladnie w strefie ich zetkniecia sie. Powoduje to szybkie odnawianie sie powierzchni ze¬ tkniecia sie metalu z lugiem sodowym, co zapewnia szybki przebieg reakcji. Ponad¬ to para wodna dziala jako srodek utlenia¬ jacy na cynk i przyspiesza reakcje miedzy lugiem sodowym i cynkiem. Wreszcie dzie¬ ki temu, ze metal ciekly jest stale pokryty warstwa cieklegp lugu sodowego, metal nie utlenia sie powietrzem atmosferycznym, co ma szczególnie doniosle znaczenie pod ko¬ niec reakcji ze wzgledu na nadzwyczajna zdolnosc utleniania sie czystego kadmu cieklego; ponadto pozwala to na dowolne regulowanie temperatury kapieli bez oba¬ wy utleniania sie kadmu.Korzystne jest równiez nakrywanie ka¬ dzi dzwonem szczelnym, który zatrzymuje wydzielajaca sie pare wodna i utrzymujac ponad lugiem sodowym atmosfere pary za¬ pobiega stopniowemu naweglaniu go C02 zawartym w powietrzu.Po otrzymaniu kadmu w sposób opisa¬ ny powyzej lug zuzyty, znajdujacy sie na dnie kapieli* zbiera sie za pomoca czerpa¬ ka lub w inny sposób, a kadm odlewa w zwyklych formach odlewniczych.Do wykonywania sposobu wedlug wyna¬ lazku mozna stosowac wszelkie inne urza¬ dzenia, umozliwiajace dokladne zetkniecie sie metalu cieklego z lugiem sodowym.Mozna np. przepompowywac metal ciekly w obiegu kolowym poprzez ciensza lub grubsza warstwe lugu sodowego wtryskujac pare wodna lub tez nie stosujac jej. Moz¬ na równiez wywolywac wstrzasanie i do¬ kladne stykanie sie metalu ze stopionym lugiem przez obróbke w bebnie obrotowym, ogrzewanym z zewnatrz i zaopatrzonym wewnatrz w lopatki, czerpaki, sita lub po¬ dobne mieszadla.Lug sodowy i metal ciekly mozna inie- szac w kadzi za pomoca mieszadel mecha¬ nicznych lub przetryskiwaczy (ezektorów), dzialajacych para wodna lub innym gazem nie atakujacym kadmu, np. azotem lub wo¬ dorem.Jezeli cynk zostanie wydzielony tak do¬ kladnie, jak to umozliwia sposób, stano¬ wiacy przedmiot wynalazku, wówczas za pomoca tego samego procesu usuwa sie i zelazo, znajdujace sie w zanieczyszczonym stopie.Przyklad wykonania wynalazku.W kadzi zeliwnej o 1 m srednicy i 40 cm glebokosci, ogrzewanej za pomoca pa* — 2 —leniska, topi sie 1000 kg stopu kadmowo- cynkowego, zawierajacego cynku 25% zelaza 0,02% olowiu 0,003% kadmu reszta.Dodaje sie 500 kg stopionego lugu sodowe¬ go (NaOH), najkorzystniej w dwóch lub trzech porcjach, usuwajac uprzednio pro¬ dukty zuzyte. Nastepnie wtryskuje sie pa¬ re wodna, najkorzystniej przegrzana do 350°C, za pomoca pieciu rur zelaznych o koncach zwezonych w miejscu ich przejscia przez blache, która nakryta jest kapiel re¬ akcyjna.Metal ciekly utrzymuje sie w tempera¬ turze 380 — 450°C.Po trzydziestu godzinach trwania re¬ akcji otrzymuje sie kadm, który przy ana¬ lizie wykazuje sklad nastepujacy: cynku 0 — 0,003% zelaza 0,0004 — 0,0005% olowiu 0,0015% kadmu 99,995% i wiecej.Zuzyty lug sodowy, otrzymywany przy powyzszym sposobie, zawiera cynkan sodo¬ wy, tlenek cynku i tlenki kadmu, zelaza i olowiu w postaci zawiesiny w ilosciach nie¬ znacznych, weglan sodowy w ilosci nie¬ znacznej i nadmiar lugu sodowego.Zuzyty lug rozpuszcza sie w wodzie, przy czym za pomoca dekantacji lub prze¬ saczania oddziela tlenki cynku, kadmu, zelaza i olowiu.Roztwór nawegla sie wreszcie za pomo¬ ca bezwodnika kwasu weglowego (C02).Lug sodowy przechodzi calkowicie w rozpuszczalny weglan, podczas gdy cynk wydziela sie w postaci bardzo czystego we¬ glanu nierozpuszczalnego.Powyzszy weglan cynku mozna stosowac jako taki lub tez do wytwarzania bardzo czystego cynku, np. za pomoca redukcji i destylacji w retortach ogrzewanych.Roztwór weglanu sodowego moze byc zalkalizowany w sposób znany za pomoca wapna niegaszonego, a otrzymany lug so¬ dowy moze sluzyc do obróbki nowych ilo¬ sci stopu kadmowo-cynkowego; roztwór ten mozna równiez odparowac i weglan so¬ dowy stosowac jako taki. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania czystego ka¬ dmu metalicznego, znamienny tym, ze kadm zanieczyszczony traktuje sie w stanie cie¬ klym zwiazkami chemicznymi, które nie reaguja z kadmem tworzac z cynkiem zwia¬ zek nierozpuszczalny w kadmie.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze jako srodki chemiczne do usu¬ niecia cynku ze stopu kadmowo-cynkowego stosuje sie lug sodowy.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamien¬ ny tym, ze do metalu cieklego i lugu sodo¬ wego wtryskuje sie wode lub pare wodna pod cisnieniem.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2, 3, zna¬ mienny tym, ze zetkniecie stopionego lugu sodowego i metalu cieklego osiaga sie przez rozmieszczenie obu tych reagentów w postaci dwóch warstw jedna na druga, które poddaje sie nastepnie energicznemu wstrzasaniu przez wtryskiwanie pod cisnie¬ niem pary wodnej lub wody.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 2 — 4, zna¬ mienny tym, ze cynk, rozpuszczony w lugu sodowym, odzyskuje sie w postaci weglanu przez naweglanie roztworu zuzytego lugu sodowego. Compagnie desMetaux d'0 verpelt-Lommel et de Corphalie Societe Anonyme. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL