Alles gezinkt?

Ohne Aluminium, kein Zink

Rund 90 % des weltweiten in einer Elektrolyse erzeugten Zinks werden nasschemisch, im hydrometallurgischen Verfahren gewonnen. Dabei werden Aluminium- und Bleibleche in eine schwefelsaure Lösung (Elektrolyt) getaucht, die je nach Elektrolyse auch Zink-Recyclingmaterial beinhalten kann. Das Bleiblech fungiert dabei als Anode, das kaltgewalzte Aluminiumblech als Kathode. Über elektrochemische Vorgänge scheidet sich im Zuge dieses Prozesses (je nach Elektrolysebedingungen) in einem Zeitraum von 24 bis 48 Stunden eine für die weiteren Prozessschritte ausreichend dicke Zinkschicht auf der Oberfläche der Aluminium-Kathode ab.

Dieses am Aluminiumblech anhaftende, elementare Zink wird schließlich im sogenannten Strippprozess mechanisch von der Kathode entfernt, gereinigt, in entsprechenden Schmelzöfen wieder eingeschmolzen und zur weiteren Verwendung, meist in Massel-Form, abgegossen. Die Aluminiumkathodenbleche selbst wandern anschließend wieder zurück ins Elektrolytbad, wo sie erneut zur Zinkgewinnung eingesetzt werden. Ein einzelnes Kathodenblech kann so im Laufe seiner teilweise mehrjährigen Lebensdauer hunderte Male wiederverwendet werden.

Aluminium wird, neben Vorteilen wie Korrosionsbeständigkeit oder elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere aufgrund seiner positiven Beeinflussung der Wasserstoffüberspannung als Kathodenblech eingesetzt, denn dadurch wird die Gewinnung von Zink durch die Hydrometallurgie überhaupt erst möglich.

Vorteile von AMAG PROCATH®

• Optimale Leitfähigkeit Die elektrische Leitfähigkeit der Kathoden ist für den Prozess in einer Zinkelektrolyse ein sehr wichtiger Erfolgsfaktor. AMAG setzt daher für die Kathodenbleche ausschließlich Reinaluminium wie EN-AW1050, EN AW1070 bzw. EN-AW1200 ein. Darüber hinaus sind, abhängig von den Forderungen der einzelnen Elektrolysen, auch kundenspezifische Varianten möglich.
• Erhöhte Festigkeit AMAG-Kathodenbleche werden zusätzlich kaltgewalzt. Dies führt neben einer verbesserten Dickentoleranz auch zu einer erhöhten Festigkeit. Diese wirkt sich im späteren Strippprozess beim Endkunden positiv auf die mechanische Widerstandsfähigkeit der Bleche, und somit auf deren Lebensdauer aus.
• Ausgezeichnete Formtoleranzen Neben einer ausgezeichneten Planheit wird AMAG PROCATH® auch durch einen geringen Eigenspannungsanteil charakterisiert. Dies gilt speziell für die entspannungsgeglühten Zustände H34 und H36. Beim Endkunden wird damit einem eventuellen Verzug beim Anschweißen der Tragstangen an das Kathodenblech vorgebeugt.
• Patentierte Randleistentechnologie mit unerreichter Qualität Um das an den Kathodenflächen abgeschiedene Zink daran zu hindern auch seitlich in Richtung der Elektrolytwanne zu wachsen, wo es durch den Strippprozess nicht entfernt werden kann und dadurch eventuell einen Kurzschluss erzeugt, werden an den Rändern des Kathodenblechs Kunststoffrandleisten aufgebracht. Der Vorteil der AMAG-spezifischen Art der Aufbringung liegt darin, dass sie ohne adhäsive Medien wie Silikon o.Ä. sowie ohne mechanische Fixierung erfolgt. Das Prinzip beruht auf einer Kombination aus chemischer Wechselwirkung der speziellen, chemischen Zusammensetzung der Randleiste mit der Aluminiumoberfläche. Die so entstehende Verbindung ist absolut dicht und elektrolytbeständig. Der Elektrolyt kann somit die Randleiste nicht unterwandern, was einen frühzeitigen Ausfall der Elemente verhindert und so die Standzeit verlängert.
• Engste Formtoleranz Speziell die hervorragende Planheit der kaltgewalzten AMAG-Kathodenbleche ermöglicht es den Elektrolysen weltweit, im Zuge von Ausbringungssteigerungsmaßnahmen minimale Abstände zwischen den Kathoden und Anoden (sog. Spacing) zu realisieren. Dadurch kann neben der Platzausnutzung im Elektrolytbad auch die Ressourcenverwendung optimiert und höchst effizient gestaltet werden.

Um auch in Zukunft in gewohnter Qualität zur Gewinnung des lebenswichtigen Metall-Multitalents Zink beitragen zu können, erfolgte vor Kurzem die Modernisierung einer der beiden AMAG-Kathodenrandbeschichtungsanlagen. Dabei wurde speziell die Verpressstation in der die Kathodenbleche, in einem von AMAG patentierten Verfahren, mit Randleisten versehen werden, vollständig auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Dieser Umbau ermöglicht es nun, wie auch bei der zweiten Anlage dieser Art, die Randleisten vollautomatisch und mit stets gleich hoher, für die AMAG-Randleisten typischer Qualität anzubringen. Eigene Rezepte mit den hinterlegten Fertigungsparametern für jeden einzelnen Endkunden machen manuelle Eingriffe durch das Bedienpersonal in die Anlagenparameter somit unnötig. Durch diesen Automatisierungsschritt konnten nicht nur die Stillstandzeiten bei einem Produktwechsel an der Anlage deutlich reduziert werden, es ergibt sich dadurch auch eine Anlagenredundanz, die Ausweichmöglichkeiten für theoretische Ausfallszenarien bietet und die AMAG so zu einem noch zuverlässigeren Partner macht.