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Verfahren zur Trennung und Gerinnung von Zink und Kadmium.
Es ist bekannt, dass Zink und Kadmium dadurch voneinander getrennt werden können, dass man Produkte, welche die Metalle enthalten, mit Salzsäure oder Schwefelsäure behandelt, indem zunächst das Zink in Lösung geht und das Kadmium sich erst nach dem Zink löst. Wenn man zink-und kadmiumhaltige Produkte nun mit Schwefelsäure derartig behandelt, dass man die zur Lösung erforderliche Säuremenge zu den Produkten gibt oder umgekehrt, das Produkt in die Säure gibt, so bilden sich Klumpen und es tritt nur eine unvollständige Lösung ein, wobei das Kadmium schon in Lösung'geht, während noch beträchtliche Mengen, z. B. 40 bis 50%, Zink ungelöst sind. Gleichzeitig tritt eine unregelmässige und lebhafte Entwicklung von Wasserstoff auf, so dass an eine Gewinnung und Verwertung desselben nicht zu denken ist.
Das vorliegende Verfahren zur Trennung und Gewinnung des Zinks und Kadmiums beruht darauf, dass zur Lösung des Zinks die Produkte, wie Zinkstaub kadmiumhaltige Rückstände, welche z. B. Oxyd enthalten, u. dgl., in bestimmter Weise mit Säure behandelt werden. Das Verfahren besteht darin, dass man zunächst das zu behandelnde Material, z. B. Zinkstaub, mit so viel Wasser anrührt, wie zur Lösung des zu erwartenden Zinksalzes hinreicht.
Zu dieser Mischung gibt man dann konzentrierte Säure in derartiger Geschwindigkeit und Menge, dass eine regelmässige Entwicklung von Wasserstoff (sobald dieser nach der Beschaffenheit des Materials entstehen kann) eintritt und dass als Folge der durch die Mischung von Säure und Wasser eintretenden Wärmeentwicklung der ungelöste Rückstand von Kadmium, gegebenenfalls Zink und Blei, in Form eines leichten Schwammes oder Schaumes an die Oberfläche der Flüssigkeit tritt. Hiedurch wird erreicht, dass das Zink möglichst vollständig gelöst wird, ohne dass in Betracht kommende Mengen von Kadmium in Lösung gehen. Durch die erzielte poröse Beschaffenheit des Materials hat die Säure zu allen Teilen Zutritt und löst aus der Masse das Zink auf, bevor das Kadmium in Lösung gehen kann.
Nachdem das Zink vollständig gelöst ist, wird der verbleibende Schaum abgehoben und gegebenenfalls gewaschen.
Als Säure kann man beispielsweise Schwefelsäure von go bis 600 Bé verwenden. Man kann auch Salzsäure anwenden.
Um den verbleibenden Rückstand, der metallisches Kadmium und die weiteren Metalle oder Salze, wie Bleisulfat und geringe Mengen von Zink, enthält, weiter zn verarbeiten, muss das Kadmium in Lösung gebracht werden. Wenn man- hiezu Schwefelsäure allein anwendet, so erfolgt die Lösung des vorhandenen metallischen Kadmiums nur langsam. Andererseits ist auch Cadmiumsulfid zugegen, welches sich wiederum nur schwer oder gar nicht löst. Es hat sich nun gezeigt, dass die Lösung des metallischen Kadmiums beschleunigt und eine Zersetzung des Kadmiumsulfides erzielt werden kann, wenn man die Lösung nicht mit Schwefelsäure allein, sondern in Gegenwart von Oxydationsmitteln, namentlich Oxyden des Stickstoffs, vornimmt. Zur Ausführung dieses Verfahrens ist besonders die nitrose Säure geeignet.
Man kann den Rückstand vorteilhaft pulvern oder zermahlen und getrocknet mit der nitrosen Säure mischen.
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Die erhaltene Lösung von Zinksulfat oder Zinkchlorid wird nun zur weiteren Verarbeitung eingedampft und in Zinkoxyd umgewandelt. Bei den in Betracht kommenden grossen Mengen ergibt sich hiebei die Schwierigkeit, dass die Gefässe nicht Widerstand leisten.
Man kann nicht Gefässe aus Blei oder Eisen anwenden. Dagegen hat sich gezeigt, dass man Chamotteöfen und-Gefässe anwenden kann, wenn dieselben in bestimmter Weise eingerichtet und beheizt werden. Es ist notwendig, dass der Ofen, in welchem die Verdampfung stattfindet, derartig eingerichtet ist, dass er aus einer einzigen Schicht von Chamottesteinen, die mit einem säurefesten Mörtel ausgekleidet sind, besteht und dass er eine Wölbung besitzt, damit der Boden genügenden Zusammenhalt und Tragfähigkeit hat. Ferner muss die Beheizung von unten stattfinden. Wenn bei einer eintretenden Undichtigkeit die Flüssigkeit durch die Fugen geht, so wird hiebei infolge der von unten kommenden Wärme die durchgegangene
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verschliesst.
Dieser Vorgang ist unmöglich, wenn man Chamotteöfen und-Wannen verwendet, welche von oben beheizt werden und aus mehreren Lagen von Ziegeln bestehen.
Um aus der erhaltenen Lösung von Kadmiumsulfat das Kadmium auszufällen, führte man bis jetzt in dasselbe metallische Zinkstücke, z. B. in Form von Platten oder dgl., ein.
Hiebei wird aber nur ein geringwertiges Kadmium niedergeschlagen. Es hat sich aber gezeigt, dass ein hochwertiges Kadmium niedergeschlagen wird, wenn man nicht, wie bisher bekannt, allein Zink zum Fällen von Kadmium anwendet, sondern wenn man ein Element aus Zink und Eisen verwendet. Man kann derart verfahren, dass man Zinkplatten benutzt, welche mit einer Öffnung versehen sind, in denen ein Eisenhaken angeordnet ist, der genügend tief in die Flüssigkeit hineinragt. Man kann aber auch Zinkplatten mit Eisenplatten, ganz oder teilweise, mechanisch oder durch Überziehen u. dgl. verbinden. Das erhaltene Kadmium wird von der Platte abgeschabt und gewaschen und in geeigneter Weise auf trockenem Wege verarbeitet.