AT95700B - Verfahren zur Umwandlung von solchen Metallen und Legierungen, die von Schwefelsäure nicht oder nur langsam gelöst werden, in die entsprechenden Sulfate unter Benutzung von Salpetersäure. - Google Patents

Description

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 gebrachten Metalle einwirken liess. Praktiseh verfuhr man so, dass das Metall granuliert und in turmartige   Behälter geschüttet wurde,   in denen von oben Schwefelsäure über die Granalien herabrieselte, während von unten Luft und Wasserdampf durch die Granalien geblasen wurde. Die hiebei entstehende Sulfatlauge wurde so lange immer wieder zur Berieselung benutzt, bis sie genügend stark und die in ihr enthaltene Schwefelsäure bis auf einen bestimmten Restbetrag aufgebraucht war.

   Dieses Verfahren hat den   L'bel-   stand, dass der   Auflösungsprozess   sehr lange dauert, dass ferner eine über den theoretischen Betrag um ein Vielfaches hinausgehende Menge Luft eingeblasen werden musste, die wiederum grosse   Mengen Waer-   dampf mitführte, und dass ferner   verhältnismässig grosse Metallmassen   in den Türmen vorhanden   sein   müssen, was besonders bei wertvollen Materialien, wie Kupfer und Nickel zu sehr erheblichen Verlusten führt. Es ist nun bekannt, die Auflösung von Metallen in Schwefelsäure dadurch zu beschleunigen, dass 
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 ist, die entstandenen   Stiekoxyde durch Lufteinblasen aus   der Lauge, von der sie   merkwürdig   fest gehalten werden, zu entfernen.

   Dies bringt, wie gesagt, infolge der hiemit bewirkten Verdampfung einen sehr erheb-   lichen Wärmebedarf   mit sieh, ausserdem aber den sehr grossen Nachteil, dass die nitrosen Gase infolge des hohen Wassergehaltes nur zu einer sehr schwachen Salpetersäure regeneriert werden können, die zu   dünn   ist, um in dem Prozess wieder Verwendung zu finden, es sei denn, dass man sie auf die erforderliche Stärke konzentriert, was wiederum mit Kosten für Heizmaterial,   Löhne   usw. verbunden ist. Angesichts dieser 
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 ein. Diese Umwandlung vollzieht sich aber ungleich rascher als in Gegenwart von Schwefelsäure.

   Wenn die Reaktion anfängt träge zu werden, so wird die   Nitratlösung   ohne   Rücksicht   darauf, ob noch freie Salpetersäure vorhanden ist, oder nicht, von dem im Überschuss   vorhandenen Metall getrennt, mit   der erforderlichen Menge starker Schwefelsäure (mindestens 70% ig) versetzt und hierauf mittels Luft   ausgeblasen, um   etwa noch vorhandene Stickoxyde zu entfernen. Hierauf tritt das Umgekehrte ein, als wenn bei Gegenwart von Schwefelsäure zersetzt wird. Es entsteht nämlich, da die als Nitrat gebundene Salpetersäure durch die Schwefelsäure ersetzt und dadurch wieder frei wird, ein Gemisch von   Sulfatlauge und   starker Salpetersäure.

   Die Luft entführt also nicht Wasserdampf und nitrose Gase, sondern starken Salpetersäuredampl und nitrose Gase, so dass bei der Regenerierung der nitrosen Gase keine   Schwächung,   sondern eine Verstärkung der regenerierten Salpetersäure erzielt wird. Kühlt man jetzt die Lange ab, so scheidet sich das 
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 bestehen also darin. dass der Zersetzungsprozess, der nur bis zur Nitratbildung   führt, ausserordentlich rasch   verläuft, dass er abgebrochen wird, ohne dass es erforderlich ist, die gesamte Salpetersäure umzusetzen.

   dass fernerhin die Erschöpfung der Salpetersäure nicht bis zur Bildung der   niedrigsten Oxydationsstufe   des Stickstoffes getrieben zu werden braucht, wodurch Verluste an Stickstoff und somit an Salpetersäure eintreten würden, und dass die Stickoxyde zu einer für den Prozess ausreichenden Stärke der Salpetersäure regeneriert werden können. Der Kristallisierungsprozess vollzieht sich   gleichfalls ausserordentlich rasch   und führt infolgedessen zu kleineren   Apparaturen.   Die praktische   Ausführung des   Verfahrens soll für   die   Herstellung von Kupfervitriol aus Kupfer erläutert werden :
IneinemmitDeckelundAbzugversehenenGefässausSteinzeugoderanderemsäurefestenmaterial befindet sich eine bestimmte Menge Kupfer von beliebiger Form.

   Das Gefäss wird nach   Schliessen   des Deckels mit Salpetersäure von etwa   50% H N03 Geha. lt   zu etwa ein Drittel   aufgefüllt, u. zw.   darf die 

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 Salpetersäure nur mässig erwärmt sein, da infolge der   freiwerdenden Reaktionswärme   die Temperatur im Gefäss sich rasch steigert. Es setzt alsbald eine   stürmische   Reaktion ein unter Entwicklung grosser Mengen starker nitroser Gase. Diese Gase werden nach einer Absorptionsanlage geführt und hier in bekannter Weise zu Salpetersäure von zirka 50% regeneriert.

   Wenn die   sturmische Gasentwicklung nach-   gelassen hat, was bei einem Gefäss von 6001 Inhalt in   ungefähr   einer halben Stunde der Fall ist, so wird die entstandene saure Nitratlauge, die zirka 70 warm ist, in ein anderes Gefäss abgezogen und hierin kurze Zeit unter allmählicher Zugabe von 80% iger Schwefelsäure mit Luft ausgeblasen. Die mit Salpetersäuredämpfen beladene Luft wird gleichfalls der Absorptionsanlage zugeführt. In dem zweiten Gefäss tritt eine 
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 dieser Zeit wird im ersten Gefäss eine neue Menge Salpetersäure zur Einwirkung gebracht. Von Zeit zu Zeit wird natürlich, dem Verbrauch entsprechend, Kupfer nachgefüllt.

   Das Gemisch von Kristallen und Mutterlauge wird aus dem zweiten Gefäss entweder auf eine Nutsche oder in eine Zentrifuge abgelassen, wo in bekannter Weise die Kristalle von der Mutterlauge befreit und gewaschen werden. Wie erwähnt. tritt bei der Zugabe von Schwefelsäure eine Umsetzung zu Sulfat ein und die entsprechende Menge Salpetersäure wird frei. Die Salpetersäure bewirkt ein starkes Herabgehen der Löslichkeit des Kupfersulfates in der Mutterlauge, und da ausserdem beim Auskristallisieren jedes Molekül Kupfervitriol der Lösung 5 Moleküle Wasser entzieht, so ist klar, dass die übrigbleibende Salpetersäure sehr stark ist.

   Sie enthält wie gesagt, nur noch wenig Sulfat und Schwefelsäure und wird wieder in das Zersetzungsgefäss zurück-   geführt.   Der ganze Prozess der Umwandlung bei der gegebenen Menge Kupfer in Sulfat vollzieht sich also in weniger als einer Stunde, während er bisher mindestens   1   bis 2 Monate, also das mehr als Tausendfache betrug. Wenn man grosse Kristalle erzielen will, so unterwirft man die kleinen Kristalle einer   Um-   kristallisation in bekannter Weise, wobei man noch den besonderen Vorteil erzielt, dass sich die Umkristallisation, die naturgemäss grössere Kristallisierräume erfordert, in neutraler Lauge vollzieht, wodurch völlig reine und säurefreie Kristalle erzielt werden. 



   Will man Nickelvitriol herstellen, so istzubeachten, dass dieses mit 7 Molekülen Wasser kristallisiert. wonach die Stärke der anzuwendenden Salpetersäure und Schwefelsäure zu bemessen ist. Das gleiche gilt für Legierungen wie z. B. Messing u. dgl., wobei die Stärke der Säuren so zu bemessen ist, dass die mit ihnen in den Prozess   eingeführte Wassermenge   der Kristallwassermenge des   Endprodltktes   entspricht, damit einerseits kein Wassermangel und anderseits kein   Überschuss   an Wasser entsteht, wobei   zu berück-   
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 Wasser in den Prozess eintritt. 



   Das Endprodukt ergibt sich natürlich aus der Zusammensetzung der   Legierung.   Es   können   entweder die gemischten Sulfate, z. B. bei Messing eine Mischung von Zinksulfat und Kupfersulfat auftreten, die verschiedene Moleküle Kristallwasser binden,   nämlich   5 bzw. 7. Es können aber auch   Doppelsalze   auftreten, bei denen eine einheitliche Zahl Kristallwassermoleküle auftritt, obgleich die   einzelnen Kom-   ponenten mit   verschiedenen Molekülen   Wasser kristallisieren, z. B. das Doppelsalz von Kupfer-Magnesium- 
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   Magnesiumsulfat   7 Moleküle Kristallwasser enthält.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Umwandlung von solchen Metallen und Legieiungen. die von Schwefelsäure nicht oder nur langsam gelöst werden, in die entsprechenden Sulfate unter Benutzung von Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst starke Salpetersäure für sieh allein so lange auf das betreffende Metall einwirken lässt, bis der grösste Teil der Säure gebunden ist, hierauf die noch stark saure Nitratlauge vom Metall trennt und nach Zugabe der erforderlichen Menge starker Schwefelsäure an-ikristallisieren lässt, worauf die Kristalle von der Mutterlauge getrennt und gewaschen werden, während die Mutterlauge und die Waschlauge zum Zersetzungsprozess zurückgeführt werden.