CH370753A - Verfahren zur Herstellung einer neutralen wässrigen Zinn(II)-chlorid-Lösung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung     einer        neutralen    wässrigen     Zinn(11)-chlorid-Lösung     und Vorrichtung zur     Durchführung    des Verfahrens         Wässrige    Lösungen von     Zinn(11)-salzen,    insbe  sondere des     Zinn(II)-chlorids,    werden beispielsweise  für die Herstellung von chemischen Schutzüberzügen  gemäss dem Verfahren des USA-Patentes Nr. 2478 954  verwendet; die Durchführung dieses Verfahrens be  gegnet erheblichen Schwierigkeiten, weil das im Han  del erhältliche     Zinn(II)-chlorid    eine     verhältnismässig     hohe     Acidität    aufweist.

   Infolgedessen ist es erforder  lich, die     wässrige    Salzlösung wenigstens teilweise zu  neutralisieren und Stabilisatoren zuzusetzen, um     eine     vorzeitige Zersetzung der     Salzlösung    zu verhindern.  Aber selbst bei Anwendung dieser Massnahmen setzt  sich oft Schlamm in erheblicher Menge ab.  



  Es wurde nun gefunden, dass     eine    neutrale     wäss-          rige        Zinn(II)=chlorid-Lösung    mit hoher Ausbeute und  in betriebssicherer Weise     hergestellt    werden kann,  indem     metallisches    Zinn mit     Salzsäure    umgesetzt und  die anfallende salzsaure     Zinn(II)-chlorid-Lösung        mit     in einem getrennten     Arbeitsgang        hergestellten    Zinn  (II)-oxydhydrat in einer für die     Neutralisation    der  freien Säure ausreichenden Mengen versetzt wird.

    Das Zinn wird vorzugsweise in Form von     feinem     Schrot, wie     Zinngranalien,    oder Zinnwolle angewen  det. Für das erfindungsgemässe Verfahren ist die im  Handel erhältliche     Salzsäure    geeignet; erforderlichen  falls kann sie etwas verdünnt werden. Die     erhaltene     Lösung lässt sich lange lagern, ohne weiteres verdün  nen und zeigt keine     Schlammbildung.     



  Das     Zinn(II)-oxyd'hydrat    kann aus einem     ali-          quoten    Teil der     salzsauren        Zinn(II)-chlorid=Lösung     oder auch aus einer Lösung eines     Zinn(II)-salzes     hergestellt werden. Vorzugsweise wird das     Zinn(II)-          oxydhydrat    in der Weise hergestellt, dass man der       wässrigen        Zinn(II)-saIzlösung    eine     wässnge        Lösung     eines Alkalis zusetzt.

   Aus praktischen Erwägungen  empfiehlt sich die Anwendung von     Natriumhyd@oxyd,            Natriumcarbonat    oder     Natriumbicarbonat,    obwohl  auch andere Alkalien, wie     Kalium-        und    Ammonium  hydroxyd, angewendet werden können.     Natriumcar-          bonat    ist aus     Kostengründen    und weil es die Kohlen  säure in Gegenwart einer kleinen Säuremenge schnell  abgibt, vorzuziehen.  



  Die anfallende     salzsaure        Zinn(II)=chlorid-Lösung     wird mit, in     einem    getrennten Arbeitsgang     hergestell-          tem        Zinn(II)-oxydhydrat        in    einer für die Neutrali  sation     der    freien Säure ausreichenden Menge ver  setzt, wodurch eine neutrale     wässrige        Zinn(II)-chlorid-          Lösung    gewonnen wird, welche unmittelbar ange  wendet oder gelagert werden kann.  



  Gegenstand der vorliegenden     Erfindung    ist ferner  eine Vorrichtung zur     Durchführung    des     erfindungs-          gemässen    Verfahrens, die gekennzeichnet ist     durch     einen Vorratsbehälter für die     Salzsäure,    mehrere un  terhalb dieses     Vorratsbehälters    angeordnete Reak  tionsgefässe und einen auf gleicher Höhe wie die  Reaktionsgefässe liegenden     Vorratstank,        .eine    mit  einem     Tropfmesser    versehene Leitung zur Verbin  dung des     Vorratsbehälters    mit dem ersten Reaktions  gefäss,

   den unteren     Teil        der        Reaktionsgefässe    mit dem  oberen Teil des     nächsten    verbindende     Leitungen,    eine  Leitung, die den unteren Teil des letzten Reaktions  gefässes mit dem     Vorratstank    verbindet,     einen    Neu  tralisationstank und einen     Messtank    zur     Abmessung     der vom Vorratstank in den     Neutralisationstank    zu  befördernden     Flüssigkeit.     



  In der Zeichnung ist eine Ausführungsform die  ser Vorrichtung dargestellt.  



  Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage       fliesst    aus einem     Vorratsbehälter        Salzsäure    durch  eine Leitung 2 in den oberen Teil des ersten der drei  Reaktionsgefässe 4,     4a    und 4b. In der Leitung 2 sind  die Ventile 5 und 6 sowie ein Schauglas bzw.     ein              Tropfmesser    3 angeordnet, mit dessen     Hilfe    die       Stömungsgeschwindigkeit    der Säure     in    das Gefäss 4  eingestellt werden kann. Von dem oberen Ende der  mit Kupfer oder Glas ausgekleideten Reaktions  gefässe gehen die Leitungen 10, 10a und 10b aus,  durch die der entwickelte Wasserstoff abgeleitet wird.

    Jedes Gefäss ist mit einem schwenkbaren.     Deckel    11  versehen, so dass in die Gefässe     Zinngranalien        ein-          gefüllt    werden können. Von den Reaktionsgefässen  gehen unten die abgeschirmten und     mit        Schlamm-          abscheidern    14 versehenen Leitungen 12, 12a und  12b ab. Die Reaktionsgefässe 4 und 4a sind durch  die Leitungen 15 und 15a verbunden, die von den       Schlammabscheidern    in das obere Ende der Reak  tionsgefässe 4a und 4b gehen. Das Reaktionsgefäss  4b ist durch die Leitung 15b mit einem mit Glas  oder Gummi ausgekleideten Vorratstank 16 verbun  den.

   Da die Reaktionsgefässe und der Tank prak  tisch auf der gleichen Höhe liegen, wird der Durch  lauf durch diese Gefässe durch den     Zufluss    von Säure  aus dem Vorratsbehälter 1     gesteuert.    Das     zweite    und  dritte Reaktionsgefäss können mit einem Mantel um  kleidet sein, um     zusätzliche        Wärme    von aussen zur  Beschleunigung der Reaktion zuzuführen.     Im    allge  meinen ist diese Massnahme     jedoch    nicht erforderlich.  



  Der Vorratstank 16 hat einen mit einem Ventil  versehenen Ablauf 18, der zu einem     Messtank    20  führt, der wiederum zwei mit Ventilen versehene  Abläufe 21 und 22 aufweist, von welchen der letz  tere in einen     Neutralisationstank    24 geht, der den  mit einem Ventil versehenen Ablauf 25 hat.  



  Zur Durchführung des     erfindungsgemässen    Ver  fahrens kann     beispielsweise    wie folgt vorgegangen  werden: Die Reaktionsgefässe werden mit     Zinngra-          nalien        bis        zu        etwa        75        %        ihres        Fassungsvermögens     gefüllt und     Salzsäure    aus dem     Vorratsbehälter    1 wird  in einer bestimmten, durch das Ventil 5 eingestellten  Menge in den ersten Reaktor geleitet.

   Wenn im  ersten Reaktionsgefäss die gewünschte Säurehöhe er  reicht ist,     fliesst    säurehaltige     Zinn(II)-chlorid-Lösung     in das zweite Reaktionsgefäss 4a und von dort in das  dritte Reaktionsgefäss 4b, in denen eine weitere Um  setzung mit Zinn stattfindet. Die fertige saure Salz  lösung     fliesst    in den     Vorratstank    16. Von Zeit zu  Zeit ist es erforderlich, die Säurezufuhr zu ergänzen  und die Reaktionsgefässe mit Zinn aufzufüllen. Dies  gilt insbesondere für das erste Reaktionsgefäss 4, da  in diesem die Reaktion stürmischer verläuft als in  den anderen Reaktionsgefässen.

   Zu diesem Zweck  werden die Deckel 11,     lla    und     llb        geöffnet    und  Zinn     nachgefüllt,    ohne dass der Betrieb unterbrochen  zu werden braucht. Wenn die saure Lösung von  einem in das andere Reaktionsgefäss     fliesst,    wird mit  genommener Schlamm in den     Schlammabscheidern     14, 14a und 14b zurückgehalten. Diese können ohne  Beeinträchtigung des Betriebes der Anlage von Zeit  zu Zeit geöffnet und gereinigt werden.  



  Wenn     eine        ausreichende    Menge     salzsäurehaltige          Zinn(II)-chlorid-Lösung    in dem Vorratstank 16 vor  handen ist, wird der Gehalt an freier Säure durch         Titration    bestimmt, um die     aliquote    Menge     Zinn(II)-          chlorid    zu berechnen, aus welcher das für die Neu  tralisation erforderliche     Zinn(II)-oxydhydrat    herge  stellt wird.

   Die Menge des     aliquoten    Teiles kann im  allgemeinen je nach der Vollständigkeit der     Umset-          zung        zwischen        10        und        25        %        des        Gesamtvolumens     der säurehaltigen     Zinn(II)-chlorid-Lösung    liegen.

    Die berechnete Menge     Zinn(II)-chlorid-Lösung    wird  durch den     Messtank    20 in den     Neutralisationstank    24  gegeben und in diesem mit einem kleinen     überschuss     von     Natriumcarbonat        Zinn(II)-oxydhydrat    gefällt.  



  Die     Natriumchlorid-    und     Natriumcarbonatlösung     wird abgezogen. Der auf dem Boden verbleibende       Zinn(II)-oxydhydrat-Kuchen    kann erforderlichen  falls gewaschen werden, wenn ein hoher Reinheits  grad erwünscht ist, worauf die säurehaltige     Zinn(II)-          chlorid-Lösung    aus dem Vorratstank 16 durch den       Messtank    20 unter starkem Rühren, vorzugsweise mit       Hilfe    eines mechanischen Rührwerkes, in den Neu  tralisationstank 24 geleitet wird, bis sich die gesamte  Menge     Zinn(II)-oxydhydrat    aufgelöst hat.  



  Das gebildete neutrale     wässrige    Konzentrat von       Zinn(II)-chlorid    wird durch die Leitung 25 abge  zogen.  



  Die Neutralisation kann in bestimmten Zeit  abständen im Laufe eines Tages oder während der  Betriebszeit wiederholt werden; die Anlage bedarf  an sich keiner Überwachung. Es ist lediglich Säure  und Zinn von Zeit zu Zeit nachzufüllen und die       Zinn(II)-chlorid-Lösung    zu neutralisieren.

   Wenn die  Strömungsgeschwindigkeit der Säure durch die Reak  tionsgefässe so eingestellt ist, dass die höchst mögliche  Menge     Zinn(II)-chlorid    je Zeiteinheit gebildet wird,  kann die anfallende Lösung ungefähr 1 kg     SnCl,          2H,0    je Liter Flüssigkeit (75     Gew        6/o)    enthalten;  diese hat ein spezifisches Gewicht von 1,65 bei  21 C; es kann auch eine Konzentration von     800/0     erzielt werden. Das Konzentrat kann mit Wasser  verdünnt werden und abgefüllt während langer Zeit  gelagert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung einer neutralen wässrigen Zinn(II)-chlorid-Lösung, dadurch gekenn zeichnet, dass metallisches Zinn mit Salzsäure um gesetzt und die anfallende salzsaure Zinn(II)-chlorid- Lösung mit in einem getrennten Arbeitsgang her gestelltem Zinn(II)-oxydhydrat in einer für die Neu tralisation der freien Säure ausreichenden Menge versetzt wird.

   Il. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter (1) für die Salzsäure, meh rere unterhalb dieses Vorratsbehälters angeordnete Reaktionsgefässe (4, 4a, 4b) und einen auf gleicher Höhe wie die Reaktionsgefässe liegenden Vorratstank (16), eine mit einem Tropfmesser (8) versehene Lei tung (2) zurr Verbindung des Vorratsbehälters (1) mit dem ersten Reaktionsgefäss (4), den unteren Teil der Reaktionsgefässe (4 und 4a) mit dem oberen Teil des nächsten verbindende Leitungen (15, 15a), eine Leitung (15b), die den unteren Teil des letzten Reak tionsgefässes (4b) mit dem Vorratstank (16) verbin det,

   einen Neutralisationstank (24) und einen Mess- tank (20) zur Abmessung der vom Vorratstank (16) in den Neutralisationstank (24) zu befördernden Flüssigkeit. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass aus der salzsauren Zinn(II)-chlo- rid-Lösung ein aliquoter Teil abgezogen, diesem Teil ein wasserlösliches Alkalisalz in einer zur Fäl- lung des Zinns als Zinn(11)-oxydhydrat ausreichen den Menge zugesetzt und das gefällte Zinn(II)-oxyd- hydrat mit dem Rest der salzsauren Zinn(II)-chlorid- Lösung zur Neutralisation der freien Säure versetzt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkali salz Natriumcarbonat verwendet wird. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dad'urch gekennzeichnet, dass das untere Ende jedes Reak tionsgefässes (4,<I>4a, 4b)</I> mit einem Schlammabschei- der (14, 14a, 14b) versehen ist.