DE112018C

DE112018C -

Info

Publication number: DE112018C
Application number: DENDAT112018D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. Juni 1899 ab.

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren zur Aufschliefsung von Schlacken, vermittelst dessen Chlorbaryum. und Zinkvitriol bezw. Chlorzink oder unter Umständen auch nur Zinkvitriol bezw. Chlorzink allein gewonnen werden können. Die hierfür verwendeten Schlacken müssen dementsprechend Silicate des Zinks sowie eventuell neben diesem gröfsere Mengen von Schwefelbaryum enthalten.

Das neue Verfahren besteht nun darin, dafs die gepulverte Schlacke zunächst mit Chlorcalcium oxydirend geschmolzen und das entstandene Chlorbaryum ausgelaugt wird, und dann der Rückstand mit Schwefelsäure behandelt und mit Chlorcalcium oxydirend schwach geglüht wird, wobei die entweichende Salzsäure zur Nebengewinnung von Chlorcalcium über Kalk oder kohlensauren Kalk geleitet wird, während der Rückstand entweder zur Gewinnung einer concentrirten Chlorzinklauge ausgelaugt oder der Sublimation zur Gewinnung von Chlorzink unterworfen wird.

Das im Vorstehenden im Kurzen gekennzeichnete Verfahren soll nun in Folgendem näher erläutert werden, und zwar unter Berücksichtigung des Patentes 90750, welches gleichfalls ein Verfahren zum Aufschliefsen von Schlacke betrifft.

Behandelt man nach Patent 90750 die gemahlenen Schlacken mit verdünnter heifser Salzsäure, so löst sich zuerst das Baryum nach der Gleichung:

BaS + 2 HCl = BaCl₂ + H₂ S;

es entwickeln sich also aus 1000 kg Schlacken ca. 5 kg Schwefelwasserstoffgas. Dieser Umstand schliefst von vornherein die staatliche Concessionirung der betreffenden Fabrik aus, wenn dieselbe nicht eine theure Schwefelsäurefabrik zugleich anlegen und dadurch das ganze Unternehmen complicirt und unrentabel machen will. Demnächst löst sich- hauptsächlich das Eisen als Chlorür, aber auch eine wesentliche Menge Zink unter Abscheidung gelatinöser Kieselsäure

Fe Si O₃ + 2 H Cl — Fe Cl₂ +H₂O + Si O₂

und
Zn Si O₈ + 2 H Cl- Zn Cl₂ +H₂O + SiO₂.

Die Kieselsäure in dieser Form erschwert die Filtration sehr bezw. macht dieselbe praktisch unmöglich; dazu kommt, dafs die ganze Operation in theuren salzsäurefesten und heizbaren Thongefäfsen vorgenommen werden müfste, wobei man besonders betreffs der Filtration der sauren Lösung auf grofse Schwierigkeiten stofsen würde. Ueber die weitere Verwendung der sauren, Chlorbaryum, Eisenchlorür und Chlorzink enthaltenden Lösung ist in dem Patent 90750 nichts gesagt; da nun bezüglich der zweiten Behandlung (nach dem Rösten) mit Säure statt Salzsäure auch Schwefelsäure in Aussicht genommen wird, so ist wohl eine nachherige Vereinigung beider Lösungen nicht beabsichtigt. Die erste, alles Baryum und viel Zink enthaltende Lösung wird demnach verloren gegeben, und ist deren Beseitigung durch Ausfliefsenlassen ebenso wie im Eindampfen nicht angängig; ersteres aus Gründen der Hygiene, letzteres, weil hierbei Salzsäure in die Luft entweicht, das Eindampfen und

das zu erwartende Chlorbaryum so unrein wird, dafs es nicht verkäuflich ist. Was nun den Röstprocefs bei diesem Patent 90750 anbelangt, so hat derselbe absolut keinen Zweck, denn sowohl vor wie nach dem Rösten zersetzen die Säuren die Silicate in gleicher Weise und gleich rasch — Salzsäure natürlich wieder unter Abscheidung gelatinöser Kieselsäure. Die Arbeit ist also wieder in säurefesten, zerbrechlichen Gefäfsen auszuführen, als Schlufsresultat erscheint dann eine sehr stark eisenoxydulhaltige Zinklauge, die man einfacher und billiger auch durch Lösen von Zinkgekrätz und Säure erhält.

Das vorstehend betrachtete ältere Verfahren ISfst daher bezüglich seiner gewerblichen Verwendbarkeit Vieles zu wünschen übrig. Ueberhaupt mufs, um die in Frage kommenden Schlacken nutzbringend zu verwerthen, der Arbeitsprocefs einfach und billig sein und die Operationen dürfen keine technischen Schwierigkeiten bereiten. Diesen Anforderungen entspricht das neue Verfahren und sei dasselbe in Folgendem ausführlicher dargelegt.

i. Die in der Kugelmühle gepulverte Schlacke wird mit Chlorcalcium in passendem Verhältnifs gemischt und im Flammofen bei ca. 1200⁰C. oxydativ geschmolzen. Die Vorgänge werden durch nachstehende Gleichungen erklärt:

BaS + Ca CL₂ = Ba Cl₂ + CaS CaS + 2 O₂ = Ca S O₄.

Hierdurch wird gewissermafsen der moleculare-Verband gelöst, das Ba S zwischen den Silicaten herausgeholt und letztere für den späteren Angriff der Säure in. feinster Vertheilung blofsgelegt. Die erkaltete Masse wird in der Kugelmühle gemahlen und mit warmem Wasser ausgelaugt. Es resultiren eine concentrirte, fast chemisch reine Lösung von Chlorbaryum (das Waschwasser wird später wieder zum Lösen verwendet) und ein Rückstand, bestehend aus schwefelsaurem Kalk und den niederen Silicaten von Zink und Eisen. Hierbei sei erwähnt, dafs durch diese Operation also die gefährliche Entwickelung von Schwefelwasserstoff zugleich verhütet wird.

2. Der Rückstand aus 1. wird noch feucht in Bleipfannen mit Schwefelsäure .von 50⁰ B. gemischt. Die Reaction tritt sofort ein. Die vorher schwarze Masse erhitzt sich von selbst, wird in wenigen Minuten weifs und erstarrt alsdann.

Fe Si O₃ + H₂S O₄ = Fe S O₄ + H₂O + Si O₂,

ZnSiO₃ + H₂SO₁ — Zn S O₁ + H₂ O + Si O₂.

3. Diese aus 2. resultirende Masse wird, mit Chlorcalcium gemischt, gekollert und nun bei Zufuhr von Luft im Ofen unter häufigem Umwenden bei ca. 500⁰ C. erhitzt.

FeS O₄ + Ca CL₂ = Fe CL₂ + Ca S O₁, ZnS O₄ -f Ca CL₂ = Zn CL₂ + Ca S O₄.

Würde man die sulfathaltige Masse ohne Ca Cl₂ erhitzen, so entwiche S O₂ und man erhielte basisches, unlösliches Zinksulfat; bei dem neuen Verfahren aber bilden sich die Chloride, von welchen beim Erhitzen nur das Fe Cl₂ sich zersetzt, und zwar unter Oxydation:

2 Fe CL₂ + 2 H₂ O + O = Fe₂ O₃ + 4 H Cl.

Das Salzsäuregas wird über Kalk bezw. kohlensauren Kalk geleitet zur Nebengewinnung von Ca Cl₂. Die schliefslich erhaltene Masse wird noch heifs in Wasser geworfen und ausgelaugt. Man erhält dabei 1. eisenarme concentrirte Chlorzinklauge (auch hier wird das dünne Waschwasser wieder für späteres Auslaugen verwendet) und 2. . einen Rückstand , der wesentlich aus Ca S O₄ und F₂ O₃ besteht. Letzteres wird auf Mahlgängen gemahlen und stellt nach dem Trocknen eine feurige rothe Farbe von hohem Werthe vor. Aufserdem ist die directe Sublimation des Zn Cl₂ aus der bei 3. erhaltenen, mit Ca CL₂ gemischten Masse ins Auge gefafst. Während also nach Patent 90750 lediglich eine höchst unreine Lauge von Chlorzink oder schwefelsaurem Zink erzielt wird, ermöglicht das neue Verfahren die Gewinnung von reinem Chlorbaryum, reinem Chlorzink und aufserdem noch von zwei werthvollen Nebenproducten, Chlorcalcium (im Verfahren selbst wieder verwendbar) und rothe Farbe.

Claims

Pat E nt-Anspruch:

Verfahren zur Aufschliefsung von zink- und baryumhaltigen Bleischlacken, dadurch gekennzeichnet, dafs die gepulverte Schlacke zunächst mit Chlorcalcium oxydirend geschmolzen und das entstandene Chlorbaryum ausgelaugt wird, und dann der Rückstand mit Schwefelsäure behandelt und mit Chlorcalcium oxydirend schwach geglüht wird, wobei die entweichende Salzsäure zur Nebengewinnung von Chlorcalcium über Kalk oder kohlensauren Kalk geleitet wird, während der Rückstand entweder zur Gewinnung einer concentrirten Chlorzinklauge ausgelaugt oder der Sublimation zur Gewinnung von Chlorzink unterworfen wird.