DE149557C

DE149557C -

Info

Publication number: DE149557C
Application number: DENDAT149557D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES ή

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Zink in Form von reinem, nicht mit fremden Bestandteilen wie den Sulfiden anderer Metalle usw. verunreinigtem Schwefelzink (Zn SJ aus * rohen zinkhaltigen Erzen, metallurgischen Produkten, Rückständen, natürlichen oder künstlichen Lösungen oder deren Niederschlägen, welche Zink in irgend einer Form enthalten.

ίο Das Verfahren beruht auf folgenden bekannten Reaktionen:

A. Die natürlichen oder künstlichen Sulfide des Zinks, Kadmiums und einiger anderen Metalle' werden bei gewöhnlichen: 'Terriperaturen durch angesäuerte Lösungen von 'Ferrisulfat, Fe₂ (SO₄J₃, rasch und vollkommen unter Freiwerden von Schwefel und Bildung von Zinksulfat usw. zersetzt, wie durch folgende Formel angegeben: - ■

' Zn S+ Fe₂(SO₄J₃= (1)

Zn SO₄ + 2 Fe SO₄ +S.

Das Ferrisulfat wird dabei zu Ferrosulfat reduziert. .·..-·..

B. Alle oxydierten Verbindungen des Zinks sind, in mit verdünnter Schwefelsäure angesäuertem Wasser löslich: ·'...-.

Zn 0 + H₂ SO₄ = Zn SO₄ + H₂ O.
ZnCO₃ + H₂SO₄ -ZnSO₄ + CO₂ + H₂O.

Zn₂ Si O₄ + 2 H₂ SO₄ =
2 Zn SO₄ + Si O₂ +"2 H₂ O .usw.

C. Wenn zu ■ einer außer Zinksulfat das Sulfat eines anderen öder mehrerer anderen ³S Elemente enthaltenden Lösung eine bestimmte Menge von künstlich ausgefälltem Zinksulfid, Zn S, zugesetzt wird, welche chemisch den in der Lösung befindlichen, durch Schwefelwasserstoff niederzuschlagenden Metallen äquivalent ist, dann werden diese Metalle entsprechend ihrer Verwandtschaft zum Schwefel der Reihe Pd, Hg, Ag, Cu, Bi, Cd, Sb, Sn, Pb, Zn, nach vollkommen als Sulfide ausfällt und lassen Zink in Lösung:

Cu SO₄ + Zn S = Zn SO₄ + Cu S. (2)

■ D.' Wenn Schwefelwasserstoff in die von der vorhergehenden Reaktion verbleibende Flüssigkeit unter bestimmten- Bedingungen eingeführt wird, welche die Grundlage vorliegender Erfindung bilden, dann kann das" ganze Zink unter Freiwerden einer, äquivalenten Menge von Schwefelsäure als reines weißes Sulfid niedergeschlagen werden:

Zn SO₄ + H₂S = Zn S-

H₂SO₄. (3)

. E. Wenn die von der letztgenannten Reaktion verbleibende, saure und Ferrosulfat enthaltende Lösung bei einer geeigneten Tempe-■ratur der Einwirkung der Luft ausgesetzt wird, dann wird das Ferrisulfat durch ein Molekül Schwefelsäure für jede zwei Moleküle Ferrosulfat regeneriert:

2 Fe-SO₄+ A₀SO₄=' (4)

Fe₂ (SO₄J₃+ H₂O.

Alle vorgenannten Reaktionen sind in der Chemie bekannt, dieselben konnten jedoch bisher nicht mit praktischem Erfolge für gewerbliche Zwecke benutzt werden. Durch Versuche, welche zur Auffindung eines praktisch, und gewerblich verwertbaren Verfahrens -^: unternommen wurden, ist nun vom Erfinder festgestellt:

i. daß sehr verdünnte, saure Ferrisulfatlösungen, welche nicht mehr als 6 bis 1,2 Pro-

zent freie Säure und viel weniger Ferrisalz enthalten, bei gewöhnlichen Temperaturen viel stärker auf zinkhaltige Sulfide einwirken, als stärkere Lösungen,

2. daß bei gewöhnlichen Temperaturen die Wirkung von Schwefelwasserstoff auf gelöste oder nahezu gelöste Lösungen von Zinksälzen derart ist, daß nur ein Bruchteil des Zinks durch ein Äquivalent an Schwefelwasserstoff ίο ausgefällt wird. Es wird dies durch folgende, in der Patentschrift 106045 angegebene Formel ausgedrückt:

2 Zn SO₄ + H₂S= ZnH₂ (SOJ₂ + Zn S.

Die Versuche des Erfinders zeigen jedoch, daß in Wirklichkeit folgendes der Fall ist:

Zn SO₄+ 2 H₂ S= Zn S₂ H₂ + H₂ SO₄.

Das unter solchen Bedingungen ausgefällte Zink ist nicht in der Form von Zinksulfid, sondern als Verbindung von Zinksulfid mit Schwefelwasserstoff ausgeschieden, welche das Hydrosulfid bildet und das von so schlammiger Beschaffenheit ist, daß es durch Filtration nicht abgeschieden werden kann. Die Ausfällung des Zinks ist deshalb unvollständig, und es wird für sie ein Überschuß an Schwefelwasserstoff erforderlich. Jede dieser Bedingungen verhindert eine praktische Anwendung der Reaktion. Wird jedoch die Temperatur der Lösung auf ungefähr 75⁰ gesteigert, dann tritt eine vollständige Ausfällung des Zinks ein, wenn nur das genaue Äquivalent an Schwefelwasserstoff benutzt wird, entsprechend der Reaktion

Zn S₂ H₂ + Zn SO₄ = 2 Zn S + H₂ SO₄.

Dieses macht das nachfolgend beschriebene Verfahren vollkommen: Die Erze oder die zinkhaltigen Rohstoffe werden in irgend einem Behälter oder in ihren natürlichen Ablagerungen mit Hilfe einer Lösung ausgelaugt, welche nicht mehr als.. 1,5 Prozent an freier Schwefelsäure sowie einen unbestimmten Betrag an Ferri- oder Ferrosulfat enthält, welch letzterer in Gegenwart der Luft auf die meisten metallischen Sulfide, so die des Zinks, Kupfers und Kadmiums, eine katalytische Wirkung aus'übt, welche ihre Zerlegung in Sulfide bewirkt, da das Eisensalz durch die Luft unter Absorption eines Moleküls Schwefelsäure abwechselnd oxydiert und dann durch seine Wirkung auf das Sulfid zu der metallischen Komponente reduziert wird, zu welchem es die absorbierte Säure liefert. Die gesättigte Flüssigkeit wird darauf abgezogen und das Kadmium, Kupfer usw. durch Hinzugabe von frisch ausgefälltem Schwefelzink abgeschieden. Hiernach wird die Lösung wieder abgezogen und der Wirkung einer abgemessenen Menge des Schwefelwasserstoffes unterworfen, welche dem in der Lösung enthaltenen Zink entspricht. Gleichzeitig wird die Temperatur der Lösung auf ungefähr 75⁰ C. erhöht, wobei dann der ganze, in der Lösung enthaltene Zinkbetrag als reines weißes Pulver niedergeschlagen wird, welches durch Filtration leicht von der Flüssigkeit getrennt werden kann. Ist die Flüssigkeit von dem niedergeschlagenen Schwefelzink abgeschöpft, und ist die vorher mit dem Zink verbundene Säure . durch die Wirkung des Schwefelwasserstoffes befreit, dann kann dieselbe von neuem zum Auslaugen des Erzes gebraucht werden.

Das niedergeschlagene Schwefelzink kann durch ein Filter gepreßt, getrocknet und in metallisches Zink, oder in Zinkoxyd umgewandelt werden. Der Schwefel kann dann in irgend einer Weise wieder zur Herstellung von Schwefelwasserstoff benutzt werden.

Wenn Bergwasser zu behandeln sind und die benutzten sauren Lösungen entweder zur Mine zurückgeführt oder ins Freie abgelassen werden, dann ist es wesentlich, für die Übertragung der Wärme der behandelten Lösung auf die zu behandelnde Lösung einen Gegenstrom- oder ähnlichen Apparat zu benutzen.

Werden Erze benutzt, welche kohlensauren Kalk oder andere Stoffe enthalten, die die freie Säure der Auslaugeflüssigkeit aufbrauchen, dann ist es notwendig", die freie Säure durch Auslaugen gerösteter. Erze mit Hilfe von schwefliger Säure zu ersetzen, welche von den Röstgasen erhalten wird.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Gewinnung von reinem Schwefelzink aus schwefelsauren Lösungen, welche, neben dem Zink noch andere Metalle enthalten, durch Ausfällen mittels ■ Schwefelwasserstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zur Abscheidung der fremden Metalle zunächst mit einem Betrag an frisch gefälltem Schwefelzink versetzt wird, welcher wenigstens den in der Lösung enthaltenen und durch Schwefelwasserstoff niederzuschlagenden Metallen mit Ausnahme von Zink entspricht, und dann unter Erhitzung auf etwa 75⁰ C. mit einer, dem in der Lösung enthaltenen Zink genau gleichwertigen Menge von Schwefelwasserstoff behandelt wird, worauf die übrig bleibende Flüssig- ^1:t5 keit nach Abscheidung des reinen Schwefelzinks wieder zum Auslaugen frischer Erze od. dgl. benutzt werden kann.