DE167172C

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Publication number: DE167172C
Application number: DENDAT167172D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

-■ Λ& 167172 KLASSE 22/.

Das nach den verschiedenen bisher bekannten Verfahren gewonnene Schwefelzink ist von geringem Griff, läßt sich schwer in ein unfühlbares Pulver verwandeln und besitzt nur einen verhältnismäßig geringen Wert für zahlreiche. Verwendungszwecke, wie Malerei, als Füllmittel für Kautschuk u. dgl.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches Schwefelzink von fettartiger

ίο Beschaffenheit, das außerordentlich zerreiblich ist und infolgedessen sich ganz besonders für zahlreiche Verwendungen eignet, liefert.

Es hat sich gezeigt, daß bei der Fällung

von Schwefelzink aus einer Lösung, in weleher sich Wasserstoff entwickelt, das Schwefelzink mit neuen physikalischen Eigenschaften ausfällt. Diese neuen Eigenschaften sind im Vergleich mit den Produkten nach den bekannten Verfahren außerordentlich wichtig.

Es hat sich nämlich gezeigt:

1. daß die Filtration des neuen Schwefelzinks außerordentlich leicht erfolgt, während es sehr schwierig ist, Schwefelzink, welches nach den gebräuchlichen Methoden erhalten wurde, zu filtrieren,

2. daß die Trocknung bedeutend leichter stattfindet, und daß die Zerkleinerung des Produktes keine Schwierigkeiten mehr bietet, weil das nach dem vorliegenden Verfahren erhaltene Schwefelzink von selbst zu einem unfühlbaren Staub zerfällt.

Die vorliegende Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Fällung des Schwefelzinks aus einer wässerigen Lösung vorzunehmen, in welcher sich naszierender Wasserstoff befindet, wobei derartige Arbeitsbedingungen innezuhalten sind, daß der naszierende Wasserstoff auf Schwefelzink während der Fällung desselben wirken kann.

Die Ausführung der Erfindung kann in der Praxis in folgender Weise geschehen:

Man bewirkt nach der bekannten Reaktion die Lösung von metallischem Zink in Ätzbaryt in Gegenwart von Wasser, wodurch Baryumzinkat unter Entwicklung von Wasserstoff erhalten wird. Nach der Bildung einer gewissen Menge von Baryumzinkat bringt man eine wässerige Lösung von Schwefelbaryutn in solcher Menge ein, daß das erzeugte Zinkat nicht vollständig umgesetzt wird. In' dieser Weise vermeidet man die Verlangsamung der Wasserstoffentwicklung, die bei Gegenwart von Schwefelbaryum in der Flüssigkeit, in welche das metallische Zink taucht, sonst eintreten würde.

Unter den angeführten Bedingungen entsteht in der Flüssigkeit in gleichmäßiger Menge Wasserstoff, welcher dem Schwefelzink im Laufe seiner Fällung die oben angegebenen Eigenschaften gibt.

Im folgenden soll zur weiteren Erläuterung der vorstehenden Erfindung ein Ausführungsbeispiel derselben geschildert werden.

In einen Apparat aus Metall, z. B. aus Eisen, der hermetisch verschlossen werden kann und mit einer Beschickungsöffnung, einer Entleerungsöffnung, einer Dampfschnatter, einem Entwicklungsrohr und einem Zuleitungsrohr für Baryumsulfid oder ein anderes Erdalkalisulfid versehen ist, führt

man metallisches Zink, Baryt und Wasser vorteilhaft in den folgenden Mengenverhältnissen ein:

300 Gewichtsteile Zink, 200 Gewichtsteile kristallisierten Baryt (Ba [OH]₂, 8 H₂ 0) und 400 Gewichtsteile Wasser.

Nach der Beschickung des Apparates wird die Temperatur fortschreitend auf ungefähr ioo° erhöht, um die Lösung des Baryts herbeizuführen. Der Baryt verwandelt sich gleichzeitig in Baryumzinkat unter Entwicklung von Wasserstoff. Die Reaktion erreicht ihre größte Intensität bei ungefähr ioo° C. Die Gasentwicklung verringert sich, sobald der Baryt ungefähr ⁴⁷/₁₀₀ der theoretischen Zinkmenge gelöst hat.

Die Lösung erfolgt um so besser, je größer die Fläche des Zinks ist. Die Lösung erfordert ungefähr 10 Minuten mit den oben angegebenen Mengen, wenn eine Zinkfläche von ungefähr 1 qm auf 4 kg Zink angewendet wird.

Der während der Reaktion einwirkende Wasserstoff bleibt in dem hermetisch verschlossenen Apparate, um dann wieder gewonnen zu werden.

Sobald. die durch den Baryt gelöste Zinkmenge ungefähr die oben angegebene Menge, nämlich ⁴⁷/₁₀₀ der durch den vorhandenen Baryt zu. lösenden Zinkmenge erreicht hat, was daraus' zu ersehen ist, daß der im Kessel herrschende Druck keine erhebliche Steigerung mehr erfährt, führt man in den Apparat etwa 30 Gewichtsteile einer Baryumsulfidlösung mit ungefähr 230 g Schwefelbaryum (Ba S) pro Liter ein, so daß nach der Umwandlung in Baryümhydrat die in dem Apparat erhaltene Konzentration ungefähr 430 g Baryümhydrat (Ba [O H]₂, 8 H₂ O) pro Liter entspricht.

Für den guten Verlauf der Operation ist es in allen Fällen notwendig, daß die in den Apparat geführte B ary urn sulfidmenge stets geringer ist, als für die vollständige Um-Wandlung der aus der gelösten Zinkmenge erhaltenen Zinkatmenge in Baryümhydrat entspricht. Unter diesen Umständen . wird das Baryumsulfid sofort nach seinem Eintritt in den Apparat vollständig zersetzt und in Baryt übergeführt, ohne daß die Lösung des Zinks verlangsamt würde. Wenn dagegen das angegebene Mengenverhältnis nicht, beachtet würde, man also überschüssiges Baryumsulfid in den Apparat einführen würde, so würde sich Zinksulfid auf dem Zink bilden. Letzteres würde hiernach isoliert werden, und es würde eine beträchtliche Verlangsamung der Bildung des Baryumzinkates eintreten.

Bei Innehaltung der vorgeschriebenen Bedingungen erfolgt eine Fällung von Zink

sulfid und eine Bildung von Baryümhydrat unter Zerlegung der .entsprechenden Menge von Zinkat.

Die so begonnene Operation kann technisch kontinuierlich fortgeführt werden, wenn man dafür sorgt, daß die verwendeten Körper in den angegebenen Mengenverhältnissen vorhanden sind.

Das für die Zersetzung der Baryumsulfidlösung notwendige Baryumzinkat bildet sich im Gegensatz zu den bekannten Verfahren kontinuierlich durch Lösung von metallischem Zink. Der so konstant entwickelte Wasserstoff wirkt im Entstehungszustande auf das Schwefelzink im Laufe seiner Fällung und teilt demselben die oben angegebenen neuen Eigenschaften mit.

Die Entwicklung von Wasserstoff wird noch durch die Verwendung des oben erwähnten Apparates aus Eisen begünstigt, indem Eisen mit dem metallischen Zink ein Volta'sches Element bildet.

Bei der Arbeit in der beschriebenen Weise zeigt sich jedoch, daß die Reaktionen beträchtlich an Energie nachlassen. Wenn man die Operationen während einer bestimmten Zeit verfolgt, findet man, daß das erhaltene Schwefelzink durch eine bestimmte Menge Eisensulfid verunreinigt ist.

Dieser Übelstand rührt davon her, daß sich während der Reaktion auf dem Eisen des Apparates eine Schicht von Eisensulfid bildet, die eine Isolierung des Metalles herbeiführt. .

Die so gebildete Schicht. von Eisensulfid löst sich in Stücken ab und verunreinigt das gebildete Zinksulfid.

Den erwähnten Übelstand kann man dadurch vermeiden, daß man einen Apparat aus Steingut oder aus Eisen, welch letzteres mit einer passenden Emaille . oder einer an- '< deren durch die Reaktionsprodukte nicht angreifbaren Substanz überzogen ist, verwendet. In diesem Falle ist der Verlauf der Operationen außerordentlich langsam, wenn man nicht die Wirkung eines Zinkeisenpaares benutzt, welches den Lauf der Reaktion und die Entwicklung von Wasserstoff begünstigt.

Um diesen Vorteil unter gleichzeitiger Vermeidung einer Verunreinigung des Schwefelzinks zu erhalten, nimmt man die Operationen vorteilhaft in einem Apparate aus gegen die Reaktionsprodukte indifferentem Materiale vor.

Man führt in denselben eine gewisse Menge eines Metalles, wie beispielsweise Eisen oder Kupfer, in einer verhältnismäßig großen Verteilung ein, um mit dem für die Reaktion notwendigen Zink ein kräftiges Voltaelement zu erzeugen. Das Metall wird derartig angeordnet, daß es schnell und leicht aus dem

Apparat entfernt und durch eine neue Menge von frischem Metall ersetzt werden kann, sobald es mit einer solchen Menge Sulfid bedeckt ist, daß eine Verlangsamung der Reaktion eintreten kann. Man erreicht so, die Fabrikation wesentlich zu regeln, eine fast konstante Energie der Reaktion zu erhalten und die Gegenwart von Eisensulfid in dem gewonnenen Zinksulfid vollkommen

ίο zu vermeiden, während die Erzeugung von Wasserstoff begünstigt wird, indem man beständig neues Metall dem Angriff des Baryumhydroxyds darbietet.

Die Einführung des für die Begünstigung der Reaktion bestimmten Metalles erfolgt in Form durchlöcherter Platten oder Körbe aus emailliertem Eisendraht, in welchen aufeinanderfolgende Schichten von Zink und Spänen, Schnitzeln u. dgl. aus Eisen oder Kupfer angeordnet sind. Man führt einen oder mehrere derartige Körper in den Apparat aus Ton oder emailliertem Metall und läßt dieselben dort, bis die Energie der Reaktion sich zu verringern beginnt. Man nimmt dann die Körbe oder die Platten heraus und ersetzt sie durch neue Platten oder Körbe mit frischem Metall.

Die fettartige Natur und die Unfühlbarkeit des Schwefelzinkpulvers können nach Belieben je nach der Lebhaftigkeit der Wasserstoffentwicklung während der Fällung verändert werden.

Das in Gegenwart von naszierendem Wasserstoff erhaltene Schwefelzink läßt sich sehr gut trocknen und zerfällt in unfühlbaren Staub, sobald die Feuchtigkeit, welche es zusammenhielt, unter der Wirkung der Wärme vertrieben ist.

Man hat bereits vorgeschlagen, für die Reinigung von nach dem Leblanc'schen Verfahren hergestellter Rohsoda eine Mischung von Ätzalkali und Schwefelalkali auf metallisches Zink einwirken zu lassen, um in dieser Weise den (an Alkali gebundenen) Schwefel in Form von Schwefelzink zu entfernen. Bei dieser Reaktion wird auch, wie bei dem vorliegenden Verfahren, Wasserstoff entwickelt. Das ältere Verfahren gestattet aber im Gegensatz zu dem vorliegenden Verfahren nicht, die Eigenschaften des erzeugten Schwefelzinks zu verändern, weil der entwickelte Wasserstoff durch die Reduktion der Sulfite, Hyposulfite und Polysulfide verbraucht wird. Weiter taucht bei dem älteren Verfahren das Zink in eine Schwefelalkalilösung ein und bedeckt sich infolgedessen bald mit einer Haut von Schwefelzink, welche das Zink isoliert und die Lösung desselben wesentlich verringert, so daß schließlich gewissermaßen die Wasserstoffentwicklung aufhört.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schwefelzink durch Zersetzung von Baryumzinkat mit Schwefelbaryum in Gegenwart von metallischem Zink, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Bildung einer bestimmten Menge von Baryumzinkat in die Lösung eine derartige Menge einer wässerigen Lösung von Schwefelbaryum einführt, daß das gebildete Baryumzinkat nicht vollständig umgesetzt wird, zum Zwecke, die Lösung des metallischen Zinks während der Fällung von Schwefelzink aufrecht zu erhalten und durch den entwickelten Wasserstoff' dem Schwefelzink fettartige Beschaffenheit und leichte Zerreiblichkeit zu verleihen.

2. Die Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung von Wasserstoff dadurch begünstigt wird, daß man in einen Apparat aus gegen die Reaktionsprodukte indifferentem Material eine gewisse Menge eines Metalles, wie z. B. Eisen, in mehr oder weniger fein verteiltem Zustande einführt und, wenn das Metall mit einer Sulfidschicht bedeckt ist, durch eine neue Menge frischen Metalles ersetzt.