DE216361C

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Info

Publication number: DE216361C
Application number: DENDAT216361D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

216361 KLASSE 40 β. GRUPPE

GUIDO MOJANA in MAILAND.

bei Gegenwart von Kohle,

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1906 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren .und eine Vorrichtung, aus zinkhaltigen Massen, wie Zinkspat, Kieselzink, Zinkblende, angereicherte Zinkerze und -abbrände, Zinkasche, sowie aus den Überresten, die sich beim Plattieren mit Zink sowie in allen anderen Industrien, in welchen Zink verarbeitet wird, ergeben, das in diesen Massen enthaltene Zink in eine lösliche chemische Verbindung

ίο überzuführen.

Es ist bekannt, daß, wenn z. B. Kieselzinkerze mit Chlor bei verschiedenen Temperaturen und Druckverhältnissen behandelt werden, nur ein Teil des darin enthaltenen Zinkes in Chlorid umgewandelt wird. Das Gleiche ist bei allen Erzen und Stoffen der Fall, welche das Zink nicht in Sulfidform enthalten. Ist das Zink in der Form von Sulfid vorhanden wie bei der Blende, dann wird das Chlor durch Einwirkung auf die geschmolzene Masse unter gewissen Verhältnissen schnell aufgenommen, der Schwefel freigemacht und. Zinkchlorid gebildet. Auf -dieser Reaktion beruht das Ashcroft- und Swinburn-Verfahren; bei anderen Erzen als Blende kann dasselbe nicht angewendet werden, auch nicht bei gerösteter Blende und bei Asche.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird das in der Masse enthaltene Zink mit Hilfe von Chlor unter gleichzeitiger Mitwirkung poröser Kohle fast gänzlich in eine lösliche chemische Verbindung (Chlorid) umgewandelt, und zwar erhält man dasselbe Ergebnis mit allen zinkhaltigen Produkten, auch bei geröstetem oder ungeröstetem Kieselzinkerz, Blende, Zinkspat, Zinkasche, angereicherten Erzen und Abbränden.

Die Wirkung der Kohle ist in dem vorliegenden Falle eine chemische, indem Chlor, Kohle und Zinksalz unter Bildung von Zn Cl₂, C 0 und C O₂ miteinander reagieren. Bei Verwendung von Zinkkarbonat dürfte die hauptsächlichste Reaktion wie folgt verlaufen:

Zn 0 C O₂ 4- C 4- Cl₂ = ZnCl₂ + C 0 4- CO₂,

ZnOCO₂ 4- CO -YCl₂ -ZnCl₂ArZCO₂, 2ZwOCO₂ 4-C.4- 2 CT₂ = 2 Zn Cl₂ 4- 3CO₂.

Der chemische Prozeß des vorliegenden Verfahrens unterscheidet sich hiernach wesentlich von dem der Patentschrift 14256, wo gleichfalls Chlor bei Gegenwart von Kohle zum Auslaugen des Zinks aus Blenden benutzt wird, wobei jedoch die Kohle in keiner Weise ' an der Reaktion teilnimmt, welche augenscheinlich allein auf der oxydierenden und lösenden Wirkung des Chlors bei Gegenwart von Wasser beruht: Da die Kohle dort also nur als leitende Elektrode in Betracht kommt, so wird bei jenem Verfahren eine Kohle ver- ' wendet, welche gegen chemische Mittel mögliehst widerstandsfähig ist. Bei dem vorliegenden Verfahren hingegen soll eine möglichst leicht angreifbare Kohle Verwendung finden, insbesondere zerstückelte Holzkohle oder auch durch Destillation von Kohlen, Torf, Braunkohlen oder Holz gewonnener zerstückelter Koks. Die Kohle wird nun mit den zinkhaltigen Massen gründlich gemischt und vor der Mischung zweckmäßig etwas genäßt. Die Einwirkung des- Chlors auf diese Mischung soll

nach dem vorliegenden Verfahren im Gegensatz zu dem der Patentschrift 14256 bei einer Temperatur von über ioo°, am besten bei 270 bis 275⁰ C. erfolgen. Das Chlor wird unter diesen Umständen zuerst in bedeutender Menge aufgenommen, dann nimmt die Aufnahme schnell ab und wird schließlich sehr gering. Während dieses Prozesses entwickeln sich aus der Masse Kohlensäure, Kohlenoxyd und selbstverständlich auch das nicht aufgenommene Chlor. Aus diesem Grunde wurde der Apparat, in welchem das Verfahren vorzunehmen ist, so ausgeführt, daß die' bei der Behandlung der zum· größten Teil der Reaktion unterworfenen Masse sich entwickelnden Gase gezwungen werden, einen anderen weniger behandelten Teil der Masse zu durchströmen. Das Chlor wird auf diese Weise nahezu vollständig aufgenommen, während die übrigen Gase schließlich in die Atmosphäre geleitet werden. Unter Umständen empfiehlt es sich, mit dem Chlor zugleich einen Wasserdampfstrahl einzuspritzen, aber nur in Abständen.

In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der bei dem Verfahren zu verwendenden Vorrichtung dargestellt, und zwar ist

Fig. ι ein senkrechter Schnitt einer stetig arbeitenden Vorrichtung, ferner
Fig. 2 eine Draufsicht und
Fig. 3 eine Außenansicht einer umschaltbaren Vorrichtung,

Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 3 und

Fig. 5 ein Schnitt nacli der Linie -p-q der Fig. 3 und 4.

Die in Fig. 1 dargestellte, stetig wirkende Vorrichtung besteht aus einem, aus einem Stück hergestellten oder aus besonderen, der Wirkung des Chlors widerstehenden Ziegelsteinen und Mörtel zusammengesetzten möglichst dünnen Zylinder. Das in dem unteren Teil befindliche Rohr t dient zum Einlassen von Chlor.

Die Heizung der zylindrischen Retorte geschieht dadurch, daß man um sie und in ihr mit Luft entsprechend verdünnte Verbrennungsprodukte eines gewöhnlichen Ofens umlaufen läßt, wobei die Verwendung von Heizmänteln bei Vorrichtungen zur Behandlung von zinkhaltigen Stoffen an sich als bekannt vorausgesetzt wird. Der Ofen dient auch dazu, um unmittelbar einen kleinen Dampferzeuger zu heizen sowie das Chlor zu erhitzen, die Lösungen zu konzentrieren und die anderen Nebenoperationen zu bewirken.

Die heißen Gase strömen in das mit dünnen Wänden versehene und im Innern der Retorte S angebrachte Gasrohr L und steigen in ihm hoch, worauf sie die Retorte entlang in den ringförmigen Mantel C¹ fallen und hierauf C² entlang von neuem nach oben steigen, wobei sie in ein eisernes Rohr M und aus diesem in die Atmosphäre strömen. Auf dem Boden der Retorte ist eine Tür P zum Entleeren angebracht, während die Beschickung von oben erfolgt. Die umschaltbare Vorrichtung (Fig. 2 bis 5) besteht aus zwei in Reihen angeordneten Retorten 1, 2 (Fig. 3). Die Erhitzung wird dadurch erzeugt, daß man in M die Verbrennungsgase von dem Ofen zuerst abwärts in C¹ und dann aufwärts in C² umlaufen läßt, da C¹ und C² zwei ringförmige Mäntel sind, die die Retorte umhüllen. Das Chlor wird so eingeleitet, daß es zuerst die Retorte 1 von unten nach oben durchströmt, alsdann durch das Rohr w² in den unteren Teil der Retorte 2 gelangt, um diese ebenfalls von unten nach oben zu durchstreichen.

Wenn die Retorte 1 mit Chlor gesättigt ist, wird das Chlor unmittelbar in die Retorte 2 geleitet und dann die Retorte 1 von unten entladen, indem man den unteren Deckel E wegnimmt (letzterer wird durch eine Schraube gegen den Boden angepreßt). Wenn die Retorte ι wieder beschickt wird, wird Chlor von der Retorte 2 in die Retorte 1 geleitet, bis der Inhalt der Retorte 2 gesättigt ist usw. Dies wird dadurch erreicht, daß man außer den Rohren u¹ und w² sich der Hähne r¹ und r² sowie R bedient, wovon letzterer ein Dreiwegehahn ist. Infolgedessen wird das Chlor zuerst in die Retorte 1 eintreten, da das Rohr α (welches das Chlor zuführt) in Verbindung mit b und nicht mit. c steht. Da die Retorte 1 oben geschlossen wird, so läuft das nicht aufgenommene Chlor zusammen mit den anderen Gasen durch das Rohr u² herab und tritt durch den offenen Hahn r² von unten in die Retorte 2 ein, in welcher es aufgenommen wird. Da die Retorte 2 oben offen ist, entweichen die Gase aus dieser in die Atmosphäre. Während dieser Zeit bleibt r¹ geschlossen. Wenn die Beschickung der Retorte ι gesättigt ist, wird die Retorte entleert und dann wieder gefüllt, nachdem Hahn R so gedreht worden ist, daß α mit c in Verbindung steht, nachdem r² geschlossen und r¹ geöffnet worden ist. Daraufhin wird die Retorte 2 oben geschlossen, während die Retorte 1 offen gelassen wird. Dies setzt man so lange fort, bis die Retorte 2 gesättigt ist, worauf man wieder in der oben geschilderten Weise weiter verfährt.

Die stetig wirkende Vorrichtung wird in bestimmten Zeiträumen teilweise entladen und dann sofort wieder von oben gefüllt, bis die Retorte voll ist. Die beschriebenen beiden Vorrichtungen können in verschiedenster Weise abgeändert werden, z. B. brauchen die Retorten nicht von kreisförmigem Querschnitt zu

sein, das in dem Innern des ersten Apparates befindliche Gasrohr kann weggelassen oder ausgewechselt werden, und dasselbe gilt auch für den Umlauf der Gase usw. Wo es angebracht ist, kann der Zug der Heizungsgase bei dem Ausfluß der Heizkammern durch einen Kamin gesteigert werden. Die Heizung kann auch durch Leitung eines Dampfstromes von entsprechender Temperatur und Druck

ίο um die Retorte, ferner durch Einleiten von Dampf zusammen mit Chlor in die Retorte veranlaßt werden.

Eine bedeutende Vereinfachung ist auch dadurch zu erzielen, daß man die Retorte elektrisch heizt, nämlich mit Hilfe eines elektrischen Stromes von entsprechender Spannung, welcher durch eine die Retorte umgebende eiserne Spule geleitet wird, oder durch eine um die Retorte herumliegende Masse körnigen Koks oder indem man einen Strom durch die in der Retorte befindliche Masse aus Koks und zinkhaltigem Material hindurchschickt, auf welche das Chlor zu wirken hat. Die auf diese Weise behandelte Masse wird zuerst gesiebt, um die Holzkohle abzusondern. Der Rest wird sodann in die Auslaugekufen gebracht und mit dem Waschwasser der abgesiebten Holzkohle behandelt, welche dann (nach dem Waschen) zu einer neuen Mischung wieder verwendet werden kann. Das Auslaugen findet unter Einleitung eines Dampf-Strahles bei hoher Temperatur statt. Alsdann wird die Masse in eine Filterpresse gebracht. Der feste Teil, welcher in der Filterpresse bleibt, kann eventuell behufs Gewinnung von Silber oder Blei weiterbehandelt werden; die die Chloride von Zink, Blei, Eisen und Mangan enthaltende Flüssigkeit wird auf o° abgekühlt und filtriert, wodurch Chlorblei abgeschieden wird. Die Flüssigkeit wird dann mit oxydierenden Mitteln (wie Chlor, Calciumhypochlorid usw.) und mit Zinkoxyd enthaltenden Substanzen (Kieselzink, geröstete Blende, gebrannter Zinkspat usw.) behandelt und hierauf filtriert, wodurch, wie bekannt, eine Reinigung der Lauge von Eisen und Mangan erfolgt. Die Chlorzinklösung wird sodann bis zum Verdampfen des Wassers gekocht. Die zurückbleibende feste Masse kann geschmolzen und als Zinkchlorid auf den Markt gebracht werden; sie kann auch in diesem Zustand der Elektrolyse unterworfen werden. Wenn die Lösung oder das geschmolzene Salz durch Elektrolyse behandelt wird, sammelt sich das metallische Zink an der Kathode an, während an der Anode Chlor frei wird. Dieses Chlor wird in einen Chlorierungsapparat geleitet, nachdem es gegebenenfalls entwässert und erhitzt worden ist, indem man es durch ein im Ofen angebrachtes schlangenförmiges Rohr leitet.

Das Chlorzink kann auch durch Sublimation in einer Retorte aus der von der Holzkohle befreiten Masse gewonnen werden, indem die Dämpfe in einem passenden Behälter verdichtet werden, worauf das sublimierte Chlorzink gereinigt und gegebenenfalls elektrolysiert wird. Wenn Elektrolyse in Anwendung gebracht wird, so bildet das Verfahren einen in sich geschlossenen Kreislauf. Um die unvermeidlichen Verluste wieder einzubringen, ist es nötig, eine gewisse Menge Chlor zuzuführen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Auslaugen von zinkhaltigen Stoffen mit Chlor bei Gegenwart von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaugen gegebenenfalls mit Zuhilfenahme geringer Mengen Wasserdampf bei einer Temperatur von 270⁰ bis 275⁰ C. erfolgt.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Laugen erhaltene Lösung nach dem Absieben der Holzkohle gekühlt, dann durch Filtrieren von dem abgeschiedenen Chlorblei getrennt und in bekannter Weise zur Reinigung mit oxydierenden Mitteln und Zinkoxyden behandelt wird, worauf die Chlorzinklösung oder das daraus gewonnene feste Salz elektrolysiert wird, so daß ein geschlossener Kreislauf entsteht.

3. Von oben zu beschickende und unten

zu entleerende Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem offenen Zylinder mit einem Einlaßrohr für Chlor, einem Stehrohr und Mänteln, durch welche die heißen Gase eines Ofens streichen.

4. Von oben zu beschickende und unten zu entleerende Vorrichtung mit Heizmantel zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, bestehend aus zwei oben abwechselnd geschlossenen bzw. offenen Retorten, die durch Rohrleitungen und Hähne so miteinander in Verbindung gebracht werden können, daß das Chlor abwechselnd in jede Retorte in der Nähe ihres Bodens einfließen, in derselben steigen, außerhalb derselben wieder herabfließen, im Innern der anderen Retorte wieder steigen und gegebenenfalls in die Atmosphäre ausströmen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.