DE248750C

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Publication number: DE248750C
Application number: DENDAT248750D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 248750 KLASSE 40«. GRUPPE

CHARLES THIERRY in PARIS.

Traß, Schmelz u.dgl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. April 1911 ab.

Wie allgemein in Fachkreisen bekannt, bietet die Verdichtung von Zinkdämpfen zu flüssigem Zink unter Berücksichtigung der augenblicklich in der Zinkindustrie gebräuchliehen Arbeitsmethoden erhebliche Schwierigkeiten; es wird nur ein Teil der erzeugten Zinkdämpfe zu flüssigem Zink verdichtet, da ein gewisser Prozentsatz in der Form von »Zinkstaub« (»Poussiere«) und sogenanntem

ίο »Traß« und »Schmelz«, oxydhaltigen Zinkprodukten, niedergeschlagen wird. Dies letztere ist bis heute bei der Gewinnung von Zink unter Anwendung der Destillationsmethode unvermeidlich, einerlei aus welchem Produkt Zinkdämpfe entwickelt werden. Die Versuche, Zinkerze usw. im Flammofen oder im Schachtofen unmittelbar auf metallisches Zink zu verarbeiten, scheiterten, da in diesem Falle . fast alles Zink in Form von Zinkstaub oder anderen oxydischen Zinkprodukten gewonnen wurde.

Da der Zinkstaub nur ein beschränktes Verwendungsgebiet hat und der Handelswert des Zinkstaubs geringer ist als der des Zinks, ist man bis heute gezwungen, den Prozentsatz an erzeugtem Zinkstaub nach Möglichkeit herabzudrücken. Wohl hat man viele Mittel, — wie im weiteren kurz angedeutet — gefunden, den Zinkstaub-Prozentsatz herunterzudrücken, z. B.

1. durch Verkleinerung der Charge,

2. durch Verwendung von desoxydierenden Zuschlägen außer der Reduktionskohle,

3. durch zweckentsprechende Änderungen der Form der Vorlagen,

4. durch sorgfältige und zweckentsprechende Regelung der Temperatur der Vorlagen usw.

Jedoch diese Mittel, im besonderen das erste, haben Nachteile für einen ökonomischen Ofenbetrieb. Auch erschweren sie den Betrieb, so daß man nur durch Zugeständnisse in dieser Richtung eine möglichst vollständige Verdichtung zu flüssigem Zink erreichen kann. Aus allen diesen Tatsachen ergibt sich, daß bei der begrenzten Verkäuflichkeit des Zinkstaubs ein Verfahren, diesen unmittelbar auf metallisches Zink zu verhütten, erhebliche Vorteile bieten würde. Ein solches Verfahren der Verarbeitung von Zinkstaub, der entweder als Nebenprodukt bei dem üblichen Destillationsverfahren oder als Erzeugnis einer unmittelbaren Zinkstauberzeugung gewonnen wurde, ist Gegenstand der im folgenden beschriebenen Erfindung.

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß Zinkstaub aus sehr kleinen Zinkkügelchen besteht, die, wie die Analyse lehrt, im allgemeinen außer metallischem Zink wechselnde Gehalte von anderen Metallen, wie Blei, Eisen, Cadmium, Arsen usw., sowie einen ebenfalls Schwankungen unterworfenen Gehalt an Sauerstoff aufweisen. Dieser letztere Gehalt an Sauerstoff ist wahrscheinlich an Zink gebunden, und man muß annehmen, daß eine äußerst dünne Oxydhaut die Zinkkügelchen umhüllt. Diese Haut von Oxyd, die allerdings nur unsicher

unter dem Mikroskop nachweisbar ist, verhindert mutmaßlich das Zusammenfließen der Zinkteilchen beim Erhitzen und macht so eine unmittelbare Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub praktisch unausführbar. Man hat wohl versucht, Zinkstaub wieder zu destillieren, sei es unmittelbar oder nachdem er zur möglichsten Vermeidung einer Oxydation in Platten gepreßt war, jedoch mit keinem

ίο zufriedenstellenden Ergebnis, da in diesem Falle wieder die Schwierigkeiten der unvollständigen Verdichtung auftraten. Man hat auch versucht, Zinkstaub und die oxydhaltigen Zinkprodukte »Schmelz« und »Traß« mit Salmiak (N H_t Cl) einzuschmelzen. Aber auch dieses Verfahren bietet der Bildung von Zinkchlorid (Zn Cl₂) und der damit verbundenen Zinkverluste wegen viele Nachteile und erwies sich nicht als praktisch anwendbar.

Wie bereits vorausgeschickt, ist der Oxydgehalt des Zinkstaubs zu entfernen, um ein Zusammenschmelzen desselben zu ermöglichen. Das vorliegende Verfahren benutzt zur Entfernung der die Einschmelzbarkeit des Zinkstaubs verhindernden Oxydhäutchen die Wirkung von Chlorwasserstoff (H Cl). Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, das HCl einzuführen, nämlich:

1. als Dampf,

2. durch eine chemische Substanz, welche H Cl unter bestimmten Bedingungen abgeben kann, z. B. Salmiak,

3. in wässeriger Lösung.

Der Einführung von HCl in der Form 1 und 2 stehen praktische Schwierigkeiten entgegen. Ferner werden größere Mengen Zn Cl₂ gebildet, als dies dem Oxydgehalt entsprechend der Fall sein dürfte, d. h. es wird metallisches Zink angegriffen und somit das Ausbringen verschlechtert. Auch ist eine gleichmäßige Einwirkung des H Cl nur bei Verarbeitung sehr geringer Mengen zu erreichen. Diese Schwierigkeiten werden durch Fall 3 behoben. Die Einführung von H Cl in wässeriger Lösung gestattet, H Cl in der gewünschten Konzentration anzuwenden. Ferner wird eine gleichmäßige Einwirkung gewährleistet. Das Verfahren besteht nun im einzelnen aus folgenden Verrichtungen:

i. der zu waschende Zinkstaub wird in Wasser verrührt;

2. die auf Grund der chemischen Analyse berechnete Menge erforderlicher Salzsäure wird, entsprechend mit H₂ O verdünnt, dem Zinkstaub zugesetzt;

3. nach erfolgtem Umrühren wird der Zink-. staub von der entstehenden, fast neutralen wässerigen Lösung von ZnCl₂ getrennt, diese zur Anreicherung aufgehoben; der Zinkstaub wird mit Wasser zur Entfernung überschüssiger Salzsäure und Zn Cl₂ gewaschen;

4. der so gewonnene, sich leicht absetzende Kuchen gewaschenen Zinkstaubs wird alsbald zur möglichst vollständigen Entfernung von H₂ O gepreßt und die gepreßten Blöcke in an sich bekannter Weise unter Vermeidung von Luftzutritt eingeschmolzen.

Natürlich ist jedes andere chemische Mittel, das die Wirkung von H Cl im vorliegenden Falle ausübt, anwendbar. Es ist wahrscheinlieh, daß folgende Reaktion eintritt:

2 HCl + ZnO = ZnCl₂ + H₂O.

Daraufhin deuten die Ergebnisse der Analysen des gewonnenen Abwassers, die in denselben bei einem bestimmten 0-Gehalt des Zinkstaubs eine äquivalente Menge Zink als Zn Cl₂ gebunden nachweisen. Was auch immer die wirklichen Vorgänge sein mögen, es tritt in jedem Falle Bildung von Zn Cl₂ ein, und zwar bei gleichzeitiger Befreiung des Zinkstaubs von Oxyden. Die Folge dieses Vorganges ist, daß sich der so behandelte Zinkstaub entweder mittels Druckes allein oder durch Pressen und nachfolgendes Schmelzen in metallisches Zink überführen läßt. Die Einwirkung der Salzsäure läßt sich durch Anwendung geeigneter Mengen und Stärke fast quantitativ auf die oxydischen Bestandteile des Zinkstaubs beschränken dank dem Umstand, daß Zinkoxyd vor metallischem Zink mit H Cl in Lösung geht. Metallisches Zink wird wenig gelöst, wie Analysen und Beobachtungen zeigen.

Die gewonnene nahezu neutrale Lösung enthält außer einer geringen Menge von freier Salzsäure und Verunreinigungen nur Zn Cl₂, und zwar ist die vorhandene Menge der zugefügten Menge von HCl äquivalent. Sie ist entweder direkt nach entsprechendem Konzentrieren durch wiederholte Verwendung im Prozesse selbst oder nach erfolgtem Eindampfen verkäuflich.

Das Verhältnis von Zn Cl₂ zu metallisch ausgebrachtem Zink bewegt sich entsprechend dem Sauerstoffgehalt des Zinkstaubs in annehmbaren Grenzen, so daß der weitaus größte Teil als metallisches Zink ausgebracht wird. Die beim Einschmelzen gewonnenen Rückstände, deren Menge ebenfalls bei richtiger Durchführung des Prozesses gering ist, sind oxydische Zinkprodukte, die ohne Schwierigkeit wieder in den Rohprozeß eintreten können.

Das vorstehend beschriebene Verfahren gestattet im Gegensatz zu dem in Anwendung befindlichen Destillationsverfahren auf einen größeren Prozentgehalt von Zinkstaub zu arbeiten. Damit sind viele Schwierigkeiten der Verdichtung zu beseitigen und wird vor allem die Leistungsfähigkeit der Destillationsöfen bei gleichbleibendem Kohlenverbrauch erheblich erhöht.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß es allgemein anwendbar ist, sei es, daß es sich um die Verarbeitung von auf besonderem Wege hergestelltem Zinkstaub oder um oxydische Zinkprodukte, wie »Traß« und »Schmelz«, handelt.

Auch in diesen Fällen ermöglicht das Verfahren, aus den in Rede stehenden Produkten Zink zu gewinnen, wenngleich ein lohnendes ίο Arbeiten nur bis zu einem begrenzten Sauerstoffgehalt möglich ist.

Claims

Patent-Anspruch :
Verfahren zur Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub (Poussiere), Traß, Schmelz u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die oxydischen Bestandteile des Zinkstaubs durch eine wässerige, verdünnte Lösung von Salzsäure o. dgl. ausgelaugt werden, der Zinksatz von der Lösung getrennt und gewaschen und die so gewonnene Masse zu metallischem Zink zusammengepreßt oder geschmolzen wird.