DE263440C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— Ja 263440 KLASSE 40 a. GRUPPE

NEWJERSEY ZINC CO. in NEW YORK.

Verfahren der Behandlung von Salmiakgekrätz. Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. September 1911 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

die Priorität

14. Dezember igoo auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 12. November 1910 anerkannt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Salmiakgekrätz zum Zwecke der Wiedergewinnung des darin enthaltenen Chlorzinks und Ammoniaks und zur Erzielung eines Rückstandes, welcher als Ausgangsstoff zur Herstellung von Zink oder von Zinkverbindungen dienen kann.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das Chlorzink in flüssigem Zustande und unter Bedingungen erhalten wird, unter denen es frei von Chlorammonium ist. Das flüssige Chlorzink wird hierbei fast vollständig von den Dämpfen des Ammoniumchlorids in dem Kondensgefäß abgetrennt. Das Verfahren geht zweckmäßig kontinuierlich vor sich, und zwar in der Art, daß die Dämpfe des Chlorzinks des Ammoniumchlorids aus einer erhitzten Retorte überdestilliert werden, welche Salmiakgekrätz enthält, und in einem Kondensator aufgefangen werden, in welchem die Temperatür derart geregelt ist, daß sie über dem 'Kondensationspunkt der Ammoniumchloriddämpfe und zwischen dem Schmelzpunkt und dem Siedepunkt des Chlorzinks (zweckmäßig näher zum Siedepunkt als zum Schmelzpunkt des Chlorzinks) liegt. Hierdurch wird bewirkt, daß die Chlorzinkdämpfe verflüssigt und beständig aus dem Kondensationsgefäß abgezogen werden können, und daß die Chlorammoniumdämpfe (zusammen mit der kleinen Menge Chlorzink, welche nicht zum Schmelzen gelangt ist) beständig in ein geeignetes Absorptionsgefäß o. dgl. übergeführt werden.

Die praktisch quantitative Wiedergewinnung des Chlorzinks in flüssiger Form ist dem Umstände zuzuschreiben, daß die gemischten Dämpfe des Chlorzinks und des Ammoniumchlorids in den Kondensator in durchsich-' tigern Zustande eintreten, weil die Bedingungen, unter denen sie entstehen, das Hinzutreten von feuchter Luft und von \^rerbrennungsproduftten zu ihnen ausschließen, und weiterhin dem Umstände, daß die Dämpfe nicht plötzlich abgekühlt werden, wenn sie in den Kondensator eintreten. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Gegenwart von feuchter Luft oder von Verbrennungsprodukten oder das plötzliche Erkalten der gemischten Dämpfe Anlaß zur Bildung einer geringen Menge Dampf gibt, welche die übrigen transparenten Dämpfe verhüllt und ihre Kondensation außerordentlich schwierig macht. Dieser schädliche Einfluß der genannten Faktoren war bisher nicht bekannt, und das vorliegende Verfahren gibt als erstes ein Verfahren zur Beseitigung dieser Übelstände an.

In der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. 1 einen Längsschnitt, teilweise im Aufriß eines zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Apparates dar.

Die Fig. 2 und 3 stellen in etwas vergrößer-

tem Maßstabe Schnitte in Richtung der Linien 2-2 und 3-3 dar.

In der Zeichnung ist A ein Ofen mit einer Rostfeuerung σ. Das Brennmaterial besteht zweckmäßig aus einer Mischung von drei Teilen harter Kohle auf einen Teil weicher Kohle. Die Verbrennung wird in beliebiger Weise beschleunigt, beispielsweise durch ein Dampfgebläse, welches einen regelbaren künstlichen Zug liefert.

B stellt eine Schamotteretorte dar, welche zweckmäßig etwa 3,5 m lang, 70 cm breit und 40 cm hoch ist. Diese Retorte wird, wie gezeichnet, in den Ofen eingesetzt, so daß die Ofengase ihren Weg in der angegebenen Richtung nehmen und die Hitze derart verteilt wird, daß sie von einem Ende bis zum anderen Ende der Retorte im wesentlichen gleichförmig ist. Die Rückseite der Retorte wird nach dem Einbringen der - Gekrätzcharge durch Ziegel b verschlossen, welche miteinander durch Lehm verkittet sind, so daß der Verschluß luftdicht ist.

Am vorderen Ende der Retorte ist der Kondensator C angebracht, welcher zweckmäßig aus einem an einem Ende teilweise geschlossenen Schamotterohr besteht. Sein offenes Ende ist in die Retorte B eingebaut, und sein vorderes Ende ist mit einer Aussparung c versehen, damit das kondensierte Chlorzink ausfließen kann. Der Kondensator erstreckt sich über den Feuerkasten d hinweg, welcher mit Ziegeln e bedeckt ist. LTm den Kondensator ist eine Ziegelkappe f gebaut, welche mit einer Öffnung h versehen ist, die nach Wunsch ganz oder teilweise geöffnet oder geschlossen werden kann, beispielsweise mittels eines Ziegels i. Durch eine Öffnung oder öffnungen, beispielsweise die Öffnung j, können die Feuergase in die Kappe f eintreten. Dieselbe kann ganz oder teilweise geöffnet oder geschlossen werden. Auf diese Weise kann die Temperatur des Kondensators beliebig geändert werden.

Der Ofen ist mit einem Schornstein D für die Verbrennungsprodukte versehen. Dieser Schornstein hat einen regelbaren Schieber k o. dgl., eine Metallkappe E und ein Rohr m, welche ebenfalls in den Schornstein alle die Verbrennungsprodukte überführen, welche von der Ziegelkappe des Kondensators abgegeben werden.

Den Kondensator C verbindet ein Steinzeugkrümmer η mit einem Eisenrohr p, das ein Absperrventil h hat. Dieses Rohr führt nach dem Bodenteil des Absorptionsturmes F, welcher eine schachbrettartige Füllung r, beispielsweise aus feuerfesten Ziegeln, hat. Der Turm ist durch ein Zugrohr 5 mit dem Schornstein D verbunden und wird aus dem Wasserbehälter G durch die Pumpe H und die Röhren t mit Wasser versehen, wobei ein Rückleitungsrohr ν zu dem Wasserbehälter G zurückführt. Natürlich ist der hier dargestellte Waschturm nur eine der vielen mögliehen Vorrichtungen, welche zur Wiedergewinnung des Ammoniumsalzes dienen können. In dem Waschturm zirkuliert so lange dasselbe Wasser aus dem Wasserbehälter und kehrt wieder dorthin zurück, bis es so weit mit dem Ammoniumsalz gesättigt ist, daß die Konzentration lohnt. Ein Rohr ze/, welches ein Absperrventil ze/ aufweist, dient dazu, Dampf und Ammoniak, welche sich in den ersten Stufen des Verfahrens entwickeln, und welche andernfalls den Kondensator abkühlen würden, zu entfernen.

Das Verfahren geht in folgender Weise vor sich: Das Salmiakgekrätz, welches wie gewöhnlich Zinkoxyd, metallisches Zink, Chlorzink, Ammoniumchlorid und fremde Stoffe, beispielsweise Brennmaterial. Brennmaterialasche u. dgl. enthält, wird in die Retorte B eingebracht. Die Retorte wird dann sorgfältig verschlossen und an ihrem rückwärtigen Ende verkittet. Bevor das Gekrätz in die Retorte gebracht wird, kann es auch mit Koksabfall von derartiger Größe, gemischt werden, daß er beim Sieben durch ein Sieb hindurchgeht, dessen Maschenweite etwa 1 cm beträgt. Bei gewissen Arten leicht schmelzbaren Gekrätzes dient dieser Zusatz dazu, die Bildung eines harten Kuchens zu verhindern, welcher seine Chloride langsamer abgeben würde. Durch dieses Hilfsmittel wird bei derartigem Gekrätz die für die Ofenarbeit erforderliche Zeit beträchtlich abgekürzt und die ganze Arbeit entsprechend erleichtert.

Unter dem Einfluß der Hitze der Verbrennungsprodukte aus der Feuerung werden die flüchtigen Stoffe des Retorteninhaltes in Stufen abgetrieben. Die Charge schmilzt in dem Ofen, und das Wasser wird als Dampf abgetrieben. Kurz nachdem die Dampf entwicklung begonnen hat, beginnt freies Ammoniak zu erscheinen, und zwar so lange, bis der Dampf ausgetrieben ist. Diese Erstprodukte werden durch das Rohr ze/ entfernt. Während dieses Zeitraumes ist das Absperrventil ze/ in dem Rohr ze/ geöffnet, und das Absperrventil h in dem Rohr p geschlossen. Nachdem schließlich das Wasser ausgetrieben ist, wird das Chlorzink ausgetrieben und ebenfalls der Rest des Ammoniaks (als Salmiak). Sobald diese Stufe beginnt, wird das Ventil ze/ geschlossen und das Ventil h geöffnet. Inzwischen ist der Kondensator durch den Zutritt einer geregelten Menge von Feuergasen in den Raum zwischen Kondensator und der äußeren Kappe auf die gewünschte Temperatur gebracht. Die Wirksamkeit des Verfahrens hängt von der Regelung der in dem Kondensator herrschen-

den Temperaturbedingungen ab. Zu diesem Zweck wird die Temperatur des Kondensators über dem Schmelzpunkt des Chlorzinks (260⁰ C.) und unter seinem Siedepunkt (73°° C.) gehalten, näher jedoch zum Siedepunkt als zu dem Schmelzpunkt, so daß die Temperatur zweckmäßig 550 bis 6oo° C. beträgt. Im allgemeinen wird die Temperatur des Kondensators derart geregelt, daß das Chlorzink bei langsamer Rotglut ausfließt. Unter diesen Umständen kondensiert sich das Chlorzink zu einer flüssigen Form sehr leicht und entweicht aus dem Kondensator durch die zu diesem Zweck angebrachte Öffnung in Form eines schmelzflüssigen Stromes. Die Temperatur im Kondensator ist höher als die Kondensationstemperatur der Ammoniumchloriddämpfe. Der Kondensator bewirkt daher die Trennung des Chlorzinks vonjien

20. Ammoniumchloriddämpfen. Diese treten (zusammen mit einer kleinen Menge unkondensierten Chlorzinks) in den Waschturm ein, wo sie durch Absorption wiedergewonnen werden. Wenn die Absorption genügend weit vor sich gegangen ist, kann das Wasser zur Wiedergewinnung des Salmiaks in geeigneter Weise konzentriert werden. Werden die Salmiakdämpfe von einem Teil unkondensierter Chlorzinkdämpfe begleitet, so erhält man aus dem Waschwasser eine entsprechende Menge von Kristallen der Zusammensetzung 2 N H₄, Cl Zn Cl₂.

Wie oben angegeben, können die Ammoniumchloriddämpfe, anstatt durch einen Waschturm zu gehen, durch Hindurchführen in eine Reihe von Kondensationskammern unter Tempefaturbedingungen, bei denen sie sich darin absetzen, wiedergewonnen werden, wobei Absorption und darauf folgende Konzentration vermieden wird. Indessen hat sich im allgemeinen der Waschturm als besonders wirksam zur Wiedergewinnung des Salmiaks erwiesen, da sich bequem mit ihm arbeiten läßt.

In den ersten Stufen des Verfahrens treten die Chlorzink- und Salmiakdämpfe, da die wässerigen Dämpfe aus der Charge abgetrieben sind, in deh Kondensator frei von Feuchtigkeit und ohne Berührung mit feuchter Luft oder mit Verbrennungsprodukten ein. Aus diesem Grunde, und weil außerdem die Dämpfe keine plötzliche Abkühlung beim Eintreten in den Kondensator erleiden, stellen sie eine transparente Mischung dar, welche frei

von schwierig kondensierbarem Dampf sind, 55 welcher sich sonst darin entwickeln würde. Nachdem das Chlorzink und das Ammoniumchlorid aus der Charge abgetrieben sind, bil- . det der Rückstand in der Retorte B ein zinkhaltiges Material, welches Zinkoxyd, bisweilen 60 auch etwas metallisches Zink, und die festen Verunreinigungen enthält, welche ursprünglich in dem Salmiakgekrätz vorhanden waren. Er ist indessen im wesentlichen frei von Chlor und Ammoniak. Dieser Rückstand kann ent- 65 weder zur Herstellung von Zink oder zur Herstellung von Zinkverbindungen, beispielsweise Zinkoxyd oder Zinksalzen, verwendet Averden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren der Behandlung von SaI- ■ miakgekrätz zum Zwecke der Wiedergewinnung der Chloride und eines zur Herstellung von Zink geeigneten Rückstandes, dadurch gekennzeichnet, daß das Gekrätz auf eine über dem Siedepunkt des Chlorzinks liegende Temperatur erhitzt wird, das Chlorzink und Ammoniumchlorid'verflüchtigt und das Chlorzink in flüssiger Form kondensiert wird, wobei die Entstehung eines schwierig kondensierbaren Dampfes in dem Kondensator durch Vermeidung einer plötzlichen Abkühlung der Dämpfe und einer Berührung derselben mit feuchter Luft und Verbrennungsprodukten verhindert wird.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verflüchtigten Chloride in einem Kondensator aufgefangen werden, in welchem eine Temperatur über dem Kondensationspunkt des Ammoniumchlorids und über dem Schmelzpunkt des Chlorzinks und unter dessen Siedepunkt aufrechterhalten wird, wobei das Chlorzink in flüssigem Zustande gewonnen wird.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Kondensators näher zum Siedepunkt als zum Schmelzpunkt des Chlorzinks gehalten wird, und zwar in der Weise, daß um den Kondensator eine mit Öffnungen versehene Kappe angeordnet ist, in welche die Feuergase in regelbarer Menge eintreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.