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Description

DEUTSCHES REICH

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REl CH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 264526 KLASSE .12«». GRUPPE

in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1912 ab.

Die Erfindung betrifft die getrennte Gewinnung von Thallium und radioaktiven Metallen aus Bleierzen unter gleichzeitiger Darstellung von sublimiertem Bleiweiß.

Es ist bereits bekannt, einen Bleiweißersatz (sogenanntes sublimiertes Bleiweiß) herzustellen, dessen Zusammensetziing zwischen 2 Pb SOiPbO und 3PbSO₁₁PbO liegt, indem man Bleiglanz in einem Ofen bei hoher Temperatur in einem Strom von Kohlenoxydgas ver-• flüchtigt und Luft einführt, um die Dämpfe und das Kohlenoxyd zu oxydieren.

Bei diesem Verfahren mußten die Flammen plötzlich abgekühlt werden, und es bedurfte einer verhältnismäßig langen Flamme wegen der Verdünnung des KoWenöxyds. Die lange Flamme war nötig, da die Oxydation der dünnen Kohlenpxydmischung nur langsam erfolgte. Durch die langsame Oxydation wurde jedoch

ao eine basischere Verbindung erhalten, als für die Herstellung eines guten sublimierten Bleiweißes vorteilhaft ist, und die fremden Beimischungen im Erz verursachten eine schlechte Farbe des erhaltenen Farbkörpers.

Es wurde nun gefunden; daß durch rasches Verdampfen eines Bleierzes, beispielsweise Bleiglanz, in einem Strom von heißen reduzierenden Gasen, z. B. von Kohlenoxyd oder Stickstoff, und durch Verbrennen des Dampfes unter Zuführung eines großen Überschusses von Luft in möglichster Nähe der Aüsgangsöffnung des Ofens, derart, daß die Luftmenge genügt, um eine vollkommene Oxydation in kürzester Frist herbeizuführen, und schließlich durch verhältnismäßig langsames Abkühlen der Dämpfe die Salze des Thalliums und der seltenen Metalle, insbesondere der radioaktiven Gruppe, sich in großen Tropfen vereinigen und in den ersten Kammern niederfallen, während das Bleisulfat von der Flamme fortgeführt und in den in größerer Entfernung vom Ofen befindlichen Kammern abgelagert wird.

Außerdem wird eine bessere Zusammensetzung des sublimierten Bleiweißes erzielt, indem es der Formel 3 Pb S O₄₁Pb O näher kommt und demgemäß ein besser deckendes und reineres Weiß darstellt.

Die Kühlzone wirkt also bei diesem Verfahren als Separator, da diejenigen Partikel kondensierten Rauches, welche reicher an anderen Metallen als Blei sind, eutektische Mischungen bilden, und durch Anordnung geeigneter Sammelkammern ist es daher möglich, das Thallium und die seltenen Metalle getrennt zu gewinnen und sie so von dem Bleisulfat abzuscheiden.

Die Verflüchtigung des Erzes geschieht in einem Ofen und einer Kühlanlage mit ständig arbeitenden Koks- und Erzzuführungsvorrichtungen, damit jede Notwendigkeit für ein öffnen des Ofens· wegfällt.

Zur Reinigung und Konzentration der konden- > sierten Verbrennungsprodukte unterwirft man sie zweckmäßig einer wiederholten Destillation.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt
Fig. ι einen Seitenaufriß der gesamten Anlage dar,

Fig. 2 einen Grundriß derselben.
Fig. 3 ist ein Endaufriß,

Fig. 4 ein Horizontalschnitt des Ofens,
Fig. 5 ein Vertikalschnitt des oberen Teiles des Ofens, ■

Fig. 6 ein Seitenaufriß des unteren Teiles des

ίο Ofens.

Fig. 7 zeigt zwei Schnitte durch eine der Erzzuführungsvorrichtungen.

Zur Ausführung des Verfahrens wird z. B. gepulverter Bleiglanz der Oberfläche einer tiefen

Koksschicht in zwei öfen α zugeführt; die verflüchtigten Dämpfe gelangen dann unmittelbar in eine Verbrennungskammer b, die sich eng an den Ofen anschließt. Hier mischen sich die Dämpfe mit einem durch Öffnungen zugeführten größeren Luftüberschuß. Die Luft kann von oben und an den Seiten eintreten; das Einströmen erfolgt durch Unterdruck in dem Apparat, der durch einen Ventilator am Auslaß der Kondensationskammern erzeugt wird, dochkönnen auch zweckmäßig Röhren und ein Ge-' blase vorgesehen sein, um einen scharfen Luftstrom in das Zentrum der aus dem Ofen tretenden Dämpfe einzublasen, damit eine kurze und heiße Flamme entsteht. Es wird genügend Luft zugeführt, um den gesamten Dampf vollständig und so rasch als möglich zu oxydieren. Zweckmäßig wird das Acht- bis Zehnfache der theoretischen Menge angewendet. Die hierbei oxydierten Dämpfe werden durch eine Reihe von Kühlkammern c, d, e, f und schließlich in den Kessel g geleitet, in welchen das übrig bleibende Bleisulfat abgelagert wird. Das Thallium und die seltenen 'Metalle werden zum größten Teil in der ersten Kühlkammer c abgelagert, unmittelbar nachdem die Verbrennung stattgefunden hat. Der Koks wird dem Ofen durch eine seitliche Zuführung (Fig. 5) am oberen Teil des Ofens mit Hilfe eines Schiebers h (Fig. 4) zugeführt, der durch eine Spindel k o. dgl. vorwärts bewegt wird. Das zu behandelnde Erz befindet sich in Pulverform in einem Trichter / oberhalb des Ofens und wird einer rotierenden Platte m zugeführt, von der es durch Kratzer η und Kanäle 0 durch Verteilungsöffnungen p in den Ofen befördert wird. Die Verteilungsvorrichtungen auf dem Ofen selbst bestehen aus Trichtern q in den öffnungen o¹ mit konischen Stücken r in zentraler Anordnung, und das Erz, welches auf diese kegelförmigen Stücke fällt, ergießt sich dadurch in kegelförmiger Verteilung auf die obere Schicht des Kokses. Ein Luftstrom wird am Boden des Ofens eingeblasen und feste Roststäbe s (Fig. 6) sind in einiger Entfernung voneinander angeordnet sowie eine luftdicht schließende Tür den Roststäben gegenüber angebracht, so daß die Schlacke durch Einführung eines langen Hakens parallel zu den Roststäben entfernt werden kann. Im übrigen ist der Ofen ganz geschlossen, und es ist während des Feuerungsprozesses nicht notwendig, ihn zu irgendeinem Zwecke zu öffnen. Die Roststäbe sind in einer solchen Entfernung angeordnet, daß der Koks automatisch durchfällt und die gebildete Schlacke mit sich führt.

Bei dem dargestellten Ofen sind sechs öffnungen vorgesehen, durch welche das Erz eingeführt wird.

Durch die erhöhte Temperatur und damit raschere Verdrängung des Bleiglanzes ist es möglich, in einem Ofen von gegebener Größe die zehnfache Menge zu verarbeiten als nach dem früheren Verfahren.

Es ist von Wichtigkeit, daß -der Dampf vollkommen oxydiert wird, da andernfalls weniger hoch oxydierte Bleisalze gebildet werden, die einen niedrigen Schmelzpunkt haben und sich in den ersten Kühlkammern zusammen mit den seltenen Metallen abscheiden, andererseits wird bei Verwendung einer zu langen Flamme die Basizität erhöht und eine gefärbte Mischung erhalten, die Bleiglätte von niederem Schmelzpunkt enthält, die sich zusammen mit den seltenen Metallen abscheidet.

Ferner ist es von Wichtigkeit, daß das Kühlen verhältnismäßig langsam geschieht. Eine Wasserkühlung ist unter allen Umständen zu vermeiden.

Nach der ersten Abscheidung werden die Niederschläge unter ähnlichen Bedingungen in einem zweiten Ofen und, wenn nötig, in einem dritten von neuem verflüchtigt, wodurch das Thallium und die seltenen Metalle, konzentriert werden.

Bei der weiteren Konzentration wird das Blei in geschmolzener Form gewonnen und nach mehreren Konzentrationen eine dunkelbraune Mischung von Salzen des Thalliums und der seltenen Metalle erhalten. Die wiederholte Destillation der in der ersten Kühlkammer niedergeschlagenen Verbrennungsprodukte bewirkt eine Reduktion von ⁴/₅ der beigemengten Sulfate zu Metall und eine Verflüchtigung von V₅; Das ergibt eine ungefähr 40 fache Konzentration, da nur ungefähr V₈ der Dämpfe eutektisch ist, und da weiter nur Vs des Eutektischen verflüchtigt wird. Die Destillation kann wiederholt werden, bis das Eutektische für die chemische Trennung der darin enthaltenen Metalle genügend konzentriert ist.

Um gute Resultate zu erhalten, ist es von Wichtigkeit, nur Bleierze und keine gemischten Erze zu verwenden, da bei Verwendung gemischter Erze, welche auch Antimon oder Kupfer enthalten, störende Schlacken gebildet werden. Bei Bleierzen jedoch bleibt praktisch kein Rückstand in dem ersten Ofen, und nur

metallisches Blei wird in dem zweiten und in weiteren öfen gebildet.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Abscheidung von Thallium und seltenen Metallen aus' Bleierzen unter gleichzeitiger Gewinnung von sublimiertem Bleiweiß, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erz auf einer tiefen Koksschicht

ίο durch intensives Erhitzen, jedoch unter Vermeidung der Oxydation rasch verdampft und unmittelbar nach Austritt der Dämpfe aus dem Ofen einen zur vollständigen Oxydation der Dämpfe hinreichend großen Luft-Überschuß zuführt, worauf man die Dämpfe zum Zwecke langsamer Abkühlung und dabei erfolgender getrennter Abscheidung ihrer Bestandteile durch eine Reihe von Absetzkammern hindurchleitet.
2. Verfahren zur Reinigung und Konzentration der nach Anspruch 1 gewonnenen Produkte, dadurch gekennzeichnet, daß man diese dem Verfahren nach Anspruch 1 an Stelle der Bleierze unterwirft.
3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (I, m, n, p, t) für ständige Erz- und Kokszuführung zum Ofen, so daß der Ofen während des Betriebes nicht geöffnet werden braucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.