DE2707696C3

DE2707696C3 - Verfahren zur Gewinnung von reinem Zinkoxid

Info

Publication number: DE2707696C3
Application number: DE19772707696
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Werner 4100 Duisburg Hoffmann
Original assignee: DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG DE
Current assignee: DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG DE
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2707696B2; DE2707696A1

Description

% CaO + % MgO

stellung benutzten Zinkhydratschlamm so ändert, daß sich die Schlackenkennziffer

% CaO + % MgO

%SiO₂

auf Werte zwischen 2,2 und 2,5 einstellt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kieselsäureträger alle für die Herstellung eines reinen Zinkoxids geeigneten Materialien, z.B. auch zinkhaltige Rückstandsschlämme oder Sand, verwendet werden können.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kieselsäureträger vor dem Einsatz mit den anderen Einsatzstoffen homogen mischt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines an Kalzium armen, reinen Zinkoxids, das durch Umsatz von technischem Zinkoxidklinker mit einem Kohlenstoffträger gewonnen wird.

Den Zinkoxidklinker, der zur Herstellung von Zinkoxid (rein) nach dem sogenannten amerikanischen Prozeß (direktes Verfahren) mit Kohlenstoff umgesetzt wird, gewinnt man üblicherweise durch Kalzinieren von Zinkhydratschlamm, den man zuvor aus weitgehend eisenfreien zinksulfat- und/oder -chloridionenhaltigen Lösungen mittels Kalk ausfällt und, falls erforderlich, entchlort.

Der so gewonnene Klinker enthält stets einige Prozent Kalzium in Form von Oxid und nur wenig Kieselsäure (SiO₂). Dies sind die Mengen SiO₂, die in dem zur Zinkfällung verwendeten Kalk enthalten sind.

Ein geringer Anteil des Kalziums aus dem Klinker wird bei dem genannten amerikanischen Prozeß zusammen mit anderen Verunreinigungen mechanisch abgerieben und gelangt mit dem Abgasstrom durch die Vorabscheider hindurch in das Zinkoxid (rein), wo es in Konzentrationen von etwa 0,050% Ca nachzuweisen ist.

Diese Ca-Konzentration ist für verschiedene Anwendungsbereiche des Zinkoxids jedoch zu groß und wirkt sich störend aus. So verstopfen z. B. beim Einsatz des Zinkoxids in Spinnbadlösungen der Textilindustrie die Düsen infolge Kalkablagerung relativ schnell.

Die genannten Nachteile hat das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung eines an Calcium armen, reinen Zinkoxids, das durch Umsatz von technischem Zinkoxidklinker, der neben Calciumoxid nur wenig Kieselsäure enthält, mit einem Kohlenstoffträger gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kalk-Kieselsäure-Verhältnis in dem für die Klinkerher-

% SiO₂

auf Werte zwischen 2,2 und 2,5 einstellt, nicht.
Die Vorteile des Verfahrens sind folgende:

a) Die Kalziniereigenschaft des Hydratschlammes unter Energieeinsparung wird verbessert,

b) der gewonnene Klinker weist bei der Verarbeitung zu Zinkoxid (rein) einen geringeren mechanisch ?n Abrieb auf,

c) der Verunreinigungsgrad im Zinkoxid (rein) vermindert sich und

d) der Kalziumgehalt im Endprodukt wird auf die für verschiedene Anwendungsgebiete des Zinkoxids geforderten Mindestwerte gesenkt

Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutern, ohne es hierauf zu beschränken.

Beispiel

2001 Zinkoxidklinker, aus reinem Hydratschlamm erzeugt, mit folgender chemischen Zusammensetzung (Gew.-%):

73,4 Zn, 3,3 CaO, 2,1 MgO, 1,4 SiO₂,0,9 Al₂O₃
und 0,17 Fe,

wurden in einem ersten Versuch nach dem sogenannten amerikanischen Prozeß zu Zinkoxid (rein) verarbeitet. Der Kalziumgehalt des Endproduktes lag im Mittel bei 0,054% Ca.

In einem zweiten Versuch wurden 120 t Zinkoxidklinker verarbeitet, der wie im ersten Versuch bei gleicher chemischer Zusammensetzung, aber mit einer um 48% höheren Punktdruckfestigkeit (d. h. bei höherer Temperatur und folglich höherem Energieverbrauch) härter geklinkert hergestellt war.

Das Ergebnis beider Versuche war im Hinblick auf den Ca-Gehalt kaum unterschiedlich. Der Kalziumgehalt lag um 0,050% mit einem Bestwert bei 0,042% Ca.

In einem dritten Versuch, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wurde, wurden 200 t Zinkoxidklinker verarbeitet, der aus einer Mischung von Hydratschlamm mit kieselsäurehaltigem Zinkrückstandsschlamm und anderen Zinkträgern hergestellt worden war. Dabei wurde der kieselsäurehaltige Rückstandsischlamm zunächst mit den anderen Zinkträgern intensiv gemischt, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Kieselsäure zu erreichen.

Der so gewonnene Zinkoxidklinker hatte folgende chemische Zusammensetzung (Gew.-%):

72,7 Zn, 3,3 CaO, 1,5 MgO, 2,0 SiO₂,1,4 Al₂O₃
und 0,40 Fe.

Der SiO₂-Gehalt ist, verglichen mit den Versuchen 1 und 2, von 1,4 auf 2,0 angestiegen.

Der Kalziumgehalt im erzeugten Zinkoxid (rein) lag dagegen wesentlich niedriger, und zwar bei 0,020% (als Ca gerechnet). Der Energieverbrauch liegt, verglichen mit den Versuchen 1 und 2, niedriger, da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstens eine niedrigere Klinkertemperatur erforderlich ist als nach dem bisherigen Verfahren, um die gleiche Härte des Klinkers zu erhalten, und zweitens auch noch etwa 10% Energie beim anschließend angewandten »amerikanischen Verfahren« zur Herstellung von Zinkoxid (rein) aus dem Zinkoxidklinker eingespart werden, da der Klinker schon bei niedrigerer Temperatur gut reduziert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung eines an Calcium armen, reinen Zinkoxids, das durch Umsatz von technischem Zinkoxidklinker, der neben Calciumoxid nur wenig Kieselsäure enthält, mit einem Kohlenstoffträger gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kalk-Kieselsäure-Verhältnis in dem für die Klinkerherstellung benutzten Zinkhydratschlamm so ändert, daß sich die Schlackenkennziffer