DE284982C

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Publication number: DE284982C
Application number: DENDAT284982D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Eg ist bekannt, daß Zinkoxyd unter Bildung von Zinkbisulfit durch schweflige Säure gelöst wird. Um nun diese Reaktion für die Praxis verwertbar zu machen, ist es in erster Linie erforderlich, möglichst konzentrierte Lösungen von Zink herzustellen. Zu diesem Zweck ist es bereits vorgeschlagen worden, eine bestimmte Menge Zinkerz mit einer verdünnten S O₂-Losung zu laugen, die erhaltene Lauge zur Absorption von neuer S O₂-Lösung zu verwenden, diese Lösung wieder über das Erz zu leiten usw., bis die Lauge genügend Zink aufgenommen hat. Dieses Verfahren ist aber praktisch nicht durchführbar, weil zunächst überhaupt kein Zink in Lösung geht, solange noch freies Zinkoxyd im Erz vorhanden ist. Letzteres reagiert nämlich sofort mit dem Bisulfit der Lösung, indem sich zwei Moleküle unlösliches Zinkmonosulfit bilden. Erst wenn alles Zink in Monusulfit umgewandelt ist, wird sich das Zink bei weiterer Zufuhr von S O₂ zu Bisulfit lösen.

Ganz ähnlich liegt der Fall, wenn in ein Gemisch von Erz und Wasser S O₂-GaS geleitet wird,- oder wenn ein Erz-Wassergemisch in Reaktionstürmen mit S O₂ in Berührung gebracht wird. Die Umsetzung des Zinkoxyds in Sulfit geht hierbei bei weitem nicht so schnell vonstatten wie die zweite Hälfte der Reaktion, nämlich die Lösung des Sulfits zu Bisulfit. Während in Wasser aufgeschwemmtes Sulfit S O₂ äußerst schnell an sich reißt, wodurch das Wasser befähigt wird, sofort mehr S O₂ aufzunehmen, ist für die Bildung des Sulfits aus Oxyd ganz erheblich mehr Zeit erforderlich. Die Absorptionsfähigkeit des Wassers für S O₂ ist also für die beiden Stadien eine verschiedene, sie ist für die zweite Hälfte der Operation beinahe doppelt so groß wie für die erste. Alle Apparate nun, welche für die Behandlung eines Erz-Flüssigkeitsgemisches mit Gas im praktischen Betrieb in Frage kommen, bieten jedoch nur in geringem Maße oder gar nicht die 'Möglichkeit, das Gemisch für längere Zeit mit dem Gas in Berührung zu halten. Infolge dieser nur kurzen Einwirkungsdauer der S O₂-Gase auf das Erz-Wässergemisch können daher konzentrierte Lösungen nicht erhalten werden.

Unter Verwertung der Beobachtung, daß sich das Sulfit des Zinkes viel leichter in schwefliger Säure löst als das Oxyd, wird nun gemäß der Erfindung in der Weise verfahren, daß das Zinkoxyd des oxydischen Zinkerzes durch Behandlung des letzteren mit gebundener schwefliger Säure zunächst in Monosulfit umgesetzt wird und darauf erst mit S O₂-GaS behandelt wird.

Die Umsetzung in Zinkmonosulfit kann in sehr einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß das Röstgut mit einer Zinkbisulfitlösung versetzt wird, wobei je ein Molekül Zinkoxyd des Erzes mit je einem Molekül Bisulfit reagiert, indem sich zwei Moleküle Zinkmonosulfit ,,nach der folgenden Gleichung bilden:

Zn H₂ (S O₃)₂ + Zn O = 2 Zn S O₃ + H₂ O.

Diese Behandlung des Erzes kann außerhalb des Gasabsorptionsapparates in besonderen Apparaten erfolgen.

Das so erhaltene Monosulfit wird dann in Wasser aufgerührt und hierauf mit S O₂-GaS

behandelt. Das S O₂-GaS wird nun äußerst rasch und vollständig absorbiert, indem sich augenblicklich Bisulfit bildet. Diese Umwandlung kann infolgedessen trotz der kurzen Einwirkungsdauer sehr gut und vollständig im Turm durchgeführt werden.

Die Ausführung des Verfahrens kann auf verschiedene Weise erfolgen.

Ist z. B. aus 16 t Erz mit 25 Prozent Zinkgehalt eine 5 prozentige Zinklösung herzustellen, so würden die 4000 kg Zink 80 t Wasser und insgesamt 8000 kg S O₂ benötigen. Zunächst werden nun 80 t Wasser mit einer Tonne Erz gemischt und so lange in bekannter Weise mit S O₂-GaS behandelt, bis die 250 kg Zink dieser Tonne Erz vollständig gelöst sind. Die so erhaltene 0,3prozentige Zinklösung -wird nun vom ausgelaugten Gut ablaufen gelassen oder abfiltriert und mit einer Tonne frischen Röstgutes zusammengebracht. Lösung und Gut werden nun zunächst innig gemischt, wobei sich das Zinkoxyd des Erzes mit dem Bisulfit der Lösung zu Monosulfit umsetzt.

Hierauf wird das S O₂-GaS eingeleitet, bis alles Monosulfit gelöst ist, was aus den oben erwähnten Gründen sehr schnell vonstatten geht.

Nach Entfernung des ausgelaugten Gutes kann die Lösung sofort mit 2 t frischen Röstgutes versetzt werden; die nach abermaligem Einleiten von S O₂ erhaltene Lösung kann mit 41 und die hieraus endlich erhaltene Lösung mit 8 t Röstgut versetzt werden. Auf diese Weise kommt also S O₂ stets nur mit Monosulfit in Berührung. Nur bei einem verschwindend kleinen Teil des Erzes — in diesem Falle bei einer Tonne von 16 —■ wirkt das Gas unmittelbar auf Zinkoxyd ein. Es ist aber dabei ein derartig großer Überschuß von Wasser vorhanden (denn diese erste Lösung enthält ja nur 0,3 Prozent Zink = 0,6 Prozent S O₂), daß ein Verlust von S O₂ überhaupt nicht einteten kann. Aber selbst dieses erste Zusammentreffen von Oxyd und S O₂ läßt sich noch vermeiden, indem man von der konzentrierten Lösung einen entsprechenden kleinen Teil zurückbehält und mit der ersten Tonne Erz zusammenbringt.

Dieses Verfahren kann natürlich in verscliiedencr Weise abgeändert werden. So kann man z. B. statt nacheinander größere Mengen stets gleiche Mengen von Erz, bei obigem Beispiel also Tonne um Tonne, behandeln, wobei dann natürlich bei der jeweiligen Zugabc von frischem Erz nur ein Teil des in Lösung befindlichen Bisiüfits zur Bildung von Monosulfit zersetzt wird.

Am zweckmäßigsten richtet man aber das Verfahren so ein, daß es kontinuierlich ist.

Zu diesem Zwecke werden die S O₂-Gase durch einen Reaktionsturm oder einen anderen geeigneten Apparat geleitet und im an sich bekannten Gegenstrom zu denselben eine Mischung des vorher erzeugten Monosulfits mit Wasser geführt. Das Monosulfit wird kontinuierlich erzeugt, z. B. dadurch, daß man die Lauge, die den Turm verläßt, sofort wieder nach oben bringt und hier mit frischem Röstgut mischt, nachdem man das ausgelaugte Gut sich unten hat absetzen lassen. Das Röstgut, das durch eine automatische Aufgabevorrichtung kontinuierlich zugeführt wird, passiert mit der Lauge zusammen zunächst eine geeignete Mischvorrichtung, wobei sich Monosulfit bildet. Hierauf läßt man das Gemisch von Erz, Monosulfit und Lauge in den Reaktionsturm laufen, wo das Monosulfit in Bisulfit verwandelt wird. Die Lauge läßt man nun so lange zirkulieren, bis der gewünschte Konzentrationsgrad erreicht ist, worauf sie zwecks Ausfällung des Zinks abgeleitet wird.

Auch hier kann man, um ein unmittelbares Zusammentreffen von Zinkoxyd und S O₂-GaS am Anfang zu vermeiden, einen Teil der konzentrierten Lauge mit der Anfangsflüssigkeit mischen, oder man fällt das Zink nachher nicht vollständig aus, so daß in der Flüssigkeit, die vom Ausfällapparat zum Turm zurückgeführt wird, stets noch ein geringer Prozentsatz Zinkbisulfit enthalten ist.

Die Vorteile des neuen Verfahrens sind erhebliche. In erster Linie wird eine vollständige Ausnutzung der S O₂ erzielt, weil neben dem Wasser auch noch das Monosulfit als Absorptionsmittel auftritt. Die Konzentration der Lauge kann mit Leichtigkeit bis zum Sättigungsgrad (etwa 8 Prozent Zn-Gehalt) gesteigert werden, wodurch einerseits die Ansammlung großer Flüssigkeitsmengen und anderseits Metallverluste vermieden werden. Es können selbst ganz verdünnte S O₂-GaSe verwendet werden, da man die Absorptionsflüssigkeit in beliebig großer Menge durch den Turm laufen lassen kann und man bei diesem Verfahren nicht wie bei den anderen Verfahren darauf bedacht zu sein braucht, zwecks Erzielung einer möglichst hohen Konzentration die Gase mit der geringsten zulässigen Menge Wasser zu absorbieren. Infolgedessen ist man auch jeder Kontrolle des Turmes enthoben, no Man gibt eben das Wasser einfach in solchem Überschuß zu, daß selbst bei einem zeitweiligen geringen Gehalt der Gase an S O₂ die Absorption eine vollständige sein muß. Bekanntlich wird um so mehr Wasser zur Absorption benötigt, je verdünnter die Gase sind.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Behandlung zinkhaltiger Erze mit schwefliger Säure, dadurch gekennzeichnet, daß zinkoxydhaltige Erze

oder Materialien zunächst mit gebundener schwefliger Säure behandelt werden und dadurch das Zinkoxyd in Zinkmonosulfit umgesetzt wird, worauf das letztere alsdann mit S O₂-GaS behandelt und dadurch in Zinkbisulfit umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zinkoxydhaltige Material durch Versetzung mit einer Zinkbisulfitlösung in Zinkmonosulfit umgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die S O₂-GaSe mit dem Zinkmonosulfit im kontinuierlichen Arbeitsgange zusammengeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die S O₂-Gase und das Zinkmonosulfit in einem Reaktionsturm 0. dgl. im Gegenstrom einander entgegengeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauge, die den Reaktionsturm o. dgl. verläßt, wieder nach oben gebracht und hier mit frischem Material gemischt wird, um Zinkmonosulfit zu erhalten.