DE301335C - - Google Patents

Description

Vorliegende. Erfindung betrifft ein Verfahren, um aus dem im allgemeinen schwer verarbeitbaren Zink, wie es nach den übÜGhen Verfahren gewonnen wird, ein leicht verarbeitbares Zink zu gewinnen. Das Verfahren besteht darin, daß durch das geschmolzene Rohzink Wasserdampf oder Kohlensäure hindurchgeleitet wird.

Bis' zur Anmeldung des Patentes hatte man

ίο. sich damit begnügt, auf die metallischen Verunreinigungen des Zinks, wie Blei, Eisen, Kadmium, auch Arsen'usw., zu achten¹). Man wußte nicht, daß auch Schwefel und Sauerstoff Zinkschädlinge sein können. Der Schwefel-

gehalt war wenig untersucht worden. Üblich war dafür die Günthersche²) Analysenmethpde, nach der man das Zink im geschlossenen Kolben mit Schwefelsäure (oder Salzsäure) behandelt. Entsteht dann Schwefelwasserstoff, so wird er in einer vorgelegten Waschflasche durch Kadmiumlösung als Schwefelkadmium nachgewiesen. -

■Es stellt sich nun heraus, daß die Günthersche Methode bei vielen Zinksorten unzureichend ist. Es erwies sich, daß der Schwefelgehalt

¹J Arnemann, Metallurgie 1910, S. 201; Prost und von de GasteeIe, Bull. Soc. Chim. BeIg. 1913 S. 175; Referat Metall und Erz 1912/13, S. 727.

²) Zeitschrift für analyt. Chemie 1881, Band 20, S.503; Lunge, Chemisch-technischeUntersuchungsmethoden, Band 2, 1905, S. 322; Nissenson, Die Untersuchungsmethoden des Zinks, Stuttgart 1907, S. 109/110.

des Zinks in vielen Fällen an Blei gebunden ist, als Schwefelblei. Solches entwickelt mit Schwefelsäure aber keinen Schwefelwasserstoff. Die Folge war, daß ein in manchen Zinksorten wesentlicher Schwefelgehalt der Untersuchung entging, und daß da, wo man auf Schwefel untersuchte, man gemeinhin nur Spuren von Schwefel fand.

Für eine feinere metallographische und mikrochemische Untersuchung lag früher kein Anlaß vor, weil das Zink für die damaligen gewohnlichen Verwendungszwecke genügte. Jetzt aber, wo z. B. feiner Draht aus Zink hergestellt wird, kann ein analytisch kaum greifbares Körnchen Schwefelblei, an einer Querschnittstelle örtlich vorhanden, einen Bruch herbeiführen. Spröde ist das Schwefelblei, und die ungleiche Verteilung im Zink ist nachgewiesen.

Es kommt noch ein wesentlicher Gesichtspunkt hinzu: Schwefel hat das Atomgewicht 32, Blei hat das Atomgewicht 207. Ist Schwefel im Zink als Schwefelblei enthalten, so bilden 32 Gewichtsteile Schwefel .239 Gewichtsteile Bleisulfid. Findet man also nach richtiger Methode 0,01 Prozent Schwefel im Zink, so kaiin das 0,07 bis 0,08 Prozent Schwefelblei entsprechen, einer Menge, die mehr als ausreicht, grobe Fehler bei der Herstellung feinen Zinkdrahtes zu erzeugen.

Ein anderer Punkt, der übersehen war, ist der Sauerstoffgehalt im Zink. Zink hat, bei niedriger Temperatur geschmolzen, keine große

Verwandtschaft zum Sauerstoff. Wohl aber kann z.B. Bleisulfid, das im Zink enthalten ist, beim ,Umschmelzen und Gießen Bleioxyd, und Bleisulfat bilden, die als Krätzen im Zink bleiben- können.·" 'Auch mit einem Gasgehalt von SO₂ und SO₃ sowie mit der Entstehung von Kadmiumoxyd ist zu rechnen. Es stellte

'sich heraus, daß solche Oxyde, die von der Herstellung her im Zink sind oder durch das

ίο Umschmelzen hineinkommen, nur teilweise nach der Oberfläche entweichen und zum anderen Teil im Zink schwimmend bleiben.

Auch, ein solcher örtlicher Oxydeinschluß kann z. B. bei der.Drahtherstellung verhängnisvoll werden.

Das' Ausschütteln mit Wasserdampf oder Kohlensäure oder . einem anderen· geeigneten Gas, ebenso eine reduzierende. Einwirkung auf das geschmolzene Zink kann daher günstig wirken, weil es Schwefel- und Sauerstoffverbindungen· entfernt und leicht reduzierbare Oxyde reduziert. Es mag genügen, auf die stark, entschwefelnde Wirkung des Wasserdampfes hinzuweisen,' wie sie z. B. vom Huntington-Heberlein-Verfahren (Anfeuchten des Vorröstgutes) bekannt ist.

Die Temperaturen, bei denen die Behandlung des Zinks zu geschehen hat, müssen so gewählt werden, daß einesteils das Zink noch

30. nicht im wesentlichen Umfang verdampft und daß ferner das zur Behandlung dienende Gas das Zink noch nicht verbrennt oder in anderer Weise¹ schädlich chemisch verändert. Im allgemeinen kommen also Temperaturen in Betracht, die unterhalb Rotglut liegen. Besonders geeignet ist in den meisten Fällen z. B. eine Temperatur von etwa 450 bis 500⁰.

Statt Wasserdampf oder Kohlensäure allein können auch beide Gase hintereinander oder gleichzeitig angewendet werden. Ebenso können sie in geeigneten Fällen durch Wassergas oder Generatorgas ersetzt werden. D.e einzelnen Zinksörten verhalten sich verschieden je nach Art (Bindungsform) und Menge der Verunreinigungen. ' Bei der Verwendung von Wassergas oder Generatorgas kann auch der Wasserstoff, das Kohlenoxydgas und der Stickstoff eine gewisse Rolle spielen.

Statt eines der genannten Gase direkt zu verwenden, ist es natürlich auch möglich, solche Stoffe zu verwenden, die bei der Erhitzung die wirksamen Gase abscheiden. Beispielsweise kann ein guter Erfolg dadurch erzielt werden, daß man Holz in das geschmolzene Zink eintaucht. Das Holz verkohlt dabei und entwickelt unter anderem auch Wasserdampf.. 'Es zeigt sich nun, daß auch das verkohlte Holz, also die mehr oder weniger reine Holzkohle noch gute Wirkung hervorruft. Worauf diese Wirkung' der Holzkohle beruht, ist noch nicht endgültig aufgeklärt. Es ist denkbar, daß hierbeijdie in der Holzkohle enthaltenen Metallverbindungen eine Rolle spielen. Ähnlich wie Holzkohle wirken übrigens manche Koksarten.

Nimmt man Holzkohle, die längere Zeit an der .Luft gelegen hat, so zeigt sich bei der Einführung in das geschmolzene Zink ein Aufwallen des Zinks, das auf entweichende Gase zurückzuführen ist, die wahrscheinlich aus der Holzkohle stammen. Es kann sich dabei unter anderem um Wasserdampf und Kohlensäure handeln, die in dem eingangs erwähnten Sinne wirken. Man kann auch, um diese Wirkung zu steigern, die Holzkohle künstlich mit Gasen oder verdampfbaren Stoffen beladen. Als solche Stoffe können z. B.-. auch organische verdampfbare oder zersetzbare Stoffe in Betracht kommen.

Die besonders vorteilhafte Wirkung der Kohle zeigt sich im besonderen auch darin, daß die Kohle die Oxydation des Zinks bei hohen Temperaturen sehr erschwert insofern, als sie mit dem Sauerstoff Verbindungen eingeht und außerdem auf etwa entstandene Oxyde reduzierend einwirkt. .

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ■ i. Verfahren zur Gewinnung von gut verarbeitbarem Zink aus weniger gut verarbeitbarem gewöhnlichen Zink, dadurch gekennzeichnet, daß durch das geschmolzene Zink bei einer Temperatur, bei der ein nennenswerter Zinkverlust durch Oxydation., Verdampfung usw. noch nicht zu befürchten ist, Wasserdampf oder Kohlensäure hindurchgeleitet wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Hindurchleitung von Wasserdampf oder Kohlensäure in das Zink Holzkohle oder Holz eingeführt wird.