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Verfahren zur Gewinnung von Blei und Zink aus ihren Erzen. Die Erfindung
bezieht sich auf die Ausziehung und die Trennung des Bleis undZinks aus ihren Erzen
selbst oder deren Aufbereitungsprodukten, in welchen diese Metalle miteinander in
der Form von Sulfiden vorkommen.
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Solche Erze sind in großen Mengen erhältlich, aber in gewissen Fällen
treten erhebliche Schwierigkeiten bei der gewerblichen Ausziehung und Trennung der
Metalle mit den bisherigen Verfahren ein.
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Der Gegenstand der Erfindung ist- ein praktisch brauchbares und wirksames
Verfahren zur Behandlung solcher Erze und Aufbereitungsprodukte, um eine weitgehende
Trennung der beiden Metalle zu bewirken.
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Die Erfindung besteht in der Behandlung der Erze und Aufbereitungsprodukte
mit gewissen sauren Verbindungen, durch die das Bleisulfid in eine lösliche Bleiverbindung
übergeführt wird, während das Zinksulfid im wesentlichen unangegriffen bleibt. Die
fraglichen sauren Verbindungen sind Schwefelsäure allein oder die Lösung eines geeigneten
Salzes, zu dem entweder Schwefelsäure, Salzsäure oder Alkalibisulfat zugefügt worden
ist. Geeignete Salze sind Kochsalz, Ammoniumchlorid oder ein anderes Halogensalz
(mit Ausnahme der Salze ,der Schwermetalle), welches fähig ist, wie diese in einer
Lösung als Lösungsmittel des Bleisulfats oder -chlorids zu wirken. Wenn fein gemahlener
Bleiglanz (.das natürliche Vorkommen des Bleisulfids) bei ungefähr roo° C mit konzentrierter
Schwefelsäure (vom spez. Gewicht von ungefähr 484) erhitzt wind, wird das Bleisulfid
in Sulfat verwandelt. Durch geeignete Wahl der Bedingungen, wie der Feinheit der
Mahlung, des Verhältnisses der Schwefelsäure, der Temperatur und der Zeit der Einwirkung,
kann praktisch die ganze Menge des Sulfids in Sulfat umgesetzt werden. Das Sulfat
kann .dann z. B. in einer heißen gesättigten Lösung von Kochsalz aufgelöst und so
von den unlöslichen Körpern getrennt werden. Wenn anderseits Zinkblende (das natürliche
Vorkommen des Zinksulfids) mit konzentrierter Säure bei einer Temperatur von ungefähr
ioo° C erhitzt wird, wird nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil des Zinks in Sulfat
verwandelt, während der größere Teil in der heißen Lauge unlöslich bleibt. Wenn
also die beiden Sulfide in einem Erz oder Aufbereitungsprodukt vorhanden sind, können
Blei und Zink so getrennt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das fein gemahlene Erz,
welches das Bleisulfid und das Zinksulfid enthält, mit einer genügenden Menge konzentrierter
Schwefelsäure bei einer Temperatur von ungefähr zoo° C erhitzt, bis praktisch die
ganze Menge des Bleis in Sulfat umgesetzt ist. Das Erzeugnis wird einmal oder zweimal
mit
Wasser ausgewaschen, um praktsich die ganze Menge der etwa überschüssigen
Säure zu entfernen, und zu dem Rückstand wird eine heiße, starke, vorzugsweise gesättigte
Lösung von Kochsalz zugefügt. Das Bleisulfat löst sich leicht in der heißen Lauge
und kann durch Filtrieren, Absitzen oder sonstwie von der ungelösten, das Zinksulfat
enthaltenden Masse getrennt werden. Die heiße Lauge wird dann abgekühlt und darauf
jeder Überschuß !des Bleisalzes über die Menge, welche die abgekühlte Lauge in Lösung
halten kann, gefällt und kann in bekannter Weise für weitere Verwendung gesammelt
werden, während die Lauge für ihre Wiederverwendung neu erhitzt wird. Die Lauge
kann so in dem Verfahren bleiben und im Kreislauf benutzt werden.
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Beispiel i.
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Ein Bleizinksulfiderz von Durmah, welches ungefähr 23,0 Prozent
Blei und 4o,5 Prozent Zink enthält, wird so gemahlen, daß es durch ein 6oer Normalsieb
geht. 2o kg des Pulvers werden mit 2o 1 Schwefelsäure von 1,84 spez. Gewicht in
einem mit Blei ausgekleideten, dampferhitzten Gefäß gemischt und die Mischung bei
ungefähr ioo° C erhitzt, bis die .Entwicklung von schwefliger Säure praktisch aufhört.
Darauf wird Wasser in das Gefäß gelassen, die Mischung gut umgerührt und absitzen
lassen. Das Wasser wird abgelassen und die Waschung einmal wiederholt. Darauf werden
ioo 1 einer gesättigten Lösung von Kochsalz in das Gefäß gelassen, der Inhalt gut
durchgerührt und beispielsweise eine halbe Stunde bei einer Temperatur von ioo°
C gehalten, worauf man die ungelöste Masse absitzen und die heiße Lösung in. ein
Kühlgefäß laufen läßt, in welchem sich eine Mischung von Bleisulfat und -chlorid
von der Flüssigkeit absondert und für weitere hüttenmännische Behandlung gesammelt
werden kann. Der Rückstand in dem Heizgefäß kann zuerst mit Lauge und dann mit Wasser
gewaschen werden, wenn erwünscht, und hüttenmännisch auf die Wiedergewinnung von
Zink behandelt werden.
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Wenn statt Schwefelsäure von 1,84 spez. Gewicht eine weniger konzentrierte
Säure verwendet wird, kann das Blei in Bleisulfat umgesetzt werden, aber in diesem
Fall kann die Um-,vandlung eines größeren Teils des Zinks in Zinksulfat eintreten.
Bei der Entscheidung, ob konzentriertere oder schwächere Säure zu gebrauchen ist,
sind praktische Erwägungen, wie z. B. über den Wert des Zinks und dieKosten der
verschiedenen Säurestärken, anzustellen. Bei dem Gebrauch konzentrierter oder etwas
schwächerer Säure ist die Wirkung auf .das Bleisulfat von der Entwicklung von schwefliger
Säure und der Erzeugung freien Schwefels begleitet. Bei noch schwächeren Säuren
dagegen ist sie hauptsächlich von der Entwicklung von Schwefelwasserstoff begleitet.
In welcher Form auch der Schwefel frei wird, kann er in bekannter Weise zur Herstellung
von Schwefelsäure verwendet werden. Durch die Behandlung verschiedener Mengen mit
bzw. starken und schwächeren Säuren, ist es möglich, an Stelle der bekannten Verwendung
der schwefligen Säure und des Schwefelwasserstoffs zur Gewinnung von Schwefel oder
Schwefelsäure, die aus der starksauren Menge frei werdende schweflige Säure in die
schwachsaure Menge überzuführen, wodurch in großem Umfang die schädliche Entstehung
sowohl von schwefliger Säure als Schwefelwasserstoff gehemmt werden kann.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das fein zerteilte
Erz mit Säure in Gegenwart eines Salzes, wie Kochsalz, behandelt. Dann kann eine
schwächere Säure gebraucht werden. So kann das fein zerteilte Erz mit heißer, starker
Salzlauge behandelt werden, zu der Schwefelsäure hinzugefügt worden ist.
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Beispiel e.
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2o kg des Erzes wie in Beispiel i, die so fein zermahlen sind, daß
sie durch ein iooer Normalsieb gehen, werden in einem irdenen, dampferhitzten Gefäß
mit ioo 1 einer gesättigten Lösung von Kochsalz umgerührt und die Mischung auf ungefähr
85° C erhitzt. Sechs Liter Sch-,vefelsäure von 1,84 spei. Gewicht werden nach und
nach in das Gefäß, unter Fortsetzung der Erhitzung, eingelassen. Das Bleisulfid
wird angegriffen und das Blei geht in Lösung, während das Zinksulfid im wesentlichen
ungelöst bleibt. Wenn die Entwicklung von Schwefelwasserstoff praktisch aufgehört
hat, wird die heiße Lauge von .den unlöslichen Stoffen getrennt und in ein Kühlgefäß
gelassen, wo das Bleisalz ausfällt; sie kann wieder erhitzt und von neuem gebraucht
werden.
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Wenn die saure Verbindung Salzsäure in Gegenwart einer geeigneten
Salzlösung ist, wird Bleichlorid gebildet und Schwefel in Form von Schwefelwasserstoff
frei.
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Beispiel 3.
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2o kg von fein zerteiltem Erz, wie nach Beispiel i, werden in einem
irdenen, dampferhitzten Gefäß mit 65 1 einer gesättigten Lösung von Kochsalz umgerührt
und die Mischung auf ungefähr So' C erhitzt. 18 1 Salzsäure von i,ii spez. Gewicht
werden eingelassen und Umrührung und Erhitzung fortgesetzt, bis die Entwicklung
des Schwefelwasserstoffs
praktisch aufhört. Nach dem Absetzen wird
die heiße Lauge in ein Kühlgefäß gelassen, wo die Bleiverbindung auskristallisiert.
Die Lauge kann wieder verwendet werden.
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Beispiel q..
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20 kg von aufbereiteten Broken Hill-Erzen, die 44,2 Prozent Zink und
9,2 Prozent Blei enthalten und durch ein normales 3oer Sieb gehen, werden in einem
irdenen, dampferhitzten Gefäß mit r2o 1 einer gesättigten Lösung von Kochsalz erhitzt,
welcher 27 kg Natriumbisulfat (Na H S04) zugefügt worden sind. Die Mischung
wird gekocht, bis die Entwicklung von Schwefelwasserstoff praktisch aufhört, Die
heiße Lauge" wird dann von den unlöslichen Stoffen getrennt und in ein Kühlgefäß
gelassen, wo sie das Bleisalz ausfallen läßt; sie kann dann wieder erhitzt und wieder
gebraucht werden.
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Wenn es unter örtlichen Bedingungen angezeigter ist, Bleisulfat statt
Bleichlorid zu schmelzen, ist es vorzuziehen, wenn das letztere durch Erhitzung
mit starker Schwefelsäure in Sulfat verwandelt wird, wobei sich Salzsäuregas entwickelt;
dieses wird in Wasser oder in Salzlauge in einer solchen Weise aufgenommen, daß
sich entweder eine starke wässerige Lösung der Säure, oder eine Lösung der Säure
in der Lauge bildet. Die wässerige Lösung kann mit Salzlauge gemischt werden, um
sie zur Behandlung einer weiteren Erzmenge geeignet zu machen. Die Lösung der Säure
in :der Lauge ist für diesen Zweck schon geeignet.
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Das Bleisulfat, gleichviel, ob es aus dem Erz oder aus dem Chlorid
gewonnen ist, kann mit Bleisulfid. gemischt und in bekannter Weise geschmolzen werden,
und-das für diesen Zweck nötige Bleisulfid oder ein Teil desselben kann durch Benutzung
des Schwefelwasserstoffs aus der Behandlung des Erzes mit Salzsäure und einer Salzlösung
erzeugt werden.
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Es ist ersichtlich, daß zwecks wirtschaftiicher Arbeitsweise, die
das Bleisalz oder die Salze enthaltende Flüssigkeit in einer Wärmeaustauschvorrichtung
abgekühlt werden kann, in welcher eine andere Menge des Lösungsmittels zur Wiederverwendung
in dem Verfahren erhitzt wird.
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Die die ausgezogene Bleiverbindung enthaltende Lösung kann an irgendeinem
Punkt des Verfahrens einer besonderen Behandlung zwecks Wiedergewinnung oder Entfernung
irgendwelcher wertvoller oder schädlicher, in ihr enthaltener Bestandteile unterworfen
werden.
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Die in den vorgehenden Beispielen angegebenen Verhältnisse dienen
nur zur Veranschaulichung. Die besten anzuwendenden Verhältnisse werden in gewissem
Grad von dem Gehalt und der Art .des behandelten Erzes und örtlichen Bedingungen
abhängig sein.
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In einigen Fällen ist es rätlich, den Rohstoff einem vorgängigen Aufbereitungsverfahren
zu unterwerfen, zu dem Zweck, den Säure -erbrauchenden Anteil des Rohstoffs zu vermindern
und durch die Entfernung von nicht reagierenden Abfallstoffen die zu behandelnde
Masse zü vermindern.