-
Verfahren zur Verarbeitung von zinkhaltigem Gut. Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von zinkhaltigem Gut, wie Zinkerzen, Konzentraten
und Rückständen durch Rösten, Auslaugen und Abscheiden des Zinks in Form von Metall
oder Metallverbindungen. Nach der Erfindung wird das Gut zunächst oxydierend geröstet,
und der beim Laugen dieses Gutes verbleibende Rückstand wird sulfatisierend geröstet,
um auch das in ihm enthaltene Zink in lösliche Form überzuführen.
-
Es ist bekannt, den Zinkgehalt von Erzen durch oxydierendes Rösten,
Auslaufen und Elektrolyse zu gewinnen. Dieses bekannte Verfahren bildet die erste
Stufe des Verfahrens nach der Erfindung. Die Erfindung führt das Verfahren um eine
Stufe weiter. Die erste Stufe, das Rösten in einer oxydierenden Atmosphäre, ergibt
Zinkoxydverbindungen, die in verdünnter Schwefelsäure leicht löslich sind. Gleichzeitig
entstehen aber auch unlösliche Zinkverbindungen. Die zweite Stufe des Verfahrens,
das sulfatisierende Rösten, bezweckt, diese unlöslichen Verbindungen in Verbindungen
überzuführen, die in verdünnter Schwefelsäure oder Wasser löslich sind.
-
Das Erz wird zunächst oxydierend geröstet, d. h. in einer oxydierenden
Atmosphäre auf etwa 76o° erwärmt. Der Zweck ist, möglichst viele Zinkverbindungen
so umzuwandeln, daB sie in verdünnter Schwefelsäure löslich sind. Diese löslichen
Zinkverbindungen werden nach irgendeinem bekannten Verfahren gewonnen. Der in verdünnter
Schwefelsäure oder Wasser nicht lösliche Rückstand, Zinkferrit, Zinkferrat, Zinksilikat,
Spinel (Zno.Az2 o3), wird dann sulfatisierend geröstet, d. h. in einer schwefelhaltigen
Atmosphäre, beispielsweise einem Gemisch von Schwefeldioxyd und Luft oder von Wasserdampf,
Schwefeldioxyd und Sauerstoff, erwärmt. Hierbei geht das im Rückstand enthaltene
Zink in lösliche Zinkverbindungen über, die dann gewonnen werden können. Bei dem
sulfatisierenden Rösten wirkt vorhandenes Eisenoxyd als Katalysator und beschleunigt
die Reaktion zwischen dem Schwefeldioxyd und dem Sauerstoff, durch die Schwefeltrioxyd
(S03) gebildet wird. Dieses verbindet sich mit dem Zinkoxyd zu Zinksulfat und zerstört
dadurch die eisenhaltigen Zinkverbindungen. Das Zink befindet sich jetzt in einer
in Wasser oder verdünnter Schwefelsäure löslichen Form. Gleichzeitig entstehen kleine
Mengen von Ferrooxyd, Ferrisulfat und Ferrosulfat. Die Ferroverbindungen werden
während des auf das sulfatisierende Rösten folgenden Auslaugens durch Zusatz eines
Oxydationsmittels wie Mangandioxyd (Mn02) in den Ferrizustand umgesetzt. Die Ferriverbindungen
scheiden als Ferrihydroxyd aus und entfernen durch Adsorption alles Arsen, Antimon,
Selen, Tellur u. a., das etwa in Lösung anwesend ist.
-
Wenn man das Verfahren im Kreislauf durchführen und dabei verhindern.
will, daB sich Schwefelsäure anhäuft, kann man das sulfatisierende Rösten bei einer
Temperatur fortsetzen, die genügt, um das Zinksulfat in den gewünschten Mengen in
Zinkoxyd umzusetzen,
das in verdünnter Schwefelsäure löslich ist.
Nach dem sulfatisierenden Rösten wird das Zink aus dem Rückstand durch irgendein
bekanntes Verfahren gewonnen. Freies Zink, das sich nach der sulfatisierenden Röstung
noch vorfindet, wird dadurch gelöst, daß man dem Bade kleine Mengen Schwefelsäure
zusetzt, kann aber auch in regenerierten Elektrolyten gelöst werden. `Fenn der Eisengehalt
der Zinkerze nicht genügt, um eine Reaktion beim sulfatisierenden Rösten einzuleiten,
kann ein Katalysator, wie Ferrioxyd, zugesetzt werden.
-
Auf der Zeichnung ist ein Aufbereitungsschema für ein im Kreislauf
vor sich gehendes Aufbereitungsverfahren nach der Erfindung dargestellt.
-
Das Erz wird im oxydierenden Röster unter Luftzutritt bei solcher
Temperatur geröstet, daß möglichst viel von seinem Zinkgehalt in lösliche Zinkverbindungen
übergeht und in eine Kufe (Neutral-Pachuca) gebracht, in der es mit bereits benutzter,
teilweise neutralisierter Flüssigkeit vermischt und stark umgerührt wird, um die
Neutralisierung vollständig zu machen. Hierauf wird der Inhalt der neutralen Kufe
in den neutralen Klassierer gebracht, wo die groben Festkörper abgeschieden und
zur sauren Kufe (saurer Pachuca) geleitet werden. Die Flüssigkeit geht weiter zu
dem Neutralabsetzgefäß, wo die feinen Festkörper und Schlämme abgeschieden und ebenfalls
in die saure Kufe gebracht werden. Die Flüssigkeit geht dann zur Fällkufe (Niederschlag-Pachuca),
«-o Kupfer, Kadmium und andere Verunreinigungen ausgefällt werden, durchläuft ein
Filter und gelangt in den Vorratsbehälter, wo sie nochmals gereinigt wird und geht
dann zu den Elektrolytzellen. Hier wird das Zink als Metall niedergeschlagen, die
Säure wird regeneriert und geht zu dem Säurevorratsbehälter. Aus diesem geht sie
zu der sauren Kufe und trifft hier die groben und feinen Festkörper und Schlämme
aus dem neutralen Klassierer und Absetzgefäß. Hier wird sie durch die löslichen
Zinkverbindungen der Festkörper und Schlämme teilweise neutralisiert, geht mit ihnen
zu dem sauren Klassiergefäß, in dem die groben Festkörper ausgeschieden und zum
Rückstand gebracht werden, darauf zu dem sauren Absetzgefäß, wo die feinen Festkörper
und Schlämme abgeschieden und ebenfalls zum Rückstand gebracht werden, und gelangt
schließlich wieder in die neutrale Kufe, wo sie mit dem frischen Erz von der oxydierenden
Lösung vermischt wird. Der Kreislauf beginnt nun von neuem. Die Festkörper, der
Rückstand, werden sulfatisierend geröstet, indem man sie in einer Atmosphäre von
Schwefeldioxyd und Luft oder von Wasserdampf, Schwefeldioxyd und Sauerstoff in Anwesenheit
eines Katalysators bis auf 65o° erwärmt. Das sulfatisierende Rösten setzt die in
dem Elektrolyten unlöslichen Zinkoxydverbindungen in Zinkverbindungen um, die in
Wasser oder verdünnter Schwefelsäure löslich sind. Nach dem sulfatisierenden Rösten
wird der Rückstand `zu der Sulfatkufe gebracht, wo er mit Wasser oder mit einem
Teil der aus den sauren oder neutralen Absetzgefäßen überfließenden Flüssigkeit
und mit so viel regenerierten Elektrolyten zusammentrifft, wie erforderlich ist,
um das Zink zu lösen. Hier wird auch das Mangandioxyd hinzugesetzt, das die Ferroverbindungen
in den Ferrizustand überführt. Aus der Sulfatkufe geht die Flüssigkeit durch Sulfatabsetzgefäße
zu der neutralen Kufe, während die sich absetzenden Festkörper fortgeworfen oder
auf' andere wertvolle Bestandteile verarbeitet werden.
-
Ein Marmatiterz mit 56,8 Prozent Zink, zo Prozent Eisen und 33,2 Prozent
Schwefel ergab nach dem oxydierenden Rösten 74,22 Prozent seines Gehalts an Zinkoxyd
in einem Zustand, in dem es in verdünnter Schwefelsäure löslich war. 25,2 Prozent
Zinkferrit mit 8,2 Prozent Zinkoxyd und 17 Prozent Ferrioxyd blieben als unlöslicher
Rückstand. Das geröstete Erz wurde in verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt und alle
löslichen Bestandteile wurden dadurch gewonnen, während der Rückstand in einer Atmosphäre
von Schwefeloxyd und Luft geröstet wurde. Hierbei ging das Zinkferrit in Zinksulfat,
lösliches Zinkoxyd und Ferrioxyd über. Der Gehalt an löslichen Zinkverbindungen
wurde gewonnen. Der Rückstand enthielt nur noch o,8 Prozent des ursprünglichen Zinkgehalts
des Erzes, es wurden also 99,2 Prozent gewonnen.