-
Aufarbeitung von Zink, Blei und Kupfer enthaltenden Erzen und Zwischenprodukten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von Zink, Blei und
Kupfer enthaltenden Erzen und Zwischenprödukten auf nassem Wege. Es ist bekannt,
daß man Ferrihydroxyd und Zink in oxydischer Form durch Behandlung mit Kieselflußsäure
voneinander trennen kann, da Zink als Silikofluorid gelöst wird, während das Ferrihydroxyd
als Rückstand verbleibt. Das gebildete Silikofluorid wurde dann durch Erhitzen zersetzt.
Den Schlamm von der elektrolytischen Bleireinigung hat man zwecks Trennuni der in
diesem Schlamm vorhandenen Metalle auch schon mit Kieselflußsäure in Gegenwart eines
oxydierenden Stoffes behandelt, so daß als Rückstand Gold und ungelöstes Silber
verblieben, während Antimon, Arsen, Silber, Kupfer, Blei und Wismut gelöst wurden.
Auf elektrolytischem Wege schied man die einzelnen Metalle aus der Lösung ab.
-
Das neue Verfahren zur Aufarbeitung von Zink, Blei und Kupfer enthaltenden
Erzen und Zwischenprodukten auf nassem Wege ist dadurch gekennzeichnet, daß das
gesamte Zink und das Blei, welches in oxydischer Form vorliegt, durch komplexe Flußsäuren
in fertig gebildetem Zustand oder durch Verbindungen, aus denen sich bei der Behandlung
der Erze die komplexen Flußsäuren bilden, in eine Lösung übergeführt wird, aus der
nach Abtrennung von dem Kupfer und den Rest des Bleies enthaltenden Rückstand das
Zink durch fraktionierte Auskristallisation getrennt wird. Darauf werden die erhaltenen
Fluoridverbindungen unter Regenerierung der Flußsäure auf die betreffenden Metalle
weiterverarbeitet.
-
Die verschiedensten Erze, Gemische, Abfallprodukte u. dgl., welche
die Metalle des Bleies, Kupfers, Zinks bzw. diesen sich ähnlich verhaltende Metalle
enthalten, können nach diesem Trennverfahren verarbeitet werden. Liegen sulfidische
Erze vor bzw. Verbindungen, so kann man diese vor der aufschließenden Behandlung
einer Röstung unterwerfen, andererseits gestattet aber die Erfindung auch, Oxyd
und Sulfid voneinander zu trennen.
-
Komplexe Flußsäuren, die als Aufschlußmittel dienen, sind z. B. Kieselflußsäure
oder Borfluorwasserstoffsäure. Verbindungen, aus denen sich bei der Behandlung der
Erze die komplexen Flußsäuren bilden, sind beispielsweise Flußsäure und Fluorid,
welche das Komplexfluorid enthält, wie Siliciumfluorid oder Borfluorid. Ferner kommt
zwecks Bildung der komplexen Flußsäure während der Behandlung das Arbeiten mit Flußsäure
oder Fluorid und Oxyd des komplexbildenden Elementes, beispielsweise Kieselsäure,
in Frage.
-
Enthalten die zu behandelnden Stoffe an sich schon einzelne Komponenten
zur Bildung von Komplexflußsäure, z. B. Kieselsäure, so bedient man sich zweckmäßig
als Aufschluß- bzw. Zerlegungsmittel der Flußsäure oder deren Salze, setzt also
nur die noch
fehlenden Komponenten hinzu. Es bilden sich dabei unmittelbar
die erstrebten komplexflußsauren Salze.
-
Das Aufschließen mit Fluoriden im gasförmigen Zustand hat sich für
manche Zwecke als besonders empfehlenswert erwiesen. Diese Fluoride können für sich
oder neben bereits fertig gebildeten Säuren zur Anwendung kommen. So kann man beispielsweise
Flußsäure und Siliciumfluorzd, beide im gasförmigen Zustand, benutzen. Besonders
ist hierbei auch an die Verwendung von neutralem oder saurem Ammoniumfluorid neben
Siliciumfluorid oder einem anderen komplexbildenden Bestandteil gedacht. Das Arbeiten
mit Ammoniunifluorid hat besonders betriebliche Vorteile, da das Arbeiten mit diesem
Stoff geringere apparative Schwierigkeiten verursacht als Arbeiten mit Flußsäure.
Die gasförmigen Fluoride werden in die Lauge eingeleitet oder den aufzuschließenden
Massen unmittelbar zugeführt, so daß das Aufschlußgut in fester Form vorliegt und
durch Auslaugen die löslichen komplexen Fluoride abgetrennt werden. Folgende- Formeln
geben den Verlauf der einzelnen Reaktionsvorgänge wieder: Zn0 + Pb0 -;- CuS -j-
(2 H,SiF,) = CuS -@- (ZnSiFs + Pb SiFe,) (ZnSiFE + Pb SiF.) abgekühlt ::= ZnSiF4
-E- (Pb SiFe) (Pb SiF.) + Mg C12 = (MgSiFg) + Pb C12 MgSiF6 + Hitze --_ Mg F2 +
SiF4 -Mg F2 + CaCO3 - MgCO, + CaF2 Ca F2 -[- S'F4 a+ 2 H2 S 04 --_ H2 SW6 -t- CaS04.
Die Klammern in den ersten Gleichungen sollen zu erkennen geben, welche Stoffe sich
jeweils in der Lösung befinden.
-
In entsprechender Weise, wie es für das Bleisilikofluorid angegeben
ist, wird auch das Zinksilikofluorid weiterverarbeitet, so daß die komplexe Flußsäure
zurückgewonnen wird. Dies kann beispielsweise durch Umsetzung nach folgenden Gleichungen
geschehen: Zn SiFs + 2 NaCl - Na2SiFe -t- ZnC1ö Na, SiFe + Hitze - SiF4 + 2 NaF
2 NaF + Ca(OH) 2 = 2 NaOH -f- CaFE CaF2 -[- SiF4 -E- 2 H2S04 = H2SWe -[- CaS04 .
Selbstverständlich kann man auch das bei der thermischen Zersetzung des Silikofluorids
abgespaltene gasförmige Siliciumfluorid unmittelbar zum Aufschließen weiterer Mengen
Ausgangsmaterial benutzen und aus dem Calciumfluorid durch Zersetzen mit Schwefelsäure
Flußsäure freilegen, welche dann zusammen mit dem Siliciumfluorid unter Umständen
unmittelbar im gasförmigen Zustand Verwendung findet.
-
Will man mit demselben Trennverfahren gleichzeitig die Herstellung
hochwertiger Verbindungen vereinigen, so kann man z. B. :das im Verfahren anfallende
Natriumsilikofluorid nach dem oben angegebenen Formelbeispiel dazu verwenden, indem
man es gemäß den Gleichungen Na2SiFg + Hitze - 2 NaF + SiF4 2 NaF -(- Ca(OH)2 -
2 NaOH + CaF2 CaF2 + SiF4 -f- 2 NaCl (Säure) := Na2SiFs -f- CaCh (Säure).
durch Hitze spaltet, das anfallende Natriumfluorid mit Erdalkalihydroxyd umsetzt
und aus dem dabei abfallenden ErdalkaJifiuorid zusammen mit dem Siliciumfluorid
und Kochsalz in Gegenwart von Säure, etwa Salzsäure, als Kontaktsubstanz das Natriumsilikoduorid
zurückbildet.
-
Der Aufschluß sowie die einzelnen Umsetzungen werden je nach Erfordernis
bei gewöhnlicher Temperatur oder bei höheren Temperaturen, gegebenenfalls unter
Anwendung von Druck, durchgeführt.
-
Als Lösungsmittel findet gewöhnlich Wasser Verwendung. Unter Umständen
ist es aber auch angebracht, mit anderen Lösungsmitteln, z. B. organischen Flüssigkeiten
oder in Säuren bzw. Salzlösungen, zu arbeiten, um gleichzeitig bei dem Aufschluß
die gewünschten; Löslichkeitsunterschiede der entstehenden Verbindungen herbeizuführen.
Es ist in manchen Fällen auch zweckmäßig, nur mit geringen Mengen Lösungsmittel
zu arbeiten, so daß sie nicht zum völligen Lösen ausreichen. Ausführungsbeispiel
2 kg einer Zinkasche, welche r¢ % Zn, 43 % Pb und 4,5 o/0 Cu enthält, wurde mit
3,5 kg Kieselflußsäure von 3o Gewichtsprozent verrührt. Nach kurzer Zeit trat eine
lebhafte Wärmeentwicklung ein, und durch Zuführung
einer geringen
Wärmemenge wurde die Temperatur der Lösung auf etwa 70° C gebracht. Die kieselflußsaure
Lösung wurde dann von den ungelösten Bestandteilen durch Filtration getrennt und
der Filterkuchen mit Wasser nachgewaschen. In der Lösung befanden sich
772 g Blei und 280 g Zink.
-
Ungelöst zurückgeblieben war das Kupfer zugleich mit einem Anteil
Blei. Das Blei in oxydischer Form war in Lösung gegangen, während nur die sulfidische
Form des Bleies im Rückstande geblieben war und somit auch eine Trennung nach oxydischem
und sulfidischem Blei erreicht wurde.
-
Die heiß gesättigte Lösung von Zinksilikofluorid und Bleisilikofluorid
wurde durch Abkühlenlassen der Kristallisation unterworfen. Es kristallisierte Zinksilikofluorid
aus_, welches frei von Blei war.
-
Die Weiterverarbeitung des Blei- und Zinksilikofluorids geschieht
dann nach den oben angegebenen Formelbeispielen.