DE526628C

DE526628C - Verfahren zur Gewinnung von Zink in Form eines koernigen, im wesentlichen aus Zinkcarbonat bestehenden Niederschlages

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Publication number: DE526628C
Application number: DES81680D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-09-18
Filing date: 1927-09-17
Publication date: 1931-06-08

Description

Verfahren zur Gewinnung von Zink in Form eines körnigen, im wesentlichen aus Zinkcarbonat bestehenden Niederschlages Der bei Behandlung einer Zinklösung, wie etwa Zinksulfat- oder Zinkchloridlösung, mit der äquivalenten Menge oder einem leichten Überschuß von Ammoniumcarbonat fallende Niederschlag hat teigige Beschaffenheit und läßt sich sehr schwer filtrieren und waschen. Ferner enthält er nur sehr wenige Prozente Zink, ist mit Salzen, wie Sulfaten oder Chloriden, verunreinigt, und die Fällung des Zinks aus der Lösung ist unvollständig.
Dasselbe gilt für einen Niederschlag, der mittels Durchleitens von Kohlendioxyd durch eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid oder Zinksulfat erzeugt wird, wenn der Ammoniakgehalt derselben nur dem Zinkgehalt äquivalent ist und die Durchleitung fortgesetzt wird, bis alles Zink in Carbonat verwandelt ist.
Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung der Verfahren, bei denen Zink aus Lösungen als Carbonat oder basisches Carbonat gewonnen wird, durch Fällung einer Masse, die Ammoniak, Zink und Kohlendioxyd enthält. Diese Masse enthält nach dem Ablaufen des Wassers viel weniger Wasser als die vorerwähnten bekannten .Niederschläge, ist körniger Natur, setzt sich gut ab und ist hach dem Filtrieren und Auswaschen frei von Chlorid oder Sulfat oder anderen etwa vorhandenen Salzen. Das Zink wird in dieser vorteilhaften Form niedergeschlagen, wenn die Fällung mittels Ammoniumcarbonats in Gegenwart einer wesentlichen Menge freien Ammoniaks ausgeführt wird. Z. B. kann die ganze 'Menge Ammoniak, einschließlich der als Ammoniumcarbonat vorliegenden, bis zu 5o °/o und mehr in Überschuß über die äquivalente chemische Menge des in der Lösung vorhandenen Zinks angewandt werden.
Die Fällung wird am besten durch Zugabe freien Ammoniaks im erforderlichen tberschuß über die dem Zink äquivalente Menge zu der Zinklösung ausgeführt, unter Durchleiten von Kohlendioxyd durch die Flüssigkeit, vorzugsweise unter einem, Druck, der über den Atmosphärendruck hinausgeht.
Die Durchleitung des Kohlendioxyds wird eingestellt, wenn eine Analyse zeigt, daß kein Zink oder mir kleine 11eiigen noch in der Lösung geblieben sind. Die Fortsetzung der Durchleitung könnte die Bildung von Aninioniumbicarbonat und dessen Einwirkung zur Bildung eines dichten amorphen iede rschlags in bekannter Weise herbeiführen.
Da die Fiillung, wenn die Temperatur zu hoch ist, leicht unvollständig ist, kann die infolge der Reaktion entwickelte Wärnie durch Abkühlen abgeführt werden. Enthalten die zu behandelnden Zinklösungen andere Metalle, z. B. Lisen, die durch Ammoniak und Kohlendioxyd ausgefällt würden, so kann man, um einen reinen Zinkniederschlag zu erhalten, diese anderen Metalle aus der Lösung erst in bekannter Xeise entfernen. Bei Vorhandensein von Eisen beispielsweise würde die Fällung mit Zinkoxyd nach Oxydation des vorhandenen Eisens geeignet sein.
Liegt das Zink selbst als Zinksulfat vor, so kann jene kleine 1,lenge Zink, die in der von dem Niederschlag getrennten Flüssigkeit in Lösung bleibt, durch Einengen der Flüssigkeit gewonnen werden, wobei das Ammonium-Zink-Doppelsulfat zuerst auskristallisiert. Jedoch kann auch wahlweise das in Lösung übrigbleibende Zink als Sulfid gefällt werden. Mit Rücksicht auf leichtere Trennung des Zinkammoitiumsulfats ist es vorteilhaft, in einer schon Ammoniumsulfat enthaltenden Flüssigkeit zu fällen.
Ist das gebildete Salz Antmoniumchlorid, so kann es als solches als Handelsware auskristallisiert werden. Natürlich kann die Zinkchloridlösung ohne irgendwelchen -Nachteil ursprünglich Ammoniumchforid enthalten und so dieses Verfahren ein wirksames Mittel zur Trennung der gemischten Chloride sein. In jedem Falle kann das durch die Reaktion gebildete Arnmoniumsalz zur Gewinnung von Ammoniak und dessen Wiederverwendung oder anderweite Verwendung in bekannter Weise gewonnen werden. Ist das Salz Ammoniumsulfat, so kann es zwecks Gewinnung sauren Ammoniumsulfats und freien Ammoniaks erhitzt werden, das letztere zur Wiederverwendung oder sonstigen Verfügung. Das saure Sulfat kann als Lösungs- oder Laugungsmittel zur-Darstellung, von Zinksulfat aus zinkhaltigen Stoffen dienen, z. B. zur Gewinnung von Zinksulfat aus geröstetem, zinkhaltigem Erz. In diesem Falle ist es manchmal gut, die gewonnene Flüssigkeit, die Zinksulfat und Ammoniumsulfat enthält, einzuengen, um so Zinkammoniumsulfat auszukristallisieren. Dieses wird hierauf gelöst und mit ammoniakalischem Ammoniumcarbonat oder Ammoniak oder Kohlendioxyd, wie bereits beschrieben, behandelt. Der nach dem Ablauf des Wassers und Waschen erhaltene, das Zink enthaltende Niederschlag kann entweder direkt oder in Wasser oder in Dampf zwecks Austreibung des zurückgehaltenen Ammoniaks erhitzt werden.
Die freies Ammoniak enthaltende Flüssigkeit, von der der Zinkniederschlag getrennt worden ist, kann zur Gewinnung des freien Anlnloniaks destilliert oder mittels Schwefel-.- tire oder Salzs; ure neutralisiert werden, s tint sie <in Aitnnoniunistilfat bzw. Chlorid anzureichern.
Unter den Verwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ist zu erwähnen die Anwendung des Verfahrens als eine Vorstufe zur Gewinnung von Zinkverbindungen oder metallischem Zink aus 1?rzen oder anderen zinkhaltigen Stoffen. Beispielsweise kann das mittels sulfatisierenden Röstens sulfidischer Erze und Konzentrate erhaltene Zinksulfat oder das Zinksulfat, <las unter der Einwirkung von Schwefelsäure auf geröstete und ungeröstete Erze entsteht, so behandelt werden. Ebenso kann dies Verfahren ver-,@eridet werden zur Behandlung der Zinkchloridlösung, welche unter der Einwirkung chlorierender Stoffe äuf Zinkerze entsteht, oder bei allen anderen bekannten Verfahren; die entweder Zinksulfat oder Zinkchlorid aus zinkhaltigen Stoffen liefern. Endlich ist das Verfahren auch anwendbar zur Gewinnung von Ammoniak aus Gasen, wie etwa aus rohem Kohlegas oder Gasen der synthetischen Ammoniakverfahren, entweder zwecks Herstellung von Ammoniumsalzen oder in Verbindung mit der Gewinnung von Zink aus Erzen und zinkhaltigen Stoffen.
Die folgenden Beispiele zeigen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens gemäß der Erfindung. Beispiel i ioo 1 Zinksulfatlösung mit einem Gehalt von 7,56 kg Zink werden mit ioo 1 Ammoniaklösung, die 8,6 kg Ammoniak enthält, gemischt und in das Gemisch Kohlendioxyd eingeleitet, wobei die Lösung während des Durchstreichens des Gases mechanisch gerührt wird. Die Flüssigkeit wird von Zeit zu Zeit untersucht, und nachdem der Iiohlensäurestrom etwa 2 Stunden hindurchgeleitet worden ist, findet man, daß sie nahezu frei von Zink war. Der Niederschlag enthielt nach Entfernung der Flüssigkeit und NTachwaschen mit kaltem Wasser nach dem Ablassen desselben 3,47 °/o Ammoniak und 48,7 °/a Zink. Nur eine unbedeutende Spur Sulfat war darin vorhanden. Der Niederschlag wurde dann mit Wasser eine Stunde lang gekocht, bis der Ammoniakgehalt nach Abfiltrieren der Flüssigkeit und Nachwaschen finit kaltem Wasser nur noch o,i °/o betrug. Das Glühprodukt bei 4oo° C ergab ein Zinkoxyd mit mehr als 99,9 °/o Zn0.
Die Zusammensetzung des feuchten Niederschlages ist: 3,47 oh, IN H" SO-, Spuren, 4S,7o Klo Zn, 18,40 Uhu G Ov 29,a-3 % (HGO + O). Die Mutterlange,, versetzt mit den Auswaschprodtikten, hat die Zusammen- Setzung: o,44 "j" :\_ Il;, frei, 0,82 °/" N Il., gebunden, Spuren Zcc. f,io "/" C O." 2,0(> S04, 93,35 °/" H_ O.

Beispiel 2 ioo 1 Zinkchloridlösung mit 7,49 kg Zink wurden mit 22 1 Arnmoniakflüssigkeit, die kg Ammoniak enthielt, gemischt und mit Kohlensäure, wie in Beispiel i beschrieben, behandelt. Der feuchte Zinkniederschlag enthielt nach dein Waschen mit kaltem Wasser 9.7 "j" Ammoniak, 39,3 "/" Zink und eine ganz kleine Spur Chlorid. Die Ammoniumchloridflüssigkeit enthielt o,25 °j" ungefälltes Zink, das mittels Acnmoniumsulfid gefällt wurde, worauf die nunmehr reine Animoniumchloridlösung eingeengt und auskristallisiert wurde. Beispiel 3 Eine Probe von komplexem Burma-Blei-Zink-Erz, aus dein der größte Teil des Bleies und Silbers durch die in der englischen Patentschrift 2ö4.569 beschriebene Behandlungsweise entfernt worden war, wurde geröstet und mit 13 "/"iger Schwefelsäure gelaugt. Nach Reinigung der Flüssigkeit von den metallischen Verunreinigungen durch Behandlung mit Zinkstaub erhielt man iooo 1 Zinksulfatlösung mit iio,o6 kg Zink. Diese Lösung wurde mit 365 1 Ammoniak-

lösung, die 101,9 kg Ammoniak enthielt, ge-

mischt. Die Flüssigkeit wurde auf ncechanc-

schem Wege in Bewegung gehalten und

Kohlensäure eingeleitet, bis die Analyse nur

noch o,i5 °j" Zink als in der Lösung zurück-

bleibend ergab. Der Zinkniederschlag wurde

abfltriert, mit kalteru Wasser gewaschen,

bei niedriger Temperatur zur VerHüchtigung

des Ammoniaks erhitzt und schließlich bei

5oo° geglüht. 127,9 kg Zn0 von praktisch

foo"/"iger Reinheit wurden ausgebracht.

Die Zusammensetzung des feuchten N ieder-

schlages ist: 9,77 "%" N H3, Cl Spuren,

3930 "/" Zn, 24.,6o "/" C O., 26,33 "/o

(H=O + O). Die Mutterlauge, wie oben,

enthält: 0,43 "/" N H3 frei, 1,54 "/" N H3 ge-

bunden, 0,08 "/" Zn, 0,70 "/" C02, 3,22 "/" Cl,

9a-,03 "/" H=0.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Gewinnung von Zink in Form eines körnigen, im wesentlichen aus Zinkcarbonat bestehenden Niederschlages aus Zinksalzlösungen, insbesondere aus Sulfat- oder Chloridlösungen, durch Fällung mit Ammoncarbonat oder Ammoniak und Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung in Gegenkart von überschüssigem, freiem Ammoniak durchgeführt wird.