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Entfernung von Zink aus Metallen und Metallegierungen, insbesondere
aus Schriftmetall Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung
von Zink aus Metallen und 'Metallegierungen, insbesondere aus Schriftmetall, das
sich dadurch kennzeichnet, daß zu dem Metall bzw. den 'Tetallle; ierungen in geschmolzenem
Zustand eine 'Mischung hinzugesetzt wird, die geeignet ist, durch ihre spezifische
Wirkung auf das enthaltene Zink und evtl. Zinkoytd, dieses in chemische Verbindungen
überzuführen, die leicht verschlacken; gleichzeitig ermöglicht vorliegende Erfindung,
an Stelle des unerwünschten "Links eine oder mehrere der wertbestimmenden K=omponenten
dem Metall bzw. der 'Metallegierung zuzuführen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll besonders in den Fällen Anwendung
finden, wo Metalle oder Metallegierungen durch das Hereingelangen kleiner Mengen
Zink unbrauchbar oder doch stark in ihrem Werte gemindert worden sind, wie dies
beispielsweise der Fall sein wird, wenn Schrift- oder Stereotvpiemetall durch Spuren
von Zink verunreinigt worden ist, wodurch es für seinen bisherigen Verwendungszweck
sofort ungeeignet geworden ist.
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\ach den bisherigen Stand der Technik war der nicht hüttenmännische
Betrieb, in dem z. B. Schriftmetall durch Verunreinigung mit Zink mehr oder weniger
unbrauchbar geworden war, nicht in der Lage, dieses wieder zu entfernen und die
Legierung so ihrem Verwendungszweck wieder zuzuführen; vielmehr waren all diese
Betriebe darauf angewiesen, ein solch verunreinigtes Material einer Hütte zu niedrigem
Preis zu überlassen, die ihrerseits erst in einem kostspieligen, zeitraubenden und
unrationellen Prozeß das schädliche Zink aus der Legierung entfernen konnte.
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Erfindungsgemäß wird nun diese Zinkentfernung auf einfache und rationelle
Weise möglich. Vorliegende Erfindung besteht darin, daß das enthaltene Zink durch
Umsetzung mit Metall-, insbesondere Schwermetallsulfiden in sein Sulfid übergeführt
wird. Diese Umsetzung, die durch die starke Affinität des Schwefels zum Zink bedingt
ist, läßt sich nicht mit gleich gutem Erfolg durch elementaren Schwefel erreichen:
Einmal nämlich führt ein Überschuß an Schwefel, der ja dann nicht zu vermeiden ist,
auch andere wertbestimmende Komponenten, beispielsweise das Zinn, in ihre Sulfide
über, die dann gleichfalls verschlacken, zum andern verbleibt hierbei immer etwas
Schwefel in der Legierung, deren Gefüge er verändert, porös und brüchig macht; ferner
sind die unvertneidlich auftretenden Dämpfe von SO,
(schwefliger Säure)' für
das Personal unerträglich und höchst unhygienisch und greifen alle im Raum vorhandenen
'Maschinenteile
stark an. Andere Gründe, aus denen noch die Verwendung
vDn Metallsulfiden sich empfiehlt, sind weiter unten angeführt.
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Gemäß vorlegender Erfindung werden im Falle der Entfernung von Zink
aus Schriftmetallen in erster Linie die Sulfide des Zinns und Bleies angewandt.
Hierdurch wird erreicht, daß nach Maßgabe der Umsetzung des Zinks mit diesen Sulfiden
eine entsprechende Menge von dem für die Legierung wichtigen und kostbaren Zinn
frei wird, so daß die erfindungsgemäße Mischung nicht nur in der Weise wirkt, daß
das wertmindernde Zink entzogen wird, sondern daß neben dieser Regeneration gleichzeitig
eine Wertbesserung gegenüber dem ursprünglichen, nicht durch Zink verunreinigten
Letternmetall eintritt.
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Die übrigen in der erfindungsgemäßen Mischung enthaltenen Bestandteile
unterstützen die Wirkung der Metallsulfide zwar, sind aber doch von mehr untergeordneter
Bedeutung, so daß ihre Wahl und Dosierung in verschiedener Weise zweckentsprechend
festgesetzt oder geändert werden kann, ohne dadurch eine wesentlich veränderte Wirkung
herbeizuführen oder den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Als solche die Wirkung der Metallsulfide unterstützende Bestandteile
sind in dem erfindungsgemäßen Gemisch besonders enthalten Kohlenstoff in elementarer
Form (als Ruß, Holzkohle o. dgl.), der in der Weise wirkt, daß die durch Luftzutritt
oder durch Anwesenheit von Sauerstoff überhaupt entstandenen Metalloxyde reduziert
werden; hierdurch wird erreicht, daß der Verlust, der durch die Oxydation der für
die Legierung wichtigen Komponenten entstehen würde, vermieden oder doch stark eingeschränkt
wird. Gleichzeitig begünstigt der Kohlenstoff die Umsetzung des Zinks.
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Carbonate in Form von Alkali- oder Erdalkalicarbonaten werden der
Mischung beigegeben aus folgenden Gründen: Die Alkalicarbonate entbinden die Kohlensäure
schon bei verhältnismäßig niederer Temperatur; die frei werdende Kohlensäure verursacht
einmal in einfächer Weise eine mechanische Durchmischung der Metallschmelze und,
hierdurch bedingt, Befreiung von Verunreinigungen. Gleichzeitig verringert die sich
über die Schmelze lagernde Kohlensäureatmosphäre den Luftzutritt und somit die Oxydationsmöglichkeit.
In gleicher Richtung wirkt der Zusatz an Erdalkalicarbonat (z. B. Calciumcarbonat),
nur daß hier die Kohlensäure erst bei etwa 83o° C entbunden wird.
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Weitere Zusätze zu dem erfindungsgemäßen Gemisch, wie organische Verbindungen
(z. B. Talg, Kolophonium u. dgl.), Chloride (z. B. Salmiak, Kochsalz oder ähnliches),
Kieselsäure (z. B. als Sand), dienen evtl. zur Unterstützung des vorgenannten Prozesses
oder zur Erleichterung des Umschmelzens und der Läuterung des Metalls.
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Die Anwendung des vorstehenden erfindungsgemäßen Mittels als Gemisch
genannter oder ähnlich wirkender Bestandteile oder durch deren Zusammenschmelzen
und darauf folgendes Pulverisieren hergestellt, geschieht in der Weise, daß das
Gemisch in die zu regenerierende Metallschmelze eingetragen und in diese gut eingerührt
wird; darauf wird die Schlacke, die das Zink enthält, abgezogen. Das Zugeben geschieht
dabei am besten portionsweise; evtl. ist die Anwendung des Verfahrens zu wiederholen.
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Durchgeführte Versuche ergaben z. B. folgende Ergebnisse: Als Schriftmetall
stand eine Legierung zur Verfügung, die laut Garantie des Herstellers 8a 010 Blei,
15 % Antimon und 3 04 Zinn enthalten sollte. Dieser wurden etwa o,5 0/0 Zink zulegiert.
Die Durchführung einer quantitativen Analyse, die sich sinngemäß auf die Zinkbestimmung
beschränkte, erwies einen Zinkgehalt von 0,43 %-Von dieser Legierung wurden
380 g in einem Graphittiegel eingeschmolzen und der Schmelze 6,o g Kupfersulfid
(Cu2S) zugesetzt, worauf sie unter sorgfältigem Einrühren des Sulfids bis auf Rotglut
erhitzt wurde. Es wurde etwa 3 Minuten bei dieser Temperatur, etwa 6oo° C, gehalten,
darauf etwas erkalten gelassen, worauf die Asche oberflächlich abgezogen wurde.
Diese Umschmelzung wurde unter den gleichen Bedingungen noch zweimal wiederholt.
Schließlich wurde die Sulfidschicht sorgfältig abgezogen und eine Durchschnittsprobe
des so erhaltenen Metalles analysiert. Mittels quantitativer Analyse wurde nunmehr
ein Gehalt von 0,03 0/0 Zink ermittelt.
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Zur Durchführung der Versuche an zinkhaltigem, entsilbertem Werkblei
wurde eine Legierung, die laut Analyse o,66 0/0 Zink enthielt, verwendet. Eine Probe
dieser Legie= rung von 270 g wurde wie oben eingeschmolzen und die
Zinkentfernung in gleicher Weise wie oben ausgeführt, indem zu der Schmelze in drei
Portionen je 5,0 g Bleisulfid (PbS) zugesetzt wurde. Eine Durchschnittsprobe
der inngeschmolzenen Legierung zeigte einen Zinkgehalt von 0,04 0/0.
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Die Erfindung ermöglicht es .also, auf Grund der vorstehend dargelegten
Eigenschaften, Metalle oder Metallegierungen von enthaltenem Zink oder evtl. Zinkoxyd
zu befreien, wobei gleichzeitig eine entsprechende Menge von den wertbestimmenden
Komponenten in das Metall übergehen kann und
ermöglicht zu gleicher
Zeit eine Desoxy-dation und Reinigung der betreffenden Metalle überhaupt.