DE53261C - Verfahren und Einrichtung zur Aufarbeitung der bei der Kupfergewinnung durch Chlorirung entstehenden Mutterlaugen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

entstehenden Mutterlaugen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom l. September 1889 ab.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung beruht in einem ökonomischen industriellen Procefs zur Wiedergewinnung nützlicher Producte, welche mit den bei der Chlorirung kupferhaltiger Mineralien entstehenden Mutterlaugen vollkommen nutzlös wegfliefsen. Diese Mutterlaugen enthalten unter anderen Producten Natriumsulfat und Natriumchlorid, Zinkchlorür und Eisenchlorür.

Vorliegendes Verfahren bezweckt nun, das Natron, Eisen und Zink als Handelsproducte getrennt wiederzugewinnen und, was bis heutigen Tages noch nicht gelungen, das Zink auf industriellem Wege vom Eisen zu trennen. Alle jenen Reagentien nämlich, deren geringer Preis ihre Anwendung zu genanntem Zwecke erlaubt, fällen gleichzeitig die Eisen- und Zinkverbindungen. Bei vorliegendem Verfahren wird die Trennung des Zinks vom Eisen nicht durch Anwendung chemischer Agenden bewirkt, sondern sie beruht im Gegentheil auf der Verdampfung der vorstehend geschilderten Mutterlaugen und auf der Erhitzung des Rückstandes zum Glühen bei Gegenwart der Luft.

Das Verfahren setzt sich aus fünf verschiedenen Operationen zusammen, nämlich:

1. die Concentration oder Eindampfung der Laugen bis zur Syrupsconsistenz;

2. das Verglühen dieses Syrups;

3. die Abscheidung des Eisens von den anderen Körpern durch Lösung und Auslaugen ;

4. die Gewinnung des Zinks durch Fällung und

5. die Umwandlung des in der Flüssigkeit in Lösung befindlichen natronhaltigen Productes, deren eingehendere Beschreibung folgt.

i. Operation.

Concentration der Mutterlaugen bis zur Syrupsconsistenz.

Das Eindampfen der grofsen Flüssigkeitsmassen , welche die oben beschriebenen Salze in Lösung enthalten, auf dem gewöhnlichen Wege würde eine kostspielige Operation sein; um dasselbe ökonomischer ausführen zu können , benutzt Erfinder einen nach eigenen Angaben construirten Ofen. Derselbe besteht aus einer oder mehreren auf einander folgenden Kammern, in welche man die Flüssigkeit gelangen läfst und woselbst sie in Bewegung erhalten und zertheilt wird mittelst eines mechanischen Apparates, wie z. B. mittelst einer Flügelwelle oder irgend eines anderen mit einer gewissen Rotationsgeschwindigkeit begabten Rührwerks. Während der Bewegung der Flüssigkeit werden durch dieselbe die von der Verbrennung eines Gaserzeugers herrührenden gasartigen Producte hindurchgeleitet und bewirken eine beträchtliche Verdampfung, welche 10 kg Wasser pro 1 kg verbrannte Kohle erreicht oder sogar noch übersteigt.

Ein für diese Eindampfung praktisch construirter Ofen ist auf beiliegender Zeichnung veranschaulicht, und zwar ist'

Fig. ι ein Querschnitt des Ofens nach A-B, Fig. 2 eine Oberansicht,

Fig. 3 eine Darstellung des Rührwerkes,

Fig. 4 ein Längenschnitt und

Fig. 5 ein Querschnitt nach C-D des Ofens.

Wie in Fig. ι und 2 veranschaulicht, strömt die Flüssigkeit unter Höhendruck von einigen Metern in zwei Röhren A, welche an der oberen Seite durchlöchert sind. Jedem Loch gegenüber befindet sich eine kleine Blasröhre an einem parallel angebrachten Rohr B, worin Heifsluft eingeprefst ist. Zweck dieser comprimirten Heifsluft ist, die Ausströmung der Flüssigkeit aus Rohr A zu begünstigen, und zwar so, dafs an Stelle eines verticalen Strahles die ausströmende Flüssigkeit zerstäubt wird und dadurch das Becken des Ofens als Dunst anfüllt. Eine solche Leitung A B findet sich an jeder Seite des Ofens, um die Dunstbildung möglichst gleichmäfsig im Ofen zu erzeugen. Bei der speciellen Anwendung des säurehaltigen Wassers benutzt man am besten irdene bezw. Steingutröhren.

Das Aufrühren der in den Verdampfungsofen einzuführenden Flüssigkeit findet durch die Schaufeln s des Rührers statt und werden dieselben von aufsen durch ihre Welle W in Rotation versetzt. Damit aber auch die Welle nicht von den Säuren und der Hitze zu leiden habe, besteht dieselbe aus einer viereckigen Eisenbarre, welche äufseiiich mit Steingutplatten bekleidet ist, wobei dieselben mit Cement angekittet werden, so dafs die Flüssigkeit nicht mit dem Eisen in Berührung kommt. Das in dieser Weise angeordnete Rührwerk rotirt in dem oberhalb des Ofens angebrachten, die Flüssigkeit enthaltenden und entsprechend construirten Trog.

Durch die Begegnung der Feuergase des Ofens mit der in Dunst verwandelten Flüssigkeit üben die ersteren die erwähnte grofse Wirkung hinsichtlich der Verdampfung aus.

Die Kohle kann in einem passend construirten Herd zur Verbrennung gebracht und unter Einwirkung eines Heifsluftstromes gestellt werden, bevor die Feuergase in das Ofenbecken eintreten, wie dies durch Fig. 4 und 5 verdeutlicht ist. Die Luft erhitzt sich in den Kanälen α α im Mauerwerk des Herdgewölbes und tritt bei c aus, wo sie sich mit den Verbrennungsproducten vermischt und das Ganze in heifse Gase verwandelt, welche durch die Dunstschicht im Ofenbecken hindurchgehen und in den Kamin abziehen.

Bei dieser theilweisen Eindampfung wurden folgende chemische Erscheinungen beobachtet.

Jene Laugen enthielten Eisenchlorür in Lösung. . Unter dem Einflufs der Hitze bildete sich ein Niederschlag von Eisenhydroxyd, welcher sich dann mit Hülfe des in der Lösung enthaltenen Natriumchlorids wieder löst.

Das Eisenchlorür wird durch die Hitze umgewandelt in eine salzsaure Lösung von Eisenoxydhydrat. Es ist dies ein Weg zum Ziel gegenüber der Zerlegung dieses Eisenchlorürs in Salzsäure und Eisenoxyd, wie ' man sie übrigens im zweiten Procefs erhält.

2. Operation.
Verglühen des Syrups.

Während dieses Processes zerlegt sich das Eisenoxychlorür in Salzsäure und in Chlor, welche entweichen, und in Eisenoxyd, welches in der Schmelzmasse zurückbleibt. Das Zinkchlorür zersetzt sich theilweise, indem es Chlorwasserstoffsäure und Chlor liefert, nachdem die Wasserdämpfe verschwunden sind. Das Zinkoxyd bleibt an Zinkchlorür gebunden und bildet so lösliches Zinkoxychlorür. Dieser Verglühprocefs mufs sich bei einer unter Rothglut liegenden Temperatur vollziehen, um eine Sublimation gewisser Zinkchlorürtheilchen zu vermeiden.

Von dieser VerglUhung resultirt also die Bildung von Salzsäure und Chlor neben einer Schmelzmasse, welche durch Abkühlung erstarrt. Diese bräunliche Masse setzt sich zusammen aus in Wasser unlöslichem Eisenoxyd, Zinkoxychlorür, Natriumsulfat und Natriumchlorid. Letztere drei Salze sind in Wasser löslich.

3. Operation.

Die Abscheidung des unlöslichen Eisenoxyds durch Auflösen und Auswaschen der drei unter 2. soeben erwähnten löslichen Verbindungen.

Das auf diese Weise erhaltene Eisenoxyd ist von röthlich brauner Farbe, krystallinisch und läfst sich, nachdem es ausgetrocknet ist, leicht pulverisiren.

4. Operation.
Fällung des Zinkcarbonats.

Durch Behandlung der von der Lösung und dem Auswaschen im vorigen Procefs herrührenden Laugen mit einer Lösung von Natriumcarbonat bildet sich weifses und absolut reines Zinkcarbonat und Natriumchlorid, welches in der Flüssigkeit gelöst zurückbleibt.

5. Operation.

Umwandlung des Natriumchlorids in Sulfat un d K r y s t aiii sa t i ο η dieses

letzteren.

Nach Hinzufügung einer zur Umwandlung des gesammten Chlorids in Sulfat hinreichenden Menge Schwefelsäure wird die Flüssigkeit, welche die Gesammtmenge des ursprünglichen Natrons als Sulfat enthält, concentrirt, und es ergiebt sich nach der Abkühlung ein vollkommen reines Sulfat. Während dieses Processes findet ein starkes Entweichen der von der Zersetzung des Natriumchlorids und seiner

Umwandlung in Sulfat herrührenden Chlorwasserstoffsäure statt.

Fafst man das Gesagte zusammen, so wird aus den fraglichen Mutterlaugen wiedergewonnen :

1. Eisenoxyd,

2. Salzsäure und Chlor,

3. Zinkcarbonat,

4. Natriumsulfat.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Verfahren zur Wiedergewinnung der in den von der Chlorirung kupferhaltiger Mineralien herrührenden Mutterlaugen enthaltenen werthvollen Substanzen, bestehend

   a) in der Abdampfung oder Concentration der Laugen bis zur Syrupsconsistenz, zum Zwecke der Umwandlung des Eisenchlorürs in eine salzsaure Lösung von Eisenhydroxyd;

   b) in der Verglühung des Syrups zum Zwecke der Zerlegung des Eisenöxychlorürs in Chlor, Salzsäure und in Eisenoxyd;

   c) in der Abscheidung . des unlöslichen Eisenoxyds von den löslichen Verbindungen: Zinkoxychlorür, Natriumsulfat und Natriumchlorid mittelst Lösung und Auswaschens;

   d) in der Behandlung der Lösungs- und Waschwässer mit einer Lösung von Natriumcarbonat zum Zwecke der Bildung und Fällung des so erhaltenen Zinkcarbonats;

   e) in der Behandlung der zurückbleibenden Flüssigkeit mit Schwefelsäure zum Zwecke der Umwandlung des Natriumchlorids in Natriumsulfat.
2. 2. Zum Zwecke der in Patent-Anspruch 1 a) bezeichneten Abdampfung bezw. Concentration der Mutterlaugen ein aus einer oder mehreren Kammern bestehender Ofen, bei welchem eine Beschleunigung des Processes dadurch erzielt wird, dafs neben der durch ein Rührwerk, Fig. 3, erzeugten beständigen Bewegung der Lauge eine innige Berührung der letzteren mit den durch die Kanäle a, Fig. 3 und 4, mit heifser Luft gemischten Feuergasen in der Weise herbeigeführt wird, dafs mittelst einer im Innern des Ofens befindlichen Vorrichtung aus Röhren B, Fig. 1, heifse Luft gegen die aus Röhren A unter Druck von mehreren Metern Höhe in dünnen Strahlen . austretende Lauge geprefst und diese dadurch in einen den Kammerraum gleichmäfsig erfüllenden Nebel verwandelt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.