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Verfahren zur Gewinnung von Zink Die Erfindung bezieht sich auf die
Gewinnung von Zink aus eisenhaltigen Laugen, wie solche bei der Aufarbeitung von
Laugen chlorierend gerösteter kupfer- und zinkenthaltender Erze nach Auszementierttng
des Kupfers mit Eisen anfallen.
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Es ist bereits vor Jahrzehnten vorgeschlagen «-orden, aus Laugen,
welche Zink und Eisen als Clrlorüre enthalten, durch Einleiten von Schwefelwasserstoff
unter Zufügung von Kalkstein als säurebindendes Mittel, das Zink als Zinksulfid
auszufällen, während das Eisen als Chlorür in Lösung gehalten werden sollte (vgi.
Patentschrift 10:i 109 vom 28. Oktober 1898). Dieses `"erfahren hat
indessen Eingang in die Praxis nicht finden können. Der Patentinhaber mußte in seinem
späteren Patent 273 o64 vom r2. Dezember 191a selbst zugeben, daß für die
Gewinnung des Zinks aus eisenoxydulhaltigen Zinklaugen, -wie z. B. Abfallaugen der
Kupferextraktion, zwar viele Vorschläge gemacht worden seien, daß dieselben aber
nicht praktisch ausführbar waren, so daß man bisher gezwungen war, diese Laugen
trotz der darin befindlichen beträchtlichen Zinkmengen verlorengehen zu lassen.
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Nach den Erfahrungen der Erfinder liegt eine Hauptschwierigkeit bei
der Aufarbeitung derartiger Laugen darin, daß bei quantitativer Ausfällung des vorhandenen
Zinks durch Einleiten von Schwefelwasserstoff stets Eisen mitgefällt wird, also
ein verunreinigtes, minderwertiges Produkt erzielt wird, oder daß beim Hinarbeiten
auf reines Zinksulfid auf quantitative Ausfällung verzichtet werden muß. Für eine
technisch und wirtschaftlich brauchbare Lösung der Aufgabe kommt es aber gerade
darauf an, daß praktisch das gesamte Zink in reiner Form mit billigsten Mitteln
gewonnen wird.
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Dieser Erfolg wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Trennung
des Zinks von Eisen verdünnter, zweckmäßig stark verdünnter Schwefelwasserstoff
angewendet wird. Wie gefunden wurde, gelingt es, z. B. das Zink praktisch quantitativ
und zugleich in reiner Form, also eisenfrei als Sulfid zu gewinnen, wenn man als
Fällungsmittel schwefelwasserstoffhaltige Koksofengase, welche bekanntlich den Schwefelwasserstoff
in starker Verdünnung enthalten, verwendet: Es ist zwar bereits ein Verfahren zur
Gewinnung von Kupfer und Zink aus den Laugen chlorierend gerösteter Abbrände unter
Verwendung von Koksofengasen bekannt geworden. Bei diesem Verfahren, welches in
erster Linie die Befreiung der Koksofengase von Verunreinigungen zum Gegenstand
hatte, sollte zunächst
das Kupfer aus den sauren Laugen und hierauf
das Zink aus den neutralisierten Laugen ausgefällt werden. Aus diesem Verfahren,
dessen Überfiihrung-in. .die Technik wegen verschiedener Schwierigkeiten, insbesondere
der schwierigen Behandlung der sauren Laugen und der Niederschläge, ebenfalls nicht
gelungen ist; konnten Schlüsse auf die vorteilhafte Gewinnung reinen Zinks aus eisenhaltigen
Laugen mit Hilfe verdünnten Schwefelwasserstoffs nicht gezogen werden.
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Die Erfindung ermöglicht die Aufarbeitung von Laugen chlorierend gerösteter
Erze durch Auszementieren des Kupfers mit Eisen und-Gewinnung des Zinks aus den
nunmehr stark eisenhaltigen Laugen mit der Mäßkäbe, däß alle in den Prozeß eingeführten,
an sich sehr billigen Stoffe wieder in wertvoller Form zurückgewonnen werden.
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In Ausübung der Erfindung wird derart vorgegangen, daß den Laugen
chlorierend gerösteter Abbrände, z. B. Schwefelkiesabbrände, welche Kupfer, Zink
und Glaubersalz enthalten, zunächst das Kupfer durch Zementation mit Eisen nach
üblichen Methoden entzogen wird, wobei zugleich anwesende Edelmetalle gewonnen werden
können. Die entkupferte Lauge wird nun durch Ausfrieren von der Hauptmenge des Glaubersalzes
befreit, worauf dann vorteilhaft die noch vorhandenen Sulfate beseitigt werden,
was z. B. durch Behandeln der Lauge mit Chorcalcium geschehen kann. Aus der entkupferten,
s-ulfatfreien, Zink und Eisen enthaltenden Lauge wird alsdann durch Behandeln mit
Schwefelwasserstoff in sehr verdünnter Form enthaltenden Gasen, insbesondere Koksofengasen,
in Gegenwart von Neutralisationsmitteln für die frei werdende Säure das Zink als
Schwefelzink gewonnen.
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Die Behandlung der Lauge mit Gasen wird vorteilhaft durchgeführt unter
Bedingungen, bei welchen große Berührungsflächen geschaffen werden, z. B. derart,
daß die Gase de.i Laugen unter entsprechend geregelter Zufuhr von Abstumpfungsmitteln
für die frei werdende Säure, z. B. von Kalkmilch, in Waschtürmen nach dem Gegenstromprinzip
entgegengeführt werden, oder derart, daß mit Hilfe sogenannterStröderwascher gearbeitet
wird. Bei dieser Arbeitsweise gelingt es, das Zink praktisch quantitativ in Schwefelzink
überzuführen, ohne daß das aus der Kupferzementation stammende Eisen mitgefällt
wird.
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Aus der entzinkten Lauge kann man das Eisen z. B. in an sich bekannter
Weise durch Ausfällen mit Kalkmilch und Behandlung mit oxydierenden Mitteln, z.
B. Luft, zurückgewinnen. Durch Erhitzen des Eisenniederschlages auf mäßige Temperaturen
erhält man ein Eisenoxyd, welches, wie gefunden wurde, ein ausgezeichnetes Ausgangsmaterial
für die Herstellung-von Rotoxyd (Englisch Rot) darstellt. - - -Die nach der Fällung
des Eisens verbleibende Chlorcalciumlaugewird mit Vorteil zur Ausfällung der Sulfate
aus den entkupferten und durch Ausfrieren von der Hauptmenge des Glaubersalzes befreiten
Lauge verwendet. Der hierbei in großer Reinheit anfallende Gips ist anhydridfrei
und infolgedessen für manche Zwecke der Weiterverarbeitung, z. B. für die Zementfabrikation,
ganz besonders gee ignet.
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Das Verfahren bietet den Vorteil, daß alle wertvollen Bestandteile
der Laugen, nämlich Kupfer, Zink, Glaubersalz usw., mit praktisch quantitativen
Ausbeuten gewonnen werden. daß das -in den Prozeß eingeführte Eisen in hochwertiger,
auf wertvolle Produkte, wie z. B. Rotoxyd, verarbeitbarer Form zurückgewonnen wird
und im übrigen noch Gips von besonders guter Beschaffenheit als Nebenprodukt erhalten
wird. Dann werden die in den Prozeß eingeführten Koksofengase entschwefelt und dadurch
in eine hochwertigere Form übergeführt.