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Verfahren zur Gewinnung von Blanc fixe aus schwerspathaltigen Erzen
Schwerspat kommt in der Natur nur selten rein vor, meistens in Verbindung mit Erzen,
deren Gangrnineral er bildet.
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Aus Schwerspat, der nur eine geringe Menge Verunreinigungen, bestehend
aus Aluminiumoxyd, Eisenoxyd und Manganoxyd, enthält, kann man nach einem in einem
französischen Patent beschriebenen Verfahren die Verunreinigungen in der Weise entfernen,
daß man den Sch-,verspat mit Kohle auf r3oo bis 135o° erhitzt, wobei sich Bariumsulfid
bildet, welches die Eisen- und Mänganoxyde in Sulfide überführt. Diese Sulfide werden
alsdann größtenteils mit 'Wasser ausgelaugt und der verbleibende Rest mit Schwefelsäure
zersetzt, wobei ein völlig weißes Bariumsulfat (Blanc fixe) entsteht.
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Blanc fixe aus schwerspathaltigen Mineralvorkommen zu gewinnen, ist
auch das Ziel des vorliegenden Verfahrens, nach dem aber Erze zur Verarbeitung gelangen
sollen, welche neben Schwerspat die Sulfide des Bleis, Zinks und Kupfers enthalten.
Aus diesen Erzen wird das Blanc fixe mit Hilfe der Schmelze eines Salzes, z. B.
Natriumsulfat, gewonnen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, barytische Erze zuerst mit einem Salz,
z. B. Natriumchlorid, zu mischen und dann das Gemisch in einem Tiegel bis zum Schmelzen
des Salzes zu erhitzen, wobei der Schwerspat in Form äußerst feiner Teilchen von
dem geschmolzenen Salz aufgenommen, d. h. in Suspension gehalten werden soll, während
das von ihm befreite Erz im Tiegel zu Boden sinkt und nach Ablassen der Schmelze
ausgetragen wird.
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Über die Verwendung des angeblich in Suspension befindlichen Schwerspates
ist in der Patentschrift, welche dieses Verfahren beschreibt, nichts gesagt. Versuche
haben aber ergeben, daß bei der Herstellung der Schmelze Verfärbungen eintreten,
so daß ein rein weißes Blanc fixe aus der Schmelze nicht gewonnen werden kann.
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Nach vorliegender Erfindung gelingt es, dieses Ziel in der Weise zu
erreichen, daß bei der Behandlung der schwerspathaltigen sulfidischen Blei-, Zink-
und Kupfererze mit Salzschmelzen jede Oxydation vermieden und die Behandlung möglichst
schnell und mit geeigneten Salzen durchgeführt wird. Als geeignetes Salz hat sich
in erster Linie Natriumsulfat erwiesen. Auch Kaliumsulfat ist brauchbar, hat aber
einen höheren Preis.
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Eine zur Verfärbung führende Oxydation kann am einfachsten dadurch
verhindert werden, daß das die Erze aufnehmende Schmelzbad mit reduzierender (schwarzer)
Flamme erhitzt wird. Die Zeitdauer der Erhitzung der Erze und damit die Gefahr der
Oxydation läßt sich dadurch verringern, daß die Erze erst in die Schmelze eingetragen
werden, wenn die Schmelze schon hoch erhitzt ist. Würde man die Schmelzsalze gemeinsam
mit den Erzen bis zum Eintritt der Schmelze erhitzen, so würde sich dadurch die
Gefahr der Oxydation beträchtlich vergrößern.
Ein weiteres Mittel,
die Verfärbung der Schmelze zu vermeiden und eine quantitative Trennung zwischen
Erz und Schmelze zu erzielen, besteht darin, daß man die Erze ausschließlich in
Form grober Stücke einträgt, also nach dem Brechen den feinkörnigen Staub absieht.
Dieser Staub nämlich sinkt nicht schnell genug in der Schmelze unter und kommt deshalb
leicht an der Salzoberfläche zum Brennen. Entstehen aber einmal durch die Oxydation
die Oxyde des Eisens, Bleis, Kupfers usw., so sind die Verfärbungen der Schmelze
unvermeidbar.
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Der Erzstaub und die feinen Körner werden nach vorliegendem Verfahren,
bevor sie in das Salz eingetragen werden, brikettiert, und zwar wird als Bindemittel
beim Brikettieren zweckmäßig das Schmelzsalz benutzt.
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Man kann die Trennung des Schwerspats von den schwefelhaltigen Erzen
in der Weise vornehmen, daß man in die heiße Schmelze ein oben offenes Gefäß eintaucht,
in dem sich grobkörniges Erz bzw. aus feinkörnigem Erz hergestellte Brikettstücke
befinden. Nach einiger Zeit, nämlich nachdem das Bariumsulfat von der Schmelze gelöst
ist - es handelt sich um eine richtige Lösung, nicht um eine Suspendierung, wie
der Erfinder des eingangs erwähnten Verfahrens annimmt -, wird das Gefäß herausgehoben,
die Schmelze abgegossen und mit einer neuen Charge das Tauchen wiederholt, bis die
Schmelze mit Bariumsulfat gesättigt ist.
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Man kann aus der in bekannter Weise geklärten Schmelze das Schmelzsalz
mit dem darin gelösten Bariumsulfat abgießen und das Schmelzsalz nach Abkühlen mit
Wasser behandeln, wobei das Salz in Lösung geht und das Bariumsulfat sich unlöslich
abscheidet. Man kann aber auch die Schmelze ganz langsam abkühlen lassen. Es gelangt
dann die Hauptmenge des Schwerspats in einer zusammenhängenden Schicht über dem
Erz zur Auskristallisation.
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Bei einem anderen älteren Verfahren, welches die Ausscheidung von
Bariumsulfat aus sulfidischen Erzen mit Hilfe einer Salzschmelze betrifft, ist auch
nicht erkannt, daß bei der Schmelze alle oxydierenden Einflüsse vermieden werden
müssen und es sich empfiehlt, die Schmelzung mit möglichster Beschleunigung durchzuführen.
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Deshalb hat man nach dem dort beschriebenen Verfahren nicht direkt
reines Bariumsulfat erhalten, hat vielmehr, um ein farbloses Blanc fixe zu gewinnen,
das Produkt aus der Schmelze mit Chlorwasser behandeln müssen. Infolge der Oxydation
und der zu lange währenden Schmelzung gehen bei diesem Verfahren Teile des Erzes
in die Sulfatschmelze wie eine sich bildende Silikatschlacke über, und im Erzkonzentrat
entstehen grobe Mischkristalle, deren Bildung durch die sonst unerwünschten Zusätze
von Arsen und Antimon verhindert werden muß.
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Im Gegensatz dazu treten nach vorliegendem Verfahren keine Erzverluste
durch übergang von Schwermetall in die Sulfatschmelze oder durch Bildung einer Schlacke
ein, und es zerfällt das Erzkonzentrat bei Behandlung mit Wasser in ein sehr feines
Pulver, das sich leicht durch Flotation aufbereiten und in seine Bestandteile scheiden
läßt.
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Beispiel i 6o Teile Natriumsulfat werden in einem Tiegelofen eingeschmolzen
und auf etwa iooo° C erhitzt. In das Salzbad werden 9o bis ioo Teile grob zerkleinertes,
von dem Grus und Staub befreites Blei-Zink-Schwerspat-Erz, bestehend aus 40% Schwerspat
und 6o% Metallsulfiden, nach und nach innerhalb io Minuten bei reduzierender Flamme
unter Umrühren eingebracht. Darauf - werden dem Salzbad etwa i o Teile Ätzkalk zugesetzt.
Im Verlauf weiterer i o Minuten findet eine vollkommene Scheidung des Erzes von
der Schmelze statt, so daß die Schmelze abgegossen werden kann. In der Schmelze
noch vorhandene reduzierende Substanzen, wie Ruß oder Natriumsulfid, können danach
nötigenfalls durch Erhitzen in oxydierender Flamme oder Einblasen von Luft oxydiert
werden. Alsdann wird das Schmelzsalz durch Behandeln finit Wasser von dem sich als
rein weißes Pulver ausscheidenden Schwerspat (Blanc fixe,) getrennt.
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Beispiel 2 i oo Teile Natriumsulfat werden in einem Flammofen eingeschmolzen
und auf etwa iooo° C erhitzt; darauf werden bei reduzierender Flamme i o bis 2o
Teile des im Beispiel i erwähnten grob zerkleinerten Erzes bzw. von Erzstaub, der
mit Hilfe von Natriumsulfat brikettiert ist, in einer oben offenen Schale so tief
in das Salzbad eingetaucht, daß die Schmelze den ganzen Erzinhalt bedeckt. Nach
io bis 2o Minuten, während welchen Zeitraumes dem Erz 3 bis 5 Teile Ätzkalk zugesetzt
worden sind, ist der Schwerspat herausgelöst. Die Schale wird hochgezogen und das
verbleibende Erz nach außen entleert. Das Tauchen und Lösen wird mit dem neuen Erz
so oft wiederholt, bis das Salzbad mit Bariumsulfat nahezu gesättigt ist. Sodann
wird die Schmelze wie in Beispiel i auf Blanc fixe behandelt.
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Die Erze stellen nach Befreiung vom Schwerspat ein hochprozentiges
Konzentrat dar, das bei Behandlung mit Wasser leicht von der Gangart befreit werden
kann.