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Verfahren zur Gewinnung von Schwefelwasserstoff aus Metallsulfiden
Es ist bekannt, Metallsulfide, beispielsweise Ferrosulfid, mit Chlorwasserstoffsäure
zu behandeln, um Schwefelwasserstoff und das entsprechende Metallchlorid zu gewinnen.
Der Schwefelwasserstoff läßt sich in bekannter Weise leicht in elementaren Schwefel
umwandeln. Es ist ferner bekannt, daß Pyrite mit wäßrigen Säuren nicht leicht reagieren,
um Schwefelwasserstoff und Eisenchlorid zu bilden. Indessen kann der lose gebundene
Schwefel abdestilliert werden, wobei Ferrosulfid erhalten wird, das durch wäßrige
Säure leicht unter Bildung von Schwefelwasserstoff angegriffen wird.
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Die Schwierigkeit all dieser bekannten Verfahren zur Gewinnung von
Schwefelwasserstoff durch Reaktion von wäßrigen Säuren mit Metallsulfiden besteht
in den unzureichenden Verfahren, die zur Wiedergewinnung der für die Reaktion verwendeten
wäßrigen Säure angewandt worden sind. Ohne wirksame Mittel für eine wirtschaftliche
Wiedergewinnung oder Rückbildung der wäßrigen Säure können die Verfahren keine Wirtschaftliche
Bedeutung erlangen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, den Chlorwasserstoff aus dem Metallchlorid,
das bei diesen Arbeitsweisen entsteht, dadurch wiederzugewinnen, daß man das Metallchlorid
in Gegenwart von Luft hydrolisiert hat. Es ist auch bekannt, daß beispielsweise
Eisenchlorid mit Wasserdampf bei hoher Temperatur hydrolisiert werden kann, um Chlorwasserstoff
und Eisenoxyd zu bilden. Derartige bekannte Reaktionen sind jedoch bisher nicht
bei einem Verfahren oder einer Arbeitsweise zur Gewinnung von Schwefelwasserstoff
bei einem Kreisverfahren angewandt worden.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird Schwefelwasserstoff aus Metallsulfiden,
und zwar insbesondere Ferrosulfid, durch Behandeln mit Chlorwasserstoff und Wasserdampf
gewonnen. Die entstehende Lösung von Eisenchlorid wird zur Trockne verdampft und
das trockene Eisenchlorid hierauf mit Wasserdampf in Berührung gebracht, der beim
Eindampfen der Ferrochloridlösung entstanden ist. Bei entsprechend hoher Temperatur
wird auf diese Weise das Ferrochlorid hydrolysiert, wobei dampfförmiger Chlorwasserstoff
entsteht.
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Ein Vorteil, der für den wirtschaftlichen Erfolg des Kreisverfahrens
gemäß der Erfindung ausschlaggebend ist, besteht in der unmittelbaren Verwendung
des Wasserdampfes, der beim Eindampfen der Ferrochloridlösung erhalten wird.
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Der folgende Schritt des neuen Verfahrens. besteht darin, das Gemsich
von Chlorwasserstoff und Wasserdampf in ein Reaktionsgefäß einzuleiten, das fein
verteiltes Ferrosulffid enthält. Dieses Verfahren wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in der Weise durchgeführt, daß man das beim Hydrolysieren erhaltene
heiße Chlorwasserstoffgas-Wasserdampf-Gemisch unmittelbar in das Reaktionsgefäß
eintreten läßt, in dem sich das Ferrosulfid befindet. Das Reaktionsgefäß
enthält
Wasser in Mischung mit Ferrosulfid; die Menge dieses Wassers bleibt ungefähr konstant,
da sich der in das Gefäß eingeleitete Wasserdampf in ihm kondensiert.
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Eine Einrichtung zur Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Das sulfidische Material, beispielsweise Ferrosulfid, das durch teilweises
Abrösten von Pyrit erhalten ist, wird in den Reaktionsbehälter 5 gebracht, der mit
einer verschließbaren Öffnung 6 und einer Ableitung 7 für den gebildeten Schwefelwasserstoff
versehen ist. Darauf wird das Gemisch von Wasserdampf und Chlorwasserstoff aus dem
Verdampfer ii durch das Rohr 18 in den unteren Teil des Behälters geleitet.
Der bei der Reaktion gebildete Schwefelwasserstoff entweicht durch das Rohr 7 und
kann in bekannter Weise weiterverarbeitet werden. Die Metallchloridlösung (Ferrochloridlösung)
wird durch den Stutzen 8 abgezogen.
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Sind die Ventile 23 und 23' offen und das Ventil 22 geschlossen, so
wird die Lösung mit Hilfe des Trommelfilters 9 filtriert und gelangt dann in gereinigtem
Zustand zu der Verdampf- und Hydrolysierretorte i i, die leicht geneigt in einem
Ofen 1q. liegt, in ihrem Innern eine Förderschnecke i2 besitzt, die über die Riemenscheibe
13 angetrieben wird, und mit einer Entleerungsöffnung für das gebildete Metalloxyd
sowie mit einem Abzug 17 für das entstandene Gemisch von Dampf und Chlorwasserstoff
versehen ist.
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Wird eine Filtration der Chloridlösung nicht gewünscht, so werden
die Ventile 23 und 23' geschlossen, während das Ventil 22 der Umgehungsleitung io
offen gehalten wird.
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Zunächst verdampft in der Retorte i :i das gesamte Wasser. Das entstandene
Metallchlorid wird durch die Förderschnecke 12 in immer heißere Zonen geführt und
unterliegt dabei der hydrolysierenden Einwirkung des Wasserdampfes, der in der gleichen
Richtung strömt. Bis zu welcher Temperatur die Hydrolysiertemperatur gesteigert
wird, hängt von der Art des betreffenden Metallchlorids ab. Bei Ferrochlorid ist
es zweckmäßig, bis auf eine Temperatur von 2:¢o° zu gehen, bei der die Zersetzung
praktisch vollständig ist.
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Die Metalloxyde gelangen durch den Auslaß 15 in den Sammelbehälter
16, während die gasförmigen Produkte, die durch den Stutzen 17 entweichen, vom Gebläse
i8a abgesaugt und durch die Leitung 18 unmittelbar in den unteren Teil des Reaktionsgefäßes
5 gelangen.
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Die Vereinigung der einzelnen Arbeitsverfahren, die das Kreisverfahren
gemäß der Erfindung ergeben, ermöglicht eine wirtschaftliche und wirksame Gewinnung
von Schwefel aus sulfidischem Material in Form von Schwefelwasserstoff. Die Verwendung
des bei einem Teilverfahren erhaltenen Wasserdampfes zur Hydrolyse in einem anderen
Teil des Kreisprozesses und die unmittelbare Verwendung des heißen dampfförmigen
Chlorwasserstoffs zur Umsetzung des Ferrosulfides sind besondere Kennzeichen der
Erfindung, die für den wirtschaftlichen Erfolg des Verfahrens maßgebend sind.