DE63085C - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Zink aus Erzen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Eine grofse Anzahl Erze, welche aus Zink- und Bleisulfiden bestehen und aufserdem Gold und Silber sowie mehr oder weniger Eisen und Kupfer enthalten, sind durch die Gegenwart von Zink fast werthlos.

Das Schmelzen dieser Erze auf Silber ist sehr schwierig und andererseits verhindert das Blei ihre Nutzbarmachung durch Schmelzen auf Zink. Die vorliegende Erfindung besteht in einem neuen Verfahren und dem dabei zur Verwendung kommenden Apparat zur Verarbeitung der genannten Erze; hierbei wird das Zink von den anderen Metallen auf eine leichte, rasche und wenig kostspielige Weise ausgeschieden, nämlich als schwefligsaures Zink (Zn SOJ,. während gleichzeitig die übrigen Metalle in einem für die weitere Verarbeitung sehr geeigneten Zustand erhalten werden.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt Fig. 1 einen Horizontalschnitt eines Schmelzofens nach der Linie y-y der Fig. 2 dar und die Verbindung mit dem Gebläseapparat, welcher das im Schmelzofen entwickelte Gas absaugt und nach den Auslaugbehältern treibt.

Fig. 2 veranschaulicht einen Längsschnitt desselben Schmelzofens in Richtung der Linie x-x der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Grundrifs von zwei Behältern, welche zur Behandlung der gerösteten Erze mit dem schwefligsäurehaltigen Gas sowie zum Auslaugen des gebildeten Zinksalzes dienen.

Fig. 4 stellt den Auslaugbehälter im Schnitt nach Linie \-\ der Fig. 3 sowie in Verbindung damit die Setz- und Ablafsbehälter und den Behälter für die Behandlung der Lösung des schwefligsauren Zinks mit Ammoniak dar.

Fig. 5 zeigt eine Presse, die zum Befreien des Zinkoxydhydrats vom anhaftenden Ammoniak dient. Hierzu kann auch irgend eine andere Presse zur Verwendung kommen. Nur der Vollständigkeit wegen ist überhaupt die Presse in die Zeichnung mit aufgenommen.

In Folgendem werden zunächst die chemischen Vorgänge, welche bei dem neuen Verfahren in Betracht kommen, geschildert.

Das neue Verfahren beginnt damit, dafs zuerst eine Schicht der Erze über die Ziegelschicht E, Fig. 2, des Röstofens ausgebreitet und das Erz bei einer Temperatur nicht über 8o° C. geröstet wird.

Das rohe Erz auf der Ziegelschicht E hat vor dem Rösten gewöhnlich die folgende Zusammensetzung :

12 pCt. Kieselerde,
14 pCt. Blei,

26 bis 30 pCt. Zink,

12 bis ι 5 pCt. Eisen,
2 pCt. Kupfer,

27 bis 36 pCt. Schwefel.

Der Zweck des Röstens der Erze ist hierbei der, das Eisen und Zink in Oxyde überzuführen ; dagegen werden Blei und Kupfer nur

theilweise in Oxyde verwandelt, theilweise aber bleiben sie als Sulfide zurück.

Nach dem Rösten kommt die Masse von der Schicht E auf den Rost Q. des Behälters P, Fig. 3 und 4. Auf den 'Boden E gelangt nun eine neue Ladung Erze, und während letztere wieder bei einer Temperatur nicht über 8o° C. geröstet werden, wird das sich entwickelnde schwefelsäurehaltige Gas durch den Gebläseapparat / abgezogen und hierauf gemeinsam mit zugelassenem Wasserdampf in den Behälter P getrieben. In diesem werden bei Luftabschlufs die auf dem Rost Q. liegenden gerösteten Erze mit der Mischung von schwefligsäurehaltigem Gas und Wasserdampf behandelt, und hierbei wird das Zinkoxyd in schwefligsaures Zink (Zn SO₃) übergeführt. Diesem Vorgang entspricht die Gleichung:
Zn O + SO₂ = Zn SO₃.

Der Wasserdampf, welcher dem Gas beigemischt ist, hat den Zweck, das Erz feucht zu halten, was für die Einwirkung der schwefligen Säure auf das Erz sehr wichtig ist, da nur dadurch das Gas genügend in das Erz eindringen kann, um die gewünschte Umwandlung des Zinkoxyds zu bewirken.

Bei dieser Reaction hat man unbedingt dafür Sorge zu tragen, dafs nicht Luft mit dem Erz in Berührung kommt, weil sonst das schwefligsaure Zink in schwefelsaures Zink verwandelt würde :

Zn SO₃ +O = Zn SO_V

Selbstverständlich würde eine derartige Reaction den Zweck des ganzen Verfahrens vereiteln.

Da das schwefligsaure Zink in Wasser löslich ist, wird es durch Wasser, welches in den Behälter eingelassen wird, bei einer Temperatur von 8o° C. ausgelaugt.

Nachdem die wässerige Lösung des Zinksalzes abgelassen ist, wird das im Behälter P zurückbleibende Erz, welches mit alleiniger Ausnahme von Zink die übrigen oben genannten Metalle .noch enthält, aus dem Behälter entfernt und auf dem Trockenboden G, Fig. 2, ausgebreitet. Dieser besteht aus einem gut Wärme leitenden Material. Die Wärme der heifsen Gase, welche aus dem Ofen vom Erz wegziehen und unter dem Boden. G hinstreichen (s. Pfeile in Fig. 1 und 2), wird dazu benutzt, den genannten, nach Wegschaffen des Zinks übrig bleibenden Erzrückstand, welcher jetzt auf dem Boden lagert, für die darauf folgende Behandlung, nämlich die Trennung und Abscheidung der übrigen Metalle, zu trocknen.

In nachstehendem wird ausführlich das neue Verfahren und der Apparat beschrieben.

In Fig. ι bezeichnen A A₁ A₂ A₃ Züge, durch welche die 'von der Feuerung kommenden Heizgase ziehen, wobei sie ihre Wärme namentlich an die Schicht E, Fig. 2, abgeben. Durch den Kanal C erreichen sie den Schornstein D, Fig. i. .

Die getrockneten Erze werden durch die Thüren α in den Raum A^ eingeführt. Auf diese Weise gelangen sie in die Ziegelschicht E. Das in dem Ofen von dem Erz aufsteigende schwefligsäurehaltige Gas wird von dem Saugapparat J durch die Staubkammer F und die Kanäle G¹, welche die Züge h A₁ K₂ h₃ besitzen, durch das Rohr K zum Behälter L, Fig. 3 und 4, geleitet. In letzterem wird das Gas mit Wasserdampf, welcher durch die Leitung ΛΓ eintritt, vermischt, und diese Mischung tritt alsdann durch die Rohre M unter den Rost 0_, auf dem die gerösteten Erze liegen.

Die Behälter P sind gut verschlossen und besitzen Doppelboden. Es können eine gröfsere Anzahl derartiger Behälter zur Benutzung kommen.

Obwohl das Gas seine Wärme zum gröfsten Theil an den guten Wärmeleiter G abgegeben hat, ehe es in das Rohr K gelangt, so ist es doch vortheilhaft, wenn man dieses Rohr mit einem Wassermantel umgiebt.

Nach der Behandlung der auf dem Rost Q. liegenden Erze mit dem schwefligsäurehaltigen Gas, welches, wie oben ausgeführt: wurde, das Zinkoxyd in schwefligsaures Zink überführt, wird Wasser aus der Leitung 0, Fig. 4, in den Behälter P eingelassen. Es fliefst über das Erz hinweg und löst das gebildete schwefligsaure Zink. Die Lösung wird durch Leitung R zum Setzbehälter R₁ abgelassen. Von hier aus wird die Flüssigkeit mittelst der Pumpe S durch die Leitungen b und k in den Behälter T gepumpt, in welchem ein Strom Ammoniakgas durch Rohr ν aus der Blase U eintritt.

Das Ammoniak bewirkt in der Lösung des schwefligsauren Zinks die Bildung von Zinkoxydhydrat. Die Flüssigkeit, in welcher dieses vertheilt ist,, wird durch Rohr e nach dem Behälter R₂ abgelassen, in welchem sich das Zinkoxydhydrat niederschlägt.

Mittelst der Pumpe S wird die Ammoniakflüssigkeit aus dem Behälter R₂ durch die Rohrleitung fei zur Blase U geführt. An dem Rohr i befindet sich das Rückschlagventil, r. In der Blase U wird das Ammoniak mittelst Kalk gereinigt, und bei der nächsten Behandlung gelangt es wieder zur Benutzung.

Die Blase U besitzt zwei Mannlöcher m n_i eines zum Beschicken mit Kalk und ein anderes zum Entleeren von diesem. Die Einrichtung des Ammoniakbehälters U ist übrigens für die vorliegende Erfindung sehr nebensächlich; die Blase kann auch ganz anders aussehen, als das in der beiliegenden Zeichnung der Fall ist.

Um das Zinkoxydhydrat, welches sich im Behälter R^s niedergeschlagen hat, von der anhaftenden Ammoniakflüssigkeit zu befreien, wird

ζ. B. die in Fig. 5 veranschaulichte Presse angewendet. Die beim Abpressen erhaltene Ammoniakflüssigkeit gelangt zum Behälter -R₃ und wird von hier durch die Pumpe S und die Rohrleitung g c i zur Blase U befördert.

Cl₁ d.₂ und ö?3 sind Dreiweghähne.

Das beschriebene neue Verfahren ermöglicht ein sparsames Arbeiten und läfst sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ■ ι. Ein Verfahren zum Abscheiden von Zink aus Erzen, darin bestehend, dafs das beim Rösten der Erze sich entwickelnde schwefligsäurehaltige Gas, mit Wasserdampf gemengt, bei Luftabschlufs auf geröstete Erze einwirkt, wobei das Zinkoxyd der letzteren in lösliches schwefligsaures Zink übergeht.
2. 2. Zur Ausführung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens eine Vorrichtung, bestehend in der Verbindung:

   a) einer Röstkammer, in welcher die Ziegelschicht E für die Erze und die sich der Länge nach erstreckenden und an ihren Enden mit einander in Verbindung stehenden Züge (A A_x A₂ A_s) für die Heizgase angeordnet sind, mit

   b) einem mit Scheidewänden versehenen Behälter (G₁), der zum Durchgang des mittelst Gebläseapparates abgezogenen warmen, schwefligsäurehaltigen Gases und dessen Decke zugleich zum Trocknen der Erzrückstände dient, sowie

   c) einem Behälter (L), in welchem sich dem schwefligsäurehaltigen Gas Wasserdampf zumischt, und

   d) den mit Doppelboden versehenen Behältern (B), in denen das Behandeln der gerösteten Erze mit der Mischung des schwefligsäurehaltigen Gases mit Wasserdampf, sowie hierauf das Auslaugen des gebildeten schwefligsauren Zinks vorgenommen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.