DE683538C - Zink- und Chlorgewinnungsverfahren - Google Patents

Description

• Zink- und Chlorgewmnungsverfahren Man hat schon Zink und Chlor aus den Laugen chlorierend gerösteter, zinksulfidhaltiger Stoffe gewonnen, indem man die Laugen nach einer Hochreinigung der Elektrolyse mit Diaphragmen unterwarf. Dieses Verfahren hat sich in der Technik nicht durchsetzen können, im wesentlichen aus folgenden Gründen: Durch den starken negativen Charakterdes Zinks werden zahlreiche Störungen der Elektrolyse insbesondere dann verursacht, wenn die Laugen verunreinigt sind. Besonders stark ist solchen ausbeutemindernden Störungen die Chloridelektrolyse ausgesetzt. In diesem Falle wirken sich besonders Eisren und gelöstes Chlor auf die Stromausbeute geradezu katastrophal aus. Man hat durch Verwendung von Diaphrab-nen versucht, diesen Störungen nahm dabei: aber die mit den Diaphragmen verbundenen Nachteile in Kauf. Es wurde nun überraschenderweise :gefunden, daß man auf die Hochreinigumg -der Laugen und die Verwendung von Dna.-phragmen verzichten kann, wenn man die Elektrolyse mit Quecksilber als Kathodenmaterial idu:rchführt. Erfindungsgemäß werden daher Zink und Chlor aus den Laugen chlorierend gerösteter, zinks'ulfidhaltiger Stoffle dadurch gewonnen daß man die Laugen der üblichen Reinigung unterwirft, die erhaltene Zinkalkali.chloridlauge unter Verwendung von Quecksilber als Kathodenmaterial elektrolysiert, das entwickelte Chlor als Gas abführt und das Zink aus dem abgeschiedenen Amalgam ,abtrennt.
• Als zinksulfithaltige Stoffe kann man die billigen, in der Technik ,anfallenden zinkhaltigen Kiesabbr äude verwenden. Man kann aber auch Zinkblenden benutzen; vorteilhaft mischt man sie mit Kiesabbränden bzw. zinkarmen Ausgangsmaterialien, da der Aufschluß unter diesen Bedingungen vollständiger ist und sich störungsloser vollzieht. Dieses Verfahren eröffnet auch die Möglichkeit der Aufarbeitung von komplexen Zinkerzen, beispielsweise komplexen Bleizinkerzen, ld ley: meist vergesellschaftet mit Kiesen angetroffen werden. Der Röstprozeß kann in bekannter Weise durchgeführt werden. Für den Grad der Reinheit der Laugen ist ausschlaggebend die geforderte Reinheit des bei der Elektrolyse anfallenden Zinks, nicht die Rücksichtnahme auf die Stromausbeuten; da kleine Verunreinigungen diese, kaum verschlechtern, im Gegensatz zum Arbeiten mit starren Kathoden. Beispielsweise wird bei der Elektrolyseeiner Lauge mit etwa 20 mg Fe, 2o mg Co und i o mg Ni auf i oo g Zn, die nach den bisherigen Verfahren unmöglich verarbeitet werden konnten, durch Anwendung der Quecksilherkathode bei fast theoretischer Stromausbeute ein Zink von immer noch 99,98% gewonnen. Für die Reinigung reicht es beispielsweise aus, in folgender Weise zu verfahren: Man scheidet zunächst durch Zementation mit Eisen Kupfer und die Edelmetalle aus den Laugen ab, kühlt zur Ab-scheidung des Natriumsulfats aus und fällt Eisem, Kobalt, Mangan, Arsen, Antimon usw.,durch Kalk bei gleichzeitiger Oxydation mit Chlor bei einem PH unter 6. Nach dieser Reinigung erhält man Zinkchloridlaugen, die Alkalchlorid, aber auch Magnesium- und Calcumchlorid enthalten; sie sind für die Elektrolyse direkt geeignet. Die Amalgarnelektrolyse kann in den in der Technik üblichem Apparaturen durchgeführt werden. Man kann dabei bei Zimmertemperatur und bei hohen Temperaturen arbeiten. Diabei wird vorteilhaft in der Weise verfahren, daß das gewonnene Amalgam gut fließfähig bleibt. Dias Quecksilber führt man zweckmäßig im Gleichstrom mit der Lauge durch die Zelle. Das Zinkamalgam .kann elektrolytisch und thermisch aufgearbeitet werden; vorteilhaft wird es dann stufenweise zersetzt. Die Zersetzung kann im Vakuum erfolgen. Die verwandten Apparaturen können kontinuierlich und diskontinuierlich arbeiten. Dias Quecksilber kann im Kreislauf in den Prozeß zurückgeführt werden. Besondere Vorteile bringt das kontinuierliche Arbeiten bei der Aufarbeitung des Amalgams. Während bei den bekannten Verfahren das Auswechseln der Kathoden und das Abziehen der gewonnenen Zinkbleche einen vollkontinuierlichen Betrieb unmöglich machen, lassen sich bei Verwendung von Quecksilber als Kathodenmaterial Amalgam und Lauge in kontinuierlichem Strom durch die Zellen führen, ohne däß ein zeitweiliges Stillsetzen der Zellen notwendig wird. Trennt man das Quecksilber durch Destillation, so läßt sich auch dieser Teilprozeß und so das vorliegende Verfahren bis zum gießfähigen ',Zink kontixluierlich durchführen.
• ' Beispiele i. Ein Kiesabbrand mit 57,1 o 0,'o Fe, 1, 99 % Cu, 2,39% Zn, 240 9/t CO, 300 9/t Mn, 0,0q.% Sh, 3,450'0 S, o,ii% As, 1,4o% Pb, 4,o5% Si02, 62,og/t Ag, i,o2g't Au wird nach Zumischung von i o % Kochsalz chlorierend abgeröstet und gelaugt. Die Lauge wird mit Eisenschrott @entkupfert, und anschließend daraxi wird auf o° C zur Entfernung der größten Menge Natriumsulfat ausgekühlt. Der Restschwefel zusammen mit Fe, As, Sb, Mn, Co wird mit Kalk bei gleichzeitigem Einleiten von Chlor bei einem PH von 5,5 gefällt. Nach der Filtration erhlä@lt man :eine köehsalzreiche Zinkchloridlauge, die Magnesium- und Caldumchlorid in kleineren Mengen enthält. Der Zinkgehalt beträgt 6o g/1. Diese Lauge wird elektrolysiert in Zellen, die bei der Chloralkalielektrolyse Verwendung finden, bei einer Temperatur von 70° C -und einer Stromdichte von 120o Amp/m2. Der Elektrolyt verläßt die Bäder mit einem Gehalt von 2o g Zn/1. Dieses Zink wird mit Kalk gefällt und das erhaltene Zinkhydrat an Stelle von Kalk bei der Reinigung der Lauge verwandt. Dias ,anfallende Chlorgas wird in der üblichen Weise gereinijgt, getrocknet und verdichtet. Es wird ein Amalgam von 4,50/0 Zn erhalten, aus welchem das Quecksilber durch Destillation abgetrieben wird. Das verhaltene Zink wird schließlich in Gießformen ,abgelassen; ,es hat eine Reinheit von 99,95%-2. Dier Abbrand eines Meggener Kieses wird mit kupferhaltigen Kiesabbränden im Verhältnis i : i vermischt; das Gemenge enthält 53,00% Fe, 0,55% Cu, 5,20% Zn, 2409/t Co, 7509/t Mn, 0,040.'o Sb, 0,14% As, o,53% Pb, 8,3o% Si02, 3,95% S, 25,oog/t Ag, o, 8 z g/t Au: Es wird mit 12010 Kochsalz vermischt und nach Beispiel i eine Zinklauge mit 65 g/1 Zxierhalten, die bei 75° C und einer Stromdichte von- 80o Amp./m2 gegen Amalgamkathoden elektrolysiert wird. Es wird ein Amalgam mit 5% Zn erhalten. Die weitere Verarbeitung erfolgt in der oben angegebenen Weise.
• 3. Ein Allflotationskonzentrat eines Zinkbleierzes wird mit der 24fachen Menge eines Kiesabbrandes vermischt; das Gemenge @enthält dann 57;90% Fe, 0,84% Cu; 3,57% Zn, 20o g/t Co, i 5 g/t Ni, 2o g/t Cd, 30o g/t Mn, 0,04% Sb:; 0,o9% As, 2,180'o Pb, 4,95% Si02, 3,z0% S, 49,og/t Ag, i,26g/t Au. Es wird mit 120/0 Kochsalz vermischt und in der im Beispiel i angegebenen Weise eine Zinklauge gewonnen, welche noch einer Nachzementation mit Zinkstaub unterworfen wird. Der Zinkgehalt der Lauge beträgt dann 65 g/1; sie wird bei 6o°` C und mit iooo Amp./m2 Stromdichte elektrolysiert uiid ein 3, 5 o/oig es Amalgamgewonnen. Die Aufarbeitung der Elektrolysenprodukte erfolgt in der in Beispiel i geschilderten Weise. Das schließlich erhaltene Zink hat eine Reinheit von 99995%.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Zink und Chlor aus Laugen chlorierend gerösteter, zinksulfidhaltiger Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man die Laugen der üblichen Reinigung unterwirft, die erhaltenen Zinkalkalichloridlaugen unter Verwenden @ von Quecksilber als Kathodenmaterial eleIctrolysiert, das .entwickelte Chlor als Gas abführt und das Zink aus dem abgeschiedenen Amalgam abtrennt.