DE817147C

DE817147C - Verfahren zur Chlorierung von Metallsulfiden

Info

Publication number: DE817147C
Application number: DEH2303A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Hayek; Thaddaeus Dr Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-04-13
Filing date: 1950-04-09
Publication date: 1951-10-15

Description

Verfahren zur Chlorierung von Metallsulfiden Es ist, besonders von der Verwertung der Erze her, die Herstellung von Metallchloriden durch Einwirken von Chlorgas auf Metallsulfide in zerkleinertem Zustand bekannt. Man bedient sich dabei meist entweder ruhender Ofen, in welchen die Bewegung des Erzkorns durch Dreharme herbeigeführt wird, oder rotierender Drehöfen. Die Erreichung der zum völligen Umsatz nötigen Temperatur kann dabei auf verschiedene Weise bewirkt werden. Immer aber wird so die gesamte Erzmasse durch den engen Kontakt der Teilchen auf die gleiche Temperatur erhitzt, weil sich sowohl die von außen zugeführte Wärme als auch die Reaktionswärme gleichmäßig verteilt. Man kann diese Art der Chlorierung, die natürlich auf Sulfide aller Art anwendbar ist, demnach als im wesentlichen isotherme Chlorierung bezeichnen, bei welcher, falls es sich um Gemische handelt, auch Reaktionen erzwungen werden, die unter Wärmeaufnahme vor sich gehen.
Es ist aber auch bekannt, Metallsulfide nach Art der Kohlenstaubfeuerung in fein verteilter Form schwebend mit dem Chlorgas in Reaktion zu bringen (amerikanische Patentschrift 2 020 431, deutsche Patentschrift 585 5o6). Diese Art der Chlorierung im Schwebezustand, welche sich für die einzelnen Teilchen mehr dem Typ einer ohne Wärmeaustausch verlaufenden adiabatischen Reaktion nähert, da sich die Teilchen nicht berühren, ist nur beschränkt anwendbar, nämlich wenn man mit hochprozentigem Chlorgas arbeitet, da in verdünntem ein selbständiges Weiterbrennen wie bei der Kohlenstaubflamme kaum eintreten kann. Vor allem aber weist das Verfahren bei Vorliegen von Gemischen nur eine geringe Selektivität auf, da die hohe Stoff konzentration in der Flamme doch eine weitgehende gegenseitige Beeinflussung der Temperatur der Schwebeteilchen durch Strahlung bewirkt.
Demgegenüber wurde gefunden, daß die Durchführung der Schwebechlorierung in der Weise, daß das Metallsulfid (Erz) von oben nach unten durch das Reaktionsgefäß fällt, während das chlorierende Gas im Gegenstrom von unten nach oben strömt, verschiedene Vorteile bietet. Es wird hierdurch die Reaktionszone gegenüber der Staubflamme wesentlich vergrößert, zumal in der oberen Reaktionszone relativ geringe Mengen Chlor vorhanden sind, und die gegenseitige Einwirkung der Teilchen durch Wärmestrahlung wesentlich verringert, so daß sich der Reaktionsverlauf des einzelnen Teilchens viel mehr dem adiabatischen Verlauf nähert als bei der Schwebechlorierung im Gleichstrom. Jedenfalls kann, auch bei homogenen Sulfiden, eine viel vollkommenere Ausnutzung des Chlors erreicht werden.
Ein weiterer Vorteil bei der Schwebechlorierung von Metallsulfiden im Gegenstrom ist, daß man die Reaktion durch Änderung der Weglänge nach Belieben so leiten kann, daß die Chlorierung nur zu Schwefelchloriden neben Metallchloriden oder zu Schwefel führt, welcher in längeren Reaktionsgefäßen sich in der obersten Reaktionszone durch Einwirkung der Schwefelchloride auf Metallsulfide bildet. Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren, wenn man die Zündung dadurch bewirkt, daß man das feste Produkt auf eine spezifische Zündtemperatur vorerwärmt in den Reaktionsraum einführt.
Zur Erzielung höherer Selektivität, nämlich weniger intensiver Chlorierung, können dem Chlorgas Schwefelchloriddämpfe zugeführt werden. Es können auch in an sich bekannter Weise inerte Gase zugesetzt werden. Ferner kann in ebenfalls bekannter Weise die Reaktionswärme zur Vorwärmung der Reaktionsprodukte oder zur Erhitzung von Wärmeübertragern, wie Wasser oder Wasserdampf, verwendet werden, wodurch ebenfalls die Selektivität infolge Verminderung der Chlorierungsintensität erhöht werden kann. Zusatz von Sauerstoff oder solchen abgebenden Gasen kann energische Chlorierung oder aber auch erhöhte Selektivität bewirken.
Ausführungsbeispiel Gepulvertes Blei, Zink-Erz wird, auf 500' erhitzt, von oben in einen Reaktionsraum von io m Höhe eingestreut, in welchem von unten Chlorgas normaler Temperatur einströmt. Der Abzug der Reaktionsprodukte findet am oberen Ende des Reaktionsraumes statt. Es bilden sich darin drei Zonen mit je nach Strömungsgeschwindigkeit des Chlors verschiedener Länge, wobei unten Chlor im Überschuß ist, in der Mitte Schwefelchloride und oben Schwefel. Die Wände des Reaktionsraumes werden oberhalb des Schmelzpunktes der entstehenden Metallchloride gehalten, die daran herabfließen bzw. bei genügender Raumweite sich schwebend kondensieren und zu Boden fallen. Auf dem Boden sammeln sich außerdem Gangart und gröbere Chloridteilchen. Das abziehende Reaktionsprodukt wird stufenweise zur Kondensation der Chloride, des Schwefels und der Schwefelchloride gekühlt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Chlorierung von Metallsulfiden durch Einwirkung von Chlorgas auf fein zerkleinertes Ausgangsprodukt im Schwebezustand, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsprodukt durch das entgegenströmende Chlorgas fallend mit diesem reagiert.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Ausgangsprodukt vorerwärmt wird, so daß beim Zusammentreffen mit dem Chlorgas Zündung eintritt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verlängerung oder Verkürzung der Reaktionszone nach Wahl Schwefel oder Schwefelchloride als Nebenprodukte gewonnen werden. ,¢. Verfahren nach Anspruch i und eventuell Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorgas mit Schwefelchloriden gemischt wird.