DE825543C

DE825543C - Herstellung von reinem Zinkoxyd

Info

Publication number: DE825543C
Application number: DED244A
Authority: DE
Inventors: Dr Oskar Emert; Ernst Guzy; Dr Hans Zirngibl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1951-12-20

Description

Herstellung von reinem Zinkoxyd Es ist bekannt, daß die aus reinen Zinklaugen mit Alkalicarbonat oder -bicarbonat hergestellten basischen Zinkcarbonate mehr oder weniger große Mengen Calcium- und Magnesiumsalze und Säurereste der Zinklaugen, die als basische Sulfate oder Cloride mitfallen, enthalten. Für viele Verwendungsgebiete des daraus herzustellenden Zinkoxyds sind diese Verunreinigungen störend.
Nach der Patentschrift 744 937 ist bekannt, calcium- und magnesiumfreie basische Zinkcarbonate dadurch herzustellen, daß man die Zinklauge und Alcalicarbonatlösung zweckmäßig bei Temperaturen zwischen 70 und roo° kontinuierlich zusammengibt und dabei in der "Mischung stets einen pH-Wert von 6,5 bis 8 einstellt. Nach diesem Verfahren wird bei relativ hohen Temperaturen und mit hoher Konzentration der Lösungen gearbeitet. Man gibt an, daß durch ll@:drolvse des zunächst entstehenden Zinkcarbonats Kohlensäure frei wird, die unter Umständen das Calcium und Magnesium in Lösung hält. Bei der in dieser Patentschrift angegebenen Arbeitsweise läßt sich die Bildung basischer Chloride oder Sulfate beim Fällvorgang nicht vermeiden. Sie treten vielmehr besonders stark auf. Bei Anwesenheit größerer Kalkmengen fällt auch Kalk mit aus. Das ist besonders dann der Fall, wenn mit Chloridlösungen gearbeitet wird, in denen die Kalklöslichkeit nicht wie in sulfathaltigen Lösungen durch die Gipslöslichkeit begrenzt ist.
Es wurde nun gefunden, daß gerade die Einhaltung umgekehrter Bedingungen, wie in der obenerwähnten Patentschrift angegeben, zum Ziel führt. Auch bei wesentlich höheren Calcium- und Magnesiumgehalten, beispielsweise bis zu Zog Ca 0 und mehr pro roo g Zn, kann man das Calcium praktisch quantitativ in Lösung halten und gleichzeitig die Bildung basischer Salze anderer Anionen, insbesondere von Chloriden, vermeiden, wenn man bei Temperaturen, die nicht über 5o° liegen, vorzugsweise bei 35 bis 45°, und mit so großer Verdünnung arbeitet, daß das bei dieser Temperatur existenzfähige Doppelsalz Zinkcarbonat-Natriumcarbonat nicht erhalten bzw. sofort wieder zersetzt wird. Es wird eine Sodalösung von etwa 2o bis 25 g/1 und eine Zinklauge von etwa 50 g/1 angewendet. Es ist jedoch unwichtig, in welchem Konzentrationsverhältnis die beiden Lösungen zueinander stehen, sondern nur wichtig, daß die bei der oben angegebenen Konzentration auftretende Verdünnung eingestellt wird. Es ist auch gleichgültig, ob die Zinklauge in die Sodalösung oder umgekehrt einfließt. Man kann beide Lösungen auch gleichzeitig zusammengeben und kontinuierlich arbeiten. Von erheblicher Bedeutung und zugleich Bestandteil der Erfindung ist die Vormischung der Fällkomponenten. Die Vormischung wird mit hochtourigen Intensivrührgefäßen durchgeführt. Dadurch wird von vornherein das Ausfällen von Kalk bei Einhaltung eines Verhältnisses Zn0 : Na20 von 1,02 bis i,oS verhindert. Diese Art der Vormischung hat auch einen besonderen Einfluß auf die Kristallgröße und die Farbe des Endproduktes. Überraschenderweise werden dadurch Produkte von rein weißer Farbe in einem Arbeitsgang erhalten ohne eine wie bei anderen Fällverfahren notwendige besondere Nachbehandlung.
Das Wesen der Erfindung liegt also darin begründet, daß im Temperaturbereich der Doppelsalzbildung, um das Mitausfällen von basischen Salzen zu vermeiden, aber in einem Konzentrationsbereich gefällt wird, in dem gebildetes Doppelsalz nicht erhalten bzw. sofort wieder zersetzt wird. Der Existenzbereich des Doppelsalzes liegt bevorzugt bei höheren Konzentrationen, insbesondere Kochsalzkonzentrationen, niedriger Temperatur und Kohlensäuredruck. Bildet sich dieses Doppelsalz, so wird (las bei Zerfall frei werdende Natriumcarbonat, auch wenn das Doppelsalz in untergeordneter Menge vorliegt. Kalk aus der Lösung ausfällen, was sich insbesondere bei geringen Zinklaugeüberschüssen sowie beim Waschen und Eindicken des Produktes bemerkbar machen würde.
Benutzt man die bei der Fällung entstehende Kohlensäure zur Erzeugung von Kohlensäuredruck, so kann man den Prozeß bei etwas höheren Temperaturen durchführen, ohne daß gleichzeitig basische Chloride ausfallen.
Es ist weiter gefunden worden, daß die Art der technischen Durchführung des Prozesses von erheblichem Einfluß auf das Endprodukt ist. Es hat sich als notwendig erwiesen, nach der beschriebenen intensiven Vormischung, die nur einige Sekunden in Anspruch nimmt, die Fällung eine gewisse Zeit in einem nachgeschalteten Rührgefäß weiterzurühren. Die Länge der Verweilzeit und die Art der Rührung ist von ausschlaggebendem Einfluß auf die technische Handhabung und die Art des entstehenden Produktes. Durch Verlängerung der Verweilzeit erhält man leicht absetzbare Niederschläge und eine gewisse Kornvergröberung. Durch Steigerung der Durchsatzgeschwindigkeit und Herabsetzung der Fälltemperatur entstehen feinkörnige Produkte, die man aber auch durch Anwendung eines Anreicherungsverfahrens zu gut absetz- und filtrierbaren Produkten umwandeln kann. Die Anreicherung geschieht in einer Umpumpapparatur, die gleichzeitig eindickend wirkt.
Beispiel1 Eine Zinklauge, die pro Liter 5o g Zn. 3 bis .4 g Ca0 und 3 bis 49 hig0 enthält, wird bei einer Temperatur von 40 bis 45` kontinuierlich mit einer Sadalösung in einer Menge, die 98°,'o des Zink auszufällen vermag, und die im Liter 15 g Soda enthält, in ein kleines Vormischgefäß gegeben und kräftig 1 bis 2 Minuten gewirbelt. Das dabei anfallende Zinkcarbonat wird in einem nachgeschalteten Gefäß 45 Minuten gerührt und wie üblich durch Eindicken und Waschen weiterverarbeitet.
Beispie12 Wie im Beispiel i wird eine Zinklösung mit 5og/1 und eine Sodalösung mit 25 g/1 bei 35° Reaktionstemperatur in einem Vormischgefäß kontinuierlich t \linute lang gefällt tin(l aiisrhließend iii einem mit Turboumpumpeinrichtung versehenen Rührbottich 20 Minuten bewegt. Durch die Umpumpeinrichtung ist es möglich, das ausgefallene basische Zinkcarbonat bis auf einige ioo g/1 anreichern zu lassen, wodurch dem zunächst anfallenden schleimigen Produkt eine laufende Kristallisationshilfe gegeben wird, die ein sehr gleichmäßiges Korn zu erzeugen gestattet.

Claims

PATENTANSPHÜCI1t:! i. Verfahren zur Herstellung von reinem Zinkoxyd durch diskontinuierliches oder kontinuierliches Fällen von magnesium- und calciumhaltigen Zinklaugen mittels Alcalicarbonatlösung, und Weiterverarbeitung des Niederschlages in bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung bei Temperaturen im Existenzbereich des Doppelsalzes Zinkcarbonat-Natriumcarbonat durchgeführt, jedoch eine solche Verdünnung gewählt wird, daß sich das Doppelsalz sofort zersetzt und daß die Fällkomponenten intensiv vorgemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laugenkomponenten im Verhältnis Zn 0 : Na, 0 von mindestens größer als 1,02, jedoch nicht über i,o5, zusammengebracht werden, und daß man dieses Verhältnis Zn O : Na, O mit steigenden Konzentrationen erhöht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chloridgehalt der Endlauge 5o g/1 und die Temperatur 5o° nicht übersteigen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäll- Produkte je nach Wunsch mittels Veränderung von Temperatur innerhalb der in Anspruch r festgelegten oberen Grenze und Durchsatzgeschwindigkeit in der Korngröße beeinflußt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen c bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß man das ausfallende basische Zinkcarbonat nach Intensivvorrührung in einem nachgeschalteten Gefäß nachrührt und dabei eindicken läßt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man durch die entstehende Kohlensäure unter Druck fällt.