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Verfahren zur Reinigung von technischem Bleisulfat Das in verschiedenen
Zweigen der chemischen Technik als unreines Abfall- und Nebenprodukt anfallende
Bleisulfat wird meist auf Bleisalze verarbeitet. Zu diesem Zweck muß es zuvor einer
Reinigung unterworfen werden, die man allgemein so durchführt, daß je nach Art der
Verunreinigung letztere durch Auslaugen des Rohproduktes mit Wasser oder wäßrigeu
Lösungsmitteln herausgelöst werden. Dabei tritt ein Verlust an Bleisulfat ein.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, Bleisulfat mit Hilfe von Säuren
oder Lösungen von Alkali-, Ammon- und Erdalkalisalzen hoher Konzentration in Lösung
zu bringen und durch Zusatz von Anionen schwer löslicher Bleisalze nach dem Verdünnen
bzw. durch Zusatz von überschüssigem Alkali wieder auszufüllen. Diese bekannten
Verfahren sind sehr kostspielig, da sie eine große Menge Lösungsmittel beanspruchen,
die nur teilweise wiederverwendet werden können und zu ihrer Wiederverwendung gereinigt
bzw. rückkonzentriert werden müssen. Ferner tritt durch die vielfach notw endigeAnwendung
von Wärmezufuhr eine weitere Verteuerung ein.
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Es wurde nun gefunden, daß sich auf technisch einfache Weise ein gereinigtes
Bleisulfat (99,70/0) aus technischem Bleisulfat gewinnen läßt, wenn man ein technisches
Bleisulfat unter möglichster
Ausschaltung der Luftfeuchtigkeit in
Schwefelsäure suspendiert und anschließend zentrifugiert, wobei die spezifisch leichteren
Verunreinigungen anschließend mechanisch aus der Zentrifuge abgeschält werden. Die,
verwendete Schwefelsäure muß zweckmäßig eine Konzentration von über q.00/0 besitzen.
Das Mischungsverhältnis Bleisulfat Schwefelsäure beträgt etwa i : 2 Gewichtsteile.
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Vorteilhafterweise setzt man zu Beginn des Verfahrens eine 8o%ige
Schwefelsäure ein, die sich aber im Laufe des Verfahrens durch Aufnahme von Wasser
sowohl aus dem zu reinigenden Gut als auch aus der Luft verdünnt und damit im spezifischen
Gewicht absinkt. Zum Ausgleich des Gewichtsverlustes kann man entweder eine wäßrige,
gesättigte Salzlösung zumischen, oder man löst zu Beginn in der Schwefelsäure ein
lösliches Salz bis zur Sättigungskonzentration auf. Als Salze eignen sich vor allem
Natriumsulfat und Natriumnitrat.
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Der Reinigungseffekt tritt auch noch dann auf, wenn die im Bleisulfat
enthaltenen Fremdbestandteile eine höhere Dichte als das Suspensionsmittel besitzen.
In jedem Fall erhöht ein großer Zusatz von Schwefelsäure die Trennung der Fremdanteile.
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Es ist auch möglich, durch Zusatz einer gesättigten Nag S 04 bzw.
Na N 03 Lösung das spezifische Gewicht des Suspensionsmittels möglichst hoch zu
halten. Dies ist besonders wichtig bei einem kontinuierlich arbeitenden Betrieb,
da durch die Feuchtigkeitsaufnahme aus dem zu reinigenden Gut eine ständige Verdünnung
des Trennmittels eintritt.
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Der Trenneffekt, der durch Sedimentation erreicht werden kann, wird
durch Zentrifugieren wesentlich beschleunigt. Die Abtrennung der über dem schweren
Bleisulfat abgeschiedenen Verunreinigung geschieht zweckmäßigerweise mechanisch
oder gegebenenfalls in besonders dafür konstruierten Schälzentrifugen: Es empfiehlt
sich, das Zentrifugieren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Drehzahl
von 4000 bis 5ooo nicht länger als 15 Minuten durchzuführen, da das Bleisulfat
sonst zu fest zusammenbackt. Der Reinigungseffekt wird dann durch längeres Zentrifugieren
nicht wesentlich erhöht.
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Sind die verunreinigenden Bestandteile gefärbt, dann kann man den
Reinigungseffekt in einfacher Weise erkennen. Ist dies nicht der Fall, dann setzt
man zweckmäßig dem zu reinigenden Bleisulfat etwas Pigment von ähnlicher Dichte
wie die verunreinigenden Bestandteile zu. Die Abfallreste mehrerer Chargen können
gegebenenfalls gesondert aufbereitet werden.
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Vielfach enthält technisches Bleisulfat neben in Säuren leicht löslichen
Bestandteilen, z. B. Acetaten, Sulfaten, auch schwer lösliche Verunreinigungen,
z. B. hochgeglühte Eisenoxyde. Erfindungsgemäß können diese löslichen Verunreinigungen
mit einem wäßrigen Lösungsmittel herausgelöst werden, und man verwendet zweckmäßig
hierfür die gleiche, noch nicht mit löslichen Verunreinigungen gesättigte Säure,
die nach mehrmaligem Zentrifugieren für diesen Verfahrensschritt nicht mehr die
erforderliche Konzentration besitzt. DieVerwendung der gleichen Säure hat den Vorteil,
daß nur einmal, und zwar bei einem Ersteinsatz von Schwefelsäure, ein Verlust an
Bleisulfat infolge Inlösunggehen eintritt.
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Wenn der Gehalt an löslichen neben unlöslichen bzw. schwer löslichen
Verunreinigungen verhältnismäßig hoch ist, kann unter Umständen die Vorwaschung
mit einer anderen, billigeren Säure, z. B. Salzsäure, zweckmäßig sein, vor allem,
wenn man erreichen will, daß die beim Zentrifugieren verwendete Schwefelsäure auch
als Lösungsmittel so lange wirksam bleibt, bis sie infolge Verdünnung durch Feuchtigkeit
aus dem zu reinigenden Gut ohnehin als Suspensionsmittel verbraucht ist.
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Die Verwendung einer anderen Säure zur Vorwaschung beschränkt sich
jedoch auf solche Fälle, wo das Einbringen neuer Anionen die Weiterverarbeitung
des Bleisulfats nicht stören kann. Die Säure bzw. Fremdsalze werden zweckmäßig aus
dem gereinigten Bleisulfat mit Wasser wieder herausgewaschen.
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Der besondere technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß man den Gebrauch an Extraktionsmittel gering halten, die beim
Zentrifugieren benutzte Arbeitsflüssigkeit viele Male wiederverwenden, und daß man
bei Raumtemperatur arbeiten kann. Unter Erzielung zumindest gleicher Reinigungseffekte
wie bei den bekannten Verfahren spart man an Energie und Hilfsstoffen. Beispiele
i. io Gewichtsteile Bleisulfat mit einem Wassergehalt von 25 % und 3 % hochgeglühten
Eisenoxyds werden in 15 Gewichtsteilen 8o°/oiger Schwefelsäure eingetragen.
Nach Herstellung einer Suspension wird das Gemisch 15 Minuten -bei Sooo U/min zentrifugiert.
Man erhält 8 Gewichtsteile 99,8%iges Bleisulfat.
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2. Ein Gemisch aus io Gewichtsteilen 96,7%igen Bleisulfats mit 1,28%
Eisenverunreinigungen in Form von Zunder und 15 Gewichtsteilen einer gesättigten
Lösung von Na-Sulfat in 8o%iger Schwefelsäure wird IS Minuten lang zentrifugiert.
Das abgetrennte Bleisulfat ist 99,7%ig.
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3. Ein mit Zinkoxyd verunreinigtes 95%iges Bleisulfat wird in gleichen
Gewichtsteilen 40%iger Schwefelsäure suspendiert und o,ooi °/o »Eisenoxydrot« eingetragen.
Nach 12minutigem Zentrifugieren und Entfernen der gefärbten Schichten erhält man
ein 99,8%iges Bleisulfat.
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q.. io Gewichtsteile 96,7%igen Bleisulfats, das mit Eisenoxyd verunreinigt
ist, werden in io Gewichtsteilen gesättigter Natriumnitratlösung, der man
0,5 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt hat, aufgeschlämmt
und bei 4000 U/min IS Minuten lang zentrifugiert. Nach mechanischer Entfernung des
Eisenoxydhydratniederschlages erhält man 8 Gewichtsteile gereinigtes Bleisulfat
nach der Trocknung. Die zusammengegebenen obersten Abstriche noch nicht rein weißen
Bleisulfats mehrerer Chargen werden einer zweiten Reinigung durch
Zentrifugieren
unterworfen und nach 15 Minuten 99o/oiges Bleisulfat nach Abstreichen der oberen
Eisenoxydhydrat- bzw. Bleisulfatschicht erhalten.
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5. 96o/oig'es Bleisulfat mit Verunreinigung von Eisen-, Kupfer- und
Zinksalzen und -oxyden wurde in der anderthalbfachen Menge (Gewichtsmenge) konzentrierter
Salzsäure suspendiert und eine Nacht stehengelassen. Nach Absetzen des Niederschlages
wurde die Säure abgezogen, der Niederschlag mit Wasser mehrfach nachgewaschen, das
Wasser nach Absetzen des Niederschlages abgehebert, der Niederschlag mit einer geringen
Menge einer bereits eingesetzten, aber noch nicht verbrauchten Schwefelsäure vorbehandelt.
NachEntfernen dieser Schwefelsäure schlämmte man das Bleisulfat in der anderthalbfachen
Menge 6oo/oiger Schwefelsäure auf. Dann wurde, wie vorher bereits beschrieben, weiterverfahren.
Nach 15 Minuten Zentrifugieren enthielt die weiße Bleisulfatschicht 99,8o/oiges
Bleisulfat.