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Chlorirende Rstung von zinkhaltigen Kiesabbrnden und Erzen unter Zusatz von Ferrisulfat.

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Zeitschrift für die Chemische Industrie.
1887.
Chlorirende Röstung von zinkhaltigen
Kiesabbränden und Erzen unter Zusatz
von Ferrisulfat.
Von
Dr. H. Riemann.
Um kupferhaltige Kiesabbrände zu verarbeiten unterwirft man dieselben bekanntlich einer Röstung mit Kochsalz und bewirkt dadurch die Überführung des Kupfers
in Verbindungen, welche in Wasser und
verdünnten Säuren löslich sind.
Die gleiche Röstung wurde auch bei
zinkischen Abbränden versucht, jedoch ohne
Erfolg, offenbar, weil die zur Entwicklung
des für die Chlorirung nöthigen Chlors erforderliche Menge Ferrisulfat in den Abbränden nicht enthalten ist.
Bei kupferhaltigen Abbränden, welche
meist nur 3 bis 5 Proc. Kupfer und von
diesem etwa nur den dritten Theil als noch
zu chlorirendes Sulfid enthalten, reicht das
in den Abbränden enthaltene Ferrisulfat für
die Chlorentwicklung meistens aus.
Die zinkisclien Abbvände enthalten jedoch 10 bis 15 Proc. Zink und hiervon
etwa zwei Dritttheile als in Wasser und
Säuren unlösliche Verbindungen. Der grosse
Zinkgehalt bedarf zur Chlorirung eine grössere Menge Chlors, als sich durch das vorhandene Ferrisulfat :uis Kochsalz entwickeln
lässt.
Diese Erwägung führte zu dem Versuch
einer Röstung unter Zusatz fertig gebildeten Ferrisulfates, der sofort den gewünschten
Erfolg hatte.
Das Ferrisulfat lässt sich für diesen
Zweck sehr einfach und billig durch Aufschliessen gemahlener Kiesabbrände mit warmer Schwefelsäure herstellen. Es gelingt
leicht, so ein rohes Ferrisulfat darzustellen
mit einem Gehalt von 65 bis 70 Proc. wasserfreien neutralen schwefelsauren Eiseuoxyds.
Die Verarbeitung der zinkisclien Kiesabbrände geschieht auf folgende Weise:
Die Abbrände werden je nach ihrem
Zinkgehalt mit 8 bis 10 Proc. des rohen
Ferrisulfates und 15 bis 18 Proc. Kochsalz
gemischt und durch ein Walzwerk soweit
zerkleinert, dass die Mischung durch Siebe
Heft 2.
von 2 bis 3 mm Maschenweite gesiebt werden kann. Die Mischungen werden in Flammoder Muffelöfen einer Röstung bei Luftzutritt und unter zeitweiligem Durchkrählen
unterworfen. Die T e m p e r a t u r darf hierbei 500° n i c h t ü b e r s t e i g e n , weil bei
höheren Temperaturen das vorher gebildete
Zinkchloricl basisch und unlöslich wird. Der
Röstprozess verläuft so, dass nach etwa zwei
Stunden sich eine schwache Verbrennung von
Schwefel durch blaue Flamme bemerkbar
macht. Dieses Blaubrennen der Masse dauert
mehrere Stunden und nachdem es beendet
ist, kann die Post als fertig geröstet betrachtet und gezogen werden.
Der grösste Theil des Zinks lässt sich
nun durch Wasser ohne jeden Säurezusatz
aus der gerösteten Masse auslaugen; die ausgelaugten und getrockneten Rückstände enthalten nur noch 1,0 bis 1,5 Proc. Zink und
0,3 bis 0,6 Proc. Schwefel, nebst etwa
55 Proc. metallischem Eisen, bilden also ein
für Eisenhütten ganz brauchbares Erz.
Das Röstverfahren wurde z. B. angewandt
bei sehr zinkreichen Abbränden mit 15 Proc.
Zink und über 7 Proc. Schwefel und andrerseits bei Abbränden, welche bereits mit
Wasser behufs Gewinnung der löslichen
Zinksalze erschöpft waren, mit nahezu 8 Proc.
Zink und 4 Proc. Schwefel. In beiden Fällen erfolgte die Chlorirung des Zinks soweit, dass nur 1,0 bis 1,5 Proc. Zink in
den ausgelaugten Rückständen verblieb.
Bei einem Ziinkgehalt von 10 bis 11 Proo.
lassen sich etwji 90 Proc. des vorhandenen
Zinks nach der Röstung in wässerige Lösung
bringen.
Der Prozess verläuft so, dass von dem
durch das Kochsalz in die Mischung gebrachten Chlor 11 bis 12 Proc. verloren
gehen, also nicht zur Wirkung kommen.
Der in den Kiesabbränden enthaltene
Schwefel verbrennt nur zum kleinsten Theil
zu Schwefligsäure. Der weitaus grösste Theil
findet sich als Schwefelsäure mit Natrium
verbunden in den Laugen.
Beim Auslaugen der gerösteten Masse
erhält man Laugen von 35 bis 38° B. Sie
enthalten das Zink als Chlorzink und das
Natrium des Kochsalzes als Xatriumsulfat.
Eisen geht nur in Spuren in Lösung, hingegen löst sich fast sätnmtliches in den Abbränden enthaltene Kupfer.
Bei richtig bemessenem Kochsalzzusatz
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Riemann: Chlorirende Röstung. — Wasser und Eis.
ist unzersetztes Chloriiatrium nicht YOI—
handen.
Die "Venvertlmiig der Laugen d. h. die
Trennung des Chlorzinks vorn Natriumstilfat
ist nur zu ermöglichen durch Ausscheiden
des Glaubersalzes in der Kälte. Die so vielfach gemachte Angabe, die Absclieidung des
Sulfates erfolge durch Eindampfen auf 50° B.
und darüber uud reine Chlorzinklauge bliebe
zurück, ist durchaus unrichtig. Beim Eindampfen in der Wärme fallen stets schwefelsaure Doppelsalze von Natrium uud Zink.
Doppelsalze von Chlorzink und Chlornatriuin
bleiben iii Lösung, welche letztere man bis
60° Be. und noch weiter eindampfen kann
ohne Abscheidungen. Eine Spaltung dieser
Salze lässt sich dann nur durch Alkohol
bewirken, welcher das Kochsalz zinkfrei abscheidet.
Die Abscheidung des Natriurnsiilfates erfolgt hingegen fast vollständig durch Abdampfen der 35 bis 38° starkea Laugen im
luftverdünnteii Kaum in der Kälte, zu welcher Behandlung sehr vollkommene Apparate
bereits gebaut werden und in Anwendung
sind. Das Herbei sich abscheidende Natriumsulfat ist zinkfrei, überhaupt sehr rein, viel
reiner als die gewöhnliche Handelswaare.
Die erhaltene Zinklauge kann nach der
Abscheidimg des Kupfers durch Zinkstaub
oder alte Zinkabfälle entweder als Chlorzinklaxige verwandt werden, oder sie wird
auf Zinkoxyd verarbeitet, welches zur Verhüttung auf Zink an Zinkhütten abgegeben
wird.
Ist der Gehalt der Laugen an Sulfaten
noch ein nennenswerther, so t werden diese
zunächst mit CHorcalcminlaugen gefällt uud
aus den schwefelsäurefreien Laugen das
Zink durch Kalkmilch niedergeschlagen.
Es ist hierbei zu beachten, dass man
nur dann chlorfreie Niederschlage erhalten
kann, wenn man die Chlorzinklaugen in die
Kalkmilch fliessen lässt uud einen geringen
Kalküberschuss anwendet.
Fällt man umgekehrt, so bildet sich
stets Zinkoxycblorid und man erhält in
Folge dessen Niederschlage, welche durch
Auswaschen nicht chlorfrei zu erhalten sind.
Das auf erstere Weise gefällte Zinkoxyd ist
jedoch chlorfrei und lässt sich in Filterpresseii leicht vollständig auswaschen. Ohne
Schwierigkeit lassen sich Niederschlage erhalten, welche nach dein Calciniren 97 bis 98
Proc. Zinkoxyd enthalten.
Das ganze Verfahren setzt sich nach
obiger Beschreibung aus folgenden Arbeiten
zusammen:
1. Mischen der Abbrände mit Kochsalz
und Ferrisulfat und Zerkleinern der Mischung.
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Zeitschrift für
[die Chi-iniiHiP
Inrlii-ti ir.
2. Rösten der Masse.
3. Auslaugen des Röstgutes.
4. Concentrireu der Lauge im luftverdünnten Raum in der Kälte und Abscheidüng des Natriumsiilfates.
5. Centrifugireii und Calciniren des Natriumsulfates.
6. Fällen de* Zinks durch Kalkmilch
nach Abscheiduug des Kupfers.
7. Abpressen der Ziiikniedei'hchläge in
Filterpressen.
8. Calciniren des Zinkoxyds.
Durch Anwendung dieses Verfahrens
(D.R.P. Xo. 38072) ist es möglich, die jetzt
in den Schwefelsäurefabriken sich aiihäufenden und lästig werdenden Abbrände zinkischer Schwefelkiese nutzbringend zu verwerthen. Die deutschen Schwefelkiese können dadurch die Concurrenz mit den spanisehen und portugiesischen Kiesen erfolgreich
bestehen1). Jedenfalls lässt sich das Verfahren auch mit Vortheil anwenden zur
Verwerthung armer Zinkerze und ziivkischer
Abfälle, welche für eine directe Verhüttung
nicht geeignet sind.
L i n d e n bei Hannover, Dez. 188G.
1. Wasser und Eis.
Bei der H ä r t e b e s t i m m u n g des Wassers mit Seifenlösung soll man nach G. E.
Ellis (Chem. N. 54, 99) die Seifenlösung
in Mengen von höchstens l cc zufügen und
zwischen jedem Zusatz tüchtig schütteln.
1 (Die Härtebestimmung mit Seife ist iiberj haupt unzuverlässig.)
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Bei der B e s t i m m u n g der S a l p e t e r s ä u r e in W a s s e r als Ammoniak lässt sich
nach E. R e i c h a r d t (Arch. Pharm. 224, 798)
der Nitratgehalt des verwendeten Alkalis
dadurch beseitigen, dass man es vorher
schmilzt, am Besten in einem Silbertiegel
! und nun etwas Zinkpulver zufügt. Man
rührt um und prüft wiederholt eine kleine
Probe, indem man einen Tropfen Wasser zufügt und nun die Brucinreaction ausführt.
In kurzer Zeit ist die Salpetersäure verschwunden und das Alkali kann sofort mit
Zink und Eisen versetzt zur quantitativen
Bestimmung der Salpetersäure in kleinsten
Mengen dienen. Eine vorhergehende Prüfung
des Atzalkalis auf Salpetersäure mit Brucinlösung ist unbedingt notlvwendig, um diesen
Fehler zu vermeiden.
') Vgl. Jahresb. 188G, 2G8.
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