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Verfahren zur Darstellung von 1VIetallsalzen aus Erzen, Schlacken,
Rückständen usw. Zur Darstellung von Metallsalzen, wie beispielsweise Zinkvitriol,
Kupfervitriol, Zinkchlorid, essigsaures Zink usw. werden die Metalle bzw. deren
Oxyde in Säuren gelöst. Dic Lösung der Metalle erfolgt schwierig, weshalb z. B.
bei der Darstellung von Kupfervitriol zunächst das Kupfer in Ofen oxydiert wird,
um, die Lösung zu beschleunigen. Die Extraktion der Metalle aus armen Erzen, Metallrückständen
u. dgl. durch Säuren erfordert eine umfangreiche Apparatur. Auch wird die Gangart
der Erze teilweise mutgelöst, wodurch die Laugen verunreinigt werden.
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Bei allen bekannten Verfahren war es bisher erforderlich, entweder
die Metalle oder die Oxyde in festem Zustande herzustellen und dann erst der Behandlung
mit Säuren zu unterwerfen. Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Metallsalzen
flüchtiger Metalle oder flüchtiger Oxyde besteht darin, daß die Metalle und Oxyde
nicht in festem Zustande mit Säuren zusammengebracht werden, sondern daß sie in
Dampfform so wie sie bei der hüttenmännischen Darstellung gewonnen werden, unmittelbar
ohne vorherige Kondensation in die Säuren geleitet werden.
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Die Ausführung des Verfahrens kann derartig erfolgen, daß man die
Dämpfe von Zink, Blei, Zinn, Quecksilber, Cadmium, Arsen, Antimon oder ganz allgemein
verdampfbarer Metalle durch einen Ventilator o. dgl. aus den Ofen absaugt und sie
in mit den entsprechenden Säuren berieselte Türme leitet. Man kann die Dämpfe der
Metalle oder Oxyde auch in Gefäßen, beispielsweise Kästen, welche die gewünschte
Säure enthalten, leiten. Man kann eine Reihe von Behältern nacheinander anordnen,
derartig, daß die Dämpfe durch die einzelnen Behälter treten. Hierbei ist ebenso
wie bei der Berieselung der Türme das Gegenstromprinzip anwendbar.
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Man kann die Säuren in konzentriertem oder verdünntem Zustande anwenden
und so viel Dämpfe einleiten, daß die gewünschte Konzentration erhalten wird.
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Durch die von den 1Vletalldämpfen und den Abgasen der Ofen mitgeführte
Wärme wird eine Konzentration der Salzlösung bewirkt. Man kann zu den Dämpfen auch
indifferente Gase zumischen, um. eine Verdünnung zu erreichen.. Man kann den Metalldämpfen,
nachdem sie den Ofen verlassen haben, d. h. in der zum Säurebehälter führenden Rohrleitung,
noch oxydierende Gase, z. B. überschüssige Luft, beimischen, und hierdurch die Metalle
in die Oxyde. überführen, wodurch gleichzeitig die Auflösung der Metalle in der
Säure beschleunigt wird. Man kann auch reduzierende Gase zugeben, z. B. Generatorgas,
Wasserstoff, Wassergas, Kohlenoxyd. Die zuzusetzenden Gase können kalt oder erwärmt
verwendet- werden.
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Die Verwendung reduzierender Gase hat den Vorteil, daß man z. B. beize
Reinigen der Lauge von Schwermetall unter -,I#nwendiuig von Zink oder Zinkstaub
infolge der durch die Gase hervorgerufenen Reduktion der Fremdmetalle den Ausfällungsprozeß
außerordentlich fördern kann. Die Verwendung eines Luftüberschusses bewirkt beispielsweise,
daß die darzustellenden Salze frei von Kohlenteilchen u. dgl. sind.
Der
Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß gesonderte Anlagen zum Niederschlagen
der Metalle oder Metalloxyde vermieden werden, daß eine außerordentliche Ersparnis
an Heizmaterial stattfindet und der Grad. der Konzentration der Lösung leicht geregelt
werden kann. Außerdem kann eine Reinigung der erhaltenen Lösung durch Verwendung
reduzierender oder oxydierender Gase im Augenblick der Bildung der Salze stattfinden.
Die Reinigung der Lauge durch reduzierende Gase unter Zusatz von Zinkstaub oder
Zink ist besonders vorteilhaft, wenn man, wie es bei der Darstellung von Zinksulfat
beabsichtigt ist, ein reines Produkt, z. B. für Farbzwecke, erhalten will.
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Das Verfahren wird im folgenden beispielsweise an einem Erze, welches
15 Prozent Zink, 28 Prozent Eisen, 3 Prozent Kupfer, 8 Prozent Blei und der Rest
Kieselsäure, Kalk, Magnesia, Tonerde, Alkalien usw. enhält, beschrieben.
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Das Material wird mit einer entsprechenden Menge Kohle oder Koksklein
unter Zusatz von schlackenbildenden Bestandteilen gemengt und in einem schachtförmigen
Ofen unter Zuhilfenahme von Preßluft auf eine Temperatur von iioo bis i2oo ° erhitzt.
Der Kohlenstoff bewirkt zunächst, daß die oxydischen Bestandteile ziT Metallreduziert
werden. Die Metalle verwandeln sich in Metalldämpfe und durch den Preßwine werden
diese Dämpfe teilweise in Metalloxyd umgewandelt, und soweit die Flüchtigkeitsternperatur
der Metalldämpfe und der Metalloxyde unter der im Ofen herrschenden Temperatur liegt,
werden sie ausgetrieben und dann in Säuren aufgefangen und kondensiert. Es hat sich
nun ergeben, daß etwa 95 Prozent des im Material enthaltenen Zinks in Dampfform
übergehen. Für die Umwandlung dieser Zinkdämpfe in Salze ist nur eine entsprechend
geringe Menge Auffangsäure erforderlich. Verunreinigt ;ind die Metallsalze nur durch
eire geringe Spur Eisen. Durch Einleiten eines Stromes von oxyclierenclen Gasen,
wie Luft oder Chlor, kann das Eisen ausgeschieden werden.
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Es ist bereits bekannt, gasförmige Chlorwasserstoffsäure unterhalb
der Sublimationstemperatur des Chlorzinks auf Abbrände, Erze u. dgl. einwirken zu
lassen und dann eine Auslaugung vorzunehmen. Die Menge des Chlorwasserstoffsäuregases
muß groß sein, weil sie auf ein großes Volumen einwirkt, während die Menge des Zinkes
verhältnismäßig gering ist. Außerdem muß ein Auslaugen stattfinden. Nach dem vorliegenden
Verfahren wird aber nur eine geringe Menge von Säure verwendet, weil lediglich das
verflüchtigte Metall oder Oxyd., nicht aber die Hauptmenge des unverflüchtigten
Erzes oder Abbrandes mit Säure in Berührung gelangt. Das Auslaugen fällt fort, vielmehr
er-;zält man unmittelbar verhältnismäßig reine Salze.