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Verfahren zur Aufbereitung von zinkoxydhaltigen Materialien durch
Überführung des Zinks in Zinksulfat und Auslaugen des letzteren Die vorliegende
Erfindung betrifft die Aufbereitung von zinkoxydhaltigen Materialien, wie sie z.
B. beim Rösten von Blenden anfallen !oder z. B. von Zinkstaub, gegebenenfalls auch
von fein verteiltem Zink, durch Überführung des Zinks in Zinksulfat und Auslaugen
des letzteren.
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Ihre Durchführung gestaltet sich derart, daß die zinkoxydhaltigen
Ausgangsmaterialien mit Eisensulfaten, insbesondere Eisenvitriol, vermischt, gegebenenfalls
zerkleinert, sowie getrocknet und auf höhere Temperaturen erhitzt werden. Durch
diesen Erhitzungsprozeß sollen. die Eisensulfate und ferner Metallsulfate, welche
sich aus den neben dem Zink in den Röstblenden u. dgl. enthaltenenen Metallen oder
Metallverbindungen gebildet haben, wie z. B. Mangansulfat, zersetzt werden und die
betreffenden Metalle oxydiert werden. Die Temperatursteigerung darf natürlich nicht
bis zu einer erheblichen Zersetzung des gebildeten Zinksulfats getrieben werden.
Als Arbeitstemperaturen kommen demgemäß starker Rotglut entsprechende Temperaturen,
z. B. solche von 65o bis 750° C, in Betracht. Doch richtet sich der jeweils einzuhaltende
Erhitzungsgrad nach einer Reihe von Umständen, wie z. B. der jeweiligen Zusammensetzung
des Gutes, der Länge der Behandlungszeit u. dgl.
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Die Umsetzung der zinkoxydhaltigen Materialien wird zweckmäßig mit
dem anwesenden Zink äquivalenten Mengen von Sulfat ausgeführt. Wie gefunden wurde,
kann man aber auch durch Regelung der Mengenverhältnisse auf bestimmte Eisenfarben
hinarbeiten und so die Farbnuance des als Nebenprodukt anfallenden Eisenoxyds in
günstiger Weise beeinflussen.
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In Ausübung der Erfindung werden die zinkoxydhaltigen Ausgangsstoffe
zunächst fein vermahlen, hierauf z. B. mit Eisenvitriol vermischt und getrocknet,
was leicht und schnell bei niederen Temperaturen vor sich geht. Das zugeschlagene
Ferrosulfat gibt bei geeignetem Vorgehen seinen Kristallwassergehalt ohne zu schmelzen
ab. Das Material bleibt porös und backt höchstens leicht zusammen. Es wird vor der
eigentlichen Umsetzung gegebenenfalls noch einmal zerkleinert.
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Die Umsetzung des Gemisches zu Zinksulfat und Eisenoxyd findet bei
dem darauffolgenden Erhitzungsprozeß statt und verläuft nahezu quantitativ. Es werden
dabei die bereits oben näher gekennzeichneten Temperatüren eingehalten. Die Umsetzung
vollzieht sich in verhältnismäßig kurzer Zeit und bei vergleichsweise niedrigen
Temperaturen. Möglicherweise ist die leichte Umwandlung katalytischen Einflüssen
zuzuschreiben. Es ist hervorzuheben, daß man bei der Reaktion kaum ein Entweichen
von schwefelsauren Dämpfen bemerkt, die wahrscheinlich infolge der feinen Vermahlung
und Vermischung des Gutes sofort von dem Zinkoxyd gebunden werden.
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Nach dem Erhitzungsprozeß enthält das Reaktionsgemisch neben Zinksulfat
und Eisenoxyd
die Verunreinigungen der zinkoxydhaltigen Ausgangsmaterialien
in schwer oder unlöslicher Form. So liegen z. B. Mangan, Kupfer, Kobalt, Nickel
und Silber als Oxyde vor. Etwa anwesendes Chlor hat sich verflüchtigt. Das gebildete
Zinksulfat wird durch Auslaugen der Masse z. B. mit Wasser. in Löß sung gebracht
und durch Eindampfen der Laugen und Auskristallisation gewonnen. Man kann, wie gefunden
wurde, das Auslaugen gegebenenfalls mit Hilfe von rgit Schwefelsäure versetztem
Wasser vornehmen. Dadurch wird etwa zersetztes Zinksulfat zurückgebildet.
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Es wird sehr reines Zinksulfat erhalten, das direkt industrieller
Verwertung zugeführt werden kann. Als Rückstand verbleibt ein eisensulfatfreies
Eisenoxyd, das eine hellrote, orangestichige,sehr kräftige Farbe zeigt. Diese Eigenschaften
machen das Produkt als Eisenfarbe besonders wertvoll.
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Der eben beschriebene Prozeß ist insofern bemerkenswert, als dabei
bei geeignetem Trocknungsverfahren ein Schmelzen des Eisenvitriols im eigenen Kristallwasser
nicht stattfindet. Bei der meist gebräuchlichen Darstellung von Eisenfarben aus
Eisenvitriol sintert nämlich das Material zusammen, was umständliche und kostspielige
Trocknungsprozesse nötig macht. Derartige Erscheinungen waren auch bei dem erfindungsgemäßen
Vorgehen zu befürchten. Weiterhin erfordert die Überführung von entwässertem Eisensulfat
in Eisenoxyd bei der Herstellung von Eisenfarben bekanntlich hohe Temperaturen und
lange Behandlungszeiten. So kommt es, daß das Endprodukt meist einen unerwünschten,
braun- bzw. blaustichigen Farbton aufweist, der seine Verwendungsmöglichkeit stark
beschränkt. Nach der Erfindung gelingt :es überraschenderweise, dein Erhitzungsprozeß
bei niedrigen Temperaturen in kurzer Zeit durchzuführen und trotzdem eine nahezu
vollständige Umsetzung zu Zinksulfat -einerseits und Eisenoxyd andererseits zu erreichen.
Infolgedessen ist das als Nebenprodukt des vorliegenden Verfahrens anfallende Eisenoxyd
im Gegensatz zu dem bei der gewöhnlichen Zerset7,ung von Eisensulfat erhaltenen
von hellem Farbton.
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Die Erfindung ermöglicht auf einfache Weise die Herstellung von reinem
Zinksulfat, das z. B. ohne weiteres zur Elektrolyse verwendet werden kann. Bei den
bisher üblichen Herstellungsverfahren mußten die im Ausgangsmaterial enthaltenen
zahlreichen Verunreinigungen zwecks Erzeugung eines reinen Zinkvitriols auf umständlichem
und kostspieligem Wege durch Fällen, Filtrieren usw. beseitigt werden. Diese Maßnahmen
sind nach dem vorliegenden Verfahren unnötig. Die gleichzeitige Gewinnung eines
wertvollen Nebenproduktes steigert in erheblichem Maße die Wirtschaftlichkeit des
Prozesses, der daher eine Verarbeitung vieler Zinkerze und zinkoxydhaltiger Abfälle
gestattet, deren Aufbereitung bisher nicht lohnend war.
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Derartige zinkoxydhaltige Materiahen befinden sich, wie übrigens auch
Eisensulfat, häufig in großen Mengen auf dem Markt, ohne daß sie zu günstigen Preisen
abg6 setzt werden konnten. Durch die Erfindung wird nun ein Weg gewiesen, diese
Stoffe auf billige Weise zu wertvollen Produkten umzusetzen.
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Beispiel Eine Röstblende von 65 % Zn (= 81 % Zn0) wird mit Eisenvitriol
verarbeitet, z. B. derart, daß auf i oo kg Röstblende etwa 278 kg Eisenvitriol,
kristallisiert, zugesetzt werden. Der Vitriol wird zunächst zerkleinert, mit der
Röstblende gut gemischt und das Gemisch zur Entfernung der Hauptmenge des im Eisenvitriol
enthaltenen Kristallwassers in einem Drehofen erhitzt.
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Die Mischung, die beim Trocknen leicht zusammenfrittet, wird zerkleinert
und bei einer Temperatur von 65o bis 750° so lange erhitzt, bis das Zink in Sulfat
und der Eisenvitriol in Eisenoxyd überführt ist. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser
ausgelaugt, das Eisenoxyd abfiltriert, ausgewaschen, getrocknet und zerkleinert.
Es kann sodann als Farbe verwandt werden. Die Sulfatlauge läßt man entweder auskristallisieren
oder sie wird eingedampft und das getrocknete Sulfat calciniert.