DE217044C - - Google Patents

Description

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Witten = (Egc

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1907 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von zinkhaltigen Erzen und Hüttenerzeugnissen, besonders aber die Behandlung von sulfidischen Zinkerzen, die bekannt sind unter der Bezeichnung »widerspenstige Erze«, und in welchen das Zink mit anderen Metallen, wie Eisen, Blei und Kupfer, zusammen vorkommt und die bisher schwierig zu verarbeiten waren. Die

ίο Erfindung umfaßt außerdem die Verarbeitung von sog. »angereicherten« und anderen Hüttenerzeugnissen.

Es sind viele Versuche und Vorschläge gemacht worden, diese Erze mittels des sog.

»nassen« Verfahrens zu verarbeiten, welches darin besteht, daß man nach ihrem Rösten das Zink als Sulfat auslaugt. Diese Auslaugung des durch die Röstung entstandenen Zinksulfates geschieht in einigen Fällen durch Wasser, während in anderen Fällen, wo die Röstung bis zur teilweisen Bildung von Oxyd fortgesetzt wird, die Auslaugung durch verdünnte Schwefelsäure vorgenommen wird. In noch anderen Fällen wird gasförmige schweflige Säure zusammen mit Luft und Dampf in Gefäße eingeleitet, in welchen die Erze in Wasser suspendiert sind.

Diese Versuche blieben jedoch nach Ansicht des Erfinders mehr oder weniger erfolglos, sobald es sich um die Verarbeitung eines handelsüblichen Hüttenerzeugnisses handelte, da sich gelatinöse Kieselsäure bildete und die beim Waschen gebildeten Sulfate wieder Wasser aufnahmen, sowie ferner, weil das Erz die Neigung zeigte, zusammenzubacken.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Zink ununterbrochen Und schnell durch Schwefelsäure ausgelaugt, während die ■ anderen Metalle in den Rückständen in einer Form zurückbleiben, welche für die nachfolgende Verarbeitung, besonders durch Schmelzen, geeignet ist. Das Zinksulfat wird dann vorzugsweise in Oxyd verwandelt, um es als Farbstoff zu verwenden. Die Erfindung besteht aus einer Reihe an sich bekannter Maßnahmen, nach welchen das zerkleinerte Erz zunächst geröstet wird, um einen möglichst hohen Gehalt, an Zinksulfat und einen möglichst niedrigen Gehalt an Sulfaten der anderen Metalle zu erhalten. Dann wird das so geröstete Erz ununterbrochen in einen aufwärts gerichteten Strom verdünnter Schwefelsäure gebracht und schließlich ebenso ununterbrochen die Zinksulfatlösung in mehr oder weniger konzentrierter Form von der Gangart und den Erzteilen getrennt. Die Erzteilchen, welche so in Berührung mit einem fließenden Strom des Auslaugemittels gebracht werden, und die gebildeten Lösungen werden ununterbrochen von der gelatinösen Kieselsäure und anderen festen Stoffen getrennt, und da das Auslaugen ununterbrochen und schnell vor sich geht, ist die Möglichkeit des Zusammenbackens auf das äußerste beschränkt.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im folgenden dieselbe unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens dargestellt ist. Das Verfahren ist jedoch nicht auf die Ausführung in den im nachstehenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Apparaten beschränkt.. Seine Durchführung kann vielmehr auch in anderen Anlagen erfolgen.

Fig.-1 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie i-i der Fig. 2 und stellt den Auslaugebehälter dar.

Fig. 2 ist ein wagerechter Schnitt desselben nach der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein teilweise im Schnitt gezeichneter Aufriß einer Gruppe der Klärbehälter, und Fig. 4 stellt die vollständige Anlage dar.
Zur Ausführung des Verfahrens wird das Erz zunächst einer sulfatisierenden Röstung in einem Flamm- oder Muffelofen derart unterzogen, daß ein möglichst hoher Gehalt von Zinksulfat und gleichzeitig ein möglichst hoher Gehalt an den Oxyden des Kupfers und Eisens erzielt wird. Zu diesem Zweck muß besonders gegen Ende des Verfahrens die Temperatur sorgfältig überwacht werden, so daß sie hoch genug ist, um die gebildeten Sulfate des Kupfers und Eisens zu zersetzen, aber nicht hoch genug, um einen nennenswerten Teil des Zinksulfates in Oxyd zu verwandeln. Die Röstung wird vorteilhaft in öfen mit Oberfeuerung und mechanischen Beschickungsvorrichtungen ausgeführt, so daß die Beschickung sowohl wie die Entfernung des fertig gerösteten Erzes ununterbrochen und selbsttätig vor sich geht. Die aus dem Röstofen entweichende schweflige Säure kann vorteilhaft in Bleikammern geleitet werden und so zur Bildung der bei dem vorliegenden Verfahren zur Verwendung kommenden Schwefelsäure benutzt werden.

Das geröstete Erz wird noch heiß in ein Gefäß gebracht, in welchem sich ein aufwärts gerichteter Strom verdünnter Schwefelsäxire befindet. Ein geeignetes Gefäß zu diesem Zweck zeigen die Fig. 1 und 2. Es ist vorteilhaft zylindrisch und mit zwei Wandungen, der äußeren A und der inneren B, versehen. Diese Wandungen A und B werden aus säurebeständigem Stoff hergestellt, z. B. aus Antimon oder Hartblei. . Die äußere Wandung besteht vorteilhaft aus zwei Teilen, welche durch Flanschen α aneinander befestigt sind. Die Wandungen A und B sind treppenförmig gestaltet. Sie bilden zusammen einen ringförmigen Hohlraum C, welcher einen inneren Hohlraum D umgibt. Am Boden laufen die Wandungen A und B in Kegelflächen A¹, B¹ aus.

Die äußere Wandung A ist mit einem Ablaßrohr A ² versehen, welches aus einem ringförmigen Hohlraum C in einen Behälter A^s ausmündet.. Die innere Wandung B besitzt ein Ablaßrohr B², welches aus dem inneren Hohlraum D durch die äußere Wandung A¹ hinausführt. Für die Auslaugeflüssigkeit ist am Boden des Gefäßes ein Einführungsrohr E vorgesehen, das von dem Säurebehälter T (Fig. 4) durch die äußere Wandung A¹ in den ringförmigen Hohlraum C führt, wobei es vor- jo teilhaft das Ablaßrohr B² umgibt. Der Boden der inneren Wandung B¹ bildet einen Verteiler für die Flüssigkeit. Das ganze Gefäß ist mit einem Dampfmantel F umgeben, zwischen dessen Flanschen f die Flanschen a eingeklammert sind. An der Oberseite der Vorrichtung ist ein vorteilhaft drehbarer Trichter G angebracht, dessen Ablaßrohr G¹ das Erz in den ringförmigen Hohlraum C einführt. Ferner ist eine Kappe H vorgesehen, welche oben in ein Rohr H¹ ausläuft und die beim Auslaugen gebildeten Dämpfe abführt.

Die Klärbehälter sind in Gruppen angeordnet. In Fig. 3 ist eine solche Gruppe dargestellt, während Fig. 4 eine vollständige Anlage zeigt, welche vier solcher Gruppen enthält. In Fig. 3 bezeichnet / einen Klärbehälter mit konischem oder pyramidenförmigem Boden, welcher ähnlich gebaut ist wie die gebräuchlichen Absetzgefäße oder »Spitzkasten«. Dieser Klärbehälter ist mit einer Ablaßöffnung L versehen, in welcher ein Regulierhahn oder eine ähnliche Vorrichtung angebracht ist. Oben an dem Klärbehälter befindet sich eine ringförmige Rinne M. Jedes Gefäß ist mit einem inneren Zylinder K ausgestattet, in welchen der Schlamm eintritt, und mit einem Überlauf N, welcher von der Rinne M jedes Klärbehälters zum Zylinder K des nächst unteren führt. Zu jeder Gruppe von Behältern gehört eine Rinne P zur Aufnahme der schlammförmigen festen Stoffe, welche aus der Ablaßöffnung L austreten. Ära oberen Ende jeder Rinne P befindet sich ein Behälter S für das Wasch wasser oder die schwache Lösung, worauf später näher eingegangen werden soll. An den unteren Enden jeder Gruppe von Klärbehältern befindet sich ein Sammelbehälter R, in welchem die klären Lösungen, wie sie aus der Rinne N des letzten Behälters der Gruppe ausfließen, aufgespeichert werden.

In Fig. 4 sind die Behälter der ersten Gruppe mit J¹, in der zweiten mit /² in der dritten mit /³, in der vierten mit J¹ bezeich-. net, und dementsprechend haben die Rinnen die Bezeichnung P¹, P², P³, P⁴, während die Sammelbehälter mit R¹, R², R^s, R^A bezeichnet sind: Die Gefäße für die Waschflüssigkeit tragen die Bezeichnungen S¹, S² und S³, wobei die unterste Gruppe mit einem solchen Behälter nicht ausgestattet ist. Ein Vorratsbehälter Q für das .Waschwasser ist in irgend-

einer passenden Lage vorgesehen. Jeder der Behälter R¹, R², R⁹, R* ist mit einem Rohre r¹, r², r^a, f* ausgestattet, ferner mit einer Vorrichtung zum Heben der Lösungen oder Flüssigkeiten, welche hier in Druckgefäßen w², w³ und wⁱ bestehen, welche mit einem Rohrsystem für Druckluft verbunden sind.

Das Rohr r¹ des Sammelbehälters R¹ führt in den zweiten Sammelbehälter R². Das

ίο Rohr f² führt die Lösung vom Sammelbehälter R² zum Säure vorratsbehälter T zwecks ihrer Wiederverwendung zum Auslaugen. Das Rohr r³ verbindet den Sammelbehälter R³ mit dem Behälter S¹ für die Waschflüssigkeit und das Rohr r* führt von dem Sammelbehälter 2?⁴ zu dem Vorratsbehälter S² für die Waschflüssigkeit. Der Vorratsbehälter S³ wird mit Waschwasser aus dem Behälter Q durch das Rohr q wieder gefüllt.. .

Das geröstete Erz wird noch beiß oben in den ringförmigen Hohlraum C eingeführt, in welchem ein aufwärts gerichteter Strom verdünnter Schwefelsäure sich befindet, weicher durch das Rohr E von dem Vorratsbehälter T aus gespeist wird. Das Erz fällt in dem Hohlraum C von Stufe zu Stufe abwärts und kommt so in innige Berührung mit der verdünnten Schwefelsäure, wobei das Zink als Sulfat gelöst wird. Zu gleicher Zeit mit dem Erz kann starke Säure zugegeben werden. Da das Erz heiß ist, wird durch den Dampfmantel F die Temperatur hoch gehalten und auf diese Weise eine schnelle Auflösung des Zinks bewirkt. Die Zinksulfatlösung fließt über die obere Kante der inneren Wandung B in den mittleren Hohlraum D, wobei sie Schlamm und feinere Teilchen mitreißt. Die Gangart und die ungelösten Erzteile sinken in dem ringförmigen Hohlraum C zu Boden und werden ununterbrochen durch die öffnung A ² entfernt und . in den Behälter A ³ übergeführt, um später geschmolzen oder in anderer Weise verarbeitet zu werden.

Die das Zinksulfat und andere lösliche Salze

45- enthaltende Lösung, welche mit dem Schlamm zusammen aus dem inneren Hohlraum D mittels des Rohres B² abgezogen wird, wird zur Abscheidung der mechanisch mitgerissenen Teile und um eine starke oder gesättigte Zinksulfatlösung zu erhalten, in geeigneter Weise weiter behandelt. Zu diesem Zwecke wird die Lösung zusammen mit dem Schlamm, welcher Oxyde und andere feste Körper enthält, in das höchststehende Gefäß J¹ der ersten Gruppe von Klärbehältern gebracht. Die klare Lösung fließt über die obere Kante in die ringförmige Rinne M und von da in den Sammelbehälter Ĺ. Ist die Lösung hier noch nicht genügend ■ stark,. so wird sie in. den Vorratsbehälter T entweder direkt oder durch den zweiten Sammelbehälter R² durch das Rohr r¹ zurückgebracht. Der aus dem Behälter J¹ abgelassene Schlamm fließt die Rinne P¹ hinab, wo er. mit Lösungen oder mit Waschwasser aus dem Behälter S¹ gewaschen wird. Dieses abwechselnde Klären und Waschen wird durch die folgenden Gruppen von Klärbehältern /², J³, Jⁱ fortgesetzt, bis der Schlamm aus der,. untersten Gruppe praktisch frei von löslichen Salzen ausfließt. Der Kreislauf des Verfahrens wird dadurch geschlossen, daß man die klaren Lösungen, welche man so aus den untersten Gruppen erhält, in die Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit der oberen Gruppen zurückgibt, indem z. B. die klaren Lösungen aus den Sammelbehältern R³, i?⁴ in die Waschflüssigkeitsbehälter S¹, S² durch die Rohre r³, l·¹ zurückgehen, während neues Waschwasser in den Behälter S³ gegeben wird. Auf diese Weise werden die Lösungen nach und nach konzentriert, bis sie in dem Behälter R¹ gesättigt sind, während zu gleicher Zeit die im Umlauf befindliche Flüssigkeitsmenge durch Wiederbeschicken des Behälters S³ mit so großen Mengen von Wasser aufrechterhalten wird, wie Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter R¹ abgezogen wird. Der Behälter T wird ebenfalls ununterbrochen mit Schwefelsäure nachgefüllt. . ^:

Die gesättigte Zinksulfatlösung wird aus dem Behälter R¹ abgezogen und das Zinksulfat durch Kristallisation gewonnen. Die Mutterlauge wird wieder zum Auslaugen verwendet und geht zu diesem Zwecke in den Behälter T zurück.

■Das in kristallisierter Form erhaltene Zinksulfat wird entwässert und dann in einem passenden Ofen zur Gewinnung von Zinkoxyd erhitzt. Die hierbei entweichenden schwefligsauren Gase können zur Herstellung der zum Verfahren notwendigen Schwefelsäure ausgenutzt werden.

Die Erzteile und der Schlamm,, wie sie von den Klärbehältern kommen, können in einem mit Rührwerk versehenen Gefäß weiter gewaschen und schließlich mit den Rückständen aus dem Auslaugebehälter geschmolzen werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Behandlung von zinkhaltigen Erzen und zinkhaltigen Hüttenerzeugnissen zwecks Gewinnung von konzentrierten Zinksulfatlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz zunächst geröstet, dann mit einem aufwärts gehenden Strom von verdünnter Schwefelsäure behandelt wird, daß die unten befindliche Gangart und die ungelösten Erzteilchen abgezogen werden, während die oben befindlichen Lösungen von Zinksulfat und

   von löslichen Salzen zusammen mit Schlamm und mitgeführten Partikeln abgezogen werden, daß dann die Lösungen von den festen Körpern dadurch getrennt werden, daß man sie durch Reihen oder Gruppen von Absetz- oder Scheidegefäßen gehen läßt, und daß schließlich die festen Körper beim Durchgehen durch die einzelnen Gruppen der Scheidegefäße einer Waschung mit klaren Lösungen unterzogen werden, die von den unteren Gruppen der Scheidegefäße erhalten werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.