DE746852C - Verfahren zur Aufarbeitung von Zinkabfaellen - Google Patents

Description

• Verfahren 7.ur Aufarbeitung von Zinkabfällen Das ständige Anwachsen des Metallverbrauchs, welches die baldige Erschöpfung vieler der bisher bekannten Erzlagerstätten schon für die nahe Zukunft befürchten läßt, wird die Verarbeitung armer Erze und Wiederverwertung von Abfällen zweifellos in immer stärkerem Maße erzwingen. Schon seit geraumer Zeit werden auf dem Zinkgebiet einige Verfahren ausgeübt welche -die Nutzbarmachung ,zinkhaltiger Abfälle zum Gegenstan.dhaben. So pflegt man Altzink durch Umschmelzen zu veredeln und als sogenanntes Remelted oder als Garantiezink wieder dem Verbrauch zuzufühten. Diese Produkte sind aber keineswegs hochwertig, sie .erreichen nicht einmal .die Qualität des Hüttenzinks"da die reinigende Kraft dieses Regenerierungsverfahrens unzureichend ist; zum Walzen oder für die Messingherstellung können derartige Produkte nicht, verwendet werden, geschweige denn für hochwertige Spritzguß- oder Austauschlegierungen. Außerdem kann nur ein Teil des Altzinkanfalls, sofern er nämlich eine geeignete Zusammensetzung aufweist, in dieser Art verwertet werden; dessen ungeachtet bleibt die sorgfältige Sichtung des Materials, die Abtrennung des Eisenschrotts, das Abschneiden der Lötstellen usw. eine Voraussetzung für die Gewinnung eines brauchbaren Garantiezinks. Andere Zinkabfälle sind die Zinkkrätzen, die mitunter auf Zinksalz aufgearbeitet werden, meist aber wieder in. Zinkmuffeln zurückkehren, oder Hartzink, das auf Zinkweiß verblasen wird.
• Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt, den bei der hüttenmäßigen Zinkgewinnung als Nebenprodukt anfallenden Zinkstaub zu kompaktem Metall einzuschmelzen, soweit- er nicht als solcher von der chemischen. Industrie oder anderen Verbrauchern abgenommen werden kann. Wie die einschlägige Patentliteratur zeigt, handelt es sich hier uni ein schwieriges und bisher keineswegs befriedigend gelöstes Problem.
• Gleichfalls z=u den Zinkabfällen muß man die Stäube rechnen, welche bei der Verarbeitung zinkhaltiger Eisenerze aus den Lichtgasen der Hochöfen abgeschieden werden. Obwohl diese Stäube das Zink meist vorwiegend in metallischer Form enthalten, können sie nicht als handelsüblicher Zinkstaub abgesetzt werden, und auch das Einschmelzen zu kompaktem Zinkmetall kommt nicht in Frage. Es ist zwar möglich, -diese und auch andere Abfälle in Säuren aufzulösen und durch geeigilete Reinigungsoperationen Elektrolyte für die Zinkelektrolyse herzustellen, doch können derartige umständliche und kostspielige Verfahren weder technisch noch wirtschaftlich befriedigen. Trotz der Wichtigkeit des Problems ist bisher kein Verfahren bekanntgeworden, durch welches aus minderwertigen Zinkabfällen auf einfachem und wohlfeilem Wege hochwertiges Zinkmetall gewonnen werden kann.
• Es wurde min gefunden, daß man zinkhaltige Abfälle besonders vorteilhaft und zu einem Produkt von hohem wirtschaftlichem Wert aufarbeiten kann, wenn man das Zink der Abfälle durch Behandeln mit zinkhaltigem Quecksilber in Amalgam überführt, im zinksalzhaltigen Elektrolyt durch anodische Schal-Fung wieder aus dein Amalgam Herauslöst und an einer festen Kathode niederschlägt, worauf das noch zinkhaltige Amalgam wieder in den Prozeß zurückgeführt wird. Auf diesem Wege wird Elektrolytzilil: von bester Qualität aus Abfällen erhalten, deren Verunreinigungen nach Art und Menge in weiten Grenzen wechseln können. Es lassen sich auch .solche Abfälle verarbeiten, die mit Sand, 0l, Salzen, Oxyden u. dgl. vermengt sind; nach erfolgter Amalgamierung können diese Begleitstoffe durch Abschlämmen mit Wasser leicht entfernt werden. Auch metallische Verunreinigungen und Zinkbegleiter, wie Eisen oder die in neuzeitlichen Zinklegierungen stets vorhandenen Metalle Aluminium und Magnesium werden schon bei der Amalgambildung abgetrennt, da sie nicht mit dem Zink ins Quecksilber gehen; das Verfahren eignet sich also insbesondere zur Aufarbeitung von Spritzgußabfällen. Andere metallische Verunreinigungen werden zwar in Quecksilber gelöst, sie verbleiben aber bei der weiteren Verarbeitung in dem erfindungsgemäß nur zum Teil entzinkten Amalgam; es ist zweckmäßig, diese Verunreinigungen von Zeit zu Zeit durch Filtration des Ainalganis oder auf eine andere -geeignete `'eise abzutrennen. Die Amalgam-Bildung erfolgt vorteilhaft bei höheren Temperaturen-, die Konzentration des Zinks im Amalgam wird zweckmäßig so niedrig gehalteil, daß das Amalgam bei der angewendeten Temperatur gut fließfähig bleibt. Es wurde gefunden, daß man eine besonders glatte und vollständige Aufnahme des Zinks durch das Amalgam dann erreicht, wenn die Amalgambildung bei Gegenwart von Säuren, Beispiels-«veise voll verdünnter Schwefelsäure, vorgenommen wird; es ist aber auch möglich, mit anderen zinkoxydlösenden Mitteln zu arbeiten, Beispielsweise mit Aminoiicarbonatlaugen, oder den Luftsauerstoff bei der Reaktion auszuschließen. Die Elektrolyse kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, beispielsweise in der Art, daß das Amalgam auf vertikalen, sich langsam _ drehenden Kreisscheiben als Film aufgebracht und als Anode festen Aluminiumkathoden gegenübergestellt wird. Die Durchflußgeschwindigkeit des Amalgams durch die Zellen wird so eingestellt, daß das Amalgam nicht vollständig, sondern nur zum Teil zersetzt wird und mit einem gewissen Zinkgehalt wieder in den Prozeß zurückgeführt «-erden kann; es ist vorteilhaft, init dem Zinkgehalt nicht unter 1,'2% herunterzugehen. Die für das Verfahrer. erforderliche elektrische Energie beträgt kaum i;', derjenigen einer normalen Zinkelektrolyse. Für die Durchführung des Verfahrens eignen sich nur solche Abfälle, bei welchen das Zink ganz oder vorwiegend in metaliischer Form vorliegt. Es ist aber möglich, auch das nichtmetallische, beispielsweise oxydische Zink aus den bei der Anialgamation verwendeten Säure oder - zinkoxydlösenden Mitteln in geeigneter Weise zu gewinnen. Beispiel i go kg eines Hochofenstaubes mit 70,7 0% Zn, 6,130/, Fe, 1,36o% Pb, i,io0/0 säureunlöslicher Rest, - i,oo."/0 Ga0, o,6o 0% A1,0" 0,25 % Mn, 0,080% Mg0, 0,01 0/, Cu, o,oo8 0/0 Ni, 0,007 % Co, o,6o% S, 0,359o Cl werden mit Wasser zu einem steifen Brei angeteigt und mit 300 1 i,5%igem Zinkamalgam bei q.o° :25 Minuten lang gerührt, wobei allmählich 100 1 2o°/oige Schwefelsäure zufließen. Es wird ein 3'/,i,-,es Zinkamalgam erhalten, das mit schwach saurein Wasser gewaschen und einer Elektroh-sezelle zugeführt wird, in welcher es als Anode mehreren aus Aluminium .bestehenden Kathoden gegenübergestellt wird. Der Elektrolyt enthält 95 g Zn als Zinksulfat je Liter, 9o g Schwefelsäure je Liter, o,o6 g Gummi arabicum.
• Es wird bei 4o0 mit einer Stromdichte von 570 Up./m2 und einer Spannung von 1,2 Volt elektrolysiert und das Amalgam mit einem Gehalt von 1,5 °/° Zn .wieder aus der Zelle ausgeschleust, um mit frischem Hochofenstaub wiederum aufkonzentriert zu werden. Von den Kathoden werden die erhaltenen glatten Zinkbleche abgezogen und in üblicher Weise eingeschmolzen; man erhält ein Zink mit einem Gehalt von 99,990/0 Zn.
• Beispiel e 3o kg SpritzguBabfälle mit 95,4 °/0 Zn, 4,4 °% Al, o,1 °/° Cu, 0,040/° Mg -werden bei 45° zu ioo 1 1,2°/°igem Amalgam, das mit ioNiger Salzsäure überschichtet ist, zugegeben und 2 Stunden hindurch langsam gerührt. Es entwickelt sich Wasserstoff und die überstehende Säure nimmt allmählich Aluminiumchlorid auf. Die Ahfälle überziehen sich sogleich mit einer glänzenden Quecksilberschicht und lösen sich allmählich im Amalgam auf. Das so gewonnene 3,29/aige Amalgam wird gewaschen und der Elektrolysestufe zugeführt; hier wird es bei 45° und mit einer Stromdichte von 62o Amp./m2 bis auf 1,2% Zn entzinkt. Es wird ein Elektrolytzink mit einem Gehalt von 99,99°/° Zn gewonnen; das teilweise entzinkte Amalgam geht zur Wiederaufkonzentrierung in den ProzeB zurück.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufarbeitung von Zinkabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zink der Abfälle durch Behandeln mit zinkhaltigem Quecksilber in Amalgam übergeführt wird, in einem zinksalzhalfigen Elektrolyten durch anodische Schaltung wieder aus dem Amalgam herausgelöst und an einer festen Kathode niedergeschlagen wird, worauf das noch zinkhaltige Amalgam in den ProzeB zurückkehrt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Abfälle mit Amalgam in Gegenwart von Säuren durchgeführt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vorn Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift ... Nr. 839 542.