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Verfahren zur Aufschließung von Zinkblende. Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Aufschließung von Zinkblende mittels einer bromhaltigen Salzlösung
durch wässerige Elektrolvse.
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Mittels dieser Flüssigkeit wird das feine Erz, Konzentrat o. dgl.,
welches die Zinkblende enthält, gelaugt; die Lösung wird elektrolysiert, wodurch
das Zink abgeschieden wird. Die elektrolytische Behandlung wird nicht bis zur vollständigen
Ausfällung des ganzen Metallgehaltes fortgesetzt, damit nicht Bronn sich abscheidet,
das in einer haloidsalzfreien Flüssigkeit weniger löslich ist. Die Flüssigkeit wird
daher aus der Zelle wieder entfernt, wenn sie noch genügend Haloidsalze enthält,
um das frei gewordene Brom in Lösung zu halten: sie kann dann zum Auslaugen eines
neuen Postens Erz oder Konzentrates wieder benutzt werden, so (laß (las Verfahren
ununterbrochen bei geringem Verlust an Brom verläuft.
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Es ist bekannt, Erze, auch Zinkblende in einer angesäuerten Chloridlauge,
«-elche Brom oder eine Bromverbindung enthält, zu extrahieren. Bei diesem Verfahren
werden neben Zink auch andere Metalle gelöst, und bei der nachfolgenden Elektrolyse
arbeitet das Verfahren dann unbefriedigend. Wenn auch die angesäuerte Lösung später
alkalisch wird, so kann dies dem Verfahren nicht mehr zum Erfolg verhelfen, weil
ja hereits .Metalle außerhalb des Zinks in Lösung gegangen sind und bereits geringe
Mengen fremder Metalle in der Lösung Störungen der elektrolytischen Abscheidung
hervorrufen.
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Demgegenüber ist das Kennzeichen des Verfahrens der Erfindung, daß
es von einer von vornherein neutralen Lösung ausgeht, welche dauernd neutral gehalten
wird.
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Während also das bekannte Verfahren auf der Lösefähigkeit einer Flüssigkeit
mit Charakter beruht und das vorhandene Brom nur der Oxydation dient, beruht das
vorliegende Verfahren darauf, daß Brom als Substituens für Schwefel eintritt und
elementarer Schwefel abgeschieden wird.
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Der Fortschritt der Erfindung besteht also darin, daß für die Elektrolyse
eine fast reine Lösung von Bromzink zur Verfügung steht, wobei dann die Elektrolyse
störungslos verläuft.
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Das Verfahren spielt sich beispielsweise ^h wie folgt: Als Löseflüssigkeit
wird eine neutrale Lösung von Zinkbromid oder Zinkchlorid und Zinkbromid mit 2;5
Prozent Zinkgehalt benutzt, die durch Auflösen des Salzes oder der Salze in Wasser
oder durch Behandeln vbn Zinkstaub mit einer Lösung von Zinkchlorid, in der Brom
gelost ist, erhalten wird. Diese Lösung wird auch während der ganzen Dauer "!es
Verfahrens neutral gehalten. Bei Verwen-
Jung zweier Haloidsalze
kann deren Mengenverhältnis i : i betragen, auf ihren Zinkgehalt bezogen, oder man
benutzt eine Lösung eines Gemisches von Zinksulfat und Zinkbromid. Diese Lösung
wird in eine Zersetzungszelle gebracht, die mit Elektroden in Gestalt von Kohleplatten
ausgestaltet ist, und einem Strom von etwa 15 Ampere auf goo cm-' Kathodenfläche
ausgesetzt. Dabei wird: Brom frei und sinkt auf den Boden der Zelle, zwar nicht
als flüssiges 'Brom, sondern gelöst im unzersetzten Elektrolyten. Am Zellenboden
ist die Lösung der Verflüchtigung nicht ausgesetzt, und Brom geht daher nicht verloren.
Die Elektrolyse wird nicht bis zur vollständigen Extraktion des Zinks durchgeführt,
da andernfalls das Brom sich ungelöst als rlüssiges Brom abscheiden würde. Enthält
die Lösung Zinkchlorid und Bromid oder Zinksulfat, Chlorid und Bromid, so ist Brom
das zuerst frei werderjde Anion, und da Chlor oder Sulfat billiger als Brom ist,
so bildet ein Gemisch der beiden Zinksalze ein zweckmäßiges Arbeitsmittel, wobei
das Zinkchlorid bzw. das Zinksulfat lediglich als Träger für das frei gewordene
Brom dienen. Die aus der Zelle abfließende Flüssigkeit enthält freies Brom entsprechend
der an der Kathode niedergeschlagenen Zinkmenge und stellt die für den Auslaugprozeß
zu verwendende Lösung dar. An Stelle von Zinksalzen können aber auch andere Salze
als Träger für das Brom oder Bromid in Anwendung kommen.
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.L%Iit dieser Auslaugeflüssigkeit wird nun die Extraktion des zerkleinerten
Erzes oder Konzentrates in ununterbrochenem Arbeitsgange, wie folgt, durchgeführt:
das pulverförmige sulfidische Zinkerz oder Konzentrat wird in der Flüssigkeit durch
Verrühren gehörig eingemischt und verteilt, wobei sich (las Zinksulfid zersetzt
und Zinkbromid gebildet wird, während der frei gewordene Schwefel und die Sulfide
der übrigen Metalle, auf welche das Brom nur langsam im Vergleich zu der heftigen
Reaktion gegenüber Zinksulfid einwirkt, beim tauben Gestein bleiben. Arbeitet man
zweckmäßigerweise nach dem Gegenstromprinzip, so kommt die von Brom reichste Zellenflüssigkeit
zuerst auf schon am weitesten ausgelaugtes Erz zur Einwirkung. Die entstandene Flüssigkeit
oller Lösung führt man am besten sogleich in eine Reinigungswanne über, wo man sie
behufs Abscheidung der in Lösung gegangenen verhältnismäßig kleineren Anteile von
Kupfer, Kadmium und anderen Verunreinigungen in bekannter Weise mit Zinkstaub behandelt.
Ist auch Gold oder Silber vorhanden, so werden diese Metalle ebenfalls durch den
Zinkstaub ausgefällt und können danach gewonnen werden. Vorhandenes Blei wird zumeist
als Bleisulfat zurückbleiben, ist aber etwas Blei zu Bromid oder Chlorid geworden,
so wird es gleichfalls bei der Zinkstaubbehandlung entfernt. Auch etwas Eisen kann
in Lösung gehen. Davon scheidet sich aber ein Teil als schlammartiges Eisenhydroxyd
in der Zersetzungszelle ab. Ein geringer Eisengehalt im Endprodukt ist auch unbedenklich,
wenn es sich nicht um die Gewinnung chemisch reiner Zinke handelt. Bei einer übermäßigen
Anhäufung von Verunreinigungen lassen sich Einrichtungen für den Abfluß aus dem
System vorsehen, um die Verunreinigungen innerhalb gewünschter Grenzen zu halten.
Zink und Brom kann man dabei in beliebiger geeigneter Weise aus dem Ablauf wiedergewinnen.
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Die gereinigte Flüssigkeit wird alsdann in die Zersetzungszelle geleitet,
wo nun die Elektrolyse, wie schon angegeben, nicht bis zur vollständigen Extraktion
des Zinkgehaltes, d. h. bis zu einem Punkt durchgeführt wird, wo Brom als flüssiges
Brom und ungelöst sich im Elektrolyten abscheiden kann. Die aus der Zersetzungszelle
abgehende Flüssigkeit wird in Rührapparate übergeführt, die einen neuen Posten Erz
oder Konzentrat enthalten, wodurch das System zu einem kontinuierlichen Betriebe
gestaltet wird.
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Das in der Zelle auf der Kathode niedergeschlagene Zink wird abgenommen,
nach Beliehen eingeschmolzen, zu Platten oder Barren ausgegossen und, ohne weitere
Reinigungsarbeiten zu erfordern, in den Handel gebracht. Der Rückstand in den Auslaugegefäßen
enthält freien Schwefel in schwammiger Form, der durch Sublimation in marktfähige
Ware umgewandelt werden kann. Man j kann den Rückstand aber auch ohne weiteres,
beispielsweise in der Schwefelsäurefabrikation, verwenden.