148117. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cink kinyerésére cinktartalmú anyagokból
Megjelent: 1961. március 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.117. SZÁM 40. a. 13—51. OSZTÁLY — ME—371. ALAPSZÁM Eljárás cink kinyerésére cinktartalmú anyagokból METALLURGICAL PROCESSES LIMITED and THE NATIONAL SMELTING COMPANY LIMITED carrying on business together in the Bahamas under the name and style of METALLURGICAL DEVELOPMENT COMPANY cég Nassau, Bahamas Feltaláló: Lumsden John, Avonmouth, Gloucestershire (Anglia) A bejelentés napja: 1959. augusztus 18. Nagy-Britannia-i elsőbbsége: 1958. augusztus 21. alkotórészei a vasoxid, mész, szíliciumdioxid és cinkoxid, ezek mellett e salakok kis mennyiségű ólmot is tartalmaznak. E salakok tulajdonságait legcélszerűbben oly módon magyarázhatjuk, ha feltételezzük, hogy ezek elektromos töltéssel bíró atomokból (ionokból) állnak, mimellett a kationok, pl. Fe2 + ,Fe :i+ , Zn 2+ , Pb 2+ , az anionok pedig 02 ~ és S 2 ". A találmány szempontjából lényeges reakció-egyensúlyokat az alábbi egyenletekkel fejezhetjük ki: Pb+2 +S 2 " = PbS(gáz) (1) Pbe+ +0 2 -+CO(gáz) = Pb(foly.)+C0 2 (gáz) (2) Zrí2+ +0 2 -+CO(gáz) = Zn(gáz)+C0 2 (gáz) (3) 2Fe2+ +C0 2 (gáz) = 2Fe 3+ +CO(gáz)+0 2 - (4) Fe2 ++2Fe 3+ -l-40 2 - = Fe 3 0 4 (szilárd) (5) Zn2+ +2Fe 3 ' +40 2 ^ = ZnFe 2 0 4 (szilárd) (6) Az (1) reakcióegyenlet azt mutatja, hogy valamely adott hőmérsékleten az ólomszulfid nyomása a salak felett arányos az ólomionok és a szulfidionok koncentrációjának szorzatával. A (2) reakcióegyenletből azt látjuk, hogy amennyiben a C02 /CO arány a gázban egy bizonyos érték alá csökken, akkor a salakban jelenlevő ólomionok fém-ólommá redukálódnak. Ezért a salakban jelenlevő összes ólom valamely adott mennyisége esetén a salak feletti ólomszulfid-nyomás nagysága rögzített marad mindaddig, amíg a CO2/CÖ arány értéke eléggé nagy ahhoz, hogy meggátolja a fém-Ólommá való redukálódást. A (3) egyenletből látható, hogy a cinkgőz koncentrációja a gázban fordítottan arányos a C02 /CO értékével és arányos a cinkionok koncentrációjával. A (4) egyenletből az tűnik ki, hogy a vas(III)ionoknak a vas(II)-ionokhoz való aránya az oldatban a C02 /CO viszony négyeztgyökével arányos„ Az (5) egyenlet azt mutatja, hogy ha elegendő mennyiségű vas van vas(III)-állapotba oxidálva, akkor elérhető egy olyan pont, amelyen magnetit válik az oldatból ki. A (6) egyenletből pedig az tűnik ki, hogy elegendő mennyiségű vas(III)-ion jelenléte esetén cinkferrit választható le; valójá-A jelen találmány tárgyát cinknek cinktartalmú anyagokból, mégpedig elsősorban oxidos jellegű, de némi ként is tartalmazó vegyületekből álló anyagokból való kinyerésére szolgáló eljárás képezi. Közelebbről megjelölve, a találmány tárgya eljárás fémes cinknek cinktartalmú kohászati salakokból, mint pl. az ólomkohókból lecsapolt salakokból történő kinyerésére. A cink kinyerésének- egy ismert eljárása szerint oly módon járnak el, hogy porított szén és ennek a tökéletes elégetésére nem elegendő mennyiségű levegő keverékét lövellik be megolvasztott cinktartalmú salakba, amikor is cinkgőz válik szabaddá; a megolvasztott salak folyadékszintje felett szekundér levegőt vezetnek be a képződött szénmonoxid széndioxiddá való tökéletes elégésének biztosítására és egyben a képződött cinkgőz cinkoxid-füstté történő oxidálására; ezt a cinkoxidot azután az égési gázok lehűtése után zsákos porszűrőben vagy egyéb erre alkalmas berendezésben összegyűjtik. A salakban jelenlevő ólom csaknem teljes mennyisége szintén illékonnyá válik az említett eljárás során és a cinkoxid-füsttel együtt kerül felfogásra. Egy másik ismert eljárás szerint az ólomkohóból lecsapolt megolvadt salakot elektrotermikus úton tovább hevítik, amikor is a salakban jelenlevő cink legnagyobb része illékonnyá válik és fém-cink alakjában, folyékony állapotban kondenzálódik. Ennek az eljárásnak a során a termelt gáz lényegileg cinkgőzből és szénmonoxidból áll; a cink ebből a gázelegyből többféle ismert típusú kondenzátor segítségével kondenzáltatható és fogható fel. A jelen találmány tárgyát oly eljárás képezi, amelynek segítségével íém-cinkeit nyerhetünk ki cinktartalmú kohászati salakokból, elsősorban ólomkohókból lecsapolt salakokból, mégpedig pirometallurgiai folyamat alkalmazása útján. A találmány alapját az ólomkohókból lecsapolt salakok bizonyos termodinamikai tulajdonságainak kihasználása képezi. Az ilyen salakok fő-
