KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Razred 1 (1)
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1. Avgusta 193(L
PATENTNI SPIS ŠT. 7261
Stanley Isaac Levy in George Wynter Gray, London, Engleska.
Izboljšanja v obdelavi in tičoča se obdelave sulfidnih rud in snovi.
Prijava z dne 22. junija 1929.	Velja od 1. marca 1930.
Ta izum se tiče obdelave sulfidnih rud, mineralov in snovi, kakor na pr. pirita, kalkopirita, pirotita, bakrovega ter svinčevega kamna, koncentratov in podobnih v svrho pridobitve žvepla in v njih vsebovanih kovin.
Znano je, da se sulfidni minerali in snovi lahko docela razkroje potom reakcije s chlorovim plinom pri temperaturah od 200	1000 ’C. Kovine se izpremene v klo-
ride in žveplo se izpahne ter se lahko vjame. Naš pričujoči izum obstoja v obdelavi sulfidnih rud, mineralov in snovi, na tak način, da se v njih vsebovane prvine lahko brez leškoče izločijo in vjamejo brez izgube chlora.
Prvi štadij procesa, ki obsloja v raz-krojevanju sulfidne snovi s pomočjo chlo-rovega plina se lahko izvede v nepretrgani peči, katera je lahko mehanično obratova-nega ali rotacijskega ali negibnega lipa. Reikcija napreduje zelo brzo ter je ekso-termična. Temperatura se lahko potom regulacije izdatnosti v dovajanju chlora vzdržuje na katerikoli zaželjeni točki.
Cinkovi in svinčevi kloridi se pod temi okoliščinami izpreminjajo v plin pri temperaturah v bližini 600«'C ter se odganjajo pri teh temperaturah skupno z žveplom in slučajnim arzenikom, vsebovanem v mineralu. Polom prikladne razporeditve kondenzatorjev, vjemamo, razplinjene kloride posebej v prvih kondenzatorjih, potem glavni del žvepla v lekočem stanju v srednjih kondenzatorjih, ter v zadnjih sprejemalcih
ostanek žvepla z arzenikom vred, če ga je kaj. S tem, da pustimo tekoče žveplo v srednjem kondenzatorju, da se usede, in da odvodimo tekočino iz točke na površini ali pod njo, lahko pridobimo večji del žvepla v praktično vzelo čistem stanju. Izhlapljivi kloridi v prvih kondenzatorjih, se lahko odločijo in kovine pridobe na znani način.
Železo in bakor minerala se izpremene v ferrokloride in bakrove kloride, ki niso v taki meri izhlapljivi kakor cinkov ali svinčev klorid in se zbirajo na dnu peči z malimi deli svinčevega in cinkovega klorida v raztopljenem stanju, če se temperatura primerno naravna; ti raztopljeni kloridi se lahko neprestano odtekajo ali pa se lahko odlijejo v intervalih, kakor se pač želi. S pečjo se na ta način lahko v zelo dolgih periodah neprestano obratuje. Ne-razslopljiva materija v snovi se nabira v peči, katero je zaradi lega potrebno v intervalih vstaviti in izpraznili.
Ta prvi štadij lahko izvršimo pri katerikoli temperaturi med 200° in 1000° C; okoli 600	700° je pripravna višina, da se za-
dobi naizhlapljive kloride v raztopljenem stanju ter da se odžene izhlapljivi cinkov in svinčev klorid, toda to temperaturo lahko variiramo v soglasju s seslavo in 1 \stnostmi obdelovane snovi in v soglasju z obdelavo, katera naj se potem primeni.
Kloridi, odvodeni iz peči, se obdelujejo z vodo zadostno, da se tvori popolnoma ali deloma nasičena raztopina pri navadni
Din. 10,-
temperaturi. Hydracijska vročina ferroklo-rida je znatna ter postane raztopina zelo vroča. Iz nje se izfiltrira vsa neraztopljiva materija, ki zapušča peč, in se obdeluje s plokčami, drogi, strogolinami ali drugimi pripravnimi oblikami kovinskega železa v svrho odstranitve bakra na znani način. Precipitacija bakra se na ta način popolnoma in lahko izvrši. Toda uporabljamo lahko tudi katerokoli drugo metodo za izločevanje bakra. Tekočina se pusti, da se usede ali se filtrira in čisla raztopina fer-roklorida se podvrže el ktrolizi. Morebitne male množine svinca, ki so navzoče, se odstranijo potom predhodne obdelave pri nizki vollaži.
Elektroliza raztopine ferroklorida se vrši pri temperaturi od 90 -100’C z E. M. S. od 2.3 do 3 voltov in z jakostjo toka od 1—2, 5 ampera na kvadratni decimeter. Katoda je lahko tenka plošča, vreteno ali drug pripraven predmet ter je lahko negibna ali se lahko vrti. Anoda je plošča, palica ali valj iz oglja ali druzega nepre-vodnega materijala, potopljen v koncentrirano raztopino prikladnega klorida, na pr. kloridanatrija, kalcija ali magnezija ali podobnega nahajajočega se v anodnem prekatu iz porozne gline ali lončene robe, ki naj bo prednostno negtazirana, ali iz drugega prikladnega poroznega materijala. Dobro je, če se ta anodni prekat oblikuje iz dobre porcelanske gline, počasi osuši in pri nizki temperaturi žge; ima malo otporne sile, toda preprečuje difuzijo med raztopino anodnega klorida in raztopino ferroklorida. Ne želimo se omejiti na katerokoli posebno obliko elektrolitične celice. Celica je lahko s pomočjo stene iz porozne gline ali druge snovi razdeljena v anodni in katodni prekat, pri čemer je a-nodni prekat napolnjen s koncentrirano raztopino natrijevega, kalcijevega, magnezijevega, ali podobnega klorida, in katodni prekat z raztopino ferroklorida.
Koherentna, enakomerna odlaga čistega železa se tvori na katodi, chlor se odvaja z vrha anodnega prekata na znani način, se osuši potom ohlajevanja in z drugimi prikladnimi sredstvi ali samo z zadnjimi ter se vodi v peč v svrho obdelave na-daljnih množin sulfidne snovi.
Raztopina se na znani način vodi naokrog skozi celice, dokler ne pade jakost na 20°/o ferroklorida po teži; onkraj te točke raste potrebna voltaža. Matična tekočina se rabive svrho raztopitve nadaljne množine raztopljenih kloridov iz peči; bakar se odstrani, kakor že popisano, iz vroče raztopine, in tekočina se vodi nazaj v svrho elektrolize.
Če se klorizacija vrši pri nižjih tempe-
raturah, na primer 3Ö0	500 C, Mako "da
cinkov in svinčev klorid nista volatizirana, se anhydrični kloridi izvlečeni iz peči lahko obdelujejo samo z množino izrabljene tekočine ali matične tekočine ali obeh zadostno, da se tvori raztopina nasičena, kar se ferroklorida tiče, pri okroglo 80" C, pri čemer se temperatura dvigne na 100" C. Vroča tekočina se filtrira in pusti ohladili. Kristali čislega ferroklorida Fe CU.IH.O se odločijo ter potem perejo in uporabljajo za sestavo katodne tekočine za elektrolizo. Matična tekočina, ostala po izločitvi kristalov, se lahko na zgoraj opisani način obdeluje v svrho pridobitve bakra in svinca ter se potem s potrebno množino slabe tekočine iz elektrolitične obdelave vred uporablja v svrho raztopitve nadaljne množine anhydričnih kloridov; ta krog se lahko ponavlja, dokler se cink ne nabere v tekočini. Cink se lahko pusti nabirali, dokler ne postane težko izprati to prvino s kristalov ferroklorida, kar lahko nastopi pri koncentraciji 100 gramov cinka na liter ali več. Tekočina se potem odstrani v svrho obdelave ter se cikel začne nanovo. Na cinku bogata tekočina se obdeluje polom koncentracije ali drugače, tako da se povzroči izločitev večine ferroklorida in da se pridobi cink.
V slučajih, v katerih je nezaželjeno uporabljati velikost moči, ki je potrebna za elektrolizo, lahko izločujemo kristale čislega ferroklorida na že opisani način in jih, potem ko smo jih posušili v toku toplega zraka ali odviših pećinskih plinov pod 100’C, razkrajamo v čisti ferrioksid in vodikov klorid s lem, da jih ogrevamo na zraku s paro ali brez nje pri temperaturi od 250—300 C. Množina zraka, ki se rabi za razkroj, se regulira tako, da razvijajoči se kislinski plini vsebujejo 4 prostornine vodikovega klorida na eno prostornino kisika. Vroči plini se izčistijo in vodijo črez bakrov klorid ali drug katalizator v peči na znani ali drugi način v svrho izvršitve pretvorbe vodikovega klorida v chlor; chlor se lahko iz plinov vjame in uporabi za obdelavo nadaljnih množin sulfidove snovi ali pa se plini lahko vodijo naravnost brez izločenja chlora čez nadaljno množino sulfidne snovi ogrevane v peči. Ce vsebuje sulfidna snov baker, bo ta služil kol katalizator za izpremenitev vsega vodikovega klorida v chlor, v ki veže sulfidno snov na običajni način. Če potrebno, se lahko v la namen sulfidni snovi pridajo bakrove soli. Pridobljena zmes kloridov se potem obdeluje na že opisani način.
Patentni zahtevi:
mineralov ali snovi, označen s lem, da se obdeluje snovi pri temperaturi med 200° C in 1000H C s chlorom, s čimer naj se odžene izhlapljive prvine in tvori preostanek, ki vsebuje neizhlapljive anhydrične kloride, da se raztopi omenjene anhydrične kloride v vodi, s čimer naj se tvori koncentrirana raztopina, da se odstrani baker potom pre-cipitacije, da se elektrolizira raztopina fer-roklorida pri nizki E. M. S. v svrho odstranitve svinca, da se nadalje elektrolizira v svrho odstranitve železa in oprostitve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sul-fidne snovi s pomočjo tega chlora.
2.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 1, označen s tem, da se raz-tope nei/.hlapljivi kloridi v najmanjši mogoči množini vode v svrho tvoritve koncentrirane vroče raztopine, da se ohladi raztopina in izloči čisti ferroklorid, da se raz-t. pi in elektrolizira čisti ferroklorid v svrho odstranitve železa in tvoritve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sulfidne snovi s pomočjo tega chlora.
3.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 2, označen s tem, da se obdeluje izločene kristale ferroklorida v toku zraka s paro ali brez nje v svrho pridobitve ferioksida in klorvodika, da se vodijo izstopajoči plini črez katalizator v svrho pridobitve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sulfidne snovi s pridatkom katalizatorjev ali brer istega s pomočjo teh plinov.
4.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahlevih 1, 2 ali 3, označen s tem, da se kondenzirajo izhlapljivi kloridi potom frakcijonalne kondenzacije v posebnih pre-jemalcih ter da se kondenzira večina žve-
pla v tekočem stanju v drugih prejemalcih v svrho pridobitve čistega žvepla iz istega.
5.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahlevih 2 in 3, označen s tem, da se obdeluje tekočino pred izločitvijo čistega ferroklorida ali po njej v svrho izločitve bakra in svinca ter da se uporabi tekočino v svrho raztopitve nadaljnih množin anhy-dričnih kloridov.
6.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 5, označen s tem, da se raztopi nadaljne množine anhydriönih kloridov v matični tekočini pri visoki temperaturi, da ohladi in izloči čisti ferroklorid, da se ponavlja cikel v svrho koncentracije cinka v matični tekočini ter da se odstrani eventualna na cinku bogata tekočina iz cikla v svrho pridobitve cinka.
7.	Postopek po kateremkoli izmed zah-tevov 1 do 6, označen s tem, da se raztopi čisti ferroklorid v izrabljeni tekočini iz elektrolitične kopelji v svrho tvoritve koncentrirane raztopine, da se elektrolizira ta koncentrirana raztopina pri temperaturi od 90" C do 100" C, dokler ni vsebina ferroklorida reducirana na 20%. da se uporabi del te izrabljene tekočine v svrho raztopitve kristalov čistega ferroklorida za nadaljno elektrolizo, ter da se pridene o-stanek matični tekočini in umivalnim tekočinam, ko se obdelujejo anhydrični kloridi.
8.	Postopek po zahlevih 1 do 7, označen s tem, da se po odstranitvi bakra, če je kaj navzočega, odstrani svinec iz tekočine s pomočjo elektrolize med železnima elektrodama pri E. M. S. ki ni večja kakor 1 Volt.
temperaturi. Hydracijska vročina ferroklo-rida je znatna ter poslane raztopina zelo vroča. Iz nje se izfilfrira vsa neraztopljiva materija, ki zapušča peč, in se obdeluje s plokčami, drogi, strogotinomi ali drugimi pripravnimi oblikami kovinskega železa v svrho odstranitve bakra na znani način. Precipitacija bakra se na ta način popolnoma in lahko izvrši. Toda uporabljamo lahko tudi katerokoli drugo metodo za izločevanje bakra. Tekočina se pusti, da se usede ali se filtrira in čista raztopina fer-roklorida se podvrže el klrolizi. Morebitne male množine svinca, ki so navzoče, se odstranijo potom predhodne obdelave pri nizki voltaži.
Elektroliza raztopine ferroklorida se vrši pri temperaturi od 90—100’C z E. M. S. od 2.3 do 3 voltov in z jakostjo toka od 1—2, 5 ampera na kvadratni decimeter. Katoda je lahko tenka plošča, vreteno ali drug pripraven predmet ter je lahko negibna ali se lahko vrti. Anoda je plošča, palica ali valj iz oglja ali druzega nepre-vodnega materijala, potopljen v koncentrirano raztopino prikladnega klorida, na pr. kloridanatrija, kalcija ali magnezija ali podobnega nahajajočega se v anodnem prekatu iz porozne gline ali lončene robe, ki naj bo prednostno neglazirana, ali iz drugega prikladnega poroznega materijala. Dobro je, če se ta anodni prekat oblikuje iz dobre porcelanske gline, počasi osuši in pri nizki temperaturi žge; ima malo otporne sile, toda preprečuje difuzijo med raztopino anodnega klorida in raztopino ferroklorida. Ne želimo se omejiti na katerokoli posebno obliko elektrolitične celice. Celica je lahko s pomočjo stene iz porozne gline ali druge snovi razdeljena v anodni in katodni prekat, pri čemer je a-nodni prekat napolnjen s koncentrirano raztopino natrijevega, kalcijevega, magnezijevega, ali podobnega klorida, in katodni prekat z raztopino ferroklorida.
Koherentna, enakomerna odlaga čistega železa se tvori na katodi, chlor se odvaja z vrha anodnega prekata na znani način, se osuši potom ohlajevanja in z drugimi prikladnimi sredstvi ali samo z zadnjimi ter se vodi v peč v svrho obdelave na-daljnih množin sulfidne snovi.
Raztopina se na znani način vodi naokrog skozi celice, dokler ne pade jakost na 20°/o ferroklorida po teži; onkraj te točke raste potrebna voltaža. Matična tekočina se rabive svrho raztopitve nadaljne množine raztopljenih kloridov iz peči; ba-kor se odstrani, kakor že popisano, iz vroče raztopine, in tekočina se vodi nazaj v svrho elektrolize.
Če se klorizacija vrši pri nižjih tempe-
raturah, na primer 5Ö0	5Ö0 C,' tako dn
cinkov in svinčev klorid nista volatizirana, se anhydricni kloridi izvlečeni iz peči lahko obdelujejo samo z množino izrabljene tekočine ali matične tekočine ali obeh zadostno, da se tvori raztopina nasičena, kar se ferroklorida tiče, pri okroglo 80" C, pri čemer se temperatura dvigne na 100" C. Vroča tekočina se filtrira in pusti ohladili. Kristali čislega ferroklorida Fe CIj.lH.O se odločijo ter potem perejo in uporabljajo za sestavo katodne tekočine za elektrolizo. Matična tekočina, ostala po izločitvi kristalov, se lahko na zgoraj opisani način obdeluje v svrho pridobitve bakra in svinca ter se potem s potrebno množino slabe tekočine iz elektrolitične obdelave vred uporablja v svrho raztopitve nadaljne množine anhydričnih kloridov; la krog se lahko ponavlja, dokler se cink ne nabere v tekočini. Cink se lahko pusti nabirali, dokler ne postane težko izprati to prvino s kristalov ferroklorida, kar lahko nastopi pri koncentraciji 100 gramov cinka na literati več. Tekočina se potem odstrani v svrho obdelave ter se cikel začne nanovo. Na cinku bogata tekočina se obdeluje polom koncentracije ali drugače, tako da se povzroči izločitev večine ferroklorida in da se pridobi cink.
V slučajih, v katerih je nezaželjeno uporabljati velikost moči, ki je potrebna za elektrolizo, lahko izločujemo kristale čistega ferroklorida na že opisani način in jih, potem ko smo jih posušili v toku toplega zraka ali odviših pečinskih plinov pod 100’C, razkrajamo v čisti ferrioksid in vodikov klorid s tem, da jih ogrevamo na zraku s paro ali brez nje pri temperaturi od 250—300 C. Množina zraka, ki se rabi za razkroj, se regulira tako, da razvijajoči se kislinski plini vsebujejo 4 prostornine vodikovega klorida na eno prostornino kisika. Vroči plini se izčistijo in vodijo črez bakrov klorid ali drug katalizator v peči na znani ali drugi način v svrho izvršitve pretvorbe vodikovega klorida v chlor; chlor se lahko iz plinov vjame in uporabi za obdelavo nadaljnih množin sulfidove snovi ali pa se plini lahko vodijo naravnost brez izločenja chlora čez nadaljno množino sulfidne snovi ogrevane v peči. če vsebuje sulfidna snov baker, bo ta služil kot katalizator za izpremenitev vsega vodikovega klorida v chlor, ki veže sulfidno snov na običajni način. Če potrebno, se lahko v ta namen sulfidni snovi pridajo bakrove soli. Pridobljena zmes kloridov se potem obdeluje na že opisani način.
Patentni zahtevi:
mineralov ali snovi, označen s tem, da se obdeluje snovi pri temperaturi med 200° C in 1000" C s chlorom, s čimer naj se odžene izhlapljive prvine in tvori preostanek, ki vsebuje neizhlapljive anhydrične kloride, da se raztopi omenjene anhydrične kloride v vodi, s čimer naj se tvori koncentrirana raztopina, da se odstrani baker potom pre-cipitacije, da se elektrolizira raztopina fer-roklorida pri nizki E. M. S. v svrho odstranitve svinca, da se nadalje elektrolizira v svrho odstranitve železa in oprostitve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sul-fidne snovi s pomočjo tega chlora.
2.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 1, označen s tem, da se raz-tope neizhlapljivi kloridi v najmanjši mogoči množini vode v svrho tvoritve koncentrirane vroče raztopine, da se ohladi raztopina in izloči čisti ferroklorid, da se raz-t pi in elektrolizira čisti ferroklorid v svrho odstranitve železa in tvoritve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sulfidne snovi s pomočjo tega chlora.
3.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 2, označen s tem, da se obdeluje izločene kristale ferroklorida v toku zraka s paro ali brez nje v svrho pridobitve ferioksida in kiorvodika, da se vodijo izstopajoči plini črez katalizator v svrho pridobitve chlora, ter da se obdeluje nadaljne množine sulfidne snovi s pridatkom katalizatorjev ali brer istega s pomočjo teh plinov.
4.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevih 1, 2 ali 3, označen s tem, da se kondenzirajo izhlapljivi kloridi potom frakcijonalne kondenzacije v posebnih pre-iemalcih ter da se kondenzira večina žve-
pla v tekočem stanju v drugih prejemalcih v svrho pridobitve čistega žvepla iz istega.
5.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevih 2 in 3, označen s tem, da se obdeluje tekočino pred izločitvijo čistega ferroklorida ali po njej v svrho izločitve bakra in svinca ter da se uporabi tekočino v svrho raztopitve nadaljnih množin anhy-dričnih kloridov.
6.	Postopek obdelovanja sulfidne snovi po zahtevu 5, označen s tem, da se raztopi nadaljne množine anhydricnih kloridov v matični tekočini pri visoki temperaturi, da ohladi in izloči čisti ferroklorid, da se ponavlja cikel v svrho koncentracije cinka v matični tekočini ter da se odstrani eventualna na cinku bogata tekočina iz cikla v svrho pridobitve cinka.
7.	Postopek po kateremkoli izmed zah-tevov 1 do 6, označen s tem, da se raztopi čisti ferroklorid v izrabljeni tekočini iz elektrolitične kopelji v svrho tvoritve koncentrirane raztopine, da se elektrolizira ta koncentrirana raztopina pri temperaturi od 90" C do 100'1 C, dokler ni vsebina ferroklorida reducirana na 20°/(1. da se uporabi del te izrabljene tekočine v svrho raztopitve kristalov čistega ferroklorida za nadaljno elektrolizo, ter da se pridene o-stanek matični tekočini in umivalnim tekočinam, ko se obdelujejo anhydrični kloridi.
8.	Postopek po zahtevih 1 do 7, označen s tem, da se po odstranitvi bakra, če je kaj navzočega, odstrani svinec iz tekočine s pomočjo elektrolize med železnima elektrodama pri E. M. S. ki ni večja kakor 1 Volt.