DE3505C - Verfahren zur Darstellung von Nickel aus Nickel - Erzen durch Fällung des Nickels aus schwefelsaurer Lösung mittelst Oxalsäure und Umwandlung des Nickel-Oxalates durch Lösungen von kohlensauren Alkalien in Karbonat - Google Patents

Description

1878.

Klasse 40.

J. P. LAROCHE und J. P. PRAT in BORDEAUX.

Verfahren zur Darstellung von Nickel aus Nickelerzen durch Fällung des Nickis aus schwefelsaurer Lösung mittelst Oxalsäure und Umwandlung des Nickeloxalates durclüLösungen von

kohlensauren Alkalien in Carbonat ""

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. April 1878 ab.

Es handelt sich bei dieser Erfindung um eine neue allgemeine Methode der chemischen Behandlung von Erzen, welche die kieselsauren Salze von Nickel und Magnesium enthalten; Erze, welche aus Neu-Caledonien herstammen oder auch von ähnlich zusammengesetzten Erzen, welche wie die Garnierite als mineralogische Gattung mit dem Namen Genthite bezeichnet werden.

Das industrielle Verfahren besteht hauptsächlich in folgenden neuen chemischen Processen:

1. in der schnellen Zersetzung der kieselsauren Salze, den Hauptbestandteilen der genannten Erze;

2. in der Trennung des Nickeloxyds von den dasselbe gewöhnlich begleitenden anderen Stoffen;

3. in der Darstellung des kohlensauren Nickeloxyds in reinem Zustande, zwecks Gewinnung des reinen Nickels;

4. endlich in der Fabrikation des doppelt schwefelsauren Nickeloxyd-Ammoniums, des bei der galvanischen Vernickelung angewendeten Salzes.

Ehe wir zur Beschreibung unserer Behandlungsweise übergehen, geben wir in den folgenden beiden Tabellen die Analysen von neucaledonischen Nickelerzen und zwar ist Tabelle I die Analyse eines besonders reinen Erzstückes, während die Tabelle II die mittleren Analysen von ärmsten und reichsten Erzen angiebt.

Tabelle I.

Grasgrüne Muster, Oberfläche in schneckenförmigen Linien und sehr gleichartigem Gefüge, folglich sehr rein:

Chemisch gebundenes Wasser . . . .^ 19,61 Kieselerde . . . . ... . . . 49,34

Thonerde . . 0,02

Manganoxyd . . . . ... . . . 0,02

Eisenoxyd . . . 0,03

Magnesia . ... . ... . . . . 10,83 Nickeloxyd ... . . . . . . . , 20,09 Kali, -.Lithion, Kalk, Kupfer .... 0,06

100,00

Tabelle Π.

Chemisch gebundenes Wasser von

Freie u. gebundene Kieselerde - 41,0 -

Kalk . - 3,0 - «ft»

Thonerde - 7,0 - 1,3?

Manganoxyd ....... 9,0 - 4,0

Eisenoxyd - 14,0 - 5,*

Kobaldoxyd ........ 1,3 - 0,0

Magnesia ........ 6,0 - 9.0

Nickeloxyd - 8,9 - 17,3

Kali, Lithion und Kupfer . - 1,1 - o_l7

100,0 100,0

Behandlungsmethode der caledonischen und ähnlichen Nickelerze:

Man schüttet in ein geeignetes Gefäfs, etwa in ein Becken aus vermauertem Granit, ein entsprechendes Quantum concentrirte Schwefelsäure von 56 ° bis 66⁰B.; dazu fügt man schnell ein gleiches Gewichts-Quantum pulverisirtes Nickelerz und rührt dann beides gehörig durch, damit alle Theilchen des Erzes mit der Säure in\;. Berührung kommen und sich damit verbinden ' können. <

Nach zwei bis drei Minuten kommt diese Materie allmälig in Wallung, um sich nach einem Augenblick zu verdicken. Von da ab zeigt sich in der Masse eine lebhafte Reaction. Die Temperatur steigt beträchtlich und unter starkem Aufbrausen erfolgt ein schneller und reichlicher Abgang des Wasserdampfes. In weniger als einer Viertelstunde hat die Masse ein gelbliches Aussehen angenommen und ist hart geworden.

Das vollständige Aufhören des Abganges von Wasserdampf zeigt das Ende der Reaction an. Die Silicate sind dann vollkommen zersetzt und das Nickel sowie die anderen Metalle gebunden, mit einem Worte, das Erz ist auf diese Weise vollkommen aufgeschlossen.

Bei diesem Bearbeitungsprocefs des caledonischen Nickelerzes und der damit verwendeten Erze .haben wir den Zweck, mittelst Schwefelsäure die Temperatur bei der Reaction auf den höchsten Grad zu steigern, um diese Wärmeentwickelung in ökonomischer Beziehung wie folgt zu benutzen:

ι. es ist nicht mehr nöthig, die Erze so fein zu pulverisiren, wie in allen anderen Bearbeitungen auf_vnassem Wege;

2. es ist nicht zu befürchten, dafs die Aufschliefsung des kieselsauren Nickels eine unvollkommene sei, da die Ausscheidung des gesammten im Erze enthaltenen Nickels vollständig erfolgt;

3. man erzielt ferner ein Ersparnifs an Brennstoff gegenüber den sonstigen Bearbeitungsmethoden auf nassem und auf trockenem Wege;

4. durch die grofse Schnelligkeit, mit welcher die Bearbeitung erzielt wird, wird viel Zeit erspart;

5. endlich, da diese Operation leicht in einem einfachen gemauerten Becken vorgenommen werden kann, wird dadurch . der Arbeitslohn verringert und man ist der Benutzung besonderer Gefäfse aus Sandstein etc. oder Metall, welche alle mehr oder weniger kostspielig und in grofser Anzahl erforderlich sind, überhoben, ohne die zur Bearbeitung nöthigen sonstigen Werkzeuge zu rechnen.

Die wie vorstehend beschrieben erhaltene feste Salzmasse wird zerschlagen und in ein hinreichendes Quantum siedendes Wasser geworfen, welches man siedend erhält bis zur vollständigen Auflösung der schwefelsauren Salze, was durch die gänzliche Zerstückelung der trocknen Masse angezeigt wird.

Nach einer gewissen Zeit des Absetzenlassens schreitet man zum behutsamen Abziehen der oben stehenden grünen Flüssigkeit, welche von jetzt ab der Kürze wegen grüne Nickelsulfatlösung genannt werden soll. Der kieselartige Rückstand wird dann gehörig gewaschen und dieses Waschwasser zur Auflösung der später verarbeiteten Erze wieder benutzt.

Aufser einem geringen Quantum schwefelsauren Kalks, welcher zurückbleibt, mufs der Rückstand ausschliefslich aus Kieselsäure bestehen, also von grünen Erztheilchen frei sein, da deren Vorhandensein eine mangelhafte Verarbeitung andeuten würde.

Ungeachtet seiner vielen Beimengungen ist die grüne Nickelsulfatlösung besonders geeignet, das Nickelsalz in krystallisirtem Zustande herzustellen. Zu diesem Zwecke genügt es, durch eine Probe den Gehalt an Nickel festzustellen und einen äquivalenten Theil kohlensauren oder schwefelsauren Ammons zuzusetzen. Wird hernach die Flüssigkeit gehörig concentrirt, so scheidet sich in der Kälte das schwefelsaure Nickel-Ammon in Krystallen aus, während die übrigen Sulfate aufgelöst bleiben. Durch nochmalige KrystaHisation wird dieses Salz chemisch rein dargestellt.

Es ist aber nicht allein die Zubereitung dieses Nickelsalzes, für welche die grüne Nickelsulfatlösung benutzt werden soll. Durch ein anderes, in nachstehendem beschriebenes Verfahren ist es möglich, den gesammten Gehalt des Nickels als Metall zu gewinnen.

Grüne Nickelsulfatlösung, welche zuvor klar abgezogen ist, wird in einen zur ■ Operation geeigneten Kessel mit einer genügenden Menge Oxalsäure oder oxalsaurem Alkalis versetzt. Das zu verwendende Quantum Oxalsäure ist jedesmal vorher zu bestirnmen; es mufs dem Gewichte des Nickels in der grünen Lösung äquivalent sein.

Diese Lösung wird genügende Zeit unausgesetzt gekocht, bis sich das Nickeloxyd gänzlich in oxalsatires Salz verwandelt hat. Während des Aufkochejis trübt sich die Flüssigkeit stark. Beim Erkalten läfst sie dann bald das oxalsäure Nickel gänzlich fallen, welches unlöslich ist und sich in einem feinen consistenten Teige ansammelt.

Abgesehen von dem hohen Preise der Oxalsäure, welche hier als Rohmaterial zu betrachten ist, war die Art und Weise ihrer Benutzung im Beginn unserer Nachforschungen von grofsen praktischen Schwierigkeiten umgeben, \velche notwendiger Weise zu beseitigen waren, ehe an eine Verwendung zu denken war. Diese Schwierigkeiten lagen hauptsächlich im folgenden:

1. unter gewöhnlichen Verhältnissen geht die Trennung des Nickels mittelst Oxalsäure nur sehr langsam und unvollkommen, unter gewissen Bedingungen gar nicht vor sich;

2. wenn man mit neutralen Flüssigkeiten operirt, so kommt es vor, dafs andere lösliche oxalsäure Salze sich gleichzeitig mit dem des Nickels bilden und damit niedergeschlagen werden.

Die zur Bewältigung dieser Schwierigkeiten angestellten Forschungen ergaben folgendes Resultat:

ι. allein die grüne Nickelsulfatlösung, in welcher wir immej absichtlich den ursprünglichen Ueberschufs an freier Schwefelsäure bestehen lassen, ist sowohl zur Bildung, als zur totalen · Fällung des unlöslichen Oxalsäuren Nickels geeignet;

2. die Fällung des Nickelsalzes ist ohne gehöriges Aufkochen nicht zu bewerkstelligen.

Es folgt aus vorstehendem, dafs man sich zum Abscheiden des Nickels entweder der Oxalsäure, oder der Oxalsäuren Alkalien bedienen kann, weil diese beiden Körper unter den obwaltenden Verhältnissen gleichartig wirken.

Das weitere Verfahren zur Gewinnung des Nickels ist nun das folgende:

. Der teigige Niederschlag des Oxalsäuren Nickels wird nun von der oben stehenden Flüssigkeit getrennt, welche alsdann alle Oxyde des Nickelerzes, aufserdem Nickeloxyd an Schwefelsäure gebunden in Lösung hält. Dann wird dieser Teig gehörig gewaschen, bis das Waschwasser nicht mehr auf Schwefelsäure reagirt.

Um im grofsen das reine kohlensaure Nickeloxyd zu bereiten, genügt es, die noch feuchte, teigige Masse des erhaltenen gereinigten oxal-

sauren Nickels gehörig in einer gesättigten Lösung von Potasche, oder besser von Potasche und Soda zu vertheilen, oder diese nämlichen Substanzen in festem, gesiebten Zustande zuzusetzen; in letzterem Falle mufs die Masse vorher mit einer gesättigten Lösung von kohlensaurem Alkali Übergossen werden. Das Verhältnifs des zu verwendenden Alkalis mufs dann dem sich gerade in Behandlung befindlichen Oxalsäuren Nickeloxyd äquivalent sein.

Sobald die Mischung geschehen ist, steigt die Temperatur ' und es mufs die Masse jetzt in einem geeigneten Gefäfs und mit allen nöthigen Vorsichtsmafsregeln so lange bis auf ca. no⁰ erhitzt werden, bis die Reaction anzeigt, dafs das oxalsäure Nickeloxyd vollständig in kohlensaures Nickeloxyd verwandelt ist. In den ersten Momenten der Operation ist es zweckmäfsig, das aus der Masse abdampfende Wasser zu ersetzen.

Die so behandelte Masse wird darauf mit Wasser ausgelaugt, und das oxalsäure Alkali wieder gewonnen.

Auf diese Weise verwandeln wir das oxalsäure Nickel in kohlensaures Nickel und erreichen die Wiedergewinnung der Oxalsäuren Alkalien.

Die vorstehend beschriebene Behandlungsmethode, welche allerdings vorzugsweise für caledonische Nickelerze bestimmt ist, läfst sich ganz allgemein benutzen, .um Nickel aus seinen Beimischungen als oxal^äüres Nickel auszuscheiden, besonders weriit-üjTian beabsichtigt, die Oxalsäuren Alkalien wiedör zu gewinnen.

Das so erhaltene kohlensaüi^iJSrickeloxyd wird nun nach bekannter Weise^tp» irietallisches Nickel verwandelt. <?,. Cf

Claims (2)

Patent-Ansprüche: v^ %-&

1. Die Ausfällung des Nickels^äus <£&r sauren Sulfatlösung durch Oxalsäure'^SdetJ^alsaure Salze in Siedehitze und 'i 'φρ

2. die Umwandlung des NickeloxalatesiJji Carbonat durch Erhitzen, zu dem ZwedJ&und in der Weise, wie vorstehend beschrieben worden ist. .