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Verfahren zur Herstellung von voluminösem Zinkhydrocarbonat aus basischem
Chlorzink Es ist bekannt, daß durch Fällung von beispielsweise Chlorzinklaugen mit
Ätzkalk Zinkhydroxychlorid ausfällt, welches je nach den Fällungsbedingungen mehr
oder weniger große Mengen Chlor in wasserunlöslicher Form gebunden hält. Man hat
auch bereits vorgeschlagen, als Fällungsmittel Calciumcarbonat oder Alkalicarbonat
zu verwenden, wobei meistens aber ebenfalls chlorhaltiges Zinkcarbonat entsteht.
Die Verwendung von Soda ist selbstverständlich viel teurer als die Verwendung von
Ätzkalk als Fällungsmittel. Außerdem muß man bei Anwendung von Soda als Fällungsmittel
des Zinks aus der Lauge auch mindestens die äquivalente Menge verwenden und erhält
dann ein Produkt, in welchem das Zink außer einem Rest, der beispielsweise an Chlor
gebunden ist, vollständig als Carbonat vorliegt.
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Aus diesem Grunde ist auch die Verwendung von Zinksulfatlaugen als
Ausgangsstoff zur Erzeugung tder beabsichtigten Produkte nicht geeignet, weil die
Zinksulfatlaugen ebenfalls nur mit löslichen Alkalien oder Alkalicarbonaten, welche
kein schwer lösliches Sulfat ergeben, gefällt werden können.
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Für bestimmte Verwendungszwecke, nämlich zur Erzeugung eines hochvoluminösen
Zinkhydrocarbonats oder eines voluminösen Zinkoxyds, welches durch Erhitzen des
Zinklivdrocarbonats erhalten werden kann, beides Produkte, die mit besonderem Vorteil
bei der Gummivulkanisation verwendet werden können, ist es vorteilhaft, nicht von
reinem Zinkcarbonat auszugehen, sondern ein Zinkhydrocarbonat zu verwenden, in welchem
ein großer Teil des Zinks als Hydroxyd und nur der andere Teil als Zinkcarbonat
vorliegt in der Form einer Verbindung: x Zn (OH), y Zn C03. Es wurde bereits beschrieben,
ein solches chlorfreies Zinkhydrocarbonat aus Zinkoxychlorid, welches durch Fällen
von Chlorzinklaugen mittels Kalk gewonnen wurde, dadurch herzustellen, daß man das
Zinkoxvchlorid in wässeriger Suspension mit kohlensäurehaltigen Gasen behandelt.
Die Nacharbeitung dieses Verfahrens zeigte, daß an und für sich auf diese Weise
ein chlorfreies Zinkhydrocarbonat von den in der Patentschrift beschriebenen Eigenschaften
erhalten wird. Die technische Durchführung des Verfahrens macht aber große Schwierigkeiten,
weil die Absorption der Kohlensäure, insbesondere wenn dieselbe, wie meistens in
der Praxis, in verdünnter Form vorliegt, durch das in Wasser sehr schwer lösliche
Zinkoxychlorid nur schwierig vonstatten geht. Infolgedessen muß man für eine außerordentlich
gute Durchmischung der Zinkoxychloridsuspension mit kohlensäurehaltigem Gas Sorge
tragen, wozu erhebliche Kraftleistungen notwendig sind, und erreicht trotzdem
nur
eine sehr schlechte Ausnutzung der Kohlensäure, wenn man dieselbe nicht sehr langsam
einleitet.
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Es wurde nun gefunden, daß man die technischen Schwierigkeiten des
vorstehenden Verfahrens beseitigen und ein salzsäurefreies Zinkhydrocarbonat von
tadelloser Beschaffenheit erhalten kann, wenn man Zinkoxychlorid in wässeriger Suspension
mit Lösungen oder Suspensionen von Alkalicarbonat oder -bicarbonat behandelt. Dieses
Verfahren ist praktisch viel einfacher durchzuführen, weil es sich lediglich um
ein Verrühren des Zinkoxychlorids mit einer Salzlösung handelt. Die in Lösung befindliche
Kohlensäure reagiert viel besser als die gasförmig eingeleitete Kohlensäure.
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Im Gmelin-Kraut IV. I. S.47 wird beschrieben, daß Zinkoxychlorid von
der Zusammensetzung 9 Zn0 # 1 Zn Cl, 3 H20 durch Kochen mit Pottaschelösung
nicht völlig chlorfrei gemacht werden kann. Da nicht angegeben ist, in welchem äquivalenten
Verhältnis die Pottasche zum Zinkoxychlorid angewandt wurde, muß man annehmen, daß
ein großer Pottascheüberschuß bezüglich des Chlorgehaltes im Zinkoxychlorid vorhanden
war, und man konnte aus dieser Angabe nicht entnehmen, daß bei Anwendung auch nur
einer kleinen Menge gegenüber dem Chlor überschüssigen Natriumbicarbonatis und bei
einer Temperatur, die unter dem Siedepunkt des Wassers liegt, praktisch die vollkommene
Abspaltung des Chlors eintritt. Es ist wichtig, die Temperatur während der Umsetzung
des Zinkoxychlorids mit dem leicht zersetzlichen Natriumbicarbonat entweder überhaupt
nicht oder nur am Schlusse der Reaktion bis zur Kochtemperatur zu steigern, damit
die im Bicarbonat enthaltene Kohlensäuremenge sich vollständig an das Zinkoxychlbrid
anlagern kann. Würde man dagegen das Reaktionsgemisch sofort bis zum Kochen erhitzen,
so würde ein großer Teil der Bicarbonatkohlensäure vorzeitig entweichen und das
entstehende Zinkhydrocarbonat und besonders auch das aus diesem herzustellende Zinkoxyd
weniger voluminös werden. Beispiele Zur Umsetzung mit Natriumbicarbonat und Soda
wurde ein feuchtes Zinkoxychlorid verwandt, in welchem auf Zoo Teile Zn 11,2 Teile
gebundenes Chlor enthalten waren. Das Schüttgewicht des getrockneten Zinkoxychlorids
war 0,71.
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a) Zoo g feuchtes Zinkoxychlorid, enthaltend 2-6,39 Zn (2,95g
gebundenes Chlor), werden in 5oo ccm Wässer suspendiert und mit 7,5 g Natriumbicarbonat
(- 1o6 °/o der Theorie) versetzt. Das Zinkoxychlorid wird mit der entstehenden Bicarbonatlösung
2 Stunden verrührt, wobei die Temperatur allmählich auf 9o° ansteigt. Danach wird
das Zinkhydrocarbonat von der entstandenen Chlornatriumlösung abfiltriert, gewaschen
und getrocknet. Es wird ein Zinkhydrocarbonat erhalten mit 8,98 °/o C02 und o,28
°/o Cl, Schüttgewicht 0,3o. Diese an Zinkhydrocarbonat gebundene Kohlensäure entspricht
9o °)o der im Bicarbonat angewandten Menge.
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b) Zoo g desselben feuchten Zinkoxychlorids werden wieder in 5oo ccm
Wasser suspendiert und 4,7 g Nag CO, hinzugefügt. Die Lösung wird wieder
während 2 Stunden ansteigend auf 9o° erhitzt, dann filtriert, gewaschen und das
Zinkhydrocarbonat getrocknet. Dasselbe enthält 4,4/, C 02, 0,35 °/o Cl, Schüttgewicht
o,59. Die gebundene C0,7 Menge entspricht wiederum etwa 9o °/a der in der Soda angewandten.
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Bemerkenswert ist, daß durch die Verdoppelung der gebundenen Kohlensäure
im Beispiel a auch eine Verringerung des Schüttgewichtes auf die Hälfte von Beispiel
b stattgefunden hat.