Verfahren zur Gewinnung von Kupfer und Chlor aus Kupferchlorid durch
Elektrolyse Es ist bekannt, kupferhaltige oxydische Eisenerze und Kiesabbrände mit
chlorhaltigen Gasen zu behandeln, dadurch ihren Kupfergehalt weitgehend zu verflüchtigen
und ein praktisch kupferfreies Eisenerz zu erhalten, dessen chemische Zusammensetzung
bereits hochofenfähig ist. Dabei wird das Kupfer in Form von Kupfer(II)-chlorid
ausgetrieben und muß durch eine Wäsche gewonnen werden, wenn es nicht verlorengegeben
werden soll.Process for the extraction of copper and chlorine from copper chloride by
Electrolysis It is known to use copper-containing oxidic iron ores and gravel burns
To treat gases containing chlorine, thereby largely volatilizing their copper content
and to obtain a practically copper-free iron ore, its chemical composition
is already suitable for blast furnaces. The copper is in the form of copper (II) chloride
driven out and must be recovered by washing if it is not given up
shall be.
Das ausgewaschene Kupfer(II)-chlorid kann nach bekannten Verfahren,
z. B. durch Zementation mit Eisen, Fällung mit geeigneten Fällungsmitteln oder Fällung
mit Schwefeldioxyd oder Zementkupfer als Kupfer(I)-chlorid gewonnen werden. Diese
bekannten Verfahren haben aber verschiedene Nachteile. Zunächst geht bei ihnen das
ganze an Kupfer gebundene Chlor verloren, was eine erhebliche Kostenbelastung des
Gesamtverfahrens verursacht. Außerdem gestatten sie nicht die direkte Gewinnung
des Kupfers in kompakter Metallform und schließlich treten bei allen bekannten Aufarbeitungsverfahren
Abfallstoffe auf, beispielsweise Eisen(II)-chlorid, die ein erhebliches Abwasserproblem
darstellen.The leached copper (II) chloride can by known methods,
z. B. by cementation with iron, precipitation with suitable precipitants or precipitation
be obtained with sulfur dioxide or cement copper as copper (I) chloride. These
known methods have various disadvantages. First of all, this is possible with them
whole chlorine bound to copper is lost, which is a significant cost burden for the
Overall proceedings caused. In addition, they do not allow direct extraction
of copper in compact metal form and finally occur in all known reconditioning processes
Waste materials, for example ferrous chloride, pose a significant wastewater problem
represent.
Die direkte Gewinnung von kompaktem Kupfer unter gleichzeitiger Gewinnung
des gebundenen Chlors in elementarer Form durch Elektrolyse war bisher nicht möglich,
weil sich bei der elektrolytischen Abscheidung von metallischem Kupfer aus Kupfer(II)-chlorid-Lösungen
unter Verwendung unlöslicher Anoden intermediär Kupfer(I)-chlorid bildet, das teilweise
in das Kathodenkupfer eingebaut wird und sich teilweise als Schlamm in der Elektrolysezelle
absetzt. Durch den Einbau des Kupfer(I)-chlorids in das Kathodenkupfer fällt dieses
stets mit Chlorgehalten an, die weit über den für verkäufliches Kathodenkupfer oder
auch Barrenkupfer zulässigen Werten liegen und erreicht mehrere ganze Prozente,
etwa 2 bis 5 %. So stark chlorhaltiges Kupfer ist korrosionsunbeständig und verfärbt
sich schon unter dem Einfiuß der Atmosphärilien durch Bildung von Kupferoxychlorid
grün. Auch die Abscheidung des Kupfer(I)-chlorid-Schlammes in der Elektrolysezelle
bedeutet eine starke Störung des Verfahrens, die seine kontinuierliche Durchführung
sehr erschwert.The direct extraction of compact copper with simultaneous extraction
of the bound chlorine in elemental form through electrolysis has not been possible until now,
because during the electrolytic deposition of metallic copper from copper (II) chloride solutions
intermediate copper (I) chloride is formed using insoluble anodes, some of which
is built into the cathode copper and partly as sludge in the electrolytic cell
settles. When the copper (I) chloride is incorporated into the cathode copper, it falls
always with chlorine levels that far exceed those for commercially available cathode copper or
bar copper also lie within permissible values and reach several whole percentages,
about 2 to 5%. Copper with such a high chlorine content is not resistant to corrosion and discolored
already under the influence of the atmosphere by the formation of copper oxychloride
green. Also the separation of the copper (I) chloride sludge in the electrolysis cell
means a severe disruption of the process, its continuous implementation
very difficult.
Ein älterer Vorschlag, diese Schwierigkeiten durch Zusatz von Oxalaten
zum Elektrolyten zu überwinden, hat sich wegen der hohen Kosten des Oxalatzusatzes
nicht in die Praxis einbürgern können.An older suggestion overcomes these difficulties by adding oxalates
To overcome the electrolyte has become because of the high cost of the oxalate addition
cannot naturalize in practice.
Erfindungsgemäß werden die bei der chlorierenden Verflüchtigung kupferhaltiger
Rohstoffe anfallenden salzsauren wäßrigen Kupfer(II)-chlorid-Lösungen in einer an
sich bekannten Diaphragmazelle, wie sie z. B. für die Gewinnung von Zink und Chlor
aus Zink-Chlorid-Lösungen bekannt ist, direkt elektrolytisch auf weitgehend chlorfreies,
kompaktes Kathodenkupfer und elementares Chlor aufgearbeitet. Die intermediäre Bildung
von Kupfer(I)-chlorid und dessen Abscheidung als Schlamm sowie sein Einbau in das
Kathodenkupfer können überraschenderweise dadurch vermieden werden, daß dem Elektrolyten
Natriumchlorid in ausreichender Menge zugesetzt wird. Schon ein Zusatz von etwa
60 Gewichtsteilen Natriumehlorid auf 100 Gewichtsteile gelöstes Kupfer vermeidet
die Schlammbildung fast vollständig und es scheidet sich bei diesem Natriumchloridzusatz
auch kein weißer Überzug von Kupfer(I)-chlorid auf der Kathode ab. Für viele Zwecke
ist ein solches Kathodenkupfer bereits genügend rein, obwohl es sich beim Lagern
an der Luft etwas grünlich verfärbt.According to the invention, those become more copper-containing during the chlorinating volatilization
Hydrochloric acid aqueous copper (II) chloride solutions in one of the raw materials
known diaphragm cell, as z. B. for the extraction of zinc and chlorine
is known from zinc chloride solutions, directly electrolytically to largely chlorine-free,
processed compact cathode copper and elemental chlorine. The intermediate education
of copper (I) chloride and its deposition as sludge and its incorporation into the
Cathode copper can surprisingly be avoided in that the electrolyte
Sodium chloride is added in sufficient quantity. Already an addition of about
Avoids 60 parts by weight of sodium chloride per 100 parts by weight of dissolved copper
the sludge formation is almost complete and it separates with this addition of sodium chloride
also no white coating of copper (I) chloride on the cathode. For many purposes
Such a cathode copper is already sufficiently pure, although it is in storage
slightly greenish discolouration when exposed to air.
Wird dagegen der Natriumchloridzusatz auf etwa 100 Gewichtsteile
Natriumchlorid in 100 Gewichtsteile gelöstes Kupfer oder darüber erhöht, dann bildet
sich nicht nur überhaupt kein Kupfer(I)-chlorid-Schlamm mehr, sondern das abgeschiedene
Kathodenkupfer bleibt auch beim Trocknen und längeren Lagern an der Luft völlig
hellrot und fest. Diese Ergebnisse bleiben praktisch unverändert, auch wenn der
Natriumchloridzusatz weit über die genannten Werte, z. B. auf 200 bis 300 Gewichtsteile
Natriumchlorid zu 100 Gewichtsteilen gelöstes Kupfer erhöht wird. Gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung kann daher die elektrolytische Gewinnung von metallischem
Kupfer und elementarem Chlor aus Kupfer(II)-chlorid-Lösungen mit der gleichen Natriumchlorid-Elektrolyse
zwecks Gewinnung von Natriumhydroxyd und Chlor verbunden werden.If, on the other hand, the addition of sodium chloride is increased to about 100 parts by weight of sodium chloride in 100 parts by weight of dissolved copper or more, then not only does not copper (I) chloride sludge form at all, but the deposited cathode copper remains completely even after drying and longer storage in the air bright red and firm. These results remain practically unchanged, even if the addition of sodium chloride far exceeds the stated values, e.g. B. is increased to 200 to 300 parts by weight of sodium chloride to 100 parts by weight of dissolved copper. According to a preferred embodiment of the invention, the electrolytic production of metallic copper and elemental chlorine from copper (II) chloride solutions can therefore be combined with the same sodium chloride electrolysis for the purpose of obtaining sodium hydroxide and chlorine.