DE127423C

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Publication number: DE127423C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Kupfersulfat und anderen Metallsulfaten durch Elektrolyse einer Lösung eines Alkalisulfates unter Benutzung einer Anode aus dem Metall, dessen Sulfat dargestellt werden soll, wobei gleichzeitig kaustisches Alkali gewonnen wird.The subject of the present invention is a process for the production of copper sulfate and other metal sulfates by electrolysis of a solution of an alkali sulfate under Use of an anode made of the metal whose sulphate is to be represented, while at the same time caustic alkali is obtained.

Bei der Anwendung eines porösen Diaphragmas zur Trennung der Lösungen von Kupfersulfat einerseits und Alkalisulfat bezw. Hydroxyd andererseits zeigt sich der Uebelstand, dafs die an der porösen Scheidewand sich treffenden Ionen eine Ausfällung von Metalloxyd bewirken, welches die Poren der porösen Scheidewand verstopft und den Vorgang der Elektrolyse verhindert.When using a porous diaphragm to separate the solutions from Copper sulfate on the one hand and alkali sulfate respectively. Hydroxide, on the other hand, shows the problem, that the ions meeting at the porous septum cause a precipitation of metal oxide cause which clogs the pores of the porous septum and the process of Prevents electrolysis.

Man hat diese Schwierigkeit bereits dadurch zu umgehen gesucht, dafs man zwischen den beiden Lösungen eine Schicht einer indifferenten Flüssigkeit anordnete, welche die Zersetzungsproducte aufnahm und das Festsetzen des Metalloxyds in der Scheidewand verhindern sollte. Eine solche Einrichtung ist in der amerikanischen Patentschrift 442 333 beschrieben.One has already tried to avoid this difficulty by moving between the arranged a layer of an indifferent liquid in both solutions, which contained the products of decomposition and should prevent the metal oxide from settling in the septum. One such facility is in the American patent 442 333.

Bei dieser früheren Vorrichtung war aber ein vollkommenes Freihalten der Scheidewände und eine stets gleichmäfsige Zersetzung deshalb nicht zu erreichen, weil die Flüssigkeit zwischen dem Anoden - und dem Kathodenraum sich bald mit ausgefällten Metalloxyden sättigte, welche sich sehr bald auch auf der Oberfläche der porösen Scheidewände absetzten, so dafs ein ständiges Offenhalten derselben nicht zu erzielen war.In this earlier device, however, the partition walls were kept completely free and an always uniform decomposition cannot be achieved because the liquid is between the anode and cathode compartment soon became saturated with precipitated metal oxides, which very soon also settled on the surface of the porous partitions, so that it was not possible to keep them open all the time.

Bei vorliegender Erfindung wird dieser Uebelstand nun dadurch vermieden, dafs man die zwischen dem Anoden- und Kathodenraum angeordnete Flüssigkeit in steter Circulation erhält, so dafs die Zersetzungsproducte sofort abgeführt werden. Dadurch wird also das Diaphragma stets rein erhalten und für einen guten Fortgang der Dialyse gesorgt.In the present invention this disadvantage is avoided by the fact that one the liquid arranged between the anode and cathode compartments in constant circulation so that the products of decomposition are immediately removed. So this is what Keep the diaphragm clean and ensure that the dialysis continues well.

Die Ausführung des Verfahrens gestaltet sich nun beispielsweise bei der Herstellung von Kupfersulfat derart, dafs man sich eines Behälters bedient, der durch zwei im Abstande von beispielsweise 1 cm von einander entfernt angebrachte vertical stehende, poröse Scheidewände in drei Abtheilungen getheilt ist. Man kann die Anordnung derart treffen, dafs die, Abtheilungen concentrisch zu einander angeordnet sind, wobei die äufsere Abtheilung den Anoden-, die innere Abtheilung den Kathodenraum darstellen, welche beide durch einen ringförmigen Zwischenraum von einander getrennt sind. In den Anodenraum bringt man eine Menge von die lösliche Anode darstellenden Kupferabfällen und giefst darüber dann weiter eine mit Schwefelsäure schwach angesäuerte Lösung von Kupfersulfat. Der innere Kathodenraum enthält eine der Einwirkung von Alkalihydrat widerstehende, nicht angreifbare Ka-The execution of the method is now designed, for example, in the production of Copper sulphate in such a way that one uses a container which is separated by two For example, 1 cm apart, vertically standing, porous partitions is divided into three sections. The arrangement can be made in such a way that the Divisions are arranged concentrically to one another, the outer division being the Anode, the inner division representing the cathode compartment, both of which are represented by an annular Space are separated from each other. A quantity of the soluble anode is brought into the anode compartment Copper waste and pour over it then further a weakly acidified with sulfuric acid Solution of copper sulfate. The inner cathode compartment contains one of the action of alkali hydrate resisting, non-vulnerable

thode von grofser Oberfläche und · ist mit einer etwas alkalisch gemachten, die Kathodenflüssigkeit darstellenden Lösung von Alkalisulfat gefüllt. Die mittlere ringförmige Abtheilung, welche die von den porösen Scheidewänden fern zu haltenden Zersetzungsproducte aufzunehmen hat, enthält zweckmäfsigerweise etwa 2oprocentige Schwefelsäure oder eine mit Schwefelsäure schwach angesäuerte, sehr concentrirte Lösung eines Alkalisulfates. Diese Lösung führt eine geringe Menge des durch die die Anode von der mittleren Abtheilung trennende Scheidewand dialysirten Metallsulfates mit sich fort, während das durch die andere Scheidewand dialysirte Alkalihydrat durch die Schwefelsäure neutralisirt wird.method has a large surface and is made with a somewhat alkaline catholyte representative solution filled by alkali sulfate. The middle ring-shaped division, which has to take up the decomposition products to be kept away from the porous partitions, appropriately contains about 20% sulfuric acid or one weakly acidified with sulfuric acid, very concentrated Solution of an alkali sulfate. This solution carries a small amount of the through the anode from the middle compartment separating septum of dialyzed metal sulphate with it, while that through the other The septum dialysed alkali hydrate is neutralized by the sulfuric acid.

Die Strömung der Flüssigkeit geschieht so schnell, dafs ihr Gehalt an schwefelsaurem Kupfer nicht ein Decigramm im Liter überschreitet. Unter diesen Bedingungen kann das Sulfat nicht durch die andere Scheidewand hindurch in die das Alkalihydrat enthaltende Abtheilung dialysiren, und es kann daher auf dieser Scheidewand keine Ausfällung von Kupferoxyd stattfinden.The flow of the liquid is so rapid that its content of sulfuric acid Copper does not exceed one decigram per liter. Under these conditions can the sulphate does not pass through the other septum into the one containing the alkali hydrate Dialyze the section, and therefore no precipitate can occur on this partition of copper oxide take place.

Die Schnelligkeit der Circulation wird nun so geregelt, dafs man auf 40 1 in der Stunde für jede Zelle einen Strom von 25 bis 30 Amperes und 4 Volt gebraucht. Unter diesen Bedingungen beträgt der Verlust an Kupfersulfat infolge der Dialyse weniger als 4 pCt. der theoretischen Ausbeute; ebenso verhält es sich mit dem Verlust an kaustischem Alkali.The rapidity of the circulation is now regulated in such a way that it is 40 liters per hour a current of 25 to 30 amperes and 4 volts is required for each cell. Under these Conditions, the loss of copper sulfate as a result of dialysis is less than 4 pCt. the theoretical yield; it is the same with the loss of caustic alkali.

Um das dialysirte Metall zu gewinnen, läfst man die aus dem mittleren Behälter austretende Flüssigkeit in einen Bottich strömen und unterwirft sie dort der beständigen Einwirkung entweder von Schwefelwasserstoff oder eines Sulfides eines Alkali- oder Erdalkalimetalls in genügender Menge, um den gröfsten Theil des Kupfers niederzuschlagen.In order to obtain the dialyzed metal, the one emerging from the central container is drained Liquid pour into a vat and there subjects it to the constant action either of hydrogen sulfide or a sulfide of an alkali or alkaline earth metal in enough to knock down most of the copper.

Die Flüssigkeit gelangt dann schliefslich auf einen mit Kohle gefüllten Thurm, wo sie den etwa im Ueberschufs vorhandenen Schwefelwasserstoff abgiebt, und strömt alsdann auf ein Filter, wo das gebildete Schwefelkupfer abfiltrirt wird, und gelangt schliefslich in den mittleren Behälter der Elektrolysezelle. Statt des Schwefelwasserstoffes kann man jedes andere beliebige Fällungsmittel zum schnellen Ausfällen des Kupfers anwenden.The liquid then finally reaches a tower filled with coal, where it gives off any excess hydrogen sulfide, and then flows in Filter, where the formed copper sulphide is filtered off, and finally reaches the middle container of the electrolytic cell. Instead of hydrogen sulfide, you can do anything use any other precipitant to precipitate the copper quickly.

Man kann auch die aus dem mittleren Behälter der elektrolytischen Zelle austretende Flüssigkeit zwischen den Elektroden einer mit bipolaren Platten versehenen elektrolytischen Zelle circuliren lassen, um durch elektrolytische Zersetzung das Kupfer auf den Kathoden derselben niederzuschlagen.One can also use the one emerging from the central container of the electrolytic cell Liquid between the electrodes of an electrolytic plate equipped with bipolar plates Let the cell circulate in order to electrolytically decompose the copper on its cathodes knock down.

Falls man die Herstellung von Eisensulfat beabsichtigt, so wird das durch Dialyse in die mittlere Abtheilung gelangte Metall nicht mehr durch Schwefelwasserstoff niedergeschlagen, der ja in diesem Falle wegen der sauren Reaction nicht wirken kann, sondern durch jedes beliebige andere Fällungsmittel, beispielsweise durch Alkali.If one intends to produce iron sulphate, this is done by dialysis into the In the middle section, metal was no longer deposited by hydrogen sulphide, the yes, in this case it cannot act because of the acidic reaction, but through any one other precipitants, for example by alkali.

Claims

Patent claim:
Process for the preparation of copper sulphate and other metal sulphates with simultaneous production of caustic alkali by electrolysis of an alkali sulphate solution using an anode made of the metal whose sulphate is to be produced and a liquid layer between anode and cathode bounded by two porous partitions, characterized in that the Fluid layer is constantly renewed by circulation.