DE163448C

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Info

Publication number: DE163448C
Application number: DE1904163448D
Authority: DE
Filing date: 1904-08-26
Anticipated expiration: 1924-08-27

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslaugen von Metallen aus Erzen und anderen metallhaltigen Stoffen mittels einer strömenden, bei der Elektrolyse von Alkalisalzen, besonders von Alkalichloriden, unter Anwendung, eines Diaphragmas an der Anode erhaltenen Salzlösung, wobei die an der Kathode sich ansammelnden Umsetzungserzeugnisse der Elektrolyse gesondert abgeleitet werden.The present invention relates to an apparatus for leaching metals from ores and other metal-containing substances by means of a flowing, during electrolysis of alkali salts, especially of alkali chlorides, using a diaphragm saline solution obtained at the anode, the reaction products of the electrolysis accumulating at the cathode being separated be derived.

Die Vorrichtung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen dieser Art dadurch, daß die Elektrolyse und die Auslaugung des Erzes wesentlich in demselben Gefäße und doch voneinander getrennt ausgeführt werden, so daß einerseits die Anlagekosten vermindert, die Arbeit erleichtert und Verluste an lösenden Gasen (Chlor) vermieden werden und andererseits ein geringer Zellenwiderstand und eine unbegrenzte Stärke der zu bearbeitenden Erzschicht erreicht wird, ohne daß die elektrische Leitungsfähigkeit der Erzschicht in Betracht käme. Die neue Vorrichtung vereinigt demnach die Vorteile der Anlagen, bei denen die Elektrolysierung mit der Lösung des Metalls vereinigt ist, mit den Vorteilen der Anlagen, bei denen die beiden Prozesse getrennt ausgeführt werden.The device differs from the known devices of this type in that that the electrolysis and the leaching of the ore are essentially carried out in the same vessel and yet separately from one another so that on the one hand the investment costs are reduced, the work is made easier and Loss of dissolving gases (chlorine) can be avoided and, on the other hand, a low cell resistance and an unlimited thickness of the ore layer to be worked is achieved without impairing the electrical conductivity the ore layer would be considered. The new device therefore combines the advantages the plants in which the electrolysis is combined with the metal solution with the advantages of systems in which the two processes are carried out separately.

Bei der Vorrichtung kommt es ferner darauf an, daß der Elektrolyt vorerst an den Anoden und erst nachher an den die Kathoden enthaltenden Diaphragmen vorbeiströmt, so daß die Elektrolytflüssigkeit, bevor sie die Diaphragmen erreicht, mit den sauren Anionen bereits so weit gesättigt ist, daß die durch die Diaphragmen diffundierende Lauge aus dem Elektrolyt, welcher während des vorhergehenden Kreislaufes durch den Behälter Metallsalze aufgenommen hat, die Metalle nicht als Hydrate oder Oxychloride fällen kann. .In the case of the device, it is also important that the electrolyte is first applied to the anodes and only afterwards flows past the diaphragms containing the cathodes, so that the electrolyte liquid, before it reaches the diaphragms, with the acidic anions is already so saturated that the lye diffusing through the diaphragms is removed the electrolyte, which during the previous cycle through the container Has absorbed metal salts that do not precipitate metals as hydrates or oxychlorides can. .

Die neue Vorrichtung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The new device is shown in the drawing in one embodiment.

Fig. ι ist ein lotrechter Querschnitt der Vorrichtung, Fig. 2 eine Endansicht.Fig. Ι is a vertical cross section of the device, Figure 2 is an end view.

Fig. 3 und 4 sind Seitenansichten in kleinerem Maßstabe von der Seite, an der die Kathodenflüssigkeit eingeführt wird bezw. das gebildete Alkalihydrat ausfließt.3 and 4 are side views, on a smaller scale, of the side on which the catholyte is introduced respectively. the formed alkali hydrate flows out.

Fig. 5 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 in kleinerem Maßstabe. . ■Fig. 5 is a horizontal section along the line AB of Fig. 1 on a smaller scale. . ■

Der zur Elektrolyse dienende Trog wird aus einer undurchlässigen und säurebeständigen Masse, z. B. aus Beton oder aus mit Asphalt u. dgl. getränktem Holz, Mauerwerk usw., hergestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Boden C aus Beton und die Seitenwände D aus Backsteinmauern mit durch das Mauerwerk hindurchgehenden Eisenankern, welche oben und unten mit RahmenThe trough used for electrolysis is made of an impermeable and acid-resistant mass, e.g. B. made of concrete or with asphalt and the like. Soaked wood, masonry, etc., made. In the embodiment shown, the floor C consists of concrete and the side walls D of brick walls with iron anchors passing through the masonry, which are framed above and below

aus Eisen oder Holz ein festes Gerippe für das Mauerwerk bilden, um die Widerstandsfähigkeit der dünnen Wände gegen seitlichen Druck zu erhöhen. Gemäß der Erfindung wird der Trog durch einen mit Löchern a versehenen, zweckmäßig wagerechten falschen Boden E, der in der Zeichnung als Gewölbe ausgebildet ist, in einen oberen und unteren Raum geteilt.using iron or wood to form a solid framework for the masonry in order to increase the resistance of the thin walls to lateral pressure. According to the invention, the trough is divided into an upper and a lower space by an appropriately horizontal false floor E provided with holes a, which is designed as a vault in the drawing.

ίο Der Raum F unter dem gelochten Boden E bildet den Elektrölysierungsraum oder Zersetzungsraum, während der obere Raum G der Auslaugungs- oder Lösungsraum ist, in welchen das auszulaugende Gut H eingefüllt wird.ίο The space F under the perforated floor E forms the electrolysing space or decomposition space, while the upper space G is the leaching or dissolving space into which the material H to be leached is poured.

Im Zersetzungsraum F sind die zweckmäßig rohrförmigen Diaphragmen d aus alkalibeständigem Stoffe, z. B. Zement, Asbest, Pergament, nitriertem Baumwollgewebe, wagerecht oder schräg angeordnet. Innerhalb der Diaphragmenrohre befinden sich die Kathodenräume, die die nachstehend beschriebenen Kathoden enthalten.In the decomposition space F , the appropriately tubular diaphragms d made of alkali-resistant substances, such. B. cement, asbestos, parchment, nitrided cotton fabric, arranged horizontally or at an angle. Inside the diaphragm tubes are the cathode compartments which contain the cathodes described below.

Die Diaphragmenrohre sind an den Enden, die die Leitungsanschlüsse für die Kathoden enthalten, einzeln durch die Wandung der Wanne geführt und in derselben mittels geeigneter Kopfstücke g gut abgedichtet. Diese Kopfstücke sind mittels Anschlußstücken m einzeln mit dem Alkalihydratsammler J verbunden, damit jedes Diaphragmenrohr einzeln beaufsichtigt und im Bedarfsfalle ausgewechselt werden kann. Die anderen Enden der Diaphragmenrohre werden mittels T- förmiger Rohre/ zu Gruppen vereinigt, um die Zahl der Ausführungsstellen in der Wandung zu vermindern; außerdem wäre es auch nicht vorteilhaft, sämtliche Diaphragmenrohre durch ein gemeinsames Speiserohr zu speisen, weil es wesentlich ist, daß die Strömung der Flüssigkeit durch sämtliche Kathodenräume möglichst gleichförmig verläuft. Sowohl die Speiserohre f als die Kopfstücke g müssen aus alkalibeständigen Stoffen, vorzüglich Steingut, bestehen. Die Diaphragmenrohre werden beim Einbauen zuerst in die Kopfstücke g eingekittet und dann in die Wanne eingeschoben, wonach die durch ein Mannloch K zugänglichen unteren Enden mit den Speiserohren f verbunden und verkittet werden.The ends of the diaphragm tubes, which contain the line connections for the cathodes, are individually passed through the wall of the tub and are well sealed in the same by means of suitable head pieces g. These head pieces are individually connected to the alkali hydrate collector J by means of connecting pieces m so that each diaphragm tube can be monitored individually and replaced if necessary. The other ends of the diaphragm tubes are combined into groups by means of T-shaped tubes / in order to reduce the number of execution points in the wall; in addition, it would also not be advantageous to feed all the diaphragm tubes through a common feed tube, because it is essential that the flow of the liquid through all the cathode spaces is as uniform as possible. Both the feed pipes f and the head pieces g must be made of alkali-resistant materials, especially earthenware. During installation, the diaphragm tubes are first cemented into the head pieces g and then pushed into the tub, after which the lower ends accessible through a manhole K are connected to the feed tubes f and cemented.

In dem Zersetzungsraume F sind unterhalb oder zwischen, keinesfalls jedoch über den Diaphragmen die beliebig gestalteten Anoden b aus unlöslichem Stoff, z. B. Graphit oder Kohle, angeordnet, denen der Strom durch aus demselben Stoff hergestellte und durch die Wandungen dicht geführte Speiseleitungen c zugeleitet wird.In the decomposition space F below or between, but in no case above the diaphragms, the arbitrarily shaped anodes b made of insoluble matter, e.g. B. graphite or carbon, arranged, to which the current is fed through feed lines c made of the same substance and tightly guided through the walls.

In Fig. 5 sind die von links aus ersten acht Diaphragmenrohre ersichtlich, welche durch ein Speiserohr/ zu einer Gruppe vereinigt sind; daneben sieht man zwölf Anodenplatten. In Fig. 5, the first eight diaphragm tubes can be seen from the left, which are united by a feed pipe / in a group; next to it you can see twelve anode plates.

Die Bedeutung dieser Anordnung liegt darin, daß z. B. bei der Lösung von Kupfer mittels Chlors der Elektrolyt im Anodenraum von unten aufwärts stömend vorerst die Anoden berührt und an diesen so viel Chlor aufnimmt, daß bei dem Umspülen der Diaphragmen, durch die stets etwas Alkali diffundiert, aus dem bereits kupferhaltigen Elektrolyten weder Kupfer-Oxychloride noch Kupfer-Hydrate gefällt werden können.The importance of this arrangement is that, for. B. in the solution of copper by means of chlorine, the electrolyte in the anode compartment is initially flowing upwards from below Touches the anodes and absorbs so much chlorine from them that when the diaphragms are flushed, through which always some alkali diffuses, from the already copper-containing Electrolytes, neither copper oxychloride nor copper hydrates can be precipitated.

Die zweckmäßig aus Nickel- oder Eisendraht oder -band bestehenden Kathoden h sind in den Diaphragmenrohren angebracht. Zur Stromzuführung dienen die in den Stutzen i der Kopfstücke g dicht eingesetzten Metall-, vorteilhaft Kupferstäbe j, die an die Sammelschiene M angeschlossen sind. The cathodes h, which are expediently made of nickel or iron wire or band, are fitted in the diaphragm tubes. The metal, advantageously copper, rods j, which are tightly inserted into the nozzle i of the head pieces g and are connected to the busbar M , serve to supply power.

Der Lösungsraum G der Vorrichtung wird mit dem zu verarbeitenden Erz H gefüllt, welches auf dem durchlochten Boden E ruht. Im oberen Teile des Lösungsraumes ,sind Rohre / angeordnet, die zur Ableitung der erhaltenen Metallsalzlösung dienen. Die in den unteren Teil des Lösungsraumes mündenden Rohrstutzen L dienen zum Auswaschen der Rückstände.The solution space G of the device is filled with the ore H to be processed, which rests on the perforated bottom E. In the upper part of the solution space, pipes / are arranged, which serve to discharge the metal salt solution obtained. The pipe sockets L opening into the lower part of the solution space serve to wash out the residues.

In Fig. ι ist ein Deckel N ersichtlich, dessen Ränder dicht an den Trogwandungen in die Flüssigkeit tauchen und hierdurch einen gasdichten Verschluß herstellen. Der Deckel kann mittels Kettenzuges o. dgl. gehoben werden und dient zum Sammeln oder Ableiten der nicht verbrauchten gasförmigen Säureradikale, z. B. des Chlorgases.In Fig. 1 a lid N can be seen, the edges of which dip into the liquid close to the trough walls and thereby produce a gas-tight seal. The cover can be lifted by means of a chain hoist or the like and is used to collect or divert unused gaseous acid radicals, e.g. B. the chlorine gas.

Der durchlochte Boden E ist mit einer durchlässigen säurebeständigen Filterschicht, z. B. Asbesttuch, bedeckt, um das Durchfallen von Erzstaub in den Elektrölysierungsraum oder das Verstopfen der Löcher des falschen Bodens E zu verhüten.The perforated bottom E is covered with a permeable acid-resistant filter layer, e.g. B. asbestos cloth, covered to prevent ore dust from falling into the electrölysierungsraum or clogging of the holes in the false floor E.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende:The device works as follows:

Die Anodenflüssigkeit, welche bei Beginn des Betriebes aus einer Alkalisalzlösung, aber fernerhin aus einer Mischung dieser Salzlösung mit- der herzustellenden Metallsalzlösung besteht, tritt durch die aus säurebeständiger Masse bestehenden Rohre k (Fig 1 und 5) unterhalb der Anoden in den Zersetzungsraum F. Während nun der Elektrolyt nach oben fließend an den Anoden vorbeiströmt, nimmt er die hier erzeugten Säureradikale, z. B. Chlor, auf und durch die Öffnungen α des Bodens E in den Lösungsraum G mit, durchsetzt die Erzschicht H gleichförmig, löst deren Metallgehalt auf undThe anolyte, which at the start of operation consists of an alkali salt solution, but also a mixture of this salt solution with the metal salt solution to be produced, passes through the acid-resistant material pipes k (Fig. 1 and 5) below the anodes into the decomposition space F. During now the electrolyte flows upwards flowing past the anodes, it takes the acid radicals generated here, z. B. chlorine, on and through the openings α of the soil E in the solution space G , permeates the ore layer H uniformly, dissolves its metal content and

verläßt die Vorrichtung durch die Rohre /. Die Lösung kann je nach den Betriebsverhältnissen entweder sofort von ihrem Metallgehalt befreit werden und dann in den Elektrolysierungsraum zurückgelangen, oder aber der Elektrolyt wird bis zur Erlangung des gewünschten Salzgehaltes mehrmals durch die Auslaugungsvorrichtiang geführt, bevor die Metallabscheidung vorgenommen wird.leaves the device through the pipes /. Depending on the operating conditions, the solution can either be immediately from their Metal content are freed and then returned to the electrolysis room, or but the electrolyte is repeatedly passed through until the desired salt content is achieved the leacher is passed before the metal deposition is undertaken.

Die die Kathodenflüssigkeit bildende Alkalisalzlösung tritt durch die Speiserohre f in die Kathodenräume e, d. h. in die Diaphragmenrohre, in denen an den Kathoden Λ das Alkalimetall ausgeschieden wird, welches bekanntlich mit Wasser sofort Alkalihydrat bildet. Die hierdurch entstandene Mischung der Alkalisalz- und Alkalihydratlösung und des Wasserstoffgases gelangt durch die Kopfstücke g und Anschlußstücke m . in das Sammelgefäß /, welches von dem Lösebehälter gesondert und zweckentsprechend aus Eisen hergestellt ist. In diesem Gefäße / sammelt sich das Wasserstoffgas im Gasraume n, während die vom Gase befreite Flüssigkeit in den Raum ο fließt. Dieser ist am oberen Ende des mit einem Gasabscheider ρ versehenen Ablaßrohres q derart ausgebildet, daß der Flüssigkeitsstand in demselben ungefähr mit jenem des Elektrolyten in dem Lösungsraum, d. h. mit der Höhe der Abflußrohre Z gleich ist.The alkali salt solution forming the cathode liquid passes through the feed pipes f into the cathode spaces e, ie into the diaphragm pipes, in which the alkali metal is precipitated at the cathodes Λ, which, as is known, immediately forms alkali hydrate with water. The resulting mixture of the alkali salt and alkali hydrate solution and the hydrogen gas passes through the head pieces g and connection pieces m . into the collecting vessel /, which is made of iron separately from the dissolving container and appropriately for the purpose. In this vessel / the hydrogen gas collects in the gas space n, while the liquid freed from the gases flows into space ο. This is formed at the upper end of the discharge pipe q provided with a gas separator ρ in such a way that the liquid level in the same is approximately equal to that of the electrolyte in the solution space, ie with the height of the discharge pipes Z.

Während die Mischung der Alkalihydrat- und Alkalisalzlösung durch das Abflußrohr q und den Versehlußhahn r ausfließt, und zwar entweder um einen neuen Kreislauf durchzumachen oder i um unmittelbar in die Entsalzungsvorrichtung zu gelangen, wird das Wasserstoffgas aus dem Gasraum durch die Öffnung s abgeführt und in beliebiger Weise verwertet.While the mixture of the alkali hydrate and alkali salt solution flows out through the drain pipe q and the stopcock r, either to start a new cycle or i to get directly into the desalination device, the hydrogen gas is discharged from the gas space through the opening s and into any Wisely utilized.

Ist das Erz in gewünschtem Maße ausgelaugt, so wird die Anodenflüssigkeit aus der Wanne durch die Rohre k und die Kathodenflüssigkeit durch die Rohre f abgelassen; sodann werden die Gase abgesaugt, wonach die Rückstände aus dem Auslaugungsraum durch die Stutzen L ausgespült werden.If the ore is leached to the desired extent, the anolyte is drained from the tub through the tubes k and the catholyte through the tubes f ; the gases are then sucked off, after which the residues are flushed out of the leaching space through the nozzle L.

Claims

Patent-to sayings:

1. Device for leaching metals from ores and other metal-containing ones Substances by means of a flowing, in the electrolysis of alkali salts using a diaphragm on the Anode obtained saline solution, characterized in that the tub is in a permeable false bottom an upper space serving to hold the material to be leached and a lower space serving for electrolysis are separated in which the electrodes separated by a diaphragm are evenly distributed and as close to each other as possible are arranged for the purpose of making full use of the generated anions as far as possible To achieve a reduction in cell resistance.

2. Embodiment of the device according to claim 1, characterized in that that tubular diaphragms, which enclose the individual cathodes, in the shape of the entire bottom surface the grate covering the trough are arranged above the anode plates, so that the electrolyte flowing upwards first the anodes and then the diaphragms containing the cathodes were washed around for the purpose of the formation of basic precipitates to prevent at the diaphragms.

3. Embodiment of the device according to claim 1 and 2, characterized in that that the diaphragm tubes are cemented on at one end by means of the current connection pieces containing Head pieces are inserted individually and from the outside into the wall of the tub in such a way that the head pieces protrude into the open and can be individually connected to the alkali collector for the purpose of replacing damaged ones Diaphragms and cathodes to facilitate.

Kjüerzu ι sheet drawings.